JPWO2005048520A1 - データ伝送方法及びデータ伝送装置 - Google Patents

Abstract

複数のリンクをまとめて一つの回線とする伝送路２０を経由してデータを伝送するデータ伝送方法において、複数のリンクの少なくとも一つによって情報データを伝送する第１のリンクグループと、情報データから生成されるパリティデータを、第１のリンクグループとは異なる複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって伝送する第２のリンクグループと、情報データ又は前記パリティデータに誤りが生じたときに該誤りの訂正に関連する誤り検査データを情報データ又は前記パリティデータから生成し、第１のリンクグループ及び前記第２のグループとは異なる複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって伝送する第３のリンクグループと、をまとめて伝送する。

Description

本発明は、伝送路におけるデータ伝送方法及びデータ伝送方法を適用する伝送装置（送信装置及び受信装置）に関する。

データを伝送する通信路の伝送容量増加方法として、データを伝送するリンク本数（すなわち、ビット幅）を増やし、伝送容量を増加することのできるパラレル同期伝送方式が用いられてきた。しかし、パラレル同期伝送方式では、データが受信側に到着した時点で、各リンクのタイミングがビット単位で揃っている必要がある。しかし、伝送距離が増加するにつれ、リンク間の伝送距離の差が生じ、それに伴う伝搬遅延が発生し、リンク間で到着時間に差（スキュー）が生じる。パラレル同期伝送方式を用いてデータを長距離伝送するためには、このスキューの問題を解決しなくてはならなので、従来のパラレル同期伝送方式は長距離伝送にはあまり向いていなかった。
一方、パラレルの信号を時間多重してシリアル化し、シリアル信号として伝送後、受信側で再びパラレル化する技術（一般的に「ＳｅｒＤｅｓ」（Ｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ／Ｄｅ−ｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ）と呼ばれる）を用いたシリアル伝送方式がある。このＳｅｒＤｅｓを用いることで、前記のパラレル伝送を高速化したときに顕著となるビット間のスキューの問題を解決でき、長距離伝送が可能となる。
近年のＩＰトラフィック増加に伴い、伝送分野においても高速化が求められ、１００Ｇｂｉｔ／ｓを超えるような伝送容量が必要となっている。しかし、シリアル伝送方式をさらに広帯域化するには、１ｂｉｔのパルス幅を短くして時間方向での密度を増加する必要があるが、物理的な限界があり、帯域幅をあまり増やすことができなかった。そのため、更なる広帯域化には、パラレル化技術とシリアル信号の高速化技術の併用が重要である。
そこで、高速シリアルデータをさらに並列化して伝送するには、前記パラレル同期伝送方式で問題となったスキューを解決する必要がある。ただし、各シリアル信号が１０Ｇｂｉｔ／ｓという高速信号となることを仮定すると、１ｂｉｔのパルス幅は１００ｐｓとなり、ビット単位で同期して伝送することは事実上不可能である。そこで、シリアル信号を、ある程度の大きさを持つブロックに区切り、このブロックを単位に同期伝送する方式が考えられている。ＸＡＵＩ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）では、８Ｂ／１０Ｂ符号化方式を用い、この符号を単位をしてスキューを補正する方式が用いられている（非特許文献１、参照。）。
一方、高速シリアル信号をパラレル化して長距離伝送するためには、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）伝送方式を利用し、各シリアル信号を異なる波長に割り当てて伝送することもできる。しかし、ＷＤＭでは、隣接波長とのクロストークが大きくなり、回線のエラー発生率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）が大きくなり、帯域幅が低下するという問題が生じる。また、比較的近距離であれば、複数の光ファイバを束ねたリボンファイバを使用して各ファイバ毎にパラレル伝送をすることも可能だが、使用する光ファイバがＭＭＦ（Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）であるため、長距離伝送を行うと信号劣化が大きくなり、ＢＥＲも大きくなってしまう。さらに、光伝送では、複数のレーザ発信器及び受光器を１モジュールに搭載し、かつ、光リンクの経路が複数（パラレル度数）あることから、系全体の故障率はレーザ発信機単体に比べると、最低でもパラレル度数倍に増加する。さらに、回線を構成する複数本のうち１本でも障害が発生すれば、即回線断になるという問題がある。
そこで、特許文献１には、伝送路の信頼性を向上し、且つ伝送速度を高速化しないよう、データ信号を伝送する経路に加え、別の経路を用いて誤り訂正を行う冗長ビットを伝送する光伝送装置が開示されている。
また、特許文献２には、複数のチャネルを用いて情報データを伝送し、且つ別のチャネルを用いて情報データに対する検査データを伝送し、受信側では検査データから各チャネルの誤り訂正を実施する光伝送の方法が開示されており、情報データを伝送するチャネルの伝送速度を上昇することなく検査データを送信でき、誤り訂正を実施できる。

