WO2011068045A1 - 誤り訂正方法及び装置 - Google Patents

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水落　隆司
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    • H03M13/152—Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes

Definitions

  • the present invention relates to an error correction method and apparatus applied to a digital communication apparatus such as an optical communication system.
  • Reed-Solomon code RS (255, 239) is applied as an error correction coding method (FEC: Forward Error Correction) (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • FEC Forward Error Correction
  • An error correction method has also been proposed in which an LDPC (Low-Density Parity-Check) code is used as an inner code and an RS code is used as an outer code (see, for example, Patent Document 1).
  • LDPC Low-Density Parity-Check
  • the error correction apparatus using the error correction coding system according to Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 described above is an error correction apparatus based on a frame configuration including the same information area and redundant area regardless of the transmission speed.
  • the transmission rate is 10.7 Gb / s by an OTU2 (Optical channel transport unit-2) frame, and for a client signal of 40 Gb / s, OTU3 (Optical channel channel Transport unit). -3)
  • the transmission rate was 43.0 Gb / s depending on the frame.
  • the transmission rate of the OTUk frame for client signals of different signal types for example, for 100 Gb / s client signals
  • the transmission rate of 111.8 Gb / s for the OTU4 frame is approximately 2.6 times the transmission rate of 43.0 Gb / s for the OTU3 frame for a client signal of 40 Gb / s. Therefore, in order to share the analog / digital converter, digital / analog converter, SerDes (Serializer / De-serializer), etc. for configuring the error correction apparatus for the processing of both OTU4 and OTU3, these functions are used.
  • Necessary clock generation circuits such as CMU (Clock Multiplier Unit), PLL (Phase Lock to Loop), and CDR (Clock-Data Recovery) need to be operated at two significantly different frequencies. For this reason, when the operating frequency range of the CMU, CDR, and PLL is widened, there is a problem that clock quality such as jitter deteriorates and transmission performance deteriorates.
  • CMU Chip Multiplier Unit
  • PLL Phase Lock to Loop
  • CDR Chip-Data Recovery
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and is error correction capable of providing a high-quality and high-speed optical communication system that can be shared on a circuit-saving scale without performance degradation due to jitter or the like.
  • the object is to obtain a method and a device.
  • An error correction method is an error correction method in an optical communication system for transmitting a transmission frame formed by adding overhead and an error correction code to information data, and accommodates client signals of different signal types.
  • N is a positive natural number
  • An error correction apparatus is an error correction apparatus in an optical communication system for transmitting a transmission frame formed by adding overhead and an error correction code to information data, and transmits an optical channel of a client transmission signal.
  • An optical transmission framer that generates an optical transmission frame based on mapping to a frame and outputs a transmission signal, and demaps a client signal from an optical channel transmission frame based on an input of the reception signal and outputs a client reception signal;
  • An FEC encoder that encodes a transmission signal from an optical transmission framer with an error correction code, a D / A converter that D / A converts an output signal of the encoder and outputs an optical transmission signal to a communication path, and communication
  • An A / D converter that converts an optical reception signal from the path into an analog signal, and an output of the A / D converter FEC decoder that decodes received data, corrects an error, and outputs a received signal to the optical transmission framer.
  • the D / A converter and the A / D converter have different signal types.
  • Each of the client generators includes a clock generation unit that changes a sampling clock according to a client signal, and adjusts the size of an FEC redundant area of an FEC frame that accommodates a client signal of a different signal type according to the client signal.
  • the relationship between the transmission rate of the FEC frame and the signal is set to be N times (N is a positive natural number).
  • the size of the FEC redundant area is adjusted according to the client signal, so that the relationship of the transmission rate of the FEC frame to each client signal can be obtained. It is possible to provide a high-quality and high-speed optical communication system that is N times (N is a positive natural number) and can be shared on a circuit-saving scale without performance degradation due to jitter or the like.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the digital transmission system used for description of the error correction method and apparatus based on Embodiment 1 of this invention. It is a block diagram which shows the detail of the optical transmission apparatuses 1a and 1b shown in FIG. It is a structural diagram showing an OTUk frame shown in ITU-T Recommendation G.709.
