JP6211231B2 - 光通信装置 - Google Patents

Description

この発明は光通信装置に関し、特に、誤り訂正を行う光通信装置に関する。

メトロ・コア向けの光通信システムにおいては、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が用いられている。ＷＤＭ技術とは、異なる波長をもつ複数の光キャリアを用意し、それぞれの光キャリアで異なる伝送信号を伝送する技術で、大容量化を実現するための通信技術である。非特許文献１であるＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０９勧告に記載されているように、従来のＷＤＭにおいては、単一の光キャリア上での伝送信号は、独立したチャネルとして扱われている。他方、特許文献１に示されるように、複数の光キャリアを束ねて単一のチャネルとして扱うことにより、通信容量を向上する方式も提案されている。

一方、近年のメトロ・コア向けの光通信装置では、単一の光キャリアによる通信を長距離大容量化する目的で、特許文献２に記載の方法が提案されている。特許文献２では、内符号と外符号の２つの誤り訂正符号を組み合わせた連接符号による誤り訂正符号化を用いている。特許文献２においては、内符号に、受信したビット系列に、各ビットの受信強度あるいは位相情報等を基に生成される信頼度情報を組み合わせて復号を行う軟判定誤り訂正を用いている。また、外符号に、各ビットの信頼度情報を用いずにビット系列のみで復号を行う硬判定誤り訂正を用いている。特許文献２では、こうすることで、長距離大容量の通信を実現することが提案されている。

特開２０１４−１５８０６９号公報 特許第４８３６８８４号公報 特許第４３８２１０７号公報

ＩＴＵ（International Telecommunication Union），"ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．７０９"（ＩＴＵ勧告 Ｇ．７０９），２００９年１２月 S. Bryant and P. Pate，"Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge (PWE3) Architecture"，ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force），ＩＳＯＣ（the Internet Society），２００５年３月，Network Working Group, Request for Comments: 3985，Category: Informational，p.1-42

特許文献１に記載のように、単一のチャネル信号を複数の光キャリアで分割伝送する場合には、どれか一つの光キャリアの伝送性能が送受信器の老朽化等によって劣化すると、当該光キャリアのみならず、該当するチャネル信号全てが通信を終端できなくなるという問題点があった。

これに対して、特許文献３では、一部のキャリアの信号劣化に対して耐性をもつ通信方式が開示されている。特許文献３では、伝送するチャネル信号を誤り訂正符号化した上で、信号を分割して異なるキャリアで送受信を行い、各キャリアが受信した信号を結合した後に復号している。

しかしながら、特許文献３では、受信した信号を各ユーザに還元する際の信号交換を硬判定データで行うことについては記述がない。また、特許文献３には、信号交換方法および集積規模の独立性に関しても記述がなく、光通信のような大容量通信の回路規模の集積過多に関する問題を解決するものではないという問題点があった。さらに、特許文献３には、キャリア数の拡張性を得るための方法に関する記述が無く、チャネルを構成するキャリア数を予め想定して回路を構成することになる。

また、特許文献２では、光通信を想定した上で内符号の軟判定と外符号の硬判定とを組み合わせる方法が示されているが、複数のキャリアに対する受信処理を単一の集積回路で実現することは現実的では難しいという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、単一のキャリアの信号劣化に対する耐性があり、回路の集積度を抑制することが可能な、光通信装置を得ることを目的としている。

この発明は、ユーザ信号の誤り訂正フレームへの収容および誤り訂正フレームからの抽出を行うとともに、外符号の符号化処理及び硬判定による復号化処理を行い、前記誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で分割及び多重する、１以上の硬判定処理部と、入力される誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で多重及び分割するとともに、内符号の符号化処理及び軟判定による復号化処理を行い、伝送路に対して前記誤り訂正フレームの送信および受信を行う、１以上の軟判定・送受信処理部と、前記硬判定処理部と前記軟判定・送受信処理部との間で、複数の誤り訂正フレームを任意の組み合わせで交換して受け渡す信号交換部とを備え、前記ユーザ信号を前記伝送路で伝送する場合、前記硬判定処理部は、前記ユーザ信号を前記誤り訂正フレームに収容し、前記外符号の符号化処理及び前記分割を行って、分割された当該誤り訂正フレームを前記信号交換部を介して前記軟判定・送受信処理部に送信し、前記軟判定・送受信処理部は、分割された前記誤り訂正フレームを受信して前記多重を行い、前記内符号の符号化処理を行って、当該誤り訂正フレームを前記伝送路へ送信し、前記伝送路から前記誤り訂正フレームを受信する場合、前記軟判定・送受信処理部は、前記伝送路から受信した前記誤り訂正フレームに対して、前記内符号の復号化処理及び前記分割を行い、前記復号化処理で用いた軟判定信頼度情報を含まない前記誤り訂正フレームを前記信号交換部を介して前記硬判定処理部に送信し、前記硬判定処理部は、分割された前記誤り訂正フレームを受信して前記多重を行い、前記外符号の復号化処理を行って、当該誤り訂正フレームから前記ユーザ信号を抽出する光通信装置である。