高速シリアルデータをパラレル化して伝送する伝送路において、長距離伝送時にはＢＥＲが高くなる。さらに、複数のレーザ発信機を１モジュールに搭載し、光リンクの経路が複数（パラレル度数）あるため、系全体の故障率はレーザ発信機単体に比べて、最低でもパラレル度数倍に増加する。パラレル伝送では回線を構成する複数本のうち１本でも障害が発生すれば、即刻回線断になるという問題がある。
また、特許文献１では、ディジタル信号をシリアル方式で伝送する方法が開示されているが、パラレル方式については何ら開示されておらず、特許文献２では、送信される検査データは誤り制御（誤り訂正）に使用されるものであり、情報データを伝送する複数のチャネルのうち１チャネルが欠落した状態を補うことはできない、という問題があった。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、パラレル伝送を用いた長距離伝送において、回線の障害を回避可能なデータ伝送方法及び伝送装置を提供することを目的とする。
本発明の送信装置では、伝送すべきデータ列（以下、元データ）をリンク数分にデータ分割し、データ分割した元データを複数のリンク（以下、データリンク）を使用して送信する。また、各データリンクのパリティ（以下、パリティデータ）を計算し、データリンクとは異なるリンク（以下、パリティリンク）を使用して送信する。さらにデータリンク及びパリティリンクにおいて、送信するデータに対する誤り検査ビットを計算し、共に送信することを特徴とする。
本発明の受信装置では、伝送中に生じたビット誤りを含む元データ、パリティデータ及び検査ビットを受信する。受信装置では受信した元データとパリティデータを、それらに対応する検査ビットを使用して誤りを計算し、誤りが生じていればそのデータを訂正する。受信側で誤り訂正が生じていなければ、データリンクから受信したデータが送信した元データと違わない正しいデータである判断し、受信データとして採用する。また各リンクにおいては、自リンク以外のデータリンクとパリティリンクから受信した元データとパリティデータとのパリティを常時計算し、元データを復元することを本発明の特徴とする。
本発明の特徴として、さらに、受信装置で誤り訂正を生じた場合は、その訂正回数を数え、該リンクのＢＥＲを計算する。また予めリンクを信頼する最低ＢＥＲを規定する。計算から求めた該リンクのＢＥＲが最低ＢＥＲよりも大きくなる場合は、該リンクを信頼できないものと判断し、前記復元された元データを受信データとして採用することを特徴とする。

図１は、本発明の実施の形態の伝送システム全体を示すブロック図である。図２は、本発明の実施の形態の送信部１４の内部の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態のパリティの計算方法の一例を模式的に示す説明図である。図４は、本発明の実施の形態のパリティデータ列からのデータ列を復元する例を示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態の受信部２６の内部の構成を示すブロック図である。図６は、本発明の実施の形態の各リンクの符号同期処理を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施の形態のデスキュー処理の詳細を示すチャートである。図８は、本発明の実施の形態のパリティ符号同期・デスキュー処理（図６のＳ４５）の詳細を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態の各データリンクで誤り訂正が発生したときの処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
図１は本発明の実施の形態の伝送システム全体を示すブロック図である。
本発明の実施の形態の伝送システムは、送信装置１と受信装置２とが伝送路２０を介して接続されており、送信装置１は信号（データ）を伝送路２０を経由して送り、受信装置２がこれを受け取るよう構成されている。
送信装置１には、入力端子１０、ビット分割部１２、複数のデータリンク１００、送信部１４、複数のリンク１５０、複数のＰ／Ｓ変換部１６、光変換部１８が備えられている。受信装置２には、電気変換部２２、複数のＳ／Ｐ変換部２４、複数のリンク２００、受信部２６、複数のデータリンク２８０、ビット結合部２８、出力端子３０が備えられている。伝送路２０は光ファイバ等で構成されており、複数の光ファイバで構成されるリボンファイバ、又はＷＤＭ技術によって複数のリンクを伝送可能に構成される。
送信装置１の入力端子１０から入力されたデータは、ビット分割部１２でｎ本（ｎは自然数）のデータリンク１００に分割される。以下、このデータリンク１００の各分割単位を、Ｄ１〜Ｄｎと呼ぶ。この分割されたデータリンクは送信部１４に入力される。送信部１４は、入力されたデータリンクＤ１〜Ｄｎから、パリティリンク（冗長リンク）及び検査リンクを得て、Ｄ１〜Ｄｎのリンク＋２本のリンク（計ｎ＋２本）であるリンク１５０をＰ／Ｓ変換部１６に出力する。なお、検査リンクには、例えば、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いる。Ｐ／Ｓ変換部１６は、このｎ＋２本のリンク１５０を、それぞれ、低速のパラレルデータから高速のシリアルデータへ変換して、光変換部１８に出力する。光変換部１８では、Ｐ／Ｓ変換部１６から出力された各シリアルデータを電気信号から光信号へ変換し、変換した光信号を伝送路２０に送信する。