  • A shows a transmission frame configuration (OTU4V frame format) in the output signal of soft decision FEC encoder 201 and the input signal of soft decision FEC decoder 206
  • (b) shows the output signal and soft decision decoder of soft decision FEC encoder 201. It is a figure which shows the structure (OTU3V frame format) of the transmission frame in 206 input signals.
  • FIGS. 4A and 4B are configuration diagrams of transmission frames corresponding to FIGS. 4A and 4B according to the second embodiment in which the hard decision FEC redundant area is the same as the OTUk frame as an outer code. .
  • the transmission frame which concerns on Embodiment 3 is shown, (a) And (b) is a block diagram of the transmission frame corresponding to Fig.4 (a) and (b).
  • FIGS. 4A and 4B show transmission frames according to Embodiment 3 in the case where only the soft decision FEC code is used and the FEC redundant area is changed between OTU4V and OTU3V.
  • FIGS. It is a block diagram of the transmission frame corresponding to b).
  • FIG. 1 is a block diagram showing a digital transmission system (hereinafter simply referred to as “transmission system”) used to describe the error correction method and apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • transmission system a digital transmission system
  • optical transmission apparatuses 1a and 1b are used in an optical communication system that transmits a transmission frame formed by adding overhead and error correction codes to information data.
  • Signal mutual conversion for example, mapping between client signals and optical transmission frames, demapping processing, error correction encoding and decoding processing, electrical / optical conversion, etc. is performed, and the optical transmission device 1a and Bidirectional communication is performed between 1b.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing details of the optical transmission apparatuses 1a and 1b shown in FIG.
  • the optical transmission apparatuses 1a and 1b shown in FIG. 2 adjust the size of the FEC redundant area of the FEC frame that accommodates client signals of different signal types according to the client signal, thereby transmitting the FEC frame for each client signal.
  • an OTUk (Optical channel Transport Unit-k) framer 10 maps a client transmission signal to an OTUk frame, and synchronizes the frame with a speed relationship of N times (N is a positive natural number).
  • OTUk frame generation 101 for generating an optical transmission frame by adding information necessary for maintenance control and outputting an SFI (Serdes Frame Interface) transmission signal to the digital signal processing optical transceiver 20, and from the digital signal processing optical transceiver 20 Information required for frame synchronization and maintenance control for SFI received signals Termination and, demaps the client signal from the OTUk frame, composed of OTUk frame termination 103 for outputting the client received signal.
  • the OTUk frame generation 101 has a hard decision FEC encoder 102, and the OTUk frame end 103 has a hard decision FEC decoder 104.
  • the digital signal processing optical transceiver 20 encodes the SFI transmission signal from the OTUk framer 10 with a soft decision error correction code for the SFI transmission signal, and the output signal of the soft decision FEC encoder 201 as D / D / A conversion 202 for A (digital / analog) conversion; E / O (electric / optical) 203 for converting an analog signal from the D / A conversion 202 into an optical signal and outputting an optical transmission signal to a communication path; , O / E (light / electricity) 204 for converting the optical reception signal from the communication path into an analog signal and outputting it, and A / D (analog / digital) conversion for converting the analog signal into q-bit soft decision reception data 205, a soft decision FEC decoder 2 that performs soft decision decoding of soft decision received data, corrects an error, and outputs an SFI received signal to the OTUk frame 10 It consists of 6.
  • the D / A conversion 202 includes a CMU 207 that generates
  • FIG. 3 is a structural diagram showing an OTUk frame indicated in, for example, the ITU-T Recommendation G.709 recommendation.
  • an OTUk frame includes a payload for storing actual communication data such as a client signal, a FA OH (Frame Alignment OverOver) for frame synchronization, an OTUk OH and an ODUk OH (Optical for maintenance monitoring information).
  • FA OH Framework Alignment OverOver
  • OTUk OH Optical for maintenance monitoring information
  • OPUk OH Optical channel Payload Unit-k
  • the FEC redundant area for storing the information is stored.
  • RS code a Reed-Solomon code (hereinafter referred to as RS code) (255, 239) is used as an error correction code.
