JP5944811B2 - Digital coherent optical transmission method, transmitter, and receiver - Google Patents
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Description
本発明は、高速光信号伝送を可能とするデジタルコヒーレント光伝送方法、それを実現する送信装置及び受信装置に関するものである。 The present invention relates to a digital coherent optical transmission method that enables high-speed optical signal transmission, and a transmission device and a reception device that realize the method.
増え続けるトラヒックの需要に応えるために、光伝送システムの高速化が進められてきた。しかしながらビットレートの高速化によって、伝送路における歪みや雑音の影響を受けやすくなるため、伝送距離が制限されるという問題があった。その問題を解決するために適用された技術の一つが誤り訂正技術である。高速光伝送の基本プラットホームであるOTN(Optical Transport Network)におけるFEC(Forward Error Correction)の適用はITU−T(Internal Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)の勧告G.709(非特許文献1を参照。)にて規定されており、現在では40Gb/s以上のOTN大容量光伝送システムにはFECが標準機能として搭載されている。 In order to meet the increasing traffic demand, the speed of optical transmission systems has been increased. However, increasing the bit rate makes it easier to be affected by distortion and noise in the transmission path, so there is a problem that the transmission distance is limited. One of the techniques applied to solve the problem is an error correction technique. Application of FEC (Forward Error Correction) in OTN (Optical Transport Network), which is a basic platform for high-speed optical transmission, is an ITU-T (Internal Telecommunication Standard Recommendation Sect.). 709 (see Non-Patent Document 1). Currently, an OTN large-capacity optical transmission system of 40 Gb / s or higher is equipped with FEC as a standard function.
近年さらなる通信トラヒックの急増に伴いコヒーレント検波とデジタル信号処理(DSP)を用いたデジタルコヒーレント光伝送技術(例えば、非特許文献2を参照。)による100Gb/s級の超高速光信号伝送システムの実用化が進められている。 With the rapid increase of communication traffic in recent years, practical use of ultra-high-speed optical signal transmission system of 100 Gb / s class by digital coherent optical transmission technology using coherent detection and digital signal processing (DSP) (for example, see Non-Patent Document 2). Is being promoted.
図17は、従来のデジタルコヒーレント光伝送技術を説明する図である。従来のデジタルコヒーレント光伝送技術では差動符号化によって直交するXY偏波成分とIQ位相成分に伝送ビット列の情報を割り振ってデータ列(XI(n),XQ(n),YI(n),YQ(n))を生成する。差動符号変調の特徴として1ビットの誤り発生が差動符号化された隣のビットに波及して連続した誤りが発生し、誤り訂正能力が低下するという従来からの課題がある。この従来からの課題を解決するために誤り訂正符号化の後に隣接するビット間が時系列的にできるだけ離れるようにビットインターリーブ処理を施し、受信後に元の時間系列に戻すビットデインターリーブ処理の後に誤り訂正復号化することにより、連続誤りによる誤り訂正能力劣化を回避することが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 FIG. 17 is a diagram for explaining a conventional digital coherent optical transmission technique. In the conventional digital coherent optical transmission technology, transmission bit string information is allocated to orthogonal XY polarization components and IQ phase components by differential encoding, and data strings (XI (n), XQ (n), YI (n), YQ (N)) is generated. As a characteristic of the differential code modulation, there is a conventional problem that a 1-bit error occurrence spreads to adjacent bits that have been differentially encoded and a continuous error occurs, resulting in a reduction in error correction capability. Subjected to bit interns leave processing as inter-bit time-series manner away as possible adjacent after the error correction coding in order to solve the problems of this prior art, the bit deinterleaving process of returning to the original time series after receiving It is known to avoid error correction capability deterioration due to continuous errors by performing error correction decoding later (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の方法は、誤り訂正符号化のブロック長が長い場合、ビットインターリーブの処理長を長くする(隣り合うビットをできるだけ離れるように並び変える)必要があり、信号処理量の増大と伝送遅延の増加を招くという新たな課題を生じている。
However, the method of
本発明は、上記新たな課題を解決すべく、連続誤りの発生に対しても誤り訂正能力の低下を防ぎ、誤り訂正能力を向上させるデジタルコヒーレント光伝送方法、送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a digital coherent optical transmission method, a transmission device, and a reception device that prevent a decrease in error correction capability even when consecutive errors occur and improve the error correction capability in order to solve the above-mentioned new problem. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明は、誤り訂正符号化の後にビット列の順番の並び変えを行い、連続誤りの位置を離し、不連続とすることによって誤り訂正能力の向上を図ることとした。 In order to achieve the above object, the present invention aims to improve the error correction capability by rearranging the order of bit strings after error correction coding, separating the positions of continuous errors and making them discontinuous. .
具体的には、本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、信号を送信する際に、
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記ビット列並び変え手順は、2チャネル間で一方のチャネルのシンボル前半にあるビット列と他方のチャネルのシンボル後半にあるビット列とを入れ替えることを特徴とする。
本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、信号を送信する際に、
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記第一誤り訂正符号化手順は、シンボル単位で誤り訂正符号化を行い、
前記ビット列並び変え手順は、同一チャネル内の隣り合う2つのシンボル間で一方のシンボル中の奇数番目のビット又は偶数番目のビットを他方のシンボル中の奇数番目のビット又は偶数番目のビットと入れ替えることを特徴とする。
このように並べ変えを行うことで、ブロック訂正符号に適するようになり、シンボル内に収まる範囲での誤りの連続発生(バースト誤り)を訂正する能力が向上する。後述する実施形態1は発生した連続誤りを同一シンボル内に集まるように並び変えを行っている。
本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、信号を送信する際に、
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記ビット列並び変え手順は、1つのOTUフレームをPバイト毎のブロックに分け、同一チャネル内でPバイト毎に、N(1≦N≦P;自然数)バイトのmビット目(1<m<9;自然数)で(N+m−1 mod P)バイト目のmビット目を置換することを特徴とする。
このように並べ変えを行うことで連続誤りが時間的に散らばるようになり、ランダム誤り訂正符号による訂正能力を向上させることができる。
Specifically, when the digital coherent optical transmission method according to the present invention transmits a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing,
The bit string rearrangement procedure is characterized in that the bit string in the first half of the symbol of one channel and the bit string in the second half of the symbol of the other channel are exchanged between two channels .
When the digital coherent optical transmission method according to the present invention transmits a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing
The first error correction encoding procedure performs error correction encoding in symbol units,
The bit string rearrangement procedure replaces odd-numbered bits or even-numbered bits in one symbol with odd-numbered bits or even-numbered bits in the other symbol between two adjacent symbols in the same channel. It is characterized by .