なお、各リンクのデータ形態（送信部１４の各出力リンクのデータ形態）をシリアルデータとすることも可能であり、その場合には、Ｐ／Ｓ変換部１６は不要である。
光変換部１８は、伝送路２０にＷＤＭを用いる場合は、得られた光信号をそれぞれ複数の波長に割り当てて伝送路２０に送信する。また、伝送路２０がリボンファイバで構成されている場合は、ファイバ毎に各光信号を送信し、特に波長変換は必要としない。
送信装置１が送信したｎ＋２本の光信号は、伝送略２０を経由して受信装置２に送られる。受信装置２では、まず、電気変換部２２で光伝送後のｎ＋２本の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換して、Ｓ／Ｐ変換部２４に出力する。変換された電気信号は、Ｓ／Ｐ変換部２４で高速のシリアルデータから低速のパラレルデータに変換される。Ｓ／Ｐ変換部２４は、シリアルデータから変換されたリンク２００（データリンクＤ１〜Ｄｎ、パリティリンク、及び検査リンクのｎ＋２本）を、受信部２６に出力する。
受信部２６では、入力されたリンク２００からパリティリンク及び検査リンクによって誤り訂正の施されたデータリンク（Ｄ１〜Ｄｎ）を得て、このデータリンク２８０をビット結合部に出力する。ビット結合部２８は、このデータリンク２８０のデータをビット結合し、出力端子３０より出力する。
以上の構成により、送信装置１に入力されたデータが受信装置２に伝送される。受信装置２の出力端子３０から出力されるデータは、送信装置１の入力端子１０より入力されたデータと全く同じ内容となる。
図２は、本発明の実施の形態の送信部１４の内部の構成を示すブロック図である。
送信部１４は、ｎ本（ｎは自然数）のデータリンク１００、ｎ個の符号化部（１１０−１〜１１０−ｎ）、パリティ計算部１２０、ｎ＋１個の誤り訂正符号化部（１３０−１〜１３０−ｎ、１３０−ｐ）、検査ビット詰込部１４０、及び、ｎ＋２本のリンク１５０等により構成されている。
送信部１４に入力されたデータリンク１００は、それぞれ、符号化部１１０−１〜−ｎに入力される。符号化部１１０−１〜−ｎは、データリンク１００から入力されたデータ列を一定サイズのブロックに分割し、分割したブロックを伝送符号に変換する。本実施の形態では、伝送符号として６４Ｂ／６６Ｂ符号を使用する。なお、伝送符号方式はこれに限定されるものではない。符号化部１１０−１〜−ｎでは、この６４Ｂ／６６Ｂ符号を用いて、入力されたデータ列を６４ｂｉｔ単位のブロックに分割し、分割したブロックを６６ｂｉｔ（ヘッダ２ｂｉｔ、データ６４ｂｉｔ）で構成される伝送符号に変換する。すなわち、データ列Ｄ１〜Ｄｎは、それぞれリンク１５０を構成するＤ１リンク（データ列Ｄ１に対応）〜Ｄｎリンク（データ列Ｄｎに対応）に変換される。
パリティ計算部１２０は、符号化部１１０−１〜−ｎから出力されたデータ列Ｄ１〜Ｄｎを受信し、受信したデータ列のパリティを計算する。計算されたパリティデータ列はリンク１５０を構成するパリティリンクとして出力される。
ここで、パリティについて説明する。図３はパリティの計算方法の一例を模式的に示す説明図である。
データ列Ａ３００、データ列Ｂ３０１、データ列Ｃ３０２、データ列Ｄ３０３の４つのデータ列が入力された場合は、全データ列のビットに対して排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ）を計算する。この値をパリティと呼ぶ。図３に示すパリティは、一般的に偶数パリティと呼ばれる。なお、この場合、４つの入力に対するパリティＰ３０５は次の数式１により求められる。

パリティを使用すれば、４つのデータ列のうち１つのデータ列が失われたとしても、残りの３つのデータ列とパリティとから、失った１つのデータ列を復元することができる。
図４は、４つのデータ列のうち１つのデータ列が失われた場合の例を示す説明図である。データ列Ｃ３１２が失われ、残り３つのデータ列（データ列Ａ３１０、データ列Ｂ３１１、データ列Ｄ３１３）とパリティデータ列３１４の４つのデータ列が正常に送られた場合は、この４つのデータ列をビット毎に排他的論理和を計算すると、その出力は、パリティ列を計算した元の失われたデータ列Ｃ’３１５となり、前述したデータ列Ｃ３０２と等しい値となり、失われたデータを復元することができる。得られたＣ’は、入力されたデータ列Ｃに等しい。なお、この３つのデータ列とパリティとによるデータの復元は、次の数式２により求められる。

図２の説明に戻り、誤り訂正符号化部（１３０−１〜ｎ及び１３０−ｐ）は、それぞれ、データ列Ｄ１〜Ｄｎ及びパリティデータ列から、誤り訂正符号の検査ビットを計算し、これを検査ビット詰込部１４０に出力する。
誤り訂正符号としては、一般的にハミング符号、ＢＣＨ符号（Ｂｏｓｅ Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）、リードソロモン符号などが知られているが、本発明の実施の形態では、例として、ｍ＝７のハミング符号（符号長：２ｍ−１＝１２７ｂｉｔ、情報ビット：２ｍ−ｍ−１＝１２０ｂｉｔ、検査ビット：ｍ＝７ｂｉｔ、１２７ｂｉｔ中の１ｂｉｔの誤り訂正可能）を用いた場合を説明する。