  • RS code a Reed-Solomon code
  • a transmission frame is formed by adding overhead and an error correction code to a payload, which is information data that is actually desired to be transmitted, and transmitting it at high speed and over a long distance.
  • FIG. 4A shows the configuration of a transmission frame in the output signal of the soft decision FEC encoder 201 and the input signal of the soft decision FEC decoder 206.
  • 100 gigabit Ethernet considered by IEEE 802.3ba
  • 100 GbE Registered trademark
  • FIG. 3 shows an example of an OTU4V frame expanded from OTU4, which has the same configuration as the OTUk frame shown in FIG.
  • the decision FEC redundant area is divided and a soft decision FEC redundant area is further added.
  • the client transmission signal is mapped to the payload of FIG. 4A, various overhead information is added to OH, and the hard decision FEC encoder 102 is sent.
  • error correction coding as an outer code is performed, and error correction code information is stored in the hard decision FEC redundant area.
  • the hard-decision FEC encoder 102 performs, for example, concatenated coding combining an RS code, a BCH code, and the like, and stores each error correction code information in an FEC redundant area divided into two.
  • the soft decision FEC encoder 201 performs error correction code for soft decision decoding, for example, LDPC coding, as the inner code, and stores error correction code information in the soft decision FEC redundant area.
  • the output signal of the OTU4V frame configured by the soft decision FEC encoder 201 is converted into an analog signal by the D / A conversion 202, and converted from the analog signal to the optical signal by the E / O 203, and is transmitted to the communication path configured by the optical fiber. Is output.
  • the A / D converter 205 performs analog / digital conversion on the received analog signal whose quality has deteriorated due to the communication path, and outputs q-bit soft decision received data to the soft decision FEC decoder 206.
  • the soft decision FEC decoder 206 performs soft decision decoding processing using q-bit soft decision information and error correction code information of the LDPC code stored in the soft decision FEC redundant area, and outputs the SFI reception signal to the OTUk frame end 103. Output.
  • the transmission rate of the OTU4V frame in FIG. 4A is about 126 Mb / s.
  • DP-QPSK Double Polarization Quadrature Phase Shift Keying
  • the CMU 207 of the D / A conversion 202 and the CMU 208 of the A / D conversion 205 for example, a clock for oversampling this twice, a 63 GHz clock is generated.
  • FIG. 4B shows the structure of the transmission frame in the output signal of the soft decision FEC encoder 201 and the input signal of the soft decision decoder 206 in the same manner, but is being studied as a client signal in IEEE 802.3ba.
  • This is an example of an OTU3V frame that is an extension of OTU3 that accommodates Gigabit Ethernet (registered trademark) (hereinafter referred to as 40 GbE), etc., and has the same configuration as the OTUk frame shown in FIG.
  • the hard decision FEC redundant area is divided into two, and a soft decision FEC redundant area is further added.
  • the soft-decision FEC redundant area in FIG. 4B is larger than the soft-decision FEC redundant area in FIG. 4A, and the transmission rate is about 63 Gb / s.
  • FIG. 5 is a block diagram showing details of the CMUs 207 and 208.
  • the CMUs 207 and 208 compare the reference clock from the soft decision FEC encoder 201 or the soft decision FEC decoder 206 with the feedback clock from the N divider 2006.
  • N divider 2006 that outputs to the device 2001 It consists of.
  • the selector 2005 selects the clock from the VCO 2003 and outputs a 63 GHz sampling clock.
  • the selector 2005 selects the clock from the divide-by-2 divider 2004 and outputs a 31.5 GHz sampling clock.
  • the ratio of the transmission rate of OTU4V and OTU3V is almost an integral multiple, and sampling is performed by selecting whether or not to divide the output of the VCO. Since the clock is generated, there is no deterioration in clock quality such as jitter that occurs when the operating frequency range of the VCO is greatly expanded, and it is not necessary to arrange a plurality of VCOs.
  • the circuit corresponding to OTU3V can be shared.
  • the soft-decision FEC encoder, soft-decision FEC decoder, D / A conversion, and A / D conversion semiconductor integrated circuit can be configured to be easily shared by OTU4V and OTU3V.
