WO2007055150A1

WO2007055150A1 - 通信装置、送信機、受信機および誤り訂正光通信システム

Info

Publication number: WO2007055150A1
Application number: PCT/JP2006/321955
Authority: WO
Inventors: Takashi Mizuochi; Naoki Suzuki; Seiji Kozaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2007-05-18
Also published as: EP1947795A1; EP1947795A4; US20070104225A1; US20070162831A1; CN101288255B; CN101288255A; US7917833B2; JPWO2007055150A1

Abstract

　本発明にかかる通信装置は、送信部として、情報フレームのビット位置を並べ替えるインタリーバ１１と、並べ替え後の情報フレームに対して誤り訂正符号化を行うFECエンコーダ１２と、情報フレームの所定位置にFECパリティを挿入して送信信号を生成するセレクタ１４と、を備え、受信部として、受信信号から情報フレーム部分とFECパリティ部分とを抽出するセレクタ２１と、情報フレーム部分を送信側と同一のルールで並べ替えるインタリーバ２２と、誤り訂正パリティ部分に基づいて並べ替え後のビット列の誤りを訂正するFECデコーダ２３と、誤り訂正後のビット位置を元に戻して情報フレームを再生するデインタリーバ２４と、を備える。

Description

明細書

通信装置、送信機、受信機および誤り訂正光通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、誤り訂正 (FEC)機能を有する誤り訂正光通信システムに関するものであり、特に、インタリーブが行われていない情報フレームを送受信する誤り訂正光通信システムに関するものである。

背景技術

[0002] 家庭やオフィスに大容量の情報を伝送する光アクセスシステム、いわゆる「Fiber T 0 The 1"[0]116 ^丁11"[)」の普及がめざましぃ。なかでも「1¾33 6 Optical Network (P ON)」方式を用、た「Gigabit Ethernet (登録商標） PON (通称 GE- PON：ジ一'ィー •ボン）は、通信事業者局と複数ユーザとの間でギガビットのイーサネット (登録商標）を接続する方法として、下記非特許文献 1にお、てその規格が標準化されて以来、急速にサービスが広まって、る。

[0003] 上記 GE- PONは、局側装置である「Optical Line Terminal (OLT)」とユーザ側装置である「Optical Network Unit (ONU)」とを、光分岐器を介して 1本の光ファイバで双方向に接続した構成となっている。また、 ONU力 OLTへは、ユーザ毎にタイムスロットをシェアするバースト送受信を行うことにより、たとえば、 1つの OLTと 32の ONUとの間のポイント ·ツー ·マルチポイント接続を可能として、る。

[0004] GE-PONは、光分岐器でパワーを分岐するため、それぞれの ONUが受信する光パヮ一が分岐数分の一に減衰することとなり、また、 OLTが受ける各 ONUからの光も同じく分岐数分の一に減衰することとなり、ビット誤りが発生しやすい、という問題があつた。また、低コストィ匕の目的で性能の高くないレーザダイオードを用いることで発生するビット誤りも問題であった。これらの問題を解決するため、 OLTと ONUのそれぞれに誤り訂正（Forward Error Correction: FEC)機能を組み込み、 FECが訂正可能な量以下のビット誤りを訂正する方式が下記非特許文献 1において標準化されている。

[0005] 下記非特許文献 1において規定される FECは、 Reed-Solomon (255,239)であり、 23 9バイトの情報データシンボルに 16バイトの誤り訂正シンボル（以下、 FECノリティと呼ぶ）を付カ卩し、「239 + 16 = 255」バイトのブロックを構成する。なお、 239バイトに満たな ^Ethernet (登録商標）データの場合は、満たな、部分にゼロを埋め込んで 2 39バイトにする。また、付加する FECパリティの前後に、開始と終了のシーケンスが付カロされる。一方で、 FECを用いないシステムについては、付加された FECパリティを無視することで、従来どおりの装置を変更することなく通信を行う。

[0006] Reed-Solomon (255,239)は、 8重バイト誤りまで訂正できる能力を有する。 255バイト中、 8バイト以内のビット誤りであれば全て訂正することができる力 9バイトにまたがつてビット誤りが発生した場合には誤り訂正不能となる。実際の光通信の伝送路では、偏波のゆらぎや光ファイバの非線形、あるいは送受信装置の性能不十分などにより、ビット誤りが連続して発生することが珍しくない。また、ある一定時間に発生するビット誤りの総量力 eed-Solomon (255,239)の訂正できる量以下であっても、ビット誤りが短時間で発生するバースト誤りの場合には、上記誤り訂正不能状態に陥ってしまう。これを回避するためには、ビット誤りがバースト状に発生しな、ようにランダム化する方法があり、たとえば、下記非特許文献 2にその方法が開示されている。

[0007] 下記非特許文献 2の FEC方式では、送信側において、 FECエンコーダが送信情報フレームに対して FECパリティを付加した後、インタリーバがビット列の順序を入れ替えている。一方、受信側では、送信側と逆の処理 (ディンタリーバ， FECデコーダ）により、上記送信情報フレームを再生している。なお、下記非特許文献 2においては、 1 6個の符号語の中で順番を入れ替えているので、たとえば、伝送路で 512ビット連続のバースト誤りが発生した場合には、受信側のディンタリーバにおいて 16符号語が元のビット列に戻され、 32 (512 + 16)ビットの連続誤りとして FECデコーダに入力されることになる。このとき、連続する 32ビットは、 5バイト以下となるので、 Reed-Solomo n (255,239)で全ての誤りを訂正することができる。