ハミング符号では、ある一定長の情報ビットに対して、一定長の検査ビットを付与する。前述したように、伝送符号として６４Ｂ／６６Ｂ符号を使用するので、１符号に割り当てる情報ビットは６６ｂｉｔとなる。巡回ハミング符号（ｍ＝７）の情報ビットは１２０ｂｉｔであるが、実際には６６ｂｉｔのみを使用し、残の５４ｂｉｔの値は“０”とする。この情報ビットと、一般的に知られる巡回ハミング符号（ｍ＝７）の生成多項式Ｇ（１＋ｘ３＋ｘ７）から、７ｂｉｔの検査ビットを計算する。なお、本発明では、使用する誤り訂正符号方式はこれに限定されるものではない。
検査ビット詰込部１４０では、誤り訂正符号化部１３０−１〜−ｎ、−ｐより出力されたデータリンクＤ１〜Ｄｎ及びパリティリンクの検査ビットを受け取り、受け取った検査ビットを、対応するデータと同時に出力する６４Ｂ／６６Ｂ符号ブロックのデータ部分に詰め込む作業を実施する。詰め込まれた検査ビットのデータ列は、リンク１５０を構成する検査リンクとして出力される。
図５は、本発明の実施の形態の受信部２６の内部の構成を示すブロック図である。
受信部２６は、リンク２００、リンク２００の各リンクに対応する複数のデータリンク対応部（２０５−１〜２０５−ｎ）、パリティリンク対応部２０１、検査リンク対応部２０２、回線制御部２０８、データリンク２８０等によって構成されている。
検査リンク対応部２０２には、リンク２００を構成する検査リンクが入力される。検査リンク対応部２０２は、符号同期部２７０と検査ビット分配部２７５とによって構成されている。符号同期部２７０は、入力されたデータ列から、まず、６４Ｂ／６６Ｂ符号のヘッダを検出し、ヘッダを元にデータ列を検出して符号同期処理を実施する。同期結果は回線制御部２０８に通知する。検査ビット分配部２７５では、６４Ｂ／６６Ｂ符号ブロックのデータ領域から送信部１４で埋め込まれたハミング符号の検査ビットを抽出し、抽出した検査ビットを対応するデータリンクＤ１〜Ｄｎを処理するデータリンク対応部２０５、及びパリティリンクを処理するパリティリンク対応部２０１に分配する。
パリティリンク対応部２０１には、リンク２００を構成するパリティリンクが入力される。パリティリンク対応部２０１は、符号同期部２５０、デスキュー部２５５、誤り訂正復号化部２６０、リンク制御部２６５によって構成されている。符号同期部２５０は、リンク制御部２６５から指定される同期位置において同期処理を実施し、同期結果をリンク制御部２６５に通知する。デスキュー部（スキュー補正部）２５５では、自リンクのデータ列と検査リンクのデータ列との到着時間差（スキュー）を補正する処理を実施する。この処理をデスキューと呼ぶ。この到着時間差を補正するためのスキュー補正量はリンク制御部２６５から指定される。誤り訂正復号化部２６０は、パリティリンクのデータ列と、検査ビット分配部２７５からの検査ビットとを受信し、誤り訂正復号化処理を実施する。検査ビットによりデータ列にビット誤りを検出した場合は誤り訂正を行い、同時にリンク制御部２６５に通知する。パリティリンクのデータ列は、各データリンクのデータ列の排他的論理和した値であり、６４Ｂ／６６Ｂ符号のヘッダ情報も排他的論理和の計算結果となっているため、これを検出することができない。そこで、リンク制御部２６５では、誤り訂正復号化部２６０の訂正結果を元に、同期位置及びスキュー補正量を調整する。すなわち、誤り訂正復号化部２６０によって行う誤り訂正が連続的に発生しない位置が同期位置であり、かつ、正しいスキュー補正量である。リンク制御部２６５は、符号同期及びデスキュー処理完了後、結果を回線制御部２０８に通知する。。
データリンク対応部（２０５−１〜２０５−ｎ）には、リンク２００を構成するデータリンクＤ１〜Ｄｎが、それぞれ入力される。データリンク対応部２０５−１〜２０５−ｎには、入力されるデータリンクが異なるだけで内部の構造は同じであるので個別の説明は省略する。以下、データリンク対応部２０５−１について説明する。
データリンク対応部２０５−１は、符号同期部２１０−１、デスキュー部２１５−１、誤り訂正復号化部２２０−１、パリティ復号部２２５−１、セレクタ２３０−１、復号化部２３５−１、比較部２４０−１、リンク制御部２４５−１から構成されている。
符号同期部２１０−１は、入力されたデータ列から６４Ｂ／６６Ｂ符号のヘッダを検出し、このヘッダを元に符号同期処理を実施する。符号同期部２１０−１は、この同期結果をリンク制御部２４５−１に通知する。デスキュー部（スキュー補正部）２１５−１は、自リンクのデータ列と検査リンクのデータ列との到着時間差（スキュー）を補正する処理を実施する。デスキュー部２１５−１は、後段の誤り訂正復号化部２２０−１が出力する誤り訂正情報を受信し、誤り訂正が連続的に発生しないように内部の遅延量、すなわち、スキュー補正量を調整する。誤り訂正復号化部２２０−１ではデスキュー部２１５−１からのデータ列と、検査ビット分配部２７５からの検査ビットとを受信し、誤り訂正復号化処理を実施する。検査ビットによりデータ列にビット誤りを検出した場合は誤り訂正を行い、同時にリンク制御部２４５−１とデスキュー部２１５−１とに誤りの訂正を通知する。誤り訂正復号化部２２０が出力する誤り訂正の実施されたデータ列は、自リンクのセレクタ２３０−１及び自リンク以外（例えば、データリンクＤ２〜Ｄｎ）のパリティ復号部２２５−２〜２２５−ｎに出力される。パリティ復号部２２５−１では、誤り訂正処理の施された自リンク以外のデータリンクのデータ列と、パリティリンクのデータ列とを受信し、ビット単位に排他的論理和を計算してセレクタ２３０−１に出力する。