  • the FEC redundant area can be increased, the coding gain is greatly improved, and the transmission capacity can be increased and the capacity can be increased by increasing the number of wavelengths.
  • an example of the LDPC code of the soft decision FEC is shown as the inner code.
  • another soft decision FEC for example, a convolutional code, a block turbo code, or the like may be included, and a hard decision is also possible.
  • a concatenated code by RS and BCH has been shown as an outer code of FEC, other concatenated codes, for example, RS and RS, BCH and BCH may be used, and further, a product code may be used as an outer code. Needless to say, the same effects as those of the embodiment can be obtained.
  • interleaving and deinterleaving may be performed at any time before and after each error correction code process, and errors generated in the transmission path may be distributed when error correction decoding is performed.
  • Embodiment 2 a concatenated code or a product code is used for the hard decision FEC of the outer code.
  • the same hard as the OTUk frame is used as the outer code.
  • An embodiment in which a determination FEC redundant area is used will be described.
  • Examples of the hard decision FEC include a general RS (255, 239) code and an RS (1020, 956) parent code having a longer code length.
  • RS is shown as an outer code, but BCH or other codes may be used.
  • Embodiment 3 FIG.
  • a code such as RS is used for the hard decision FEC of the outer code, and the encoded information of the outer code is stored in the FEC redundant area of the OTUk frame.
  • the FEC redundant area may be changed between OTU4V and OTU3V. The same effect can be obtained by using only the hard-decision FEC code. Needless to say.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the frame is composed of the OH, payload, and FEC redundant area.
  • the same effect can be obtained by adding another area unrelated to error correction such as a training area to this frame. Needless to say.