By performing the rearrangement in this way, it becomes suitable for a block correction code, and the ability to correct consecutive occurrences of errors (burst errors) within a range that falls within a symbol is improved. In the first embodiment to be described later, rearrangement is performed so that the generated consecutive errors are collected in the same symbol.
When the digital coherent optical transmission method according to the present invention transmits a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing
In the bit string rearrangement procedure, one OTU frame is divided into blocks of P bytes, and the mth bit (1 <m <9) of N (1 ≦ N ≦ P; natural number) bytes for each P bytes in the same channel. ; Natural number), the m-th bit of the (N + m−1 mod P) byte is replaced .
By performing the rearrangement in this way, continuous errors are scattered over time, and the correction capability by the random error correction code can be improved.
本デジタルコヒーレント光伝送方法は、送信側でビット列並び変え手順でビット列を入れ変え、受信側で元のビット列に組み戻している。このため、送信側から受信側までの間で発生する連続誤りの位置を離し、不連続とすることができるので受信側の誤り訂正復号化で誤りを訂正することができる。 In this digital coherent optical transmission method, the bit sequence is replaced by the bit sequence rearrangement procedure on the transmission side, and the original bit sequence is reassembled on the reception side. For this reason, the position of the continuous error occurring between the transmission side and the reception side can be separated and made discontinuous, so that the error can be corrected by error correction decoding on the reception side.
従って、本発明は、連続誤りの発生に対しても誤り訂正能力の低下を防ぎ、誤り訂正能力を向上させるデジタルコヒーレント光伝送方法、送信装置及び受信装置を提供することができる。 Therefore, the present invention can provide a digital coherent optical transmission method, a transmission device, and a reception device that prevent a reduction in error correction capability even when consecutive errors occur and improve the error correction capability.
本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、前記差動符号化送信手順前に、前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号に対して誤り訂正符号化を行う第二誤り訂正符号化手順と、
前記前記ビット列組み戻し手順前に、前記差動復号化手順で複合化された信号に対して、前記第二誤り訂正符号化手順の符号化に対応する復号化を行う第二誤り訂正復号化手順と、
をさらに行う。
The digital coherent optical transmission method according to the present invention comprises: ,
A second error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the second error correction encoding procedure on the signal combined by the differential decoding procedure before the bit string reassembly procedure When,
Do further.
本デジタルコヒーレント光伝送方法は、ビット列の並べ変えを行った後にさらに誤り訂正符号化を行っている。本デジタルコヒーレント光伝送方法では、2段の誤り訂正符号化がそれぞれ独立であり、それぞれが単独で誤り訂正機能を有するものを組み合わせた(連接した)ため訂正能力を上げることができる。 This digital coherent optical transmission method further performs error correction coding after rearranging the bit strings. In the present digital coherent optical transmission method, two-stage error correction coding is independent, and each has a combination of error correction functions independently (concatenated), thereby improving the correction capability.
本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、フレーム同期を行うため、前記ビット列並び変え手順は、フレーム同期に関する信号部分でのビット列の入れ替えを未処理とすることを特徴とする。 In the digital coherent optical transmission method according to the present invention, in order to perform frame synchronization, the bit sequence rearrangement procedure is characterized in that the replacement of the bit sequence in the signal portion related to frame synchronization is unprocessed.
本発明に係るデジタルコヒーレント光伝送方法は、誤り訂正符号化手段、ビット列並び換え手段及び差動符号化手段を有する送信装置と、差動復号化手段、ビット列組み戻し手段及び誤り訂正復号化手段を有する受信装置からなる光伝送システムで実現できる。 The digital coherent optical transmission method according to the present invention includes an error correction coding means, a bit string rearranging means and a differential coding means, a transmission apparatus, a differential decoding means, a bit string reassembling means, and an error correction decoding means. This can be realized by an optical transmission system including a receiving device.
本発明は、連続誤りの発生に対しても誤り訂正能力の低下を防ぎ、誤り訂正能力を向上させるデジタルコヒーレント光伝送方法、送信装置及び受信装置を提供することができる。 The present invention can provide a digital coherent optical transmission method, a transmission device, and a reception device that prevent a reduction in error correction capability even when consecutive errors occur and improve the error correction capability.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の光伝送システム301を説明する図面である。送信装置101は、送信クライアント信号を誤り訂正符号化する第一の誤り訂正符号化手段11、誤り訂正符号化された信号のビット列の並び変えを行うビット列並び変え手段12、ビット列を並び変えた信号を差動符号化し伝送信号として送信する差動符号化送信手段13から構成される。一方、受信装置102は、受信信号を差動復号化して受信する差動復号化受信手段23、差動復号化された信号をビット列並び変え手段12でのビット列並び変えの逆の並び変えを行いもとのビットの順番に戻すビット列組み戻し手段22、元の順番に戻された信号について誤り訂正復号化を行い、もとのクライアント信号を復元する第一の誤り訂正復号化手段21から構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an
光伝送システム301は、信号を送信する際に、
第一の誤り訂正符号化手段11が送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
ビット列並び変え手段12が前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
差動符号化送信手段13が前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
差動復号化受信手段23が前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
ビット列組み戻し手段22が前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
第一の誤り訂正復号化手段21が前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法を行う。
When the
A first error correction encoding procedure in which the first error correction encoding means 11 performs error correction encoding on the transmission signal;
A bit string rearrangement procedure in which the bit string rearrangement means 12 rearranges the order of the bit strings for the signal error-correction-encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure in which the differential encoding transmission means 13 differentially encodes the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmits the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure in which the differential decoding receiving means 23 differentially decodes the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure in which the bit string reassembling means 22 performs an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure to return the order of the bit strings;
The first error correction decoding means 21 performs decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence is returned in the bit sequence reassembly procedure. Procedure and
A digital coherent optical transmission method is performed.