セレクタ２３０−１は誤り訂正復号化部２２０−１からの出力、又は、パリティ復号部２２５−１からの出力、のいずれかを、リンク制御部２４５−１からの指示に従って選択し、復号化部２３５に出力する。リンクでの障害（リンク断など）が発生していない状態であれば、誤り訂正復号化部２２０−１が出力するデータ列とパリティ復号部２２５−１が出力するデータ列とは等しくなる。比較部２４０−１は、誤り訂正復号化部２２０−１が出力するデータ列とパリティ復号部２２５−１が出力するデータ列とを比較し、比較結果をリンク制御部２４５−１に通知する。リンク制御部２４５−１は、通常は誤り訂正復号化部２２０−１が出力するデータ列を選択するが、自リンクで障害が発生していると判断したときは、パリティ復号部２２５−１が出力するデータ列を選択するようにセレクタ２３０−１に指示する。
最後に、セレクタ２３０−１が出力するデータ列に対して復号化部２３５−１が６４Ｂ／６６Ｂ復号化処理を実施し、データリンク２８０に出力する。このデータリンク２８０の出力は、送信部１４に入力されるデータリンク１００のデータ列と等しいものとなる。
以上の一連の動作によって、送信装置１から受信装置２にデータが伝送され、１つのデータリンクに誤りが発生した場合は、該リンクをパリティリンクによって訂正することができる。なお、本発明の実施の形態では１本のパリティリンクを用いたが、複数のパリティリンクを用いてもよい。複数のパリティリンクを用いることで、誤りの訂正を、より精度高く行うことができる。
以上のように構成された本発明の実施の形態について、フローチャートを参照して動作を説明する。
図６は、受信部２６の回線制御部２０８の行う、各リンクの符号同期処理を示すフローチャートである。
Ｓ０から処理を再開する。そして、データリンクＤ１〜Ｄｎ及び検査リンクの同期処理を、各リンク対応部の符号同期部（２１０−１〜ｎ及び２７０）で実施する（Ｓ１０）。次に、リンクの同期が確立したかどうかを判定する（Ｓ１５）。リンクの同期が確立したと判定した場合はＳ２５に移行する。リンクの同期が確立確率していないと判定した場合は、Ｓ２０へ進み、同期外れとする。同期外れの場合、通常は符号同期処理をＳ０からやり直す。
一方、３２５では、データリンクＤ１〜Ｄｎのデスキュー部（２１５−１〜２１５−ｎ）で、デスキュー処理を実施する。なお、このデスキュー処理の詳細は図７で後述する。そして、デスキュー処理が完了したか否かを判定する（Ｓ３０）。デスキュー処理が完了していないと判定した場合は、実質的なスキュー量が想定したスキュー許容値を超えていると判断し、スキュー許容値超過障害通知（回線の同期確立が不能を示す）を実施し（Ｓ３５）、回線同期処理を中断する（Ｓ４０）。
一方、デスキュー処理が完了したと判定した場合は、パリティリンクの符号同期・デスキュー処理を実施する（Ｓ４５）。このパリティリンクの符号同期・デスキュー処理の詳細は図８で後述する。次に、符号同期処理が完了したか否か判定する（Ｓ５０）。符号同期処理が完了しないと判定した場合は、同期が外れた状態となる（Ｓ５５）。同期が外れた場合は、通常はＳ４５又はＳ０に移行し処理を繰り返す。一方、パリティリンクの符号同期処理が完了したと判定した場合は、全リンクでの符号同期・デスキュー処理が完了し、回線としての同期が完了する（Ｓ６０）。
図７は、データリンク対応部２０５が行う、デスキュー処理（図６のＳ２５）の詳細を示すチャートである。
Ｓ１００から処理を開始する。まず、各リンク（Ｄ１〜Ｄｎ）に対応する誤り訂正復号化部２２０で、データリンクと検査ビットとから誤り訂正復号化処理を実施する（Ｓ１０５）。次に、誤り訂正復号化処理において、誤りが発生し誤りの訂正を行ったか否かを判定する（Ｓ１１０）。
誤り訂正が生じていたと判定した場合には、Ｓ１１５に移行し、デスキュー部２１５の内部設定であるスキュー補正量を、所定の量（例えば“１”）だけ増加（又は減少）する。そして、スキューの補正値が、予め定めた一定量を超えたか否かを判定する（Ｓ１２０）。超えていない場合は、再びＳ１０５からの処理を繰り返す。スキュー値が一定量を超えた場合、すなわち、どのスキュー補正量でも誤り訂正が生じるときは、実際のスキュー量が想定したスキュー補正量の許容値よりも大きいと予測されるため、デスキュー未完のまま終了する（Ｓ１２５）。スキューの補正量、すなわち各リンクのタイミングのずれは、現実問題としてある一定量（量は実装に依存する）しか変更することができない。そのため、伝送経路の回線品質や遅延が各リンクで著しく異なる場合はデスキューを行うことができないので、Ｓ１２５の後、エラーの通知等を行う。スキュー補正量は、デスキュー部２１５において、内部のバッファへ一時的にデータを蓄え、例えば数ｍ秒単位でデータのタイミングを後ろ（又は前）に移動させ、各データ列のタイミングの同期を行う。このタイミングの移動は、あまりにも大きく移動させると他のデータ列のタイミングと干渉してしまうため、所定の量を設定する必要がある。
一方、誤りの訂正が生じていない場合、すなわちデスキュー成功とし、成功回数をカウントアップする（Ｓ１３０）。次に、成功回数が予め規定した値（例えば、５回）を超えたか否かを判定する（Ｓ１３５）。成功回数が予め規定した値よりも小さい場合は、Ｓ１０５に戻り処理を繰り返す。成功回数が予め規定した値を超えた場合は、デスキュー処理が完了したと判断し（Ｓ１４０）、図６の処理に復帰する。