この発明は、軟判定による内符号誤り訂正処理と硬判定による外符号誤り訂正処理を分離し、回路規模の大きい軟判定誤り訂正復号をキャリア単位で実施し、キャリアを跨ぐ誤り訂正復号を回路規模の小さい硬判定誤り訂正処理にて実施することで、チャネルを構成する一部のキャリアを伝送する軟判定・送受信処理部の伝送状態が劣化して誤り率が増加した場合においても、硬判定での誤り率は平均化されることから、単一のキャリアの信号劣化に対する耐性が得られ、また、軟判定の処理を軟判定・送受信処理部で終端させることで、軟判定・送受信処理部及び硬判定処理部の集積度を抑えることが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る光通信装置の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る光通信装置におけるユーザ信号を伝送路へ送信する動作で用いる構成のみを示した構成図である。 この発明の実施の形態１に係る光通信装置における伝送路からの信号を受信する動作で用いる構成のみを示した構成図である。 この発明の実施の形態３に係る光通信装置において、ある時刻での信号交換部における信号接続の一例を示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係る光通信装置において、図４とは異なる時刻での信号交換部における信号接続の一例を示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係る光通信装置において、図４および図５とは異なる時刻での信号交換部における信号接続の一例を示す構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光通信装置の構成図である。図１においては、本実施の形態に係る光通信装置として、マルチキャリア光通信装置を例に挙げている。本実施の形態に係る光通信装置は、図１に示すように、硬判定処理部１１０と、信号交換部１２０と、軟判定・送受信処理部１３０とから構成されている。

図１の光通信装置においては、信号の送信および受信を行う。すなわち、光通信装置は入力されるユーザ信号１０を伝送路１３へ送信するとともに、伝送路１３からの信号を受信してユーザ信号１０に出力する。また、図１の光通信装置においては、誤り訂正方式として、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いた、内符号と外符号とを組み合わせた連接符号化方法を用いている。以下、光通信装置を構成する各構成について、詳細に説明する。

硬判定処理部１１０は、ユーザ信号１０の誤り訂正フレームへの収容および誤り訂正フレームからの抽出を行うとともに、外符号の符号化及び復号化を硬判定により行い、誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で分割及び多重する。
すなわち、ユーザ信号１０を伝送路１３に送信する場合は、硬判定処理部１１０は、入力されたユーザ信号１０を誤り訂正フレームへ収容し、硬判定信頼度情報を用いて、連接符号における外符号として、硬判定による誤り訂正符号化処理を行い、符号化処理を行った当該誤り訂正フレームを論理レーン識別できるように分割する。
一方、伝送路１３からの信号を受信してユーザ信号１０に出力する場合は、硬判定処理部１１０は、信号交換部１２０から入力される信号に対して、論理レーン識別に基づいて多重し、多重化した誤り訂正フレームに対し、硬判定信頼度情報を用いて、信号交換部１２０から入力されたビット系列に基づいた硬判定による外符号の誤り訂正復号化処理を行い、誤り訂正フレームからユーザ信号を抽出する。

信号交換部１２０は、硬判定処理部１１０と軟判定・送受信処理部１３０との間で、複数の誤り訂正フレームを任意の組み合わせで交換して受け渡す。
すなわち、ユーザ信号１０を伝送路１３に送信する場合は、信号交換部１２０は、硬判定処理部１１０からの信号１１を軟判定・送受信処理部１３０に分配する。
一方、伝送路１３からの信号を受信してユーザ信号１０に出力する場合は、信号交換部１２０は、軟判定・送受信処理部１３０からの信号を硬判定処理部１１０に分配する。
信号交換部１２０は、硬判定処理部１１０と軟判定・送受信処理部１３０との間で、複数の誤り訂正フレームを任意の組み合わせで交換して受け渡すことができる。当該組み合わせのパターンは、１以上のパターンを予め設定しておいてもよく、あるいは、組み合わせを決定するルールを予め設定しておいてもよい。

軟判定・送受信処理部１３０は、入力される誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で多重及び分割するとともに、内符号の符号化及び復号化を軟判定により行い、伝送路１３に対して誤り訂正フレームの送信および受信を行う。
すなわち、ユーザ信号１０を伝送路１３に送信する場合は、軟判定・送受信処理部１３０は、信号交換部１２０から受信した誤り訂正フレームを論理レーン識別に基づいて多重し、軟判定信頼度情報を用いて、連接符号における内符号として、軟判定による内符号の誤り訂正符号化処理を行い、符号化した誤り訂正フレームを伝送路１３へ送信する。
一方、伝送路１３からの信号を受信してユーザ信号１０に出力する場合は、軟判定・送受信処理部１３０は、伝送路１３から誤り訂正フレームを受信し、受信したビット系列と受信強度あるいは位相情報等を基に生成される各ビットの軟判定信頼度情報を用いて、軟判定による内符号の誤り訂正復号化処理を行い、復号化した誤り訂正フレームを論理レーン識別できるように分割する。