[0008] 非特許文献 1 : IEEE std 802.3ah

非特許文献 2 : ITU- T Recommendation G.975

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 上記非特許文献 1において標準の GE-PON装置は、 FECを用いない方式と用いる方式との両方を混在可能とするため、 Ethernet (登録商標）データ系列のインタリーブを行わない構成となっていた。これは、 Ethernet (登録商標）データ系列のインタリーブを行うと、受信側にディンタリーバを持たなヽ（FECを用いな、）方式のシステムにおいて、データを受信することができないためである。したがって、 Ethernet (登録商標）データ系列のインタリーブを行わない Reed-Solomon (255,239)は、最悪の場合、 Reed-Solomon (255,239)の 1ブロック中の 9バイトに 1ビットずつ誤りが発生しただけで、そのブロックが訂正不能となり、 Ethernet (登録商標）のフレームチェックシーケンスによって Ethernet (登録商標)パケットが廃棄されてしまう（バースト誤り耐力が著しく低い）、という問題があった。

[0010] 一方で、誤り訂正能力を高める方法として、 2つ以上の符号語で構成する連接符号や積符号と呼ばれる方式が知られているが、それぞれの符号語をインタリーブすることが必要であり、付加された FECノ^ティを無視するだけでは正しく復号できない問題が生じる。

[0011] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、送信側においてインタリーブ処理を行った後の信号を送信することなぐ良好なバースト誤り訂正効果を実現することが可能な通信装置および誤り訂正光通信システムを得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にカゝかる通信装置は、誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長い情報フレームを送受信する送信部および受信部を備えた通信装置であって、前記送信部の構成として、所定のルールで情報フレームのビット位置を並べ替える第 1のインタリーブ手段と、並べ替え後の情報フレームに対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、前記情報フレームの所定の位置に、符号ィ匕により得られる誤り訂正パリティを挿入して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記受信部の構成として、受信信号から、情報フレームに対応する部分と誤り訂正パリティに対応する部分とを抽出する受信信号抽出手段と、前記情報フレーム部分を前記第 1のインタリーブ手段と同一のルールで並ベ替える第 2のインタリーブ手段と、前記誤り訂正パリティ部分に基づいて、前記第 2 のインタリーブ手段にて並べ替えられたビット列の誤りを訂正する復号手段と、誤り訂正後のビット位置を元に戻して情報フレームを再生するディンタリーブ手段と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

[0013] この発明によれば、送信側にお!ヽてインタリーブ処理を行った後の信号を送信することなく、良好なバースト誤り訂正効果を得ることができる、という効果を奏する。

[0014] また、連接符号や積符号による誤り訂正能力の向上が見込める。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの構成例を示す図である。

[図 2-1]図 2— 1は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 2-2]図 2— 2は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 2-3]図 2— 3は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 2-4]図 2— 4は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 2-5]図 2— 5は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 2-6]図 2— 6は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 3-1]図 3— 1は、 Ethernet (登録商標）フレームを FECフレーム化した場合の一例を示す図である。

[図 3-2]図 3— 2は、 Ethernet (登録商標）フレームを FECフレーム化した場合の一例を示す図である。

[図 4]図 4は、 Ethernet (登録商標）フレームを FECフレーム化した場合の一例を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの構成例を示す図である。

[図 6-1]図 6— 1は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-2]図 6— 2は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-3]図 6— 3は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-4]図 6— 4は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-5]図 6— 5は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-6]図 6— 6は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-7]図 6— 7は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 6-8]図 6— 8は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図である。

[図 7]図 7は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの構成例を示す図である。符号の説明

1, la, lb 送信機

2, 2a, 2b 受信機

11, 17 インタリーノ（INTERLEAVER)

12 FECエンコーダ（FEC ENCODER)

13 ノッファ（BUFFER)

14 セレクタ（SELECTOR)

15a フレーマ（FRAMER)

16 外符号 FECエンコーダ（OUTER- ENCODER)

18 内符号 FECエンコーダ（INNER- ENCODER)

21 セレクタ（SELECTOR)

22, 28 インタリーノ（INTERLEAVER) 23 FECデコーダ（FEC DECODER)

24, 31 ディンタリーノ（DE- INTERLEAVER)

25a フレーマ（FRAMER)

26a デフレーマ（DE- FRAMER)

27, 29 カロ算器

30 内符号 FECデコーダ（INNER- DECODER)

32 外符号 FECデコーダ（OUTER-DECODER)

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に、本発明に力かる誤り訂正光通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

[0018] 実施の形態 1.