  • 1a, 1b optical transmission device, 2 communication path 10 OTUk framer, 20 digital signal processing optical transceiver, 101 OTUk frame generation, 102 hard decision FEC encoder, 103 OTUk frame end, 104 hard decision FEC decoder, 201 soft decision FEC encoder, 202 D / A conversion, 203 E / O, 204 O / E, 205 A / D conversion, 206 soft decision FEC decoder, 207, 208 CMU, 2001 phase comparator, 2002 filter, 2003 VCO, 2004 divide by 2, 2005 selector, 2006 N divider.

Abstract

　情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムにおける誤り訂正方法であって、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とする。これにより、ジッタ等による性能劣化なしで、省回路規模で共用化し、高品質で高速な光通信システムを提供することができる誤り訂正方法及び装置を得ることができる。

Description

誤り訂正方法及び装置
　この発明は、光通信システムなどのディジタル通信装置に適用される誤り訂正方法及び装置に関するものである。
　従来の誤り訂正方法及び装置では、誤り訂正符号化方式（ＦＥＣ：Forward Error Correction）として、Reed-Solomon符号ＲＳ（255,239）が適用されている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＬＤＰＣ（Low－Density Parity-Check）符号を内符号とし、ＲＳ符号を外符号とする誤り訂正方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　上記非特許文献１および特許文献１による誤り訂正符号化方式を用いた誤り訂正装置では、伝送速度によらず、同一の情報領域と冗長領域からなるフレーム構成に基づいた誤り訂正装置としていた。例えば、１０Ｇｂ／ｓのクライアント信号に対しては、ＯＴＵ２（Optical channel Transport Unit-2）フレームにより伝送速度は１０．７Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓのクライアント信号に対しては、ＯＴＵ３（Optical channel Transport Unit-3）フレームにより伝送速度は４３．０Ｇｂ／ｓとしていた。
特開２００９－１７１６０号公報
ITU-T Recommendation G.709/Y.1331 Interface for the Optical Transport Network(OTN), Annex A, ITU-T Rec.G.709/Y.1331(03/2003)
　従来の誤り訂正方法及び装置では、同一の情報領域と冗長領域からなるフレーム構成に基づいた構成としていたので、異なる信号種別のクライアント信号に対するＯＴＵｋフレームの伝送速度、例えば、１００Ｇｂ／ｓのクライアント信号に対するＯＴＵ４フレームの伝送速度１１１．８Ｇｂ／ｓは、４０Ｇｂ／ｓのクライアント信号に対するＯＴＵ３フレームの伝送速度４３．０Ｇｂ／ｓに対して約２．６倍となる。したがって、誤り訂正装置を構成するためのアナログ／ディジタル変換器、ディジタル／アナログ変換器やＳｅｒＤｅｓ（Serializer/De-serializer）などを、ＯＴＵ４とＯＴＵ３双方の処理に共用化するためには、これら機能に必要なクロック生成回路、例えば、ＣＭＵ（Clock Multiplier Unit）、ＰＬＬ（Phase Lock to Loop）やＣＤＲ（Clock-Data Recovery）などを２種類の大幅に異なる周波数で動作させる必要がある。このため、ＣＭＵ、ＣＤＲやＰＬＬの動作周波数範囲を広くするとジッタ等のクロック品質が劣化し、伝送性能が劣化する問題点があった。また、２つのＶＣＯ（Volatge-controlled Oscillator）を設け、伝送速度に対応して用いるＶＣＯを切り替えることで、クロック品質の劣化を防ぐことができるが、回路規模が増大する問題点があった。
　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、ジッタ等による性能劣化なしで、省回路規模で共用化し、高品質で高速な光通信システムを提供することができる誤り訂正方法及び装置を得ることを目的とする。
　この発明に係る誤り訂正方法は、情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムにおける誤り訂正方法であって、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とすることを特徴とする。