ここで、硬判定処理部１１０および軟判定・送受信処理部１３０は、１つまたは複数個具備される。図１では、２つの硬判定処理部１１０と、２つの軟判定・送受信処理部１３０が具備された記載となっている。しかしながら、本発明はそれに限るものではなく、任意の個数の硬判定処理部１１０および軟判定・送受信処理部１３０を必要に応じて設けることができる。

なお、図１では、２つの硬判定処理部１１０を区別するため、一方を、硬判定処理部１１０−１とし、他方を、硬判定処理部１１０−２としている。また、硬判定処理部１１０−１へ入力されるユーザ信号をユーザ信号１０−１とし、硬判定処理部１１０−２へ入力されるユーザ信号をユーザ信号１０−２としている。また、硬判定処理部１１０−１からの出力信号を信号１１−１とし、信号１１−１の個数をＮ₁個とし、硬判定処理部１１０−２からの出力信号を信号１１−２とし、信号１１−２の個数をＮ₂個としている。

同様に、２つの軟判定・送受信処理部１３０を区別するため、一方を、軟判定・送受信処理部１３０−１とし、他方を、軟判定・送受信処理部１３０−２としている。また、軟判定・送受信処理部１３０−１への入力信号を信号１２−１とし、その個数をＭ₁個とし、軟判定・送受信処理部１３０−２への入力信号を信号１２−２とし、その個数をＭ₂個としている。また、軟判定・送受信処理部１３０−１からの出力信号を信号１３−１とし、軟判定・送受信処理部１３０−２からの出力信号を信号１３−２としている。

なお、図１では、このように、硬判定処理部１１０の個数と軟判定・送受信処理部１３０の個数とがそれぞれ２個ずつで同一となっている。このように、硬判定処理部１１０の個数と軟判定・送受信処理部１３０の個数とは同一であってもよいが、同一でなくてもよい。また、各硬判定処理部１１０からの出力数Ｎは、互いに同一であってもよいが、同一でなくてもよい。また、各軟判定・送受信処理部１３０への入力数Ｍは、互いに同一であってもよいが、同一でなくてもよい。

なお、以下の説明においては、硬判定処理部１１０および軟判定・送受信処理部１３０、並びに、その入出力信号を、区別する場合には、「−１」、「−２」のように、ハイフン及び数字を、符号「１１０」、「１３０」等の末尾に付加して示すが、これらをまとめて示す場合には、ハイフンおよび数字を付加しないこととする。

以下、本実施の形態１に係る光通信装置の動作について説明する。

まず、ユーザ信号１０を伝送路１３へ送信する際の動作について説明する。図２は、ユーザ信号１０を伝送路１３へ送信する際の動作を説明するための構成図である。図２において、図１と同一の構成については、同一符号を付して示している。

図２に示すように、硬判定処理部１１０には、硬判定ＦＥＣ符号部１１１と第１の信号分割部１１２とが設けられている。

また、図２に示すように、軟判定・送受信処理部１３０には、第１の信号多重部１３１と、軟判定ＦＥＣ符号部１３２と、送信器１３３とが設けられている。

当該構成において、硬判定処理部１１０の硬判定ＦＥＣ符号部１１１は、入力されるユーザ信号１０に対して、必要に応じて、フレーム化処理を実施した後、連接符号における外符号として、硬判定による誤り訂正符号化を行う。この際、必要に応じてインターリーブ処理を行ってもよい。硬判定ＦＥＣ符号部１１１の出力信号は、論理レーンが識別可能なように、第１の信号分割部１１２にて分割され、Ｎ本の信号１１として出力される。

具体的には、硬判定処理部１１０−１からは、Ｎ₁本の信号１１−１−１，１１−１−２が出力される。同様に、硬判定処理部１１０−２からは、Ｎ₂本の信号１１−２−１，１１−２−２が出力される。

これらのＮ本の信号１１は信号交換部１２０にて分配され、Ｍ本の入力信号となって、それぞれ、同一あるいは異なる軟判定・送受信処理部１３０に入力される。

具体的には、軟判定・送受信処理部１３０−１には、Ｍ₁本の信号１２−１−１，１２−１−２が入力される。同様に、軟判定・送受信処理部１３０−２には、Ｍ₂本の信号１２−２−１，１２−２−２が入力される。

軟判定・送受信処理部１３０は、信号交換部１２０を介して、１つまたは複数の硬判定処理部１１０から、Ｍ本の信号１２を受信し、論理レーンが識別に基づき、第１の信号多重部１３１にて、伝送路１３にて送信を行うフレーム信号へと多重する。次に、多重した信号に対して、軟判定ＦＥＣ符号部１３２にて、連接符号における内符号として誤り訂正符号化を行う。この際、硬判定ＦＥＣ符号部１１１と同様に、必要に応じて、インターリーブ処理を行ってもよい。符号化された信号は送信器１３３により伝送路１３へと出力される。こうして、当該信号が、伝送路１３で伝送される。