図 1は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの構成例を示す図であり、送信側の通信装置である送信機 1と、受信側の通信装置である受信機 2と、を備えた構成となっている。また、送信機 1は、インタリーノ（INTERLEAVER) 11, FECエンコーダ（F EC ENCODER) 12, ノッファ（BUFFER) 13,セレクタ（SELECTOR) 14を備え、受信機 2は、セレクタ（SELECTOR) 21,インタリーノ（INTERLEAVER) 22, FECデコーダ（ FEC DECODER) 23,ディンタリーバ（DE— INTERLEAVER) 24を備えて!/、る。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、送信機 1と受信機 2との間で片方向の通信を行う場合について説明する力実際のシステムにおいては、お互いの通信装置力 Sそれぞれ送信機と受信機の両方の機能を持ち、双方向の通信を実現可能である。

[0019] 図 1において、送信機 1は、まず、受け取った送信情報フレームを 2つに分岐する。

そして、片方の経路では、インタリーバ 11において、予め決められたルールで送信情報フレームを構成するビット列の順序を入れ替えて、つぎに、 FECエンコーダ 12において、誤り訂正符号化処理を行い、 FECパリティを生成する。また、一方の経路では、ノッファ 13において、インタリーブ，誤り訂正処理に力かる時間分だけ送信情報フレームに遅延を付加する。そして、セレクタ 14力ノッファ 13経由で受け取った送信情報フレームの所定の位置に FECパリティを付加することにより、送信信号を生成する。 [0020] 一方、伝送路にお!、て雑音の影響を受けた送信信号を受信した受信機 2では、セレクタ 21が、受信した信号を情報フレーム部分と FECパリティ部分とに振り分ける処理を行う。情報フレーム部分は、インタリーバ 22において、送信機 1側で実行されたインタリーブと同じ順序で入れ替えられ、さらに、 FECデコーダ 23において、上記で抽出した FECノ^ティを用いた誤り訂正が行われる。その後、誤りが訂正された情報フレームは、ディンタリーバ 24において、ビットの順序がもとに戻される。最終的に、受信機 2では、ディンタリーバ 24により並べ替えられたビット列を受信情報フレームとして出力する。

[0021] つづいて、上記誤り訂正光通信システムの動作を、図面を用いて詳細に説明する。

図 2 (図 2— 1〜図 2— 6)は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図であり、詳細には、送信情報フレームに対する符号化処理、および受信信号力受信情報フレームを再生する処理、の流れを表して、る。

[0022] まず、図 2—1においては、送信情報フレームの一例が示されている。この例では、一つの送信情報フレーム力つのサブフレーム（Sub-frame (1)〜（4) )に分割されている様子が示されている。つぎに、図 2— 2においては、送信機 1のインタリーバ 11および FECエンコーダ 12において処理を行った後のビット列が示されている。インタリーバ 11では、サブフレームを 4分割し、分割したピースをサブフレーム（1)〜（4)の順に並べる。また、 FECパリティは、インタリーブが行われた後の 4つのピース毎に付カロされる（図示の A, B, C, Dに相当）。 4つのピースと付加された FECパリティで一つの符号語 (codeword)が構成される。そして、伝送路上には、インタリーブが行われて Vヽな、4つのサブフレームに FECノ^ティが挿入された状態の送信信号が伝送される (セレクタ 14出力に相当）。

[0023] つぎに、図 2— 3においては、受信機 2のセレクタ 21の出力が示されている。ここでは、伝送路上の雑音によりサブフレーム（2)にバーストエラーが発生した様子が示されている。セレクタ 21では、サブフレーム部分（上記情報フレーム部分に相当）と FEC ノ^ティ部分が選択的に出力される。つぎに、図 2—4においては、受信機 2のインタリーバ 22によって順序が入れ替えられた状態が示されている。ここでは、送信側と同じルールで並べ替えが行われ、サブフレーム（2)に発生したバーストエラーが 4つの異なる符号語に振り分けられる。

[0024] つぎに、図 2— 5においては、 FECデコーダ 23によりすベてのエラーが訂正された様子が示されている。たとえば、図 2— 3に示すように、そのままでは訂正できないバ一ストエラーが発生した場合であっても、バーストエラー部分をインタリーバ 22にて複数の符号語に振り分けることにより訂正可能となる。つぎに、図 2— 6においては、デインタリーバ 24により元のサブフレーム（1)〜（4)が再生された様子が示されている。

[0025] なお、本実施の形態の誤り訂正光通信システムにお、ては、送信情報フレームが誤り訂正の符号語よりも十分長ぐ複数のサブフレームにまたがってインタリーブを行えることが重要である。また、インタリーブの方法は、上記に限られるものではなぐどのようなルールで並び替えることとしてもよ！/、。

[0026] このように、本実施の形態においては、まず、送信側が、インタリーバおよび FECェンコーダを用いて FECパリティを生成し、その FECパリティを送信情報フレームに挿入して送信することとした。そして、受信側が、受信信号力も誤りのある情報フレームと F ECパリティを抽出し、さらに、インタリーバが上記で抽出した情報フレームを送信側と同じルールで並べ替える処理を行い、 FECデコーダ力上記で抽出した FECパリティを用いて、並べ替え後の情報フレームに対する誤り訂正を行い、最終的に、デインタリーバが誤り訂正後の受信情報フレームを上記と逆のルールで並べ替える処理を行い、その結果として得られるフレームを再生された受信情報フレームとして出力することとした。これにより、送信側においてインタリーブ処理を行った後の信号を送信することなく、良好なバースト誤り訂正効果を得ることができる。

[0027] 実施の形態 2.

