JP7142045B2 - ネットワーク試験装置及びネットワーク試験方法 - Google Patents

Description

本開示は、ネットワーク試験装置及びネットワーク試験方法に関する。

ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）では、例えば２５ＧＢａｕｄ ＰＡＭ４信号×８又は５０ＧＢａｕｄ ＰＡＭ４×４の光信号、または電気信号を用いる。このような３以上の多値変調を用いた信号は、一つのシンボルに複数の電圧レベルがあるため、他の値との電圧の差が小さく誤判定が生じやすい。また、本規格で用いられる光信号は、ビットレートが高くかつノイズ耐性が低い。このため、本規格では、エラーが入ることが前提でネットワークが運用され、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）を適用することで、発生したエラーを訂正して運用することが必須となっている。

ＦＥＣとは、ネットワーク上又はネットワーク装置で発生したエラーを訂正し、元の状態に復元するための符号化技術である。ＦＥＣを適用すると通信データはコードワード（Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）と呼ばれる単位に分割して送信され、受信時にコードワード単位でエラー訂正する。ただし、コードワードに含まれるＦＥＣシンボルに一定数以上のエラーが発生した場合はコードワードのエラー訂正はできない。前述の規格では、エラー訂正されたコードワードは「Ｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」、エラー訂正できなかったコードワードは「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」と定義されている。

ネットワークを運用するオペレータの懸念は、Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄが発生し、通信データが損失することである。Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄが発生しないことを保証するため、エラー訂正が多発し、Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄが発生しやすいネットワークであるかの判断も重要な指標となる。

なお、ネットワーク試験装置としては以下の文献がある。

特開２０１４－１８３４２９号公報

本開示は、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードが発生しているかを判断可能にすることを目的とする。

具体的には、本開示に係る装置は、
多値変調を用いて生成されたコードワードを受信する受信部（１１）と、
ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いてコードワードに含まれるＦＥＣシンボルの誤り訂正を行い、
コードワード当たりのシンボルエラー数を測定し、
コードワード当たりのシンボルエラー数ごとに、コードワード数をカウントする、演算処理部（１２）と、
前記カウントしたコードワード数を用いて、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードの有無を表示する表示部（１４）と、
を備える。

具体的には、本開示に係る方法は、
受信部（１１）が、多値変調を用いて生成されたコードワードを受信し、
演算処理部（１２）が、
ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いてコードワードに含まれるＦＥＣシンボルの誤り訂正を行い、
コードワード当たりのシンボルエラー数を測定し、
コードワード当たりのシンボルエラー数ごとに、コードワード数をカウントし、
表示部（１４）が、前記カウントしたコードワード数を用いて、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードの有無を表示する。

本開示によれば、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードが発生しているかを判断可能にすることができる。

ネットワーク試験装置の構成の一例を示す。 コードワードの一例を示す。 ネットワーク試験装置の動作の一例を示す。 第１の実施形態に係る表示部の表示例を示す。 第２の実施形態に係る表示部の第１の表示例を示す。 第２の実施形態に係る表示部の第２の表示例を示す。 第３の実施形態に係る表示部の表示例を示す。 ネットワーク試験装置の構成の別例を示す。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
図１に、ネットワーク試験装置の構成の一例を示す。本実施形態に係るネットワーク試験装置１０は、受信部１１、演算処理部１２、記憶部１３、表示部１４、入力部１５を備える。受信部１１及び演算処理部１２は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

受信部１１は、コードワードを受信する。コードワードは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）で定められているコードワードである。

図２に、ＦＥＣによる信号の符号化の一例を示す。図２では、一例として、ＲＳ（５４４，５１４）を用いたＲＳ－ＦＥＣ示す。ＲＳ－ＦＥＣでは、データストリームを一定のサイズで分割し、ＦＥＣを用いて符号化している。この符号化した単位がコードワードと呼ばれる。コードワードはシンボル（ＦＥＣシンボル）と呼ばれる単位で分割されており、ＦＥＣシンボル単位でエラー訂正を行う。