次に、伝送路１３からの信号を受信する際の動作について説明する。図３は、伝送路１３からの信号を受信する際の動作を説明するための構成図である。図３において、図１及び図２と同一の構成については、同一符号を付して示している。

図３に示すように、硬判定処理部１１０には、硬判定ＦＥＣ復号部１１４と、第２の信号多重部１１３とが設けられている。

また、図３に示すように、軟判定・送受信処理部１３０には、受信器１３４と、軟判定ＦＥＣ復号部１３５と、第２の信号分割部１３６とが設けられている。

当該構成において、まず、軟判定・送受信処理部１３０の受信器１３４が、伝送路１３から誤り訂正フレームを受信し、軟判定ＦＥＣ復号部１３５に入力する。軟判定ＦＥＣ復号部１３５は、当該誤り訂正フレームに対し、軟判定による内符号の誤り訂正復号化を実施する。こうして得られた信号に対して、第２の信号分割部１３６は、論理レーン識別できるように分割処理を行う。第２の信号分割部１３６が行う分割処理は、図２に示した上述の軟判定・送受信処理部１３０の第１の信号多重部１３１で行った信号多重の逆多重処理に相当する。第２の信号分割部１３６は、逆多重処理を行った当該信号を、信号交換部１２０を介して、信号１４として、硬判定処理部１１０の第２の信号多重部１１３へと送出する。この際、軟判定信頼度情報を用いた復号処理は、軟判定ＦＥＣ復号部１３５のみにて行い、信号１４には、軟判定処理のための軟判定信頼度情報は含まれない。このように、本実施の形態においては、軟判定処理を軟判定・送受信処理部１３０で終端させることで、軟判定・送受信処理部１３０から硬判定処理部１１０への軟判定信頼度情報の信号転送を不要にし、軟判定・送受信処理部１３０および硬判定処理部１１０の集積度を抑える。

硬判定処理部１１０の第２の信号多重部１１３では、複数の軟判定・送受信処理部１３０から信号交換部１２０を介して信号１４を受信し、当該信号１４を論理レーン識別した上で、多重化する。第２の信号多重部１１３が行う多重化処理は、図２に示した上述の硬判定処理部１１０の第１の信号分割部１１２によって実施した信号分割処理の多重処理に相当する。多重化された信号は、硬判定ＦＥＣ復号部１１４へと送出される。硬判定ＦＥＣ復号部１１４では、硬判定による外符号の誤り訂正処理を行い、誤り訂正フレームから得られた信号をユーザ信号１０に出力する。

以上の動作により、ユーザ信号１０の送信時においては、硬判定処理部１１０の硬判定ＦＥＣ符号部１１１で符号化されたチャネル信号は分割され、複数の軟判定・送受信処理部１３０に分散される。その後、異なるキャリアで信号伝送と軟判定による誤り訂正復号を経て、硬判定処理部１１０の受信処理において硬判定ＦＥＣ復号部１１４にて復号される。チャネルを構成する一部のキャリアを伝送する軟判定・送受信処理部１３０の伝送状態が劣化し、軟判定ＦＥＣ復号部１３５の出力における誤り率が増加した場合においても、残りのキャリアを伝送する軟判定・送受信処理部１３０の内符号出力が良好であれば、硬判定ＦＥＣ復号部１１４での誤り率は平均化されることから信号復帰が可能となる。

さらに、回路規模の大きい軟判定・送受信処理部１３０は、キャリア毎に異なる回路として構成され、また、硬判定処理部１１０も、信号転送を行うユーザ信号ポート単位で異なる回路で構成され、かつ、軟判定・送受信処理部１３０から硬判定処理部１１０への信号伝送において、軟判定信頼度情報の信号転送が不要となることから、軟判定・送受信処理部１３０及び硬判定処理部１１０の集積度を抑えることが可能となる。

さらに、軟判定・送受信処理部１３０と硬判定処理部１１０との信号交換を、独立した信号交換部１２０にて行う。これにより、通信に用いるキャリア数が増加して信号交換部１２０のスイッチ容量を超えた場合においても、信号交換部１２０に更に容量の高い回路を用いるようにすることで、予め想定したキャリア数以上のキャリア数に対しても適応的に同じ装置を用いることが可能となる。また、個々の軟判定・送受信処理部１３０により伝送可能な通信容量や硬判定処理部１１０の収容可能な通信容量、またその数に対して、信号交換部１２０による信号交換を適応的に行うことで、自由な複数キャリア分散を構成することが可能となる。