つづいて、実施の形態 2の誤り訂正光通信システムについて説明する。なお、誤り訂正光通信システムの構成については、前述した実施の形態 1の図 1と同様である。

[0028] 図 3 (図 3— 1,図 3— 2に相当）は、 Ethernet (登録商標）フレームを FECフレーム（符号語)化した場合を示す図であり、この場合、 Ethernet (登録商標)フレームが前述した送信情報フレームに相当する。なお、 Ethernet (登録商標）フレームは、非特許文献 1に示す" IEEE std 802.3ah"で規定されている。

[0029] 詳細には、図 3—1は、 FECパリティ以外のすべての領域をインタリーブの対象とする場合を示しており、図 3— 2は、 Ethernet (登録商標）フレームだけをインタリーブの対象とする場合を示している。ここで、図中、 S_FECは FECフレームの先頭を表わすマーカであり、 T_FECは FECフレームの終了を表わすマーカである。また、図 3に示すフレーム全体で一つの符号語（図 2— 2に示す 4つの符号語の一つに相当）となる。図 3— 1,図 3— 2,図 4に示される FECフレームは、伝送路上で 8B/10B変換される力 FECフレームを構成する 8ビット単位のバイトと、 8B/10B変換の一単位であるバイトは、それぞれの先頭ビットが一致するようにバイト同期させるものとする。バイト同期することで、伝送路上で発生したビット誤りが FECフレームの複数のバイトに誤り伝播することを防ぐことができる。なお、元の Ethernet (登録商標）フレーム（分割前の Ether net (登録商標)フレーム）が符号語よりも十分に長くな、場合は、 FECパリティの演算過程で、足りない領域をダミービットで埋める。ただし、ダミービットは仮想的なものであり、実際の伝送路に送信するシリアルビット列には存在しな、。

[0030] このように、本実施の形態においては、たとえば、 Ethernet (登録商標）フレームを前述した誤り訂正光通信システムに適用する場合、 Ethernet (登録商標）フレームを、たとえば、図 3に示すように FECフレーム (符号語)化することとした。すなわち、 Ethernet (登録商標）フレームを前述したように複数のサブフレームに分割し、複数のサブフレームにまたがってインタリーブを行うこととした。これにより、 Ethernet (登録商標）フレームを用いるシステムにおいても、前述した実施の形態 1と同様の効果を得ることができる。

[0031] 実施の形態 3.

つづいて、実施の形態 3の誤り訂正光通信システムについて説明する。なお、誤り訂正光通信システムの構成については、前述した実施の形態 1の図 1と同様である。また、本実施の形態では、実施の形態 2の同様に、 Ethernet (登録商標）フレームを F ECフレーム (符号語)化した場合の誤り訂正にっ、て説明する。

[0032] 本実施の形態にぉ、ては、 FECとして Reed-Solomon (255,239)を用いることで、優れた誤り訂正能力を実現する。図 4は、 Ethernet (登録商標）フレームを FECフレーム (符号語)化した場合の一例を示す図である。ここでは、 239バイトに、 Ethernet (登録商標）フレーム、 S_FECおよび T_FECを収容し、 16バイトに FECパリティを収容し、合計 255バイトで一つの符号語（図 2— 2に示す 4つの符号語の一つに相当）を構成する。本実施の形態では、 Ethernet (登録商標）フレームを、前述同様、サブフレームに分割し、サブフレームにまたがるインタリーブを行った後（図 2—1,図 2— 2に相当）、 FECパリティを生成する。

[0033] このように、本実施の形態においては、実施の形態 1に示す誤り訂正光通信システムにおける FECとして、たとえば、高い誤り訂正能力の有する Reed-Solomon符号を適用することとした。これにより、前述した実施の形態 1および 2と同様の効果が得られるとともに、さらに、汎用性のあるシステムを実現できる。

[0034] 実施の形態 4.

つづいて、実施の形態 4の誤り訂正光通信システムについて説明する。本実施の形態においては、送信情報フレームが短ぐ送信情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな!/、場合であっても、前述した実施の形態と同様の効果が得られるような誤り訂正光通信システムについて説明する。

[0035] 図 5は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの実施の形態 4の構成例を示す図であり、送信側の通信装置である送信機 laと、受信側の通信装置である受信機 2a と、を備えた構成となっている。また、送信機 laは、前述した実施の形態 1の構成に、フレーマ（FRAMER) 15aを加えた構成となっている。また、受信機 2aは、前述した実施の形態 1の構成に、フレーマ（FRAMER) 25a,デフレーマ（DE- FRAMER) 26aをカロえた構成となっている。なお、前述した実施の形態 1〜3と同様の構成についてはその説明を省略する。

[0036] たとえば、本実施の形態においては、送信情報フレームが短ぐ送信情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られない場合、複数の送信情報フレームを組み合わせることにより、前述した各実施の形態と同様に符号語よりも十分に長いフレームを構成し、このフレームを用いて誤り訂正を行う。具体的には、図 5において、フレーマ 15a, 25aは、たとえば、上記短い送信情報フレームを複数にわたって組み合わせて一つのフレームを生成する。また、デフレーマ 26a は、ディンタリーバ 24においてディンタリーブ処理が行われたビット列を、元の短い送信情報フレームに分解する (受信情報フレームを生成する)。 [0037] つづ、て、本実施の形態の誤り訂正光通信システムの動作を、図面を用いて詳細に説明する。図 6 (図 6— 1〜図 6— 8)は、誤り訂正光通信システムにおける送受信処理の流れを示す図であり、詳細には、送信情報フレームに対する符号化処理、および受信信号力受信情報フレームを再生する処理、の流れを表して、る。