[誤り訂正符号化処理及び誤り訂正復号化処理]
以下具体的な動作例について説明する。図2はOTNにおける誤り訂正符号化の処理を説明する図である。図2の誤り訂正符号化の処理は第一の誤り訂正符号化手段11でなされる。図中の1つのOTUフレームはOTUrow#1〜#4からなる。OTUフレームを構成する一つのrowは3824バイトの情報信号(Information bytes)とその後につづく255バイトのFECコード(Parity check bytes)の合計4080バイトで構成される。1フレームはrowが4行(row#1〜#4)からなる。
[Error correction encoding process and error correction decoding process]
A specific operation example will be described below. FIG. 2 is a diagram for explaining error correction encoding processing in OTN. The error correction coding process of FIG. 2 is performed by the first error correction coding means 11. One OTU frame in the figure consists of
次にParity check bytesの生成方法について説明する。OTUrow#1の先頭から1〜16バイト目までを順番に1バイトずつ、16個のrowからなるFEC sub−row#1〜#16のInformation bytesに割り当てていく。続いて17〜32バイト目までを同様にFEC subrow#1〜#16のInformation bytesまで順番に割り当てていき、33バイト以降も同様にFEC subrow#1〜#16のInformation bytesに割り当てていく。OTUrow#1のInformation bytes部は3824バイトあり、これをsubrow#1〜#16に全て割り当てると一つのFEC subrowのInformation bytesは3824/16=239バイトとなる。このFECsubrowのInformation bytesを元にRS(255,239)により16バイトのパリティを作製しFEC subrowのInformation bytesの後に付加する。
Next, a method for generating the parity check bytes will be described. The first to 16th bytes from the top of
各FEC sub rowのParity check byteの作製が完了した後、そのcheck bytesをFEC subrow#1から順番に1バイトづつOTUrow#1のInformation bytesの後に割り当てていく。FECsubrowのPrity check bytesは全部で16×16=256バイトあるので、OTUrow#1のParity check bytesは3824+256=4080バイトとなる。これでOTUrow#1の誤り訂正符号化が完成である。
After the creation of the parity check byte of each FEC sub row is completed, the check bytes are allocated one byte after the information byte of
同様の操作をOTUrow#2,#3,#4にも施し4080バイト×4行のOTUフレームが完成する。以上がOTNにおけるOTUフレームの誤り訂正符号化処理の説明である。
A similar operation is performed on
なお、第一の誤り訂正復号化手段21は、第一の誤り訂正符号化手段11の誤り訂正符号化の処理に対応して信号を復号化し、信号の誤り訂正を完了させる。 The first error correction decoding means 21 decodes the signal corresponding to the error correction encoding processing of the first error correction encoding means 11 and completes the error correction of the signal.
[差動符号化処理及び差動復号化処理]
続いて、差動符号化送信手段13及び差動復号化受信手段23の動作を説明する。
まずOTUフレームを並び変えを行わずそのまま差動符号化して伝送する場合について考える。図3はOTUフレームをレーン1(a(n))、レーン2(b(n))、レーン3(c(n))、レーン4(d(n))の4つの物理レーンに割り当てる例を示している。図3の例では情報列の先頭から順に16バイトを一つの単位として、レーン1(a(n))、レーン2(b(n))、レーン3(c(n))、レーン4(d(n))に順番に割り当てている。すなわちレーン1(a(n))には1〜16バイト、65〜80バイト、129〜144バイト、・・・を割当て、レーン2(b(n))には17〜32バイト、81〜96バイト、145〜160バイト、・・・を、レーン3(c(n))には33〜48バイト、97〜112バイト、161〜176バイト・・・を、レーン4(d(n))には49〜64バイト、113〜128バイト、177〜192バイト・・・と割り当てていく。
[Differential encoding processing and differential decoding processing]
Next, operations of the differential
First, consider a case where the OTU frame is transmitted after being differentially encoded without being rearranged. FIG. 3 shows an example in which an OTU frame is allocated to four physical lanes of lane 1 (a (n)), lane 2 (b (n)), lane 3 (c (n)), and lane 4 (d (n)). Show. In the example of FIG. 3, lane 1 (a (n)), lane 2 (b (n)), lane 3 (c (n)), lane 4 (d (N)) are assigned in order. That is, 1 to 16 bytes, 65 to 80 bytes, 129 to 144 bytes,... Are assigned to lane 1 (a (n)), and 17 to 32 bytes, 81 to 96 are assigned to lane 2 (b (n)). Bytes, 145 to 160 bytes,... To lane 3 (c (n)), 33 to 48 bytes, 97 to 112 bytes, 161 to 176 bytes, etc. to lane 4 (d (n)) Are assigned as 49 to 64 bytes, 113 to 128 bytes, 177 to 192 bytes, and so on.
次に差動エンコーディングの例について説明する。たとえばDP−QPSK変調では、X偏波成分の変調シンボルを(XI(n),XQ(n))、Y偏波成分の変調シンボルを(YI(n), YQ(n))とし、それぞれの変調シンボルに対してQPSK変調を行う。具体的な例としては図3で示した4つの物理レーンに対して以下の式により差動符号化処理を実行し、X偏波成分のシンボル(XI(n),XQ(n))を得る。
Y偏波成分のシンボル(YI(n),YQ(n))については、以下の式により差動符号化処理を実行する。
逆に(XI(n),XQ(n))から元のビット列(a(n),b(n))を得るには以下の演算によって差動復号化処理を行う。
同様に(c(n),d(n))は(YI(n),YQ(n))から以下の演算によって差動復号化処理を実施することで得られる。
差動符号変換を行うDP−QPSK変調方式においてはXI−XQ間、YI−YQ間で符号誤りの波及が発生しうる。誤りが波及する原理を具体的に説明する。図4は一例で、「送信信号(符号化前)」の列は送信したい情報ビット列の6ビットの組み合わせを示している。「差動符号化信号I(n)」の列は式(1)および(2)で差動変換したX偏波のビット列XI(n)を示している(I(n−3)およびQ(n−3)は0(初期値)に設定)。右の「受信信号(I(n)でエラー)」は差動符号化した信号を受信し、XI(n−1)で符号誤りが発生した場合のビット列を示している(具体的にはXI(n−1)のビットを反転させた)。さらに右列の「差動復号化」の列はXI(n−1)で受信誤りが発生したビット列に対して差動復号化を実施した結果を示している。 In the DP-QPSK modulation system that performs differential code conversion, a spread of code errors may occur between XI and XQ and between YI and YQ. The principle on which the error will spread will be described in detail. FIG. 4 shows an example, and the “transmission signal (before encoding)” column indicates a combination of 6 bits of information bit sequences to be transmitted. The column of “differential encoded signal I (n)” indicates the X-polarized bit string XI (n) differentially converted by the equations (1) and (2) (I (n−3) and Q ( n-3) is set to 0 (initial value)). “Reception signal (error at I (n))” on the right indicates a bit string when a differentially encoded signal is received and a code error occurs at XI (n−1) (specifically, XI). The bit of (n-1) was inverted). Further, the column “Differential decoding” on the right column shows the result of performing differential decoding on a bit string in which a reception error has occurred in XI (n−1).