　また、この発明に係る誤り訂正装置は、情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムにおける誤り訂正装置であって、クライアント送信信号の光チャネル伝送フレームへのマッピングに基づいて光伝送フレームを生成して送信信号を出力すると共に、受信信号の入力に基づきクライアント信号を光チャネル伝送フレームからデマッピングしクライアント受信信号を出力する光伝送フレーマと、前記光伝送フレーマからの送信信号に対して誤り訂正符号により符号化するＦＥＣエンコーダと、前記エンコーダの出力信号をＤ／Ａ変換して光送信信号を通信路に出力するＤ／Ａ変換器と、通信路からの光受信信号をアナログ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力から受信データの復号を行い、誤りを訂正して受信信号を前記光伝送フレーマへ出力するＦＥＣデコーダとを備えると共に、前記Ｄ／Ａ変換器と前記Ａ／Ｄ変換器とに、異なる信号種別のクライアント信号に応じてサンプリングクロックを変更するクロック生成手段をそれぞれ備え、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とすることを特徴とする。
　この発明によれば、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームにおいて、ＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とし、ジッタ等による性能劣化なしで、省回路規模で共用化し、高品質で高速な光通信システムを提供することができる。
この発明の実施の形態１に係る誤り訂正方法及び装置の説明に用いたディジタル伝送システムを示す構成図である。 図１に示す光伝送装置１ａ、１ｂの詳細を示す構成図である。 ITU-T Recommendation G.709に示されたＯＴＵｋフレームを示す構造図である。 （ａ）は軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１の出力信号および軟判定ＦＥＣデコーダ２０６の入力信号における伝送フレームの構成（ＯＴＵ４Ｖフレームフォーマット）を示し、（ｂ）は軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１の出力信号および軟判定デコーダ２０６の入力信号における伝送フレームの構成（ＯＴＵ３Ｖフレームフォーマット）を示す図である。 図２に示すＣＭＵ２０７および２０８の詳細を示す構成図である。 外符号としてＯＴＵｋフレームと同一の硬判定ＦＥＣ冗長領域とする実施の形態２に係り、（ａ）及び（ｂ）は、図４（ａ）及び（ｂ）に対応する伝送フレームの構成図である。 実施の形態３に係る伝送フレームを示すもので、（ａ）及び（ｂ）は、図４（ａ）及び（ｂ）に対応する伝送フレームの構成図である。 軟判定ＦＥＣ符号のみを用い、ＦＥＣ冗長領域をＯＴＵ４ＶとＯＴＵ３Ｖで変更するよう構成した場合の実施の形態３に係る伝送フレームを示し、（ａ）及び（ｂ）は、図４（ａ）及び（ｂ）に対応する伝送フレームの構成図である。
　実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る誤り訂正方法及び装置の説明に用いたディジタル伝送システム（以下、単に「伝送システム」という）を示す構成図である。図１において、光伝送装置１ａ、１ｂは、情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムに用いられるものであって、クライアント送受信信号と光送受信信号の相互変換、例えば、クライアント信号と光伝送フレームとのマッピング、デマッピング処理や、誤り訂正符号化および復号処理、電気／光変換などを行い、通信路２を介して、光伝送装置１ａおよび１ｂ間で双方向通信を行う。
　図２は、図１に示した光伝送装置１ａ、１ｂの詳細を示す構成図である。図２に示す光伝送装置１ａ、１ｂは、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさをクライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とするものであって、図２において、ＯＴＵｋ（Optical channel Transport Unit-k）フレーマ１０は、クライアント送信信号をＯＴＵｋフレームにマッピングし、フレーム同期や保守制御に必要な情報を付加して光伝送フレームを生成し、ＳＦＩ（Serdes Frame Interface）送信信号をディジタル信号処理光トランシーバ２０へ出力するＯＴＵｋフレーム生成１０１と、ディジタル信号処理光トランシーバ２０からのＳＦＩ受信信号に対してフレーム同期や保守制御に必要な情報を終端し、クライアント信号をＯＴＵｋフレームからデマッピングし、クライアント受信信号を出力するＯＴＵｋフレーム終端１０３とから構成される。ＯＴＵｋフレーム生成１０１は硬判定ＦＥＣエンコーダ１０２を有し、ＯＴＵｋフレーム終端１０３は硬判定ＦＥＣデコーダ１０４を有している。