[0038] まず、図 6—1においては、送信情報フレームの一例が示されている。この例では、送信情報フレーム（図示の Information) (1)〜 (4)のそれぞれが、誤り訂正符号を構成する符号語と同程度の長さしかない場合を示している。つぎに、図 6— 2においては、 4つの送信情報フレームを組み合わせて一つのフレームを構成する、フレーマ 1 5aの出力が示されている。つぎに、図 6— 3においては、送信機 laのインタリーバ 11 および FECエンコーダ 12において処理を行った後のビット列が示されている。インタリーバ 11では、フレーマ 15aにて生成したフレームを 4分割し、分割したピースを（1) 〜（4)の順に並べる。また、 FECパリティは、インタリーブが行われた後の 4つのピース毎に付加される（図示の A, B, C, Dに相当）。 4つのピースと付加された FECパリティで一つの符号語 (codeword)が構成される。そして、伝送路上には、インタリーブが行われて、な、4つの送信情報フレームに FECパリティが挿入された状態の送信信号が伝送される（セレクタ 14出力に相当）。

[0039] つぎに、図 6— 4においては、受信機 2aのセレクタ 21の出力が示されている。ここでは、伝送路上の雑音により情報フレーム（2)にバーストエラーが発生した様子が示されている。セレクタ 21では、情報フレーム部分と FECパリティ部分が選択的に出力される。つぎに、図 6— 5においては、受信機 2aのインタリーバ 22によって順序が入れ替えられた状態が示されている。ここでは、送信側と同じルールで並べ替えが行われ、情報フレーム（2)に発生したバーストエラーが 4つの異なる符号語に振り分けられる

[0040] つぎに、図 6— 6においては、 FECデコーダ 23によりすベてのエラーが訂正された様子が示されている。たとえば、図 6—4に示すように、そのままでは訂正できないバ一ストエラーが発生した場合であっても、バーストエラー部分をインタリーバ 22にて複数の符号語に振り分けることにより訂正可能となる。つぎに、図 6— 7においては、デインタリーバ 24により、 4つの送信情報フレームが組み合わされた元のフレームが再生された様子が示されている。最後に、図 6— 8においては、デフレーマ 26aが図 6— 7に示すフレームを分割し、受信情報フレームを生成する様子が示されている。

[0041] このように、本実施の形態においては、一つあたりの送信情報フレームが短ぐ送信情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られない場合であっても、上記フレーマ 15a, 25a,デフレーマ 26aを備えることにより、複数の送信情報フレームにまたがったインタリーブ処理を行うこととした。これにより、たとえば、図 6— 4に示すようなバーストエラーが発生した場合であっても、前述した実施の形態と同様に、良好なバースト誤り訂正効果を得ることができる。

[0042] 実施の形態 5.

つづいて、実施の形態 5の誤り訂正光通信システムについて説明する。図 7は、本発明にかかる誤り訂正光通信システムの実施の形態 5の構成例を示す図であり、送信側の通信装置である送信機 lbと、受信側の通信装置である受信機 2bと、を備えた構成となっている。また、送信機 lbは、前述した実施の形態 1の構成に、外符号 FEC エンコーダ（OUTER- ENCODER) 16,インタリーノ（INTERLEAVER) 17,内符号 FE Cエンコーダ（INNER- ENCODER) 18を加えた構成となっている。また、受信機 2bは、前述した実施の形態 1の構成に、加算器 27および 29,インタリーバ（INTERLEAVE R) 28,内符号 FECデコーダ（INNER- DECODER) 30,ディンタリーバ（DE- INTERLE AVER) 31,外符号 FECデコーダ（OUTER-DECODER) 32をカ卩えた構成となっている。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、送信機 lbと受信機 2bとの間で片方向の通信を行う場合について説明する力実際のシステムにおいては、お互いの通信装置がそれぞれ送信機と受信機の両方の機能を持ち、双方向の通信を実現可能である。

[0043] 図 7において、送信機 lbは、まず、受け取った送信情報フレームを 2つに分岐する。そして、片方の経路では、第 1のインタリーバであるインタリーバ 11において、予め決められたルールで送信情報フレームを構成するビット列の順序を入れ替えて、つぎに、外符号 FECエンコーダ 16において、誤り訂正符号化処理を行い、外符号の FE Cパリティを生成する。さらに第 2のインタリーバであるインタリーバ 17において、予め決められたルールで上記外符号 FECエンコーダ 16の出力（インタリーブ後に誤り訂正符号化された送信情報フレーム）を構成するビット列の順序を入れ替える。つぎに、内符号 FECエンコーダ 18において、誤り訂正符号化処理を行い、内符号の FECパリティを生成する。また、一方の経路では、ノッファ 13において、インタリーブ，誤り訂正処理に力かる時間（上記、インタリーバ 27〜内符号 FECエンコーダ 30までの処理にかかる時間）分だけ送信情報フレームに遅延を付加する。そして、セレクタ 14が、ノッファ 13経由で受け取った送信情報フレームの所定の位置に、上記生成された外符号の FECパリティおよび内符号の FECパリティを付加することにより、送信信号を生成する。