差動復号化した結果と符号化前の送信信号の比較を行い、ビットが一致しない(符号誤りとなった)位置を“E”で表したのが、「Error位置」の列である。例えばa(n),b(n),a(n−1),b(n−1),a(n−2),b(n−2)=“000000”の場合を例にすると、差動符号化したビット列(I(n),Q(n),I(n−1),Q(n−1),I(n−2),Q(n−2),I(n−3),Q(n−3))は“00000000”、差動符号化した信号を受信しその際I(n−1)ビットで符号誤りが発生した場合のビット列(I(n),Q(n),I(n−1),Q(n−1),I(n−2),Q(n−2),I(n−3),Q(n−3))は“00100000”、それを差動復号化したa(n),b(n),a(n−1),b(n−1),a(n−2),b(n−2)が“0110”となる。符号化前のビット列と受信後に復号化したビット列を比較すると、b(n)とa(n−1)が反転しており、この2ビットで符号誤りが発生していることが判る。 The result of differential decoding and the transmission signal before encoding are compared, and the position where the bits do not match (sign error) is represented by “E” in the “Error position” column. For example, in the case of a (n), b (n), a (n-1), b (n-1), a (n-2), b (n-2) = "000000", the difference Dynamically encoded bit string (I (n), Q (n), I (n-1), Q (n-1), I (n-2), Q (n-2), I (n-3) , Q (n−3)) is “00000000”, and a bit string (I (n), Q (n) when a code error occurs in I (n−1) bits when a differentially encoded signal is received. , I (n-1), Q (n-1), I (n-2), Q (n-2), I (n-3), Q (n-3)) are "00100000" The differentially decoded a (n), b (n), a (n-1), b (n-1), a (n-2), and b (n-2) are "0110". Comparing the bit string before encoding and the bit string decoded after reception shows that b (n) and a (n-1) are inverted, and it is understood that a code error occurs in these two bits.
他の組み合わせを参照すると送信ビット列の全ての組み合わせについて、差動符号化した信号に1ビット誤りが発生した場合、差動復号化のビット列では2ビットの誤りが発生することが判る。また発生した2ビットの誤りのうち1ビットはaの系列(a(n)またはa(n−1))で発生し、残り1ビットはbの系列(b(n)またはb(n−1))で発生することが図4より確認できる。また、復号後のエラーとなるレーン(a,b)に注目すると、復号後の誤りビット位置はa(n−2),b(n−2)のパタンに依存するが、aおよびbレーンに1ビットずつ発生する確率とaレーンのみまたはbレーンのみに2ビット発生する確率は等しい(1/2)ことが判る。 Referring to other combinations, it can be seen that if a 1-bit error occurs in a differentially encoded signal for all combinations of transmission bit strings, a 2-bit error occurs in the differentially decoded bit string. Of the generated 2-bit errors, 1 bit is generated in a sequence (a (n) or a (n-1)), and the remaining 1 bit is a sequence of b (b (n) or b (n-1). It can be confirmed from FIG. Further, when attention is paid to the lane (a, b) that causes an error after decoding, the error bit position after decoding depends on the patterns of a (n−2) and b (n−2). It can be seen that the probability of generating one bit at a time and the probability of generating two bits only in a lane or only in b lane are equal (1/2).
以上は図4の説明であるが、説明文中の「X偏波」を「Y偏波」、「XI(n)」を「YI(n)」、「式(1)および(2)」を「式(3)および(4)」と読み替えても同様の説明が成り立つ。また図4はXI(n−1)で符号誤りが生じた場合の波及説明であるが、XQ(n−1)で符号誤りが発生した場合の波及説明を図5に示す。図4との違いは誤り発生がQ(n−1)で発生することであるが、1ビットの符号誤りが差動復号化後に2ビットの符号誤りとして波及し、aおよびbレーンに1ビットずつ発生する確率とaレーンのみまたはbレーンのみに2ビット発生する確率は等しい(1/2)点は図4のケースと同じである。以上の説明より差動符号信号で情報を伝送する際には伝送路で発生した1ビットの符号誤りが受信後の差動復号化したビット列では2ビット誤りに波及することが判る。 The above is the description of FIG. 4, but “X polarization” in the description is “Y polarization”, “XI (n)” is “YI (n)”, and “Expressions (1) and (2)” are The same explanation holds even if it is read as “formulas (3) and (4)”. FIG. 4 is a spillover description when a code error occurs in XI (n−1). FIG. 5 shows a spillover description when a code error occurs in XQ (n−1). The difference from FIG. 4 is that an error occurs at Q (n−1). However, a 1-bit code error is propagated as a 2-bit code error after differential decoding, and 1 bit is assigned to lanes a and b. The probability of occurrence of each bit and the probability of occurrence of 2 bits only in a lane or only in b lane are the same (1/2) point as in the case of FIG. From the above description, it can be seen that when information is transmitted with a differential code signal, a 1-bit code error generated in the transmission line spreads to a 2-bit error in the differentially decoded bit string after reception.
図6は上記誤り波及の検討結果に基づきaおよびbの2つのレーンで発生する誤りの例を図示したものである。図6(1)では同一レーンに2ビット発生する2つの例(a(2)およびa(3)で発生する場合、b(2)およびb(3)で発生する場合)が、図6(2)では異なるレーンに1ビットずつ発生する2つの例(a(3)およびb(2)で発生する場合、a(2)およびb(3)で発生する場合)が図示されている。以後仮に誤り訂正符号が1バイト(8ビット)の訂正が可能なシンボル訂正符号とすると、図6(1)の同一レーンに発生する場合の2つの例は同一シンボル内に誤りビットが収まっており、誤り訂正復号で訂正可能である。一方図6(2)の異なるレーンに1ビットずつ発生する場合は同一のFEC sub row中の異なるシンボル間にまたがっており、誤り訂正復号で訂正することができない。 FIG. 6 shows an example of errors occurring in the two lanes a and b based on the result of the error propagation study. In FIG. 6 (1), two examples in which two bits are generated in the same lane (when it occurs in a (2) and a (3), when it occurs in b (2) and b (3)) are shown in FIG. 2) shows two examples in which each bit is generated in different lanes (when it occurs in a (3) and b (2), when it occurs in a (2) and b (3)). Assuming that the error correction code is a symbol correction code that can correct 1 byte (8 bits), error bits are contained in the same symbol in the two examples in the case where the error correction code occurs in the same lane in FIG. It can be corrected by error correction decoding. On the other hand, when one bit is generated in different lanes in FIG. 6B, it extends over different symbols in the same FEC sub row and cannot be corrected by error correction decoding.