なお、Ｓ１１０では、誤り訂正が発生したか否かで判定を行ったが、これを、誤りの発生率を算出し、誤りの発生率が所定の値を超えたか否かで判定を行ってもよい。例えば、誤りの発生率が所定の値以下である場合には、デスキューの成功と判断する。
図８は、パリティリンク対応部２０１での、パリティ符号同期・デスキュー処理（図６のＳ４５）の詳細を示すフローチャートである。
まずＳ２００から処理を開始する。誤り訂正復号化部２６０で、誤り訂正復号化処理を実施する（Ｓ２０５）次に、誤り訂正復号化処理において、誤りが発生し誤りの訂正を行ったか否かを判定する（Ｓ２１０）。
誤りの訂正が生じていると判定した場合は、デスキュー部２１５の内部設定であるスキュー補正量を、所定の量（例えば“１”）だけ増加（又は減少）する。そして、スキューの補正量が、予め定めた一定量を超えたか否かを判定する（Ｓ２２０）。超えていない場合は、再びＳ２０５からの処理を繰り返す。スキュー値が一定量を超えた場合は、符号同期位置を１ｂｉｔ移動（Ｓ２２５）する。そして、移動を行った符号同期位置が、予め定めた範囲の全ての同期位置を試行したかどうかを判定する。（Ｓ２３０）。パリティは、各リンクにデータの誤りが発生していない限り、全てのビットが同期したときには誤りが発生しなくなるので、その同期を１ｂｉｔずつずらして試行する。そして、どの同期位置でも誤り訂正が生じ、所定のビット範囲を超えた場合は、同期外れ状態か、実際のスキュー量が想定したスキュー補正量の許容値よりも大きいと予測されるため、符号同期未完のまま終了する（Ｓ２３５）。
一方、誤り訂正が生じていないと判定した場合は、誤り訂正が生じていない、すなわち、パリティの同期が成功したとし、この成功回数をカウントアップする（Ｓ２４０）。そして、成功回数が予め規定した値（例えば、５回）を超えたか否かを判定する（Ｓ２４５）。成功回数が予め規定した値よりも小さい場合は、Ｓ２０５に戻り処理を繰り返す。成功回数が予め規定した値を超えた場合は、パリティビットの符号同期及びデスキュー処理が完了したと判断し（Ｓ２５０）、図６の処理に復帰する。
なお、Ｓ２１０では、誤り訂正が発生したか否かで判定を行ったが、これを、誤りの発生率を算出し、誤りの発生率が所定の値を超えたか否かで判定を行ってもよい。例えば、誤りの発生率が所定の値以下である場合には、パリティの同期が成功と判断する。
次に、前述した誤り訂正復号化処理（図７のＳ１０５又は図８のＳ２０５）において、各データリンクで誤り訂正が発生したときの処理手順を、図９のフローチャートを用いて説明する。
データリンクＤ１〜Ｄｎのうちの一つのデータリンクＤｘ（ｘは自然数）で誤り訂正が発生した場合（Ｓ３００）に処理を開始し、まず、比較部２４０−ｘで、データリンクＤｘのデータ列と、パリティ復号部２２５−ｘが出力するデータ列とを比較し、比較の結果、データリンクとパリティとに差異があるか否かを判定する（Ｓ３０５）。差異があると判定した場合は、データリンクＤｘの誤り訂正符号ブロック内で想定以上（２ｂｉｔ以上）のビット誤りが発生した場合であり、該当する符号ブロックを「誤りブロック」としてマークし（Ｓ３１０）、Ｓ３１５に移行し、パリティによって修正されたデータを出力するようにする。差異がないと判定した場合は、そのままＳ３１５に移行する。
Ｓ３１５では、自リンク、すなわち、データリンクＤｘのＢＥＲ（誤り発生率：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を計算する。ＢＥＲは、単位時間内に発生した誤り訂正の回数から算出する。次に、ＢＥＲが予め規定した上限値を超えたか否かを判定する（Ｓ３２０）。ＢＥＲが上限値より小さいと判定した場合は、通常状態（Ｓ３２５）に復帰する。一方、ＢＥＲが上限値を超えたと判定した場合、すなわち、自リンクの信頼性が低下している場合は、まず、データリンクＤｘ以外のデータリンクで障害（例えば、誤り訂正の発生、ＢＥＲの増加、回線の障害通知等）が発生していないことを判定する（Ｓ３３０）。データリンクＤｘ以外でも障害が発生している場合、すなわち、２リンク以上でリンクの障害が発生している場合はデータの誤りの訂正が非常に困難な状態となっており、伝送路での通信を維持できないため、回線障害を通知して終了する（Ｓ３３５）。
一方、他のデータリンクで障害がないと判定した場合は、セレクタ２３０−ｘを誤り訂正復号化部２２０−ｘの出力からパリティ復号部２２５−ｘの出力に切り替える（Ｓ３４０）。次に、データリンクＤｘでリンク障害が発生したことを通知し（Ｓ３４５）、リンク障害状態として処理を終了し、図７又は図８のフローチャートに復帰する。
以上の図９の処理によって、データリンクとパリティとに差異がある場合は、誤り発生率（ＢＥＲ）を算出し、ＢＥＲが予め規定した上限値を超えた場合に、該データリンクをパリティによって修正したデータに切り替えることができる。なお、Ｓ３２０において、ＢＥＲと予め規定した上限値のと比較ではなく、ＢＥＲの推移を監視し、ＢＥＲの上昇が急激に上昇した場合にＳ３３０以降に分岐し、パリティからの出力に切り替えるように構成してもよい。
以上のよう構成された本発明の実施の形態では、送信装置１から送信する元データについて、元データのパリティを算出し、さらに、元データとパリティデータとの誤り検査ビットを計算して、これをたまとめて元データと共に送信することにより、伝送路で生じるビット誤りを受信側で訂正でき、伝送路の信頼性を向上することができる。