[0044] 一方、伝送路にお!ヽて雑音の影響を受けた送信信号を受信した受信機 2bでは、セレクタ 21が、受信した信号を情報フレーム部分と外符号の FECパリティ部分と内符号の FECパリティ部分とに振り分ける処理を行う。情報フレーム部分は、第 3のインタリーバであるインタリーバ 22において、送信機 lb側のインタリーバ 11で実行された第 1 のインタリーブと同じ順序で入れ替えられ、さらに、加算器 27において外符号の FEC ノ^ティ（上記セレクタ 21により振り分けられた外符号の FECパリティ）が付加される。そしてさらに、第 4のインタリーバであるインタリーバ 28において、送信機 lb側のインタリーバ 18で実行された第 2のインタリーブと同じ順序で入れ替えられ、さらに、加算器 29において内符号の FECパリティ（上記セレクタ 21により振り分けられた内符号の FECパリティ）が付加される。つぎに、内符号 FECデコーダ 30において、内符号 FEC ノ^ティを用いた誤り訂正が行われる。その後、ディンタリーバ 31において、上記インタリーバ 17と逆のルール (インタリーブ後のビット列をインタリーブ前の状態に戻すためのルール）でビット列の順序が入れ替えられ、さらに、外符号 FECデコーダ 32において外符号 FECパリティを用いた誤り訂正が行われる。そして、誤りが訂正された情報フレームは、ディンタリーバ 24において、上記インタリーバ 11と逆のルールでビットの順序がもとに戻され、受信情報フレームとして出力される。

[0045] なお、実施の形態 4と同様に複数の送信情報フレームを組み合わせるようにしてもよい。詳細には、送信機 lbのインタリーバ 11の前段に実施の形態 4において示したフレーマ 15aをカ卩え、送信機 lbは、フレーマ 15aが生成したフレーム（複数の送信情報フレームを組み合わせて生成したフレーム）を用いて上述した FECパリティ生成処理を実行し、外符号の FECパリティおよび内符号の FECパリティを生成する。また、受信機 2bのセレクタ 21およびディンタリーバ 24の後段に、それぞれ実施の形態 4において示したフレーマ 25aおよびデフレーマ 26aを加え、受信機 2bは、フレーマ 25aが生成したフレームを用いて上述した受信情報フレーム再生処理を実行して上記フレ一マ 15aが生成したフレームを再生し、この再生されたフレームをデフレーマ 26aが分割して受信情報フレームを生成する。

[0046] このように、本実施の形態においては、上記実施の形態 1〜4において示した手法を連接符号に適用できることを具体的に示した。すなわち、まず送信側が、 2つのィンタリーバおよび 2つの FECエンコーダを用いて 2つの FECパリティを生成し、その FE Cパリティを送信情報フレームに挿入して送信することとした。そして、受信側が、受信信号力も誤りのある情報フレームと 2つの FECパリティを抽出し、さらに、 2つのインタリーバが上記で抽出した情報フレームを送信側と同じルールで並べ替える処理を行い、 2つの FECデコーダ力上記で抽出した FECパリティを用いて、並べ替え後の情報フレームに対する誤り訂正を行い、最終的に、 2つのディンタリーバが誤り訂正後の受信情報フレームを上記と逆のルールで並べ替える処理を行、、その結果として得られるフレームを再生された受信情報フレームとして出力することとした。これにより、送信側においてインタリーブ処理を行った後の信号を送信することなぐ良好なバースト誤り訂正効果を得ることができる。

[0047] なお、本実施の形態の誤り訂正光通信システムにおいては、外符号と内符号の 2 つの連接符号カゝらなる構成としたが、これは 3つ以上の符号語で構成しても良い。

[0048] また、 2つ以上の符号語から構成される積符号を用いる構成としても、インタリーブ，ディンタリーブを本実施の形態と同様に行えば、同様の効果が得ることができる。産業上の利用可能性

[0049] 以上のように、本発明に力かる通信装置、送信機および受信機は、誤り訂正 (FEC )機能を有する誤り訂正光通信システムに有用であり、特に、インタリーブが行われていない情報フレームを送受信し、当該情報フレームの誤りを訂正する通信装置として適している。

Claims

請求の範囲

[1] 誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長、情報フレームを送受信する送信部および受信部を備えた通信装置であって、

前記送信部の構成として、

所定のルールで情報フレームのビット位置を並べ替える第 1のインタリーブ手段と、並べ替え後の情報フレームに対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、前記情報フレームの所定の位置に、符号ィ匕により得られる誤り訂正パリティを挿入して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、

を備え、

前記受信部の構成として、

受信信号から、情報フレームに対応する部分と誤り訂正パリティに対応する部分とを抽出する受信信号抽出手段と、

前記情報フレーム部分を前記第 1のインタリーブ手段と同一のルールで並べ替える第 2のインタリーブ手段と、

前記誤り訂正パリティ部分に基づ、て、前記第 2のインタリーブ手段にて並べ替えられたビット列の誤りを訂正する復号手段と、

誤り訂正後のビット位置を元に戻して情報フレームを再生するディンタリーブ手段とを備えることを特徴とする通信装置。

[2] 誤り訂正機能を有し、かつ、情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな、程に短!、情報フレームを送受信する送信部および受信部を備えた通信装置であって、