このように、本実施の形態に係る光通信装置は、複数のキャリアで信号伝送を行う通信チャネルに対して、単一のキャリアの信号劣化に対して耐性のある通信システムを回路の集積規模を抑制しつつ、かつ、キャリア数の拡張性を有する構成にて提供する。また、軟判定による内符号誤り訂正処理と硬判定による外符号誤り訂正処理を分離し、回路規模の大きい軟判定誤り訂正復号を各キャリア単位で実施し、キャリアを跨る誤り訂正復号を回路規模の小さい硬判定誤り訂正処理にて実施することで、誤り訂正回路の集積化を抑制することが可能である。

実施の形態２．
実施の形態２では、上述の実施の形態１で示した光通信装置において、非特許文献１記載のＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｎｅ）フレームを用いて、信号送受信を行う場合について説明する。また、本実施の形態においては、硬判定処理部１１０及び軟判定・送受信処理部１３０は、すべて単一のクロックに従属して同期動作する。

以下、本実施の形態２に係る光通信装置の動作について説明する。なお、本実施の形態に係る光通信装置の構成については、上述した実施の形態１の図１〜図３に示した構成と同じであるため、ここでは、図１〜図３を参照することとし、それらの説明については省略する。

まず、ユーザ信号１０を伝送路１３へ送信する際の動作について説明する。

硬判定処理部１１０の硬判定ＦＥＣ符号部１１１は、入力されるユーザ信号１０に対して、必要に応じて、ＯＴＵｋフレームへの収容を実施する。その後、連接符号における外符号として誤り訂正符号化処理を行う。得られたＯＴＵｋフレームに対して硬判定処理部１１０の第１の信号分割部１１２にてレーン回転処理を伴う非特許文献１記載のＯＴＬフレームの生成処理を施す。例えば、１００ＧｂＥ信号をＯＴＵ４フレームへ収容し、１０個のサブフレームへ分割を行う際にはＯＴＬ４．１０へとフレーム分割を行う。この際、ＯＴＬのＬｏｇｉｃａｌ Ｌａｎｅ Ｍａｒｋｅｒ（ＬＬＭ）によりＯＴＵ ＯＨのＦｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ （ＦＡＳ）領域のうち１バイトが上書きされる。

第１の信号分割部１１２で分割された出力信号は、信号交換部１２０にて分配され、それぞれ同一あるいは異なる軟判定・送受信処理部１３０に出力される。軟判定・送受信処理部１３０は一つまたは複数の硬判定処理部１１０からの信号Ｎ本を受信し、第１の信号多重部１３１にてＯＴＵｋ信号へと多重し、軟判定ＦＥＣ符号部１３２へと出力する。この際、ＯＴＬフレームのＦＡＳを用いたフレーム同期およびレーン回転処理によりＯＴＵｋフレームを生成するが、レーン間の順序はＬＬＭをモニタすることなく、入力されるＮ本の信号に対して予めレーン順序を設定することで構成する。軟判定ＦＥＣ符号部１３２では軟判定符号化のためのレート変換および内符号での符号化処理を行いＯＴＵｋＶ信号として送信器１３３にて伝送路１３へと出力する。

次に、伝送路１３からの信号を受信する際の動作について説明する。

伝送路１３からのＯＴＵｋＶ信号を軟判定・送受信処理部１３０の受信器１３４にて受信し、軟判定ＦＥＣ復号部１３５にて内符号の誤り訂正復号を軟判定を用いて実施する。得られた信号に対して、伝送送信生成時の軟判定・送受信処理部１３０の第１の信号多重部１３１にて行った信号多重の逆多重処理を第２の信号分割部１３６にて行う。硬判定処理部１１０の第２の信号多重部１１３では、複数の軟判定・送受信処理部１３０にてそれぞれ受信および軟判定誤り訂正復号を行い送出された信号１４を受信し、送信時に硬判定処理部１１０の第１の信号分割部１１２によって実施した信号分割処理の多重処理を行い、硬判定ＦＥＣ復号部１１４へと送出する。

逆多重処理の際のフレーム識別方法としては、送信時に第１の信号多重部１３１でのＯＴＵｋ信号生成時にＯＴＵ ＯＨのＲＥＳ領域に第１の信号多重部１３１入力の各レーンを識別する識別子を挿入してもよいし、第１の信号多重部１３１出力時点でレーンに対応するＬＬＭを挿入し、ＬＬＭの除去を行うことなくＯＴＵｋＶ信号として伝送路１３を伝送し識別子として用いる形としても構わない。識別子と第１の信号多重部１３１での入力レーン、および入力されるフレームのＬＬＭの値との関係は伝送路の送信端と受信端で予め共有しておくことで、識別子からの回復を受信側の軟判定・送受信処理部１３０の第２の信号分割部１３６にて行う。