ＲＳ（５４４，５１４）を用いたＲＳ－ＦＥＣでは、コードワードのシンボルエラー数が１５以下の場合はエラー訂正に成功し、コードワード当たりのシンボルエラー数が１６以上である場合はエラー訂正に失敗する。ここで、シンボルエラー数は、コードワードに含まれるＦＥＣシンボルのうちの誤り訂正に成功したＦＥＣシンボルの数である。エラー訂正に成功したコードワードは「Ｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」と呼ばれ、エラー訂正に失敗したコードワードは「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」と呼ばれる。

入力部１５は、シンボルエラーの合否判定のしきい値を取得する。例えば、コードワード当たりのシンボルエラー数のしきい値である。例えばＦＥＣにＲＳ（５４４，５１４）を用いている場合、しきい値は１～１５のいずれかの値となる。入力部１５は、キーボード、マウス又はタッチパネルなどの任意の入力手段を用いることができる。入力部１５は、外部からのコマンドを取得する制御信号の受信手段であってもよい。

図３に、ネットワーク試験装置の動作の一例を示す。受信部１１がコードワードを受信し（Ｓ１０１）、演算処理部１２がコードワードに含まれるパリティを用いて各ＦＥＣシンボルのエラー訂正を行う（Ｓ１０２）。

受信部１１の受信したコードワードが「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、エラーの無かったシンボルを含め、コードワードに含まれる全てのシンボルの情報が失われる。そのため、演算処理部１２は、エラー訂正できなかったコードワード数をカウントする（Ｓ１０５）。例えば、演算処理部１２は、記憶部１３に記憶されている「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」のコードワード数のカウントを１上げる。

受信部１１の受信したコードワードが「Ｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＣｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、演算処理部１２は、コードワードに含まれるＦＥＣシンボルのなかで訂正を行ったＦＥＣシンボルの数をカウントし、記憶部１３に記憶させる（Ｓ１０４）。すなわち、演算処理部１２は、コードワードあたりのシンボルエラー数をカウントする。例えば、演算処理部１２は、記憶部１３に記憶されているシンボルエラー数に対応するコードワード数のカウントを１上げる。

演算処理部１２は、さらに、しきい値に基づく合否判定を行う。合否判定は、例えば、合格／不合格／警告のいずれかへの分類である。例えば、コードワードが「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、演算処理部１２は、不合格と判定する。コードワード当たりのシンボルエラー数がしきい値よりも低い場合、演算処理部１２は、合格と判定する。コードワード当たりのシンボルエラー数がしきい値以上である場合、演算処理部１２は、警告と判定する。

演算処理部１２は、警告が発生したタイミングの時刻を記憶部１３に記憶する。これにより、ユーザは、問題が発生した時間を確認することができる。

図４に、表示部１４の表示例を示す。表示部１４は、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードの有無をウィンドウ４１に表示する。例えば、入力部１５で入力されたしきい値が「１０」であり、コードワード当たりのシンボルエラー数が１４の場合、表示部１４は、警告である旨のマーク４１１をウィンドウ４１に表示する。このように、本開示は、シンボルエラー数に閾値を設けることで、品質の悪いネットワークに警告を出すことができる。

表示部１４は、入力部１５で入力されたしきい値「１０」、シンボルエラーレート「４．８６×１０^－３」、コードワード当たりのシンボルエラー数の最大値、損失フレーム数「０」、の少なくともいずれかを表示する欄４３を表示してもよい。

一部のネットワーク試験装置においては、ＦＥＣエラーの分布を表示する機能を具備している。しかし、Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄが発生する危険性が高い場合に警告がなく、また判断にも知識が必要であることから測定時に問題を検知することが困難であった。これに対し、本開示は、シンボルエラー数に閾値を設け、エラー訂正不可となる危険性の高いネットワークに警告を出すことができる。このため、本開示は、潜在的なネットワーク障害を発見し、問題が発生する前に対策をとることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、コードワード当たりのシンボルエラー数ごとに、コードワード数を表示する。