　また、ディジタル信号処理光トランシーバ２０は、ＯＴＵｋフレーマ１０からのＳＦＩ送信信号に対して軟判定用の誤り訂正符号により符号化する軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１と、軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１の出力信号をＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換するＤ／Ａ変換２０２と、Ｄ／Ａ変換２０２からのアナログ信号を光信号に変換して光送信信号を通信路に出力するＥ／Ｏ（電気／光）２０３と、通信路からの光受信信号をアナログ信号に変換して出力するＯ／Ｅ（光／電気）２０４と、アナログ信号をｑビットの軟判定受信データに変換するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換２０５と、軟判定受信データの軟判定復号を行い、誤りを訂正してＳＦＩ受信信号をＯＴＵｋフレーム１０へ出力する軟判定ＦＥＣデコーダ２０６とから構成される。Ｄ／Ａ変換２０２は伝送速度に対応したクロックを生成するＣＭＵ２０７を有し、Ａ／Ｄ変換２０５は伝送速度に対応したサンプリングクロックを生成するＣＭＵ２０８を有する。
　図３は、例えば、ITU-T Recommendation G.709勧告に示されたＯＴＵｋフレームを示す構造図である。図３において、ＯＴＵｋフレームは、クライアント信号のような実際の通信データを格納するためのペイロード、フレーム同期のためのＦＡ　ＯＨ（Frame Alignment OverHead）、保守監視情報のためのＯＴＵｋ　ＯＨおよびＯＤＵｋ　ＯＨ（Optical channel Data Unit-k OverHead）、および、ペイロードのマッピングのためのＯＰＵｋ　ＯＨ（Optical channel Payload Unit－ｋ）から構成され、さらに、伝送後の光品質の劣化によるビット誤りを訂正するための誤り訂正符号の情報を格納するＦＥＣ冗長領域を有している。通常、誤り訂正符号としては、リード・ソロモン符号（以下、ＲＳ符号とする。）（255,239）が用いられる。なお、一般的に、ＦＡ　ＯＨ、ＯＴＵｋ　ＯＨ、ＯＤＵｋ　ＯＨ、および、ＯＰＵｋ　ＯＨから構成された部分をオーバヘッドと呼ぶ。
　このように、光通信システムにおいては、伝送フレームとして、実際に送信したい情報データであるペイロードに、オーバヘッドと誤り訂正符号とを付加したものを形成し、それを高速かつ長距離に伝送している。
　次に、図４を参照して動作について説明する。図４（ａ）は、軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１の出力信号および軟判定ＦＥＣデコーダ２０６の入力信号における伝送フレームの構成を示しており、クライアント信号として、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａにおいて検討されている１００ギガビットイーサネット（登録商標）（以下、１００ＧｂＥとする）等を収容するＯＴＵ４を拡張したＯＴＵ４Ｖフレームの一例を示したもので、図３に示したＯＴＵｋフレームと同様の構成であるが、ＦＥＣ冗長領域を２つの硬判定ＦＥＣ冗長領域に分割し、さらに、軟判定ＦＥＣ冗長領域が付加されている。
　図４（ａ）の伝送フレームに対して、まず、ＯＴＵｋフレーム生成１０１では、クライアント送信信号を図４（ａ）のペイロードへマッピングし、ＯＨへ各種オーバヘッド情報を付加し、硬判定ＦＥＣエンコーダ１０２にて、外符号としての誤り訂正符号化を行い、硬判定ＦＥＣ冗長領域に誤り訂正符号情報を格納する。ここで、硬判定ＦＥＣエンコーダ１０２では、例えば、ＲＳ符号やＢＣＨ符号などを組み合わせた連接符号化を行い、それぞれの誤り訂正符号情報を２分割したＦＥＣ冗長領域にそれぞれ格納する。
　次に、軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１では、内符号として軟判定復号のための誤り訂正符号、例えば、ＬＤＰＣ符号化を行い、軟判定ＦＥＣ冗長領域に誤り訂正符号情報を格納する。軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１にて構成されたＯＴＵ４Ｖフレームの出力信号はＤ／Ａ変換２０２においてアナログ信号に変換され、Ｅ／Ｏ２０３においてアナログ信号から光信号に変換されて光ファイバから構成される通信路に出力される。
　一方、受信側では、Ａ／Ｄ変換２０５が、通信路により品質の劣化した受信アナログ信号をアナログ／ディジタル変換して、ｑビットの軟判定受信データを軟判定ＦＥＣデコーダ２０６へ出力する。軟判定ＦＥＣデコーダ２０６は、ｑビットの軟判定情報と、軟判定ＦＥＣ冗長領域に格納されたＬＤＰＣ符号の誤り訂正符号情報を用いて軟判定復号処理を行い、ＳＦＩ受信信号としてＯＴＵｋフレーム終端１０３へ出力する。