さらに、パリティデータを送信し、データの各リンクのエラー発生率（ＢＥＲ）を監視することで、リンクの信頼性が低下した場合は、受信した自リンク以外の元データとパリティデータから復元したデータへと切り替えることができ、回線を構成する複数のリンクのうち１本が欠如したとしても直ちに回線断にはならず、データ通信を継続できる。
さらに、送信装置１では、データリンク、パリティリンク及び検査リンクを送信するのみで、エラー発生時時には受信装置２側の操作のみでリンクを切り替えることができるので、送信装置１側には特別な操作が必要とならない。
以上、本発明では送信側から送信する元データの誤り検査ビットを計算して、元データと共に送信することにより、伝送路で生じるビット誤りを受信側で訂正でき、伝送路の信頼性を向上する利点がある。さらに、元データのパリティデータを元データとは異なるリンクで送信することで、信頼性が低下したリンクを切り捨て、受信した自リンク以外の元データとパリティデータから復元したデータへと切り替えることができ、回線を構成する複数のリンクのうち１本が欠如しても即時回線断にはならないという利点がある。

Claims (17)

1. 複数のリンクをまとめて一つの回線とする伝送路を経由してデータを伝送するデータ伝送方法において、
   前記複数のリンクの少なくとも一つによって情報データを伝送する第１のリンクグループと、
   前記情報データから生成されるパリティデータを、前記第１のリンクグループとは異なる前記複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって伝送する第２のリンクグループと、
   前記情報データ又は前記パリティデータに誤りが生じたときに該誤りの訂正に関連する誤り検査データを情報データ及び前記パリティから生成し、前記第１のリンクグループ及び前記第２のグループとは異なる前記複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって伝送する第３のリンクグループとをまとめて伝送することを特徴とするデータ伝送方法。
2. 前記情報データ、前記パリティデータ及び前記誤り検査データの少なくとも２つの到着時間に差が生じていたときは、該時間差をうち消して、前記情報データ、前記パリティデータ及び前記誤り検査データの同期を確立させることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
3. 前記誤り検査データによって、前記情報データ又は前記パリティデータの誤りの訂正が行われたときに、前記情報データ、前記パリティデータ及び前記誤り検査データの到着時間差を調節して、誤りの訂正が連続的に発生しない到着時間差を検出し、
   該到着時間差を用いて、前記情報データ、前記パリティデータ及び前記誤り検査データの同期を確立することを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送方法。
4. 前記情報データと前記パリティデータとの比較結果に基づいて、前記第１リンクグループの少なくとも一つのリンクで情報データの欠落が発生したかどうかを判定し、
   前記第１のリンクグループ及び前記第２のリンクグループと、前記誤り訂正データとによって誤り発生率を算出し、
   前記情報データの欠落が発生している場合は、前記誤り発生率と所定値との比較結果に基づいて、前記欠落した情報データを、前記パリティデータから再生された情報データに切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。
5. 前記第１のリンクグループ及び前記第２のリンクグループと、前記誤り訂正データとによって誤り発生率と単位時間当たりの誤り発生率の変化量を算出し、
   前記単位時間当たりの誤り発生率の変化量が所定値を超えて急激に上昇した場合は、前記パリティデータから再生された情報データに切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。
6. 複数のビットを含むビット列によって構成される複数のパラレル信号から前記情報データを生成し、
   前記ビット列から算出されたパリティによって構成される少なくとも一つの信号から前記パリティデータを生成し、
   前記ビット列及び前記パリティから求めた誤り訂正符号を用いて生成される検査ビット列によって構成される少なくとも一つの検査信号から前記検査データを生成し、
   前記情報データ、前記パリティデータ及び前記検査データを、前記複数のシリアル信号に変換し、
   前記複数のシリアル信号を、それぞれ前記第１のリンクグループと第２のリンクグループ及び第３のリンクグループヘ送信し、
   該伝送された複数のシリアル信号を受信し、
   該受信した複数のシリアル信号から、前記情報データ、前記パリティデータ及び前記検査データに変換し、
   前記検査データに含まれる検査ビット列を用いて、前記情報データ及びパリティデータの誤り検出を行い、
   前記情報データ又はパリティデータに誤りが検出された場合には、前記検査ビット列を用いて、該情報データ又はパリティデータに対して誤り訂正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
7. 複数のリンクをまとめて一つの回線とする伝送路を経由してデータを送信する送信装置において、
   前記複数のリンクの少なくとも一つによって情報データを伝送する第１のリンクグループと、