前記送信部の構成として、

複数の情報フレームを組み合わせることにより符号語よりも十分に長いフレームを生成する第 1のフレーム生成手段と、

所定のルールで、前記第 1のフレーム生成手段にて生成されたフレームのビット位置を並べ替える第 1のインタリーブ手段と、

並べ替え後のフレームに対して誤り訂正符号ィヒを行う誤り訂正符号ィヒ手段と、前記情報フレームの所定の位置に、符号ィ匕により得られる誤り訂正パリティを挿入して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、

を備え、

前記受信部の構成として、

複数の情報フレーム部分を組み合わせることにより符号語よりも十分に長いフレームを生成する第 2のフレーム生成手段と、

前記第 2のフレーム生成手段にて生成されたフレームを前記第 1のインタリーブ手段と同一のルールで並べ替える第 2のインタリーブ手段と、

誤り訂正後のビット位置を元に戻すディンタリーブ手段と、

前記ディンタリーブ手段により得られる誤り訂正後のフレームを元の複数の情報フレームに分割するフレーム分割手段と、

を備えることを特徴とする通信装置。

[3] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 1 に記載の通信装置。

[4] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 2 に記載の通信装置。

[5] 前記誤り訂正符号化として Reed- Solomonを採用することを特徴とする請求項 1〜4 の!、ずれか一つに記載の通信装置。

[6] 符号語よりも十分に長、情報フレームを送信する送信機であって、

所定のルールで情報フレームのビット位置を並べ替えるインタリーブ手段と、並べ替え後の情報フレームに対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、前記情報フレームの所定の位置に、符号ィ匕により得られる誤り訂正パリティを挿入して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、

を備えることを特徴とする送信機。 [7] 情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られなヽ程に短!、情報フレームを送信する送信機であって、

複数の情報フレームを組み合わせることにより符号語よりも十分に長いフレームを生成するフレーム生成手段と、

所定のルールで、前記フレーム生成手段にて生成されたフレームのビット位置を並ベ替えるインタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする送信機。

[8] 誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長!、情報フレームを受信する受信機であって、

前記情報フレーム部分を送信機側と同一のルールで並べ替えるインタリーブ手段と、

前記誤り訂正パリティ部分に基づいて、前記インタリーブ手段にて並べ替えられたビット列の誤りを訂正する復号手段と、

誤り訂正後のビット位置を元に戻して情報フレームを再生するディンタリーブ手段とを備えることを特徴とする受信機。

[9] 誤り訂正機能を有し、かつ、情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな、程に短!、情報フレームを受信する受信機であつて、

複数の情報フレーム部分を組み合わせることにより符号語よりも十分に長いフレームを生成するフレーム生成手段と、前記フレーム生成手段にて生成されたフレームを送信機側と同一のルールで並べ替えるインタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする受信機。

[10] 誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長、情報フレームを送受信する誤り訂正光通信システムであって、

情報フレーム送信側の通信装置が、

を備え、

受信側の通信装置が、

受信信号から、前記情報フレームに対応する部分と前記誤り訂正パリティに対応する部分とを抽出する受信信号抽出手段と、

誤り訂正後のビット位置を元に戻して前記情報フレームを再生するディンタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする誤り訂正光通信システム。

[11] 誤り訂正機能を有し、かつ、送信情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな!/、程に短!、情報フレームを送受信する誤り訂正光通信システムであって、

情報フレーム送信側の通信装置が、

所定のルールで前記第 1のフレーム生成手段にて生成されたフレームのビット位置を並べ替える第 1のインタリーブ手段と、

を備え、

受信側の通信装置が、

を備えることを特徴とする誤り訂正光通信システム。

[12] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 10 に記載の誤り訂正光通信システム。

[13] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 11 に記載の誤り訂正光通信システム。

[14] 前記誤り訂正符号化として Reed- Solomonを採用することを特徴とする請求項 10〜 13の!、ずれか一つに記載の誤り訂正光通信システム。

誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長い情報フレームを送受信する送信部および受信部を備えた通信装置であって、

前記送信部の構成として、

所定のルールで情報フレームのビット位置を並べ替える第 1のインタリーブ手段と、並べ替え後の情報フレームに対して外符号によって誤り訂正符号ィ匕を行う第 1の誤り訂正符号化手段と、

前記第 1の誤り訂正符号ィ匕手段の出力を対象に、所定のルールでビット位置を並ベ替える第 2のインタリーブ手段と、

前記第 2のインタリーブ手段の出力に対して内符号によって誤り訂正符号ィヒを行う第 2の誤り訂正符号化手段と、

前記情報フレームの所定の位置に、第 1誤り訂正符号ィ匕により得られる第 1の誤り訂正パリティおよび第 2の誤り訂正符号ィヒにより得られる第 2の誤り訂正パリティを挿入して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、

を備え、

前記受信部の構成として、

受信信号から、情報フレームに対応する部分と前記第 1の誤り訂正パリティに対応する部分と前記第 2の誤り訂正パリティに対応する部分とを抽出する受信信号抽出手段と、

前記情報フレーム部分を前記第 1のインタリーブ手段と同一のルールで並べ替える第 3のインタリーブ手段と、

前記第 3のインタリーブ手段で並べ替えられた信号列に、前記受信信号抽出手段が抽出した第 1の誤り訂正パリティを挿入する第 1の加算手段と、

前記第 1の加算手段の出力を前記第 2のインタリーブ手段と同一のルールで並べ替える第 4のインタリーブ手段と、

前記第 4のインタリーブ手段で並べ替えられた信号列に、前記受信信号抽出手段が抽出した第 2の誤り訂正パリティを挿入する第 2の加算手段と、

前記第 2の加算手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる前記第 2の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 1の復号手段と、