[ビット列並び変え処理及びビット列組み戻し処理]
本実施形態では、誤り訂正符号化手段11で誤り訂正符号化した後に、ビット列並び変え手段12で信号のビット列を並び変えてから差動符号化伝送を行う。また、受信信号に対して差動復号化受信手段23で差動復号化した後、ビット列組み戻し手段22でビット列を元に戻す並び変えを行ってから誤り訂正復号化手段21で誤り訂正復号を行う。なお、本実施形態では、第一の誤り訂正符号化手段11が、リードソロモン等のブロック訂正符号を用いてシンボル単位で誤り訂正符号化を行うものとする。
[Bit string rearrangement processing and bit string reassembly processing]
In the present embodiment, after error correction coding is performed by the error
以下具体的にビット列並び変え手段12の並び変え処理及びビット列組み戻し手段22の組み戻し処理、並びにその効果について説明する。本実施形態では誤り訂正符号後に同一偏波となる隣り合ったシンボル間で前半のシンボル長/2ビットと後半のシンボル長/2を入れ換える操作を実施する。ただしフレームを構成する信号の内フレーム同期を確立するためのFAS(Flame Alignment Signal)バイトおよび複数のフレームを連結して1フレームを超える長さのフレームを構成する際のカウンタとして使用するMFAS(Multi−Frame Alignment Singal)バイトについては、並び変えを行うとフレーム同期の確立ができなくなるので並び変え対象から除く。
Hereinafter, the rearrangement process of the bit
以後説明を簡単にするために1シンボル長を1バイト(8ビット)と仮定する。図7はビット並び変えの操作について説明する図である。ビット列並び変え手段12は、2チャネル間で一方のチャネルのシンボル前半にあるビット列と他方のチャネルのシンボル後半にあるビット列とを入れ替える。図7(1)は送信側の誤り訂正符号化後のビット列入れ換え操作で、レーン1の前半の1/2シンボル長(ここではa(1)〜a(4)の4ビット)とレーン2の後半の1/2シンボル長(b(5)〜b(8)の4ビット)の入れ換えを行う。
Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that the length of one symbol is 1 byte (8 bits). FIG. 7 is a diagram for explaining the bit rearrangement operation. The bit string rearranging means 12 interchanges the bit string in the first half of the symbol of one channel and the bit string in the second half of the symbol of the other channel between the two channels. FIG. 7 (1) shows the bit string replacement operation after error correction coding on the transmission side, and the ½ symbol length of the first half of lane 1 (here, 4 bits a (1) to a (4)) and the
ビット列組み戻し手段22は、ビット列並び変え手段12と逆の動作を行う。図7(2)は受信後の差動復号化を行った後のビット列入れかえ操作でレーン1の前半の1/2シンボル長(b(5)〜b(8)の4ビット)とレーン2の後半の1/2シンボル長(a(1)〜a(4)の4ビット)の入れ換えを行う。この操作の後では各レーンのビット列は本来の送信する順番に戻っている。
The bit
図8は伝送路の1ビット誤りが差動復号化の2ビット誤りに波及した場合にビット列入れ換えによって誤り位置がどのように変わるかの一例を図示したものである。図8(1)は差動復号化後の2ビットの誤りが発生した状態で、ここではレーン1のb(6)とレーン2のb(3)で符号誤りが発生しており、シンボル間にまたがっているためこのままでは誤り訂正ができない。図8(2)はビット並び変えの操作を行った状態でレーン1にあったb(5)〜b(8)が本来のレーン2の位置に戻り、符号誤りが発生したb(3)とb(6)の2ビットは1シンボルの中に収まるため誤り訂正復号化により2ビットとも訂正することができる。
FIG. 8 illustrates an example of how the error position is changed by exchanging bit strings when a 1-bit error in the transmission line spreads to a 2-bit error in differential decoding. FIG. 8 (1) shows a state in which a 2-bit error after differential decoding has occurred. Here, a code error has occurred in b (6) of
上記説明ではレーン1の前半の1/2シンボル長(a(1)〜a(4)の4ビット)とレーン2の後半の1/2シンボル長(b(5)〜b(8)の4ビット)の入れ換えを行う例について説明したが、レーン1の後半の1/2シンボル長(a(5)〜a(8)の4ビット)とレーン2の前半の1/2シンボル長(b(1)〜b(4)の4ビット)の入れ換えを行ってもよい。 In the above description, the first half symbol length of lane 1 (4 bits of a (1) to a (4)) and the second half symbol length of lane 2 (4 of b (5) to b (8)). The example in which the bits are exchanged has been described. However, the ½ symbol length of the second half of lane 1 (four bits a (5) to a (8)) and the ½ symbol length of the first half of lane 2 (b ( 1) to b (4) (4 bits) may be exchanged.
図9及び図10は8ビットを1シンボルとした場合にレーン1およびレーン2間でのエラー発生の組み合わせについてビット並び変えの効果によって誤り訂正の確率がどれくらい変わるか見積もったものである。並び変え方法はa(1)〜a(4)とb(5)〜b(8)を入れ換える方法でビットの並び変えを実施しない場合、波及した誤りも含めて訂正可能な確率は32の発生パタンに対して18パタンであったが、ビットの並び変えを実施することにより訂正確率は28パタンとなりほぼ1.5倍誤り波及の影響を低減できることが判る。また図11及び図12はビット並び変えのもう一つの例でa(5)〜(8)とb(1)〜b(4)の並び変えを行う例である。この場合も約1.5倍の改善が見積もられる。
FIG. 9 and FIG. 10 estimate how much the error correction probability changes due to the effect of bit rearrangement for the combination of error occurrences between
(実施形態2)
実施形態1ではブロック訂正符号を前提としていたが、本実施形態では1バイト(連続する8ビット)中の1ビットの訂正が可能なビット単位の誤り訂正符号、例えばランダム訂正符号等の非ブロック訂正符号を想定する。本実施形態のビット列並び変え手段12は、同一チャネル内でビット列を入れ替える。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, a block correction code is assumed. However, in this embodiment, a non-block correction such as a bit-unit error correction code capable of correcting one bit in one byte (8 consecutive bits), for example, a random correction code or the like. Assume a sign. The bit string rearranging means 12 of this embodiment exchanges bit strings within the same channel.