硬判定処理部１１０の第２の信号多重部１１３では、個々の軟判定・送受信処理部１３０より送出され信号交換部１２０を経由して入力されたＯＴＬフレーム信号１４を受信し、送信時に硬判定処理部１１０の第１の信号分割部１１２によって分割されたＯＴＵｋ信号への多重を行い、硬判定ＦＥＣ復号部１１４へと送出する。硬判定ＦＥＣ復号部１１４では、硬判定による外符号の誤り訂正処理を行い、得られた信号をユーザ信号１０に出力する。

なお、送信端の軟判定・送受信処理部１３０の第１の信号多重部１３１から受信端の軟判定・送受信処理部１３０の第２の信号分割部１３６の通信のためにＭｕｌｔｉ−Ｆｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ（ＭＦＡＳ）を置き換える必要がある場合には、ＬＬＭ同様にＲＥＳ領域もしくはＦＡＳ領域の一部を用いて信号伝送と回復を行うことで信号伝送が可能となる。

以上の動作により、信号送信時において、硬判定処理部１１０の硬判定ＦＥＣ符号部１１１にて符号化されたＯＴＵｋ信号は複数のＯＴＬフレームに分割され、複数の軟判定・送受信処理部１３０へ分散される。その後、異なるキャリアでの信号伝送と軟判定による誤り訂正復号を経て、受信端の硬判定処理部１１０の受信処理において硬判定ＦＥＣ復号部１１４にて復号される。ＯＴＬフレームは論理的な接続であり、ＯＴＬ４．１０で規定される２０レーン以上に細分化が可能である。そのため、硬判定処理部１１０より出力されるＯＴＬフレームへの分割数の調整、ならびに、信号交換部１２０による同一の軟判定・送受信処理部１３０へ転送するＯＴＬフレームのレーン数を調整することにより、自由な構成、構成規模の拡大を自由に行うことが可能である。

また、非特許文献１に定義されているＯＴＵｋ信号が収容可能な容量を超える信号を収容する際においては、複数のＯＴＵｋ信号を多重した大きさのフレーム信号を定義することで信号収容を行うことで、同様に本発明を適用することが可能となる。この際、硬判定処理部１１０の第１の信号分割部１１２での信号分割としてはＯＴＵｋ信号へ分割してもよいし、分割したＯＴＵｋ信号を更にＯＴＬ信号に分割してもよい。

また、外符号誤り訂正符号化処理および復号化処理は複数のＯＴＵｋ信号を多重した信号に対して行ってもよいし、ＯＴＬ信号に分割する場合には分割されたＯＴＵｋ信号に対して行ってもよい。

また、軟判定・送受信処理部１３０は、硬判定処理部１１０から受信したＯＴＬフレームを同期多重して擬似的なＯＴＵｋフレームを生成し、当該擬似的なＯＴＵｋフレームで内符号の符号化処理と伝送路１３への送信を行ってもよいし、あるいは、硬判定処理部１１０から受信したＯＴＵｋフレームで内符号の符号化処理と伝送路１３に対する送信を行うようにしてもよい。

実施の形態３．
図４に、この発明の実施の形態３に係る光通信装置の構成を示す。本実施の形態においては、信号交換部１２０が単純なクロスコネクトスイッチ（cross-connect switch）で構成されている。また、図４に示すように、本実施の形態においては、同期信号生成部１４０が設けられている。同期信号生成部１４０は、硬判定処理部１１０、信号交換部１２０、及び、軟判定・送受信処理部１３０に接続されている。同期信号生成部１４０は、周期的な信号を生成し、硬判定処理部１１０、信号交換部１２０、及び、軟判定・送受信処理部１３０に出力する。他の構成および動作については、基本的に、上記の実施の形態１，２と同じである。

本実施の形態では、クロスコネクトスイッチで構成された信号交換部１２０を使用することで、回路の単純化を図りつつ、硬判定処理部１１０から信号交換部１２０へと入力された各信号の信号端子の出力先となる軟判定・送受信処理部１３０を周期的に変更する。これにより、硬判定処理部１１０の信号は、入出力端子数Ｎ₁の値に依らず、最大で伝送チャネルの総数まで分散を行うことができる。

以下、図４に従って、本実施の形態に係る光通信装置の構成及び動作について説明する。図４において、図１〜図３と同一または相当する構成については、同一符号を付して示している。

図４に示すように、各硬判定処理部１１０−１、１１０−２、１１０−３は、信号交換部１２０との接続をそれぞれ２本ずつ有している。また、各軟判定・送受信処理部１３０−１、１３０−２、１３０−３は、信号交換部１２０との接続をそれぞれ２本ずつ有している。ここでは、図４に示す構成を例に挙げて説明を行うが、本実施の形態は、これらの接続数、および、構成数に限定されるものではない。