図５に、本実施形態における表示部１４の第１の表示例を示す。表示部１４は、各シンボルエラー数でのコードワード数をウィンドウ４１にリスト表示する。ここで、入力部１５にしきい値「１０」が入力された場合、各シンボルエラー数に、合格／不合格／警告を示すマーク４１１を表示する。マーク４１１は、例えば、合格の場合は緑色、不合格の場合は赤、警告の場合は黄色で表示する。

ウィンドウ４１は、図５に示すマーク４１１に代えて又はマーク４１１と共に、コードワード当たりのシンボルエラー数又はカウンタ数の少なくともいずれかを強調表示してもよい。強調表示は、例えば、数値又はその周囲を黄色などの色で目立たせる任意の態様を含む。

図６に、本実施形態における表示部１４の第２の表示例を示す。表示部１４は、各シンボルエラー数でのコードワード数をウィンドウ４１にグラフ表示する。例えば、ウィンドウ４１は、横軸がコードワードあたりのシンボルエラー数を示し、縦軸がコードワード数を示す棒グラフを表示する。このように、本開示は、コードワードあたりのシンボルエラー数の分布をグラフ表示する。

また、表示部１４は、ステップＳ１０５でカウントされた「Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ」の数をウィンドウ４１にグラフ表示する。

ウィンドウ４１のグラフ表示は、しきい値に基づく合否判定の結果に応じて色が異なる。例えば、合格の場合は緑色、不合格の場合は赤、警告の場合は黄色で表示する。例えば、表示部１４は、シンボルエラー数が０～９の場合は緑色、シンボルエラー数が１０～１５の場合は黄色、シンボルエラー数が１６以上でありコードワードのエラー訂正ができない場合は赤色で表示する。

１秒単位で表示すると、下限がグラフ外に消える可能性がある。そこで、１度でも発生したことが分かるよう、リセットを行うまでカウンタを固定する設定を採用することができる。一方で、カウンタを固定すると、図６の例では、時間経過と共に、シンボルエラー数が「０」のコードワード数と、図６に示すシンボルエラー数が６～１５のコードワード数と、の差が広がる。そこで、縦軸のスケールは、コードワード数が１の場合でも視認できるよう、対数で表示する。また表示部１４は、縦軸のスケールを設定するウィンドウ４２を備える。ウィンドウ４２は、ユーザが任意に設定することが可能であるが、全体を自動で表示する「Ａｕｔｏ」も設定しうる。

本開示によれば、シンボルエラー数に閾値を設け、シンボルエラー数をグラフィカルに表示するため、ユーザはエラー分布を直感的に判別することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、異なる時間でカウントされたコードワード数を、ウィンドウ４１内に同時に表示する。

図７に、本実施形態に係る表示部１４の表示例を示す。図では、一例として、横軸が各時間を示し、縦軸がコードワード数を示す棒グラフを表示する例を示す。図７では、一例として、選択部４５でコードワード当たりのシンボルエラー数「１４」が選択された場合を示す。本実施形態は、コードワード当たりのシンボルエラー数が０～１６の１以上の任意の組み合わせに適用可能である。

本実施形態によれば、設定変更の前後の結果が同一画面に表示されるため、シンボルエラーの時間変化を比較することができる。さらに、リアルタイムにグラフ表示することで、キャリブレーションの設定変更による影響を直感的に比較できる。

なお、本実施形態は、第１の実施形態に適用可能である。例えば、表示部１４は、ｘ軸にコードワード当たりのシンボルエラー数、ｙ軸に各時間、ｚ軸にコードワード数を表示する、３次元表示を行ってもよい。

（第４の実施形態）
図８に、本開示に係るネットワーク試験装置の別形態の一例を示す。本開示に係るネットワーク試験装置１０はコードワードを送信する送信部１６をさらに備えていてもよい。

演算処理部１２は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）のコードワードを生成する。送信部１６は、演算処理部１２で生成されたコードワードを、試験対象のネットワークに出力する。ここで、演算処理部１２は、任意のエラーの発生した状態のＦＥＣシンボルを生成し、送信部１６から送信することができる。