本実施形態は、差動符号化による誤り波及は同一レーンで発生する場合必ず隣り合った2ビットとなることに着目している。このため、ビット列並び変え手段12は、データを誤り訂正符号化した1バイト単位に区切り、奇数番面の1バイト中の偶数番目のビット(2,4,6,8)を次の1バイト中の偶数番目のビット(2,4,6,8)と入れ換える処理を行う。図13(1)は誤り訂正符号化された情報ビット列を示す。図13(2)はビット入れ換えを実施したビット列で本例ではa(2)とa(10)、a(4)とa(12)、a(6)とa(14)、a(8)とa(16)とが入れ換わっている。 In the present embodiment, attention is paid to the fact that error propagation due to differential encoding always becomes two adjacent bits when occurring in the same lane. For this reason, the bit string rearranging means 12 divides the data into 1-byte units obtained by error correction coding, and even-numbered bits (2, 4, 6, 8) in 1 byte on the odd number side are included in the next 1 byte. To replace the even-numbered bits (2, 4, 6, 8). FIG. 13 (1) shows an information bit string that has been subjected to error correction coding. FIG. 13 (2) shows a bit string in which bits are exchanged. In this example, a (2) and a (10), a (4) and a (12), a (6) and a (14), a (8) And a (16) are interchanged.
差動符号化し伝送後1ビット誤りが発生すると、差動復号化した際に2ビット誤りが発生する。2ビットの誤りが異なるレーン間にまたがった場合はそれぞれ個別に誤り訂正されるが、同一のバイト内に符号誤りが発生した場合はそのままでは訂正できない。本実施形態では図13(2)のようにビット並び変えを行っており、図13(3)に示すように同一バイト内で2ビット誤りが発生しても図13(4)に示す様に、ビット列組み戻し手段22がビット列組み戻し操作を行うのでそれぞれ異なるバイト領域の1ビットずつの符号誤りになる。このため、本実施形態の光伝送システムは2ビットとも誤り訂正することができる。
If a 1-bit error occurs after differential encoding and transmission, a 2-bit error occurs when differential decoding is performed. When a 2-bit error spans different lanes, the error is individually corrected. However, when a code error occurs in the same byte, it cannot be corrected as it is. In this embodiment, bit rearrangement is performed as shown in FIG. 13 (2), and even if a 2-bit error occurs in the same byte as shown in FIG. 13 (3), as shown in FIG. 13 (4). Since the bit
図14は上記のビット入れ換えの変形例で、データを誤り訂正符号化した1バイト単位に区切り、奇数番面の1バイト中の奇数番目のビット(1,3,5,7)を次の1バイト中の偶数番目のビット(1,3,5,7)と入れ換える処理をビット列並び変え手段12で行う。この入れ換え操作によっても同様に図14(3)に示すように同一バイト内で2ビット誤りが発生しても図14(4)に示す様に、ビット列組み戻し手段22がビット列入れ換え操作を行うのでそれぞれ異なるバイト領域の1ビットずつの符号誤りになる。このため、本実施形態の光伝送システムは、2ビットとも誤り訂正することができる。 FIG. 14 shows a modification of the above bit replacement, in which the data is divided into 1-byte units obtained by error correction coding, and the odd-numbered bits (1, 3, 5, 7) in 1-byte on the odd-numbered side are The bit string rearranging means 12 performs processing for replacing even-numbered bits (1, 3, 5, 7) in the byte. Similarly, as shown in FIG. 14 (3), even if a 2-bit error occurs in the same byte as shown in FIG. 14 (3), the bit string reassembling means 22 performs the bit string replacement operation as shown in FIG. 14 (4). This results in a code error of 1 bit in each different byte area. For this reason, the optical transmission system of this embodiment can correct both bits.
なお本実施形態の説明では誤り符号化領域を1バイトと仮定したが、それ以外の場合も適用可能である。たとえば、Nバイト中の1ビット訂正可能な誤り訂正符号を採用した場合にはデータを誤り訂正符号化したNバイト単位に区切り、奇数番面のNバイト中の偶数番目のビット(2,4,6,8,・・・)を次の1バイト中の偶数番目のビット(2,4,6,8,・・・)と入れ換える処理を送信側で行い、差動復号化に元の順番に入れ換える操作を行うことで同様の効果を得ることができる。 In the description of the present embodiment, it is assumed that the error coding area is 1 byte, but other cases are also applicable. For example, when an error correction code capable of correcting 1 bit in N bytes is adopted, the data is divided into N byte units obtained by error correction coding, and even bits (2, 4, 4) in the N bytes on the odd number side. 6, 8,... Is replaced with the even-numbered bits (2, 4, 6, 8,. The same effect can be obtained by performing the operation of switching.
(実施形態3)
本実施形態は、実施形態2で説明したビット列並び変え手段12が同一チャネル内でビット列を入れ替える形態の他の例である。本実施形態のビット列並び変え手段12は、フレーム同期に関する信号部分でのビット列の入れ替えを未処理とする。
(Embodiment 3)
This embodiment is another example in which the bit
本実施形態ではOTNでの適用を想定している。OTNはOTUフレーム構造を利用する通信方式であり、4×4080=16320バイトで1フレームが構成される。ここからFAS OH(FASおよびMFAS)領域7バイトを除くと16313バイトとなる。この16313バイトに対してビット列入れ換えを行う。 In this embodiment, application with OTN is assumed. OTN is a communication method using an OTU frame structure, and one frame is composed of 4 × 4080 = 16320 bytes. If 7 bytes of FAS OH (FAS and MFAS) area are excluded from here, it will be 16313 bytes. Bit string replacement is performed on the 16313 bytes.
図15は、本実施形態のビット列並び変え手段12が行うビット列入れ換え方法を説明する図面ある。16313バイトが16313=11×1483で素因数分解できることから、1フレームのFASを除いた16313バイトを11バイト毎の1483個のブロックに分ける。ビット入れ換えは分けた11バイト毎に、N(1≦N≦11;自然数)バイトのmビット目(1<m<9;自然数)で(N+m−1 mod 11)バイト目のmビット目を置換する。ここでmodは剰余演算子であり、(l mod m)はlをmで除算した余りを示す。 FIG. 15 is a diagram for explaining a bit string replacement method performed by the bit string rearranging means 12 of the present embodiment. Since 16313 bytes can be factorized with 16313 = 11 × 1483, 16313 bytes excluding one frame of FAS are divided into 1483 blocks of 11 bytes. Bit replacement is performed every 11 bytes divided by the mth bit of N (1 ≦ N ≦ 11; natural number) bytes (1 <m <9; natural number), the mth bit of (N + m−1 mod 11) bytes. To do. Here, mod is a remainder operator, and (l mod m) indicates a remainder obtained by dividing l by m.
受信装置102のビット列組み戻し手段22は、差動復号化の後、図15の入れ換え方法の逆で組み戻しを行い、ビット列をもとの順番に戻す。
The bit string recombination means 22 of the receiving
本実施形態では同一のバイト内にある8ビットそれぞれが異なるバイトへ配置されるよう入れ換えが行われるため、1バイト全部すなわち8ビット連続で誤りが発生した場合でも、受信側でのビット入れ換えが行われると異なるバイト中の符号誤りとなるので訂正することが可能である。 In this embodiment, replacement is performed so that each of the 8 bits in the same byte is arranged in a different byte. Therefore, even if an error occurs in all 1 byte, that is, 8 bits in succession, bit replacement on the receiving side is performed. If this happens, it becomes a code error in a different byte and can be corrected.