以下、図４〜図６を用いて、本実施の形態に係る光通信装置の動作について説明する。図４は、本実施の形態に係る光通信装置において、ある時刻での信号交換部１２０における信号接続の一例を示している。また、図５は、本実施の形態に係る光通信装置において、図４とは異なる時刻での信号交換部１２０における信号接続の一例を示している。また、図６は、本実施の形態に係る光通信装置において、図４および図５とは異なる時刻での信号交換部１２０における信号接続の一例を示している。図５，６において、図４と同一の構成については、同一符号を付して示している。

まず、図４の状態においては、硬判定処理部１１０−１からの一つの出力１１−１−１は、軟判定・送受信処理部１３０−３と接続され、硬判定処理部１１０−１からのもう一つの出力１１−１−２は、軟判定・送受信処理部１３０−１と接続されるよう、信号交換部１２０の接続が構成されている。接続が静的である場合には、硬判定処理部１１０−１において生成された信号は、伝送路１３−１と１３−３のみを用いて伝送されることになる。なお、硬判定処理部１１０−２，１１０−３からの出力については説明を省略し、図４を参照することとする。

ここで、信号交換部１２０は、予め設定された時刻（以下、第１の時刻とする）において、図５に示すように、接続状態を変更する。図５においては、硬判定処理部１１０−１からの一つの出力１１−１−１が、軟判定・送受信処理部１３０−１と接続され、硬判定処理部１１０−１からのもう一つの出力１１−１−２が、軟判定・送受信処理部１３０−２と接続されるよう、信号交換部１２０の接続が構成されている。硬判定処理部１１０−２，１１０−３からの出力については説明を省略し、図５を参照することとする。

図４から図５への切り換え動作について説明する。図４から図５への切り換えは、たとえば、同期信号生成部１４０が、周期的な信号（以下、周期信号とする）を生成し、硬判定処理部１１０、信号交換部１２０、および、軟判定・送受信処理部１３０に出力する。硬判定処理部１１０および軟判定・送受信処理部１３０は、当該周期信号に従って、フレーム処理、および、信号分割処理を行う。信号交換部１２０は、当該周期信号に同期して、信号接続を変更する。

さらに、信号交換部１２０は、上記の第１の時刻とは異なる予め設定された時刻（以下、第２の時刻とする）において、図６に示すように、接続状態を変更する。図６においては、硬判定処理部１１０−１からの一つの出力１１−１−１が、軟判定・送受信処理部１３０−２と接続され、硬判定処理部１１０−１からのもう一つの出力１１−１−２が、軟判定・送受信処理部１３０−３と接続されるよう、信号交換部１２０の接続が構成されている。図５から図６への切り換え動作は、図４から図５への上記の切り換え動作と同様に行われるため、ここでは、説明を省略する。

このようにして、信号交換部１２０が接続を変更することで、硬判定処理部１１０−１からの出力１１−１−１，１１−１−２が、軟判定・送受信処理部１３０−１、１３０−２、１３０−３へと分散されることが可能となる。硬判定処理部１１０−２，１１０−３からの出力についても同様である。

以上のように、本実施の形態においては、図４→図５→図６→図４→図５→・・・というように、予め設定した時間間隔で、信号接続を繰り返し変更する。なお、図４〜６の接続の構成は、均等に信号が分散されるように、予め設定されているものとする。

また、当該時間間隔は、第２の時刻から第１の時刻を差し引いた時間に設定する。具体的には、例えば、当該時間間隔を、硬判定処理部１１０にて生成するフレーム間隔を、軟判定・送受信処理部１３０の総数である３で除した時間間隔に設定する。それにより、各波長に対して均等に信号を分散させることが可能である。また、各軟判定・送受信処理部１３０の有する通信容量あるいは信号の伝送性能あるいは信頼度に応じて、信号の分散比率を変更してもよい。

以上のように、本実施の形態においては、信号交換部１２０を、クロスコネクトスイッチから構成し、軟判定・送受信処理部１３０へ出力される硬判定処理部１１０からの各入力信号の接続、および、硬判定処理部１１０へ出力される軟判定・送受信処理部１３０からの入力信号の接続を、周期的に切り替えるようにした。これにより、複数キャリアによる信号伝送を提供することが可能である。

実施の形態４．
信号交換部１２０は、仮想的に構成された回線を用いて構成することも可能である。
仮想的な回線としては、例えば非特許文献２に記載されているPseudo Wire Emulation Edge-to-Edge技術に代表されるパケット通信等を用いて構成した仮想的な回線を用いればよい。この場合には、各硬判定処理部１１０と信号交換部１２０との総通信容量あるいは各軟判定・送受信処理部１３０と信号交換部１２０との総通信容量を超えない範囲であれば、多重される信号の通信容量及び多重信号の分割数に対する制約無く、複数キャリアへの信号分散を行うことが可能である。

以上のように、本実施の形態においては、信号交換部１２０を、仮想的な回線を用いて構成するようにした。これにより、任意の多重構成に対する信号交換を行うことができる。

Claims (7)