受信部１１は、試験対象のネットワークからコードワードを受信する。表示部１４は、第１の実施形態及び第２の実施形態で述べたように、複数のシンボルエラーが訂正されたコードワードの有無を表示する。これにより、ユーザは、表示部１４に表示されたシンボルエラーに基づいて、試験対象のネットワークの動作を確認することができる。

本開示は情報通信産業に適用することができる。

１０：ネットワーク試験装置
１１：受信部
１２：演算処理部
１３：記憶部
１４：表示部
１５：入力部
１６：送信部

Claims (8)

1. ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いたエラー訂正単位であるコードワード当たりのシンボルエラー数のしきい値を取得する入力部（１５）と、
   多値変調を用いて生成されたコードワードを受信する受信部（１１）と、
   ＦＥＣを用いてコードワードに含まれるＦＥＣシンボルの誤り訂正を行い、
   コードワード当たりのシンボルエラー数を測定し、
   コードワード当たりのシンボルエラー数ごとに、コードワード数をカウントする、演算処理部（１２）と、
   前記カウントしたコードワード数を用いて、コードワード当たりのシンボルエラー数が前記しきい値未満である場合は合格である旨を表示し、コードワード当たりのシンボルエラー数が前記しきい値以上である場合は警告である旨を表示する表示部（１４）と、
   を備えるネットワーク試験装置。
2. 前記コードワードは、ＲＳ－ＦＥＣで符号化されており、
   前記入力部は、前記しきい値として、１から１５の任意の値を入力する、
   請求項１に記載のネットワーク試験装置。
3. 前記演算処理部は、コードワード当たりのシンボルエラー数が１５以下である場合はエラー訂正に成功し、コードワード当たりのシンボルエラー数が１６以上である場合はエラー訂正に失敗し、
   前記表示部は、０から１６のシンボルエラー数を表示する、
   請求項２に記載のネットワーク試験装置。
4. 前記演算処理部は、リセットを行うまでコードワード数のカウントを続け、
   前記表示部は、コードワード数が１の場合でも視認可能な対数でコードワード数を表示し、
   前記表示部に表示されているウィンドウを用いて、コードワード数のスケールが設定可能であり、
   前記表示部は、さらに、
   （ｉ）前記入力部で入力されたしきい値、
   （ｉｉ）前記演算処理部で測定されたシンボルエラー数から求められるシンボルエラーレート、
   （ｉｉｉ）コードワード当たりのシンボルエラー数の最大値、
   （ｉｖ）前記演算処理部の誤り訂正から求められる損失フレーム数、
   の少なくともいずれかを表示する欄を表示する、
   請求項１から３のいずれかに記載のネットワーク試験装置。
5. 前記表示部は、
   前記カウントしたコードワード数を、コードワード当たりのシンボルエラー数ごとにグラフ表示し、
   前記しきい値以上と前記しきい値未満とで、前記カウントしたコードワード数を異なる色で表示する、
   請求項１から４のいずれかに記載のネットワーク試験装置。
6. 前記コードワードは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）で定められているコードワードである、
   請求項１から５のいずれかに記載のネットワーク試験装置。
7. 多値変調を用いて生成されたコードワードを送信する送信部（１６）をさらに備える、
   請求項１から６のいずれかに記載のネットワーク試験装置。
8. 入力部（１５）が、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いたエラー訂正単位であるコードワード当たりのシンボルエラー数のしきい値を取得し、
   受信部（１１）が、多値変調を用いて生成されたコードワードを受信し、
   演算処理部（１２）が、
   ＦＥＣを用いてコードワードに含まれるＦＥＣシンボルの誤り訂正を行い、
   コードワード当たりのシンボルエラー数を測定し、
   コードワード当たりのシンボルエラー数ごとに、コードワード数をカウントし、
   表示部（１４）が、前記カウントしたコードワード数を用いて、コードワード当たりのシンボルエラー数が前記しきい値未満である場合は合格である旨を表示し、コードワード当たりのシンボルエラー数が前記しきい値以上である場合は警告である旨を表示する、
   ネットワーク試験方法。

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