(実施形態4)
図16は、本実施形態の光伝送システム302を説明する図面である。光伝送システム302は、図1の光伝送システム301の構成に比べて、送信装置101’がビット列並び変え手段12と差動符号化送信手段13の間に第二の誤り訂正符号化手段14を配置し、受信装置102’が差動化復号受信手段23とビット列組み戻し手段22の間に第二の誤り訂正復号化手段24を配置している。
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a diagram illustrating the
光伝送システム302は、差動符号化送信手順前に、ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号に対して第二の誤り訂正符号化手段14が誤り訂正符号化を行う第二誤り訂正符号化手順と、
ビット列組み戻し手順前に、差動復号化手順で複合化された信号に対して第二の誤り訂正復号化手段24が第二誤り訂正符号化手順の符号化に対応する復号化を行う第二誤り訂正復号化手順と、
をさらに行う。
The
Before the bit string reassembly procedure, the second error
Do further.
光伝送システム302は、第二の誤り訂正符号化手段14及び第二の誤り訂正復号化手段24と、第一の誤り訂正符号化手段11及び第一の誤り訂正復号化手段21と(2段の誤り訂正回路)がそれぞれ独立し、それぞれで誤り訂正が可能な符号を組み合わせた連接符号を構成している。連接符号の例としては畳み込み符号とリードソロモンの組み合わせがある。たとえば、第二の誤り訂正符号化手段14及び第二の誤り訂正復号化手段24は畳み込み符号を使用し、第一の誤り訂正符号化手段11及び第一の誤り訂正復号化手段21はリードソロモン符号を使用することができる。
The
光伝送システム302は、送信装置101’で第一の誤り訂正符号化手段11がリードソロモン符号を利用して第一の誤り訂正符号化処理を行い、ビット列並び変え手段12がビット列の並び変えを行った信号に対し、第二の誤り訂正手段14が畳み込み符号を利用して第一の誤り訂正符号化処理と関連無く第二の誤り訂正符号化処理を行う。また、光伝送システム302は、受信装置102’で誤り訂正復号化手段24が畳み込み符号を利用して第二の誤り訂正復号化処理を行い、ビット列組み戻し手段22がビット列の組み戻しを行った信号に対し、第一の誤り訂正復号化手段21がリードソロモン符号を利用して第二の誤り訂正復号化処理と関連無く第一の誤り訂正復号化処理を行う。このように、それぞれが誤り訂正が可能な複数の訂正符号を組み合わせることによって、より強力な訂正能力が達成できる。
In the
以下は、本実施形態の光伝送システムを説明したものである。
本光伝送システムは、誤り訂正符号化、ビットインターリーブ処理、差動符号化して送信し、差動復号化、ビットデインターリーブ処理、誤り訂正復号化して受信する際に、差動符号で課題となる連続誤り(バースト)耐性を向上することを課題としている。
The following describes the optical transmission system of the present embodiment.
This optical transmission system has a problem with differential code when receiving it after error correction coding, bit interleaving processing, differential coding and transmission, differential decoding, bit deinterleaving processing, error correction decoding. The problem is to improve resistance to continuous errors (burst).
差動符号化は、前の符号との変化(差分)を振幅・周波数・位相に対応させるもので、OSNR対力、周波数利用効率、波長分散耐力、偏波モード分散耐力等に優れる等の利点の一方、1ビットの誤り発生が隣接するビットに影響して連続誤りとなる欠点がある。本光伝送システムは、ビット位置の入れ換えにより、連続誤りの位置を離し、不連続とすることで誤り訂正能力の向上を図ることとしている。 Differential coding is a method that makes changes (differences) from the previous code correspond to amplitude, frequency, and phase, and has advantages such as excellent OSNR strength, frequency utilization efficiency, chromatic dispersion tolerance, polarization mode dispersion tolerance, etc. On the other hand, there is a drawback that the occurrence of 1-bit error affects adjacent bits and becomes a continuous error. In this optical transmission system, the error correction capability is improved by separating the positions of continuous errors and making them discontinuous by exchanging bit positions.
本光伝送システムは、送信側の伝送装置と受信側の伝送装置とからなっており、
(1):前記送信側の伝送装置は、
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行う第一のビット列並び変え手段と、
前記ビット列並び変え手段により並び変え処理された信号を差動符号化して光信号として送信する差動符号化送信手段とを備え、
前記受信側の伝送装置は、
前記送信された差動符号化信号を受信して差動復号化する差動復号化手段と、
前記差動復号化手段により復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手段と逆の操作を行いビット列の順番を元に戻す第二のビット列並び変え手段と、
前記第二のビット列並び変え手段によって元の順番にもどされた信号に対して前記第一の誤り訂正手段による符号化の復号化を行う第一の誤り訂正復号化手段と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。
This optical transmission system consists of a transmission device on the transmission side and a transmission device on the reception side,
(1): The transmission device on the transmission side
Error correction coding means for performing error correction coding on a transmission signal;
First bit string rearranging means for rearranging the order of bit strings for the error correction encoded signal;
Differential encoding transmission means for differentially encoding the signal rearranged by the bit string rearrangement means and transmitting it as an optical signal,
The transmission device on the receiving side is
Differential decoding means for receiving and differentially decoding the transmitted differentially encoded signal;
A second bit string rearranging means that reverses the order of the bit strings by performing an operation reverse to the bit string rearranging means on the signal decoded by the differential decoding means;
First error correction decoding means for decoding the signal returned by the second bit string rearranging means to the original order by the first error correction means;
An optical transmission system comprising:
(2):前記差動符号化手段が偏波多重4値位相変調方式による変調であることを特徴とする上記(1)記載の光伝送システム。 (2): The optical transmission system according to (1), wherein the differential encoding means is modulation by a polarization multiplexing quaternary phase modulation system.
(3):前記誤り訂正符号化手段がシンボル単位の誤り訂正符号化を行うことを特徴とする上記(1)〜(2)記載の光伝送システム。 (3) The optical transmission system according to (1) or (2) above, wherein the error correction encoding means performs error correction encoding in symbol units.
(4):前記第一の誤り訂正手段がリードソロモン符号であることを特徴とする上記(3)記載の光伝送システム。 (4) The optical transmission system according to (3), wherein the first error correction means is a Reed-Solomon code.