1. ユーザ信号の誤り訂正フレームへの収容および誤り訂正フレームからの抽出を行うとともに、外符号の符号化処理及び硬判定による復号化処理を行い、前記誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で分割及び多重する、１以上の硬判定処理部と、
   入力される誤り訂正フレームを論理レーン識別した上で多重及び分割するとともに、内符号の符号化処理及び軟判定による復号化処理を行い、伝送路に対して前記誤り訂正フレームの送信および受信を行う、１以上の軟判定・送受信処理部と、
   前記硬判定処理部と前記軟判定・送受信処理部との間で、複数の誤り訂正フレームを任意の組み合わせで交換して受け渡す信号交換部と
   を備え、
   前記ユーザ信号を前記伝送路で伝送する場合、
   前記硬判定処理部は、前記ユーザ信号を前記誤り訂正フレームに収容し、前記外符号の符号化処理及び前記分割を行って、分割された当該誤り訂正フレームを前記信号交換部を介して前記軟判定・送受信処理部に送信し、
   前記軟判定・送受信処理部は、分割された前記誤り訂正フレームを受信して前記多重を行い、前記内符号の符号化処理を行って、当該誤り訂正フレームを前記伝送路へ送信し、
   前記伝送路から前記誤り訂正フレームを受信する場合、
   前記軟判定・送受信処理部は、前記伝送路から受信した前記誤り訂正フレームに対して、前記内符号の復号化処理及び前記分割を行い、前記復号化処理で用いた軟判定信頼度情報を含まない前記誤り訂正フレームを前記信号交換部を介して前記硬判定処理部に送信し、
   前記硬判定処理部は、分割された前記誤り訂正フレームを受信して前記多重を行い、前記外符号の復号化処理を行って、当該誤り訂正フレームから前記ユーザ信号を抽出する
   光通信装置。
2. 前記硬判定処理部は、
   入力されるユーザ信号を誤り訂正フレームへ収容するとともに、前記外符号の符号化処理を硬判定により行う硬判定符号部と、
   前記硬判定符号部から出力された前記誤り訂正フレームを論理レーン識別できるように分割して前記信号交換部に出力する第１の信号分割部と
   を有し、
   前記軟判定・送受信処理部は、
   前記第１の信号分割部から前記信号交換部を介して入力された前記誤り訂正フレームを前記論理レーン識別に基づいて多重する第１の信号多重部と、
   前記第１の信号多重部から入力された前記誤り訂正フレームに対して、前記内符号の符号化処理を軟判定により行う軟判定符号部と、
   前記軟判定符号部から入力された前記誤り訂正フレームを前記伝送路に送信する送信部と
   を有する
   請求項１に記載の光通信装置。
3. 前記軟判定・送受信処理部は、
   前記伝送路から複数の誤り訂正フレームを受信する受信部と、
   前記受信部で受信された前記誤り訂正フレームに対して、前記内符号の復号化処理を軟判定により行う軟判定復号部と、
   前記軟判定復号部から入力された前記誤り訂正フレームを論理レーン識別できるように分割して前記信号交換部に出力する第２の信号分割部と
   を有し、
   前記硬判定処理部は、
   前記第２の信号分割部から前記信号交換部を介して入力された前記誤り訂正フレームを前記論理レーン識別に基づいて多重する第２の信号多重部と、
   前記第２の信号多重部から入力された前記誤り訂正フレームに対して、前記外符号の復号化処理を硬判定により行い、前記誤り訂正フレームからユーザ信号を抽出する硬判定復号部と
   を有する
   請求項１または２に記載の光通信装置。
4. 前記硬判定処理部は、前記誤り訂正フレームへの前記収容および前記外符号の前記符号化処理をＯＴＵｋフレームにて行い、前記誤り訂正フレームの前記分割をＯＴＬフレームにて行い、
   前記軟判定・送受信処理部は、前記硬判定処理部から受信した前記ＯＴＬフレームを同期多重して擬似的なＯＴＵｋフレームを生成し、前記擬似的なＯＴＵｋフレームで前記内符号の前記符号化処理と前記伝送路に対する前記送信を行う
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の光通信装置。
5. 前記硬判定処理部は、前記誤り訂正フレームへの前記収容および前記外符号の前記符号化処理をＯＴＵｋを多重したフレームにて行い、前記誤り訂正フレームの前記分割をＯＴＵｋフレームにて行い、
   前記軟判定・送受信処理部は、前記硬判定処理部から受信した前記ＯＴＵｋフレームで前記内符号の前記符号化処理と前記伝送路に対する前記送信を行う
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の光通信装置。
6. 前記信号交換部は、クロスコネクトスイッチで構成され、
   前記信号交換部は、前記軟判定・送受信処理部へ出力される前記硬判定処理部からの入力信号の接続、および、前記硬判定処理部へ出力される前記軟判定・送受信処理部からの入力信号の接続を、周期的に切り替える
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の光通信装置。
7. 前記信号交換部は、仮想的な回線を用いて構成される
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の光通信装置。

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