前記第 1の復号手段において誤り訂正された信号列を前記第 2のインタリーブ手段が実行する並べ替えと逆の順序で並び替える第 1のディンタリーブ手段と、

前記第 1のディンタリーブ手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる前記第 1の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 2の復号手段と、

前記第 2の復号手段の出力において誤り訂正された信号列を前記第 1のインタリーブ手段が実行する並べ替えと逆の順序で並び替えることによりビット位置を元に戻して情報フレームを再生する第 2のディンタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする通信装置。

誤り訂正機能を有し、かつ、情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな、程に短!、情報フレームを送受信する送信部および受信部を備えた通信装置であって、

前記送信部の構成として、

並べ替え後の情報フレームに対して外符号によって誤り訂正符号ィ匕を行う第 1の誤り訂正符号化手段と、

を備え、

前記受信部の構成として、受信信号から、情報フレームに対応する部分と前記第 1の誤り訂正パリティに対応する部分と前記第 2の誤り訂正パリティに対応する部分とを抽出する受信信号抽出手段と、

前記第 2のフレーム生成手段にて生成されたフレームを前記第 1のインタリーブ手段と同一のルールで並べ替える第 3のインタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする通信装置。

[17] 前記誤り訂正符号化として Reed- Solomonを採用することを特徴とする請求項 15に記載の通信装置。

[18] 前記誤り訂正符号化として Reed- Solomonを採用することを特徴とする請求項 16に記載の通信装置。

[19] 前記誤り訂正符号化として 2つ以上の符号語からなる連接符号を採用することを特徴とする請求項 15〜 18の、ずれか一つに記載の通信装置。

[20] 前記誤り訂正符号化として 2つ以上の符号語からなる積符号を採用することを特徴とする請求項 15〜 18の、ずれか一つに記載の通信装置。

[21] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 15 に記載の通信装置。

[22] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 16 に記載の通信装置。

[23] 符号語よりも十分に長、情報フレームを送信する送信機であって、

を備えることを特徴とする送信機。

[24] 情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られなヽ程に短!、情報フレームを送信する送信機であって、

を備えることを特徴とする送信機。

[25] 誤り訂正機能を有し、かつ、請求項 23に記載の送信機が送信した信号を受信する受信機であって、

前記第 2の加算手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる第 2の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 1の復号手段と、

前記第 1のディンタリーブ手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる第 1の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 2の復号手段と、

を備えることを特徴とする受信機。

[26] 誤り訂正機能を有し、かつ、請求項 24に記載の送信機が送信した信号を受信する受信機であって、

を備えることを特徴とする受信機。

[27] 誤り訂正機能を有し、かつ、符号語よりも十分に長、情報フレームを送受信する誤り訂正光通信システムであって、

情報フレーム送信側の通信装置が、

を備え、

受信側の通信装置が、

前記第 1の復号手段において誤り訂正された信号列を前記第 2のインタリーブ手段が実行する並べ替えと逆の順序で並び替える第 1のディンタリーブ手段と、前記第 1のディンタリーブ手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる前記第 1の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 2の復号手段と、

を備えることを特徴とする誤り訂正光通信システム。

誤り訂正機能を有し、かつ、情報フレーム単体でインタリーブ処理を行っても良好なバースト誤り訂正効果を得られな、程に短!、情報フレームを送受信する誤り訂正光通信システムであって、

情報フレーム送信側の通信装置が、

を備え、

受信側の通信装置が、

前記第 1の復号手段において誤り訂正された信号列を前記第 2のインタリーブ手段が実行する並べ替えと逆の順序で並び替える第 1のディンタリーブ手段と、前記第 1のディンタリーブ手段の出力を処理対象とし、当該処理対象に含まれる前記第 1の誤り訂正パリティを使用した誤り訂正処理を行う第 2の復号手段と、前記第 2の復号手段の出力において誤り訂正された信号列を前記第 1のインタリーブ手段が実行する並べ替えと逆の順序で並び替えることによりビット位置を元に戻して情報フレームを再生する第 2のディンタリーブ手段と、

を備えることを特徴とする誤り訂正光通信システム。

[29] 前記誤り訂正符号ィ匕として Reed-Solomonを採用することを特徴とする請求項 27に記載の誤り訂正光通信システム。

[30] 前記誤り訂正符号ィ匕として Reed-Solomonを採用することを特徴とする請求項 28に記載の誤り訂正光通信システム。

[31] 前記誤り訂正符号化として 2つ以上の符号語からなる連接符号を採用することを特徴とする請求項 27〜30のいずれか一つに記載の誤り訂正光通信システム。

[32] 前記誤り訂正符号化として 2つ以上の符号語からなる積符号を採用することを特徴とする請求項 27〜30のいずれか一つに記載の誤り訂正光通信システム。

[33] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 27 に記載の誤り訂正光通信システム。

[34] 前記情報フレームを Ethernet (登録商標）フレームとすることを特徴とする請求項 28 に記載の誤り訂正光通信システム。