(5):前記第一のビット列並び変え手段はXIチャネルおよびXQチャネルのどちらか一方のチャネルの1シンボル中の前半Nビット(Nは前記シンボル長の1/2)と、もう一方のチャネルの1シンボル中の後半Nビットを入れ換えることを特徴とする上記(1)〜(4)記載の光伝送システム。 (5): The first bit string rearranging means includes the first half N bits (N is 1/2 of the symbol length) in one symbol of one of the XI channel and the XQ channel, and the other channel. The optical transmission system according to (1) to (4) above, wherein the latter half N bits in one symbol are replaced.
(6):前記第一のビット列並び変え手段はYIチャネルおよびYQチャネルのどちらか一方のチャネルの1シンボル中の前半Nビット(Nは前記シンボル長の1/2)と、もう一方のチャネルの1シンボル中の後半Nビットを入れ換えることを特徴とする上記(1)〜(4)記載の光伝送システム。 (6): The first bit string rearranging means includes the first half N bits (N is 1/2 of the symbol length) in one symbol of either the YI channel or the YQ channel, and the other channel The optical transmission system according to (1) to (4) above, wherein the latter half N bits in one symbol are replaced.
(7):前記送信信号はOTUフレームであることを特徴とする上記(1)〜(6)に記載の光伝送システム。 (7) The optical transmission system according to (1) to (6) above, wherein the transmission signal is an OTU frame.
(8):前記第一のビット列並び変え手段は前記OTUフレームのフレーム同期(FAS)バイトならびにマルチフレーム同期バイト(MFAS)以外の領域について並び変えを実施することを特徴とする上記(7)記載の光伝送システム。 (8): The first bit string rearranging unit performs rearrangement on an area other than the frame synchronization (FAS) byte and the multiframe synchronization byte (MFAS) of the OTU frame. Optical transmission system.
11:第一の誤り訂正符号化手段
12:ビット列並び変え手段
13:差動符号化送信手段
14:第二の誤り訂正符号化手段
21:第一の誤り訂正復号化手段
22:ビット列組み戻し手段
23:差動復号化受信手段
24:第二の誤り訂正復号化手段
101、101’、101*:送信装置
102、102’、102*:受信装置
300、301、302:光伝送システム
11: first error correction encoding means 12: bit string rearranging means 13: differential encoding transmission means 14: second error correction encoding means 21: first error correction decoding means 22: bit string reassembling means 23: differential decoding receiving means 24: second error correction decoding means 101, 101 ′, 101 *: transmitting
Claims (7)
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記ビット列並び変え手順は、2チャネル間で一方のチャネルのシンボル前半にあるビット列と他方のチャネルのシンボル後半にあるビット列とを入れ替えることを特徴とするデジタルコヒーレント光伝送方法。 When sending a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing,
The bit string rearrangement procedure is a digital coherent optical transmission method characterized in that, between two channels, the bit string in the first half symbol of one channel is replaced with the bit string in the second half symbol of the other channel .
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記第一誤り訂正符号化手順は、シンボル単位で誤り訂正符号化を行い、
前記ビット列並び変え手順は、同一チャネル内の隣り合う2つのシンボル間で一方のシンボル中の奇数番目のビット又は偶数番目のビットを他方のシンボル中の奇数番目のビット又は偶数番目のビットと入れ替えることを特徴とするデジタルコヒーレント光伝送方法。 When sending a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing,
The first error correction encoding procedure performs error correction encoding in symbol units,
The bit string rearrangement procedure replaces odd-numbered bits or even-numbered bits in one symbol with odd-numbered bits or even-numbered bits in the other symbol between two adjacent symbols in the same channel. A digital coherent optical transmission method .
送信信号に対して誤り訂正符号化を行う第一誤り訂正符号化手順と、
前記誤り訂正符号化手順で誤り訂正符号化された信号に対してビット列の順番の並び変えを行うビット列並び変え手順と、
前記ビット列並び変え手順で並び変え処理された信号を差動符号化し、光信号として送信する差動符号化送信手順と、
を行い、
前記光信号を受信する際に、
前記差動符号化送信手順に対応する処理で前記光信号を差動復号化する差動復号化手順と、
前記差動復号化手順で復号化された信号に対して前記ビット列並び変え手順の操作と逆の操作を行いビット列の順番を戻すビット列組み戻し手順と、
前記ビット列組み戻し手順でビット列の順番を戻された信号に対して前記第一の誤り訂正手順の符号化に対応する復号化を行う第一誤り訂正復号化手順と、
を行うデジタルコヒーレント光伝送方法であって、
前記ビット列並び変え手順は、1つのOTUフレームをPバイト毎のブロックに分け、同一チャネル内でPバイト毎に、N(1≦N≦P;自然数)バイトのmビット目(1<m<9;自然数)で(N+m−1 mod P)バイト目のmビット目を置換することを特徴とするデジタルコヒーレント光伝送方法。 When sending a signal,
A first error correction encoding procedure for performing error correction encoding on a transmission signal;
A bit string rearrangement procedure for rearranging the order of bit strings for a signal that has been error correction encoded in the error correction encoding procedure;
A differential encoding transmission procedure for differentially encoding the signal subjected to the rearrangement processing in the bit string rearrangement procedure and transmitting the signal as an optical signal;
And
When receiving the optical signal,
A differential decoding procedure for differentially decoding the optical signal in a process corresponding to the differential encoding transmission procedure;
A bit string reassembling procedure for performing an operation reverse to the operation of the bit string rearrangement procedure on the signal decoded by the differential decoding procedure and returning the order of the bit strings;
A first error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the first error correction procedure on the signal whose bit sequence has been returned in the bit sequence reassembly procedure;
A digital coherent optical transmission method for performing,
In the bit string rearrangement procedure, one OTU frame is divided into blocks of P bytes, and the mth bit (1 <m <9) of N (1 ≦ N ≦ P; natural number) bytes for each P bytes in the same channel. A natural number), the mth bit of the (N + m−1 mod P) byte is replaced, and a digital coherent optical transmission method .
前記前記ビット列組み戻し手順前に、前記差動復号化手順で複合化された信号に対して、前記第二誤り訂正符号化手順の符号化に対応する復号化を行う第二誤り訂正復号化手順と、
をさらに行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のデジタルコヒーレント光伝送方法。 Before the differential encoding transmission procedure, a second error correction encoding procedure for performing error correction encoding on the signal rearranged in the bit string rearrangement procedure;
A second error correction decoding procedure for performing decoding corresponding to the encoding of the second error correction encoding procedure on the signal combined by the differential decoding procedure before the bit string reassembly procedure When,
Further digital coherent optical transmission method according to any of claims 1 to 3, characterized in that the.
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