   前記情報データから生成したパリティデータを生成するパリティ生成部と、
   前記第１のリンクグループとは異なる前記複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって前記パリティデータを伝送する第２のリンググループと、
   前記情報データ及び前記パリティから前記情報データ又は前記パリティデータに誤りが生じたときに該誤りの訂正に関連する誤り検査データを生成する誤り検査データ生成部と、
   前記第１のリンクグループ及び前記第２のグループとは異なる前記複数のリンクの少なくとも一つのリンクによって前記誤り検査データを伝送する第３のリンクグループとを備え、
   前記第１のリンクグループ、第２のリンクグループ、及び、第３のリンクグループが、同期的に送信を行うことを特徴とする送信装置。
8. 前記第１のリンクグループは、複数のビットからなるビット列により構成された複数のパラレル信号から前記情報データを生成するパラレル信号生成部と、
   前記第２のリンクグループは、前記ビット列に対するパリティビット列からなるパリティデータを生成するパリティ信号生成部と、
   前記第３のリンクグループは、前記パラレル信号に含まれるビット列と前記パリティデータに含まれるビット列とを誤り訂正符号生成行列を用いて生成される検査ビットをまとめて前記誤り検査データを生成する検査信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
9. 前記送信部は、前記パラレル信号と前記パリティ信号と前記検査信号を、異なる波長に割り当てた波長多重信号に変換し、該波長多重信号を前記伝送路に送信することを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
10. 前記送信部は、前記パラレル信号と前記パリティ信号と前記検査信号を複数の光信号に変換し、該光信号を前記送信路を構成する複数の光ファイバに送信することを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
11. 複数のリンクをまとめて一つの回線とする伝送路を経由して送信されるデータを受信する受信装置において、
    前記伝送路からの信号を受信し、複数のパラレル信号、パリティ信号及び検査信号とに変換する信号変換部と、
    前記複数のパラレル信号又はパリティ信号に誤りが生じたときに、前記検査信号に基づいて前記誤りを訂正する誤り訂正部と、
    前記パラレル信号の一部が欠落したときに、パリティ信号に基づいて前記欠落した信号を復号するパリティ復号部と、
    前記パラレル信号又は前記パリティ信号に基づいて復号された信号のいずれかを選択して情報データとして出力する選択部とを備えることを特徴とする受信装置。
12. 前記信号変換部は、前記複数のパラレル信号、前記パリティ信号及び前記検査信号の少なくとも２つの到着時間に差が生じていたときは、前記複数のパラレル信号、前記パリティ信号、及び、前記検査信号の同期を確立させるために到着時間の差を補正する補正部を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
13. 前記補正部は、前記誤り検査信号によって、前記複数のパラレル信号又は前記パリティ信号の誤りの訂正が行われたときに、誤りの訂正が連続的に発生しない時間差を検出し、
    該時間差によって、前記複数のパラレル信号、前記パリティ信号及び前記検査信号の同期を確立させるために到着時間の差を補正することを特徴とする請求項１２に記載の受信装置。
14. 前記選択部は、前記複数のパラレル信号と前記パリティ信号との比較結果に基づいて、前記複数のパラレル信号の少なくとも一部に欠落が発生したかどうかを判定し、
    前記誤り検査信号によって、前記複数のパラレル信号又は前記パリティ信号の誤り発生率を算出し、
    前記パラレル信号の少なくとも一部に欠落が発生している場合は、前記誤り発生率と所定値との比較結果に基づいて、前記欠落したパラレル信号を、前記パリティ信号から復号したパラレル信号に切り替えることを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
15. 前記選択部は、前記誤り検査信号によって、前記複数のパラレル信号又は前記パリティ信号の誤り発生率と単位時間当たりの誤り発生率の変化量を算出し、
    前記単位時間当たりの誤り発生率の変化量が予め設定した閾値を超えて急激に上昇した場合は、前記パリティ信号から復号したパラレル信号に切り替えることを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
16. 前記信号変換部は、前記伝送路からの波長多重信号を受信し、該波長多重から複数のパラレル信号、パリティ信号及び検査信号とに変換することを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
17. 前記信号変換部は、前記伝送路を構成する複数の光ファイバから光信号を受信し、該光信号から複数のパラレル信号、パリティ信号及び検査信号とに変換することを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。

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