　ここで、図４（ａ）のＯＴＵ４Ｖフレームの伝送速度は約１２６Ｍｂ／ｓとなるが、多値変調、例えば、ＤＰ－ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）を用いた場合には、４値となるため３１．５Ｇｂａｕｄとなる。Ｄ／Ａ変換２０２のＣＭＵ２０７や、Ａ／Ｄ変換２０５のＣＭＵ２０８では、例えば、これを２倍オーバサンプリングするためのクロック、６３ＧＨｚクロックを生成する。
　図４（ｂ）は、同様に、軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１の出力信号および軟判定デコーダ２０６の入力信号における伝送フレームの構成を示しているが、クライアント信号として、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａにおいて検討されている４０ギガビットイーサネット（登録商標）（以下、４０ＧｂＥとする）等を収容するＯＴＵ３を拡張したＯＴＵ３Ｖフレームの一例を示したもので、図３に示したＯＴＵｋフレームと同様の構成であるが、ＦＥＣ冗長領域を２つの硬判定ＦＥＣ冗長領域に分割し、さらに、軟判定ＦＥＣ冗長領域が付加されている。
　図４（ｂ）の軟判定ＦＥＣ冗長領域は、図４（ａ）の軟判定ＦＥＣ冗長領域よりも大きくしており、伝送速度は約６３Ｇｂ／ｓとなる。図４（ａ）に示すＯＴＵ４Ｖフレームフォーマットのトータルの列数が２８８・１６＝４６０８の列数を有するのに対し、図４（ｂ）に示すＯＴＵ４Ｖフレームフォーマットの列数は３５６・１６＝５６９６の列数を有する。したがって、例えば、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調を用いた場合には、１５．７５Ｇｂａｕｄとなり、Ｄ／Ａ変換２０２のＣＭＵ２０７や、Ａ／Ｄ変換２０５のＣＭＵ２０８では、これを２倍オーバサンプリングするためのクロック、例えば、３１．５ＧＨｚクロックを生成する。
　図５は、ＣＭＵ２０７および２０８の詳細を示す構成図であり、ＣＭＵ２０７および２０８は、軟判定ＦＥＣエンコーダ２０１あるいは軟判定ＦＥＣデコーダ２０６からの参照クロックとＮ分周器２００６からのフィードバッククロックとを比較する位相比較器２００１と、位相比較器２００１からの比較結果を平滑化するフィルタ２００２と、平滑化された位相誤差信号の電圧に応じた周波数を出力するＶＣＯ２００３と、ＶＣＯ２００３の出力を２分周する２分周器２００４と、ＶＣＯ２００３からのクロックと２分周器２００４からのクロックとのいずれかを選択し、サンプリングクロックを出力するセレクタ２００５と、セレクタ２００５からのサンプリングクロックをＮ分周して位相比較器２００１へ出力するＮ分周器２００６とから構成される。
　図４（ａ）に示したＯＴＵ４Ｖに対応する場合に、セレクタ２００５はＶＣＯ２００３からのクロックを選択して、６３ＧＨｚのサンプリングクロックを出力する。一方、図４（ｂ）に示したＯＴＵ３Ｖに対応する場合に、セレクタ２００５は２分周器２００４からのクロックを選択して、３１．５ＧＨｚのサンプリングクロックを出力する。
　以上のように、収容するクライアント信号に応じてＦＥＣ冗長領域を変更することで、ＯＴＵ４ＶとＯＴＵ３Ｖの伝送速度の比をほぼ整数倍とし、ＶＣＯの出力を分周するか否かで選択してサンプリングクロックを生成するようにしたので、ＶＣＯの動作周波数範囲を大きく広げたときに生じるジッタ等のクロック品質の劣化がなく、また、ＶＣＯを複数配置する必要がないので、省回路規模で、ＯＴＵ４ＶとＯＴＵ３Ｖに対応した回路の共用化が可能となる。
　また、例えば、軟判定ＦＥＣエンコーダ、軟判定ＦＥＣデコーダ、Ｄ／Ａ変換およびＡ／Ｄ変換の半導体集積回路化が、容易にＯＴＵ４ＶとＯＴＵ３Ｖとで共用化するよう構成できる。
　さらに、ＯＴＵ３Ｖでは、ＦＥＣ冗長領域を大きくすることができるので、符号化利得が大幅に向上し、伝送距離の長距離化や多波長化による大容量化が可能となる。
　なお、上記実施の形態１では、内符号として軟判定ＦＥＣのＬＤＰＣ符号の例を示したが、他の軟判定ＦＥＣ、例えば、畳み込み符号やブロックターボ符号等を持いてもよく、また、硬判定ＦＥＣの外符号としてＲＳとＢＣＨによる連接符号の例を示したが、他の連接符号、例えば、ＲＳとＲＳ、ＢＣＨとＢＣＨを用いてもよく、さらに、外符号として積符号を用いても上記実施の形態と同様な効果を奏することは言うまでもない。
　また、上記実施の形態１において、各誤り訂正符号処理の前段や後段において、インタリーブやデインタリーブを随時行い、伝送路で生じる誤りを誤り訂正復号する際に分散させてもよい。
　実施の形態２．
　以上の実施の形態１では、外符号の硬判定ＦＥＣに連接符号あるいは積符号などを用いるようにしたものであるが、次に、図６に示すように、外符号としてＯＴＵｋフレームと同一の硬判定ＦＥＣ冗長領域とする実施の形態を示す。硬判定ＦＥＣとしては、例えば、一般的なＲＳ（255,239）符号や、符号長を長くしたＲＳ（1020,956）のペアレント符号などがある。図６（ａ）に示すＯＴＵ４Ｖフレームフォーマットのトータルの列数が２８８・１６＝４６０８の列数を有するのに対し、図６（ｂ）に示すＯＴＵ３Ｖフレームフォーマットの列数は３５６・１６＝５６９６の列数を有する。
　なお、実施の形態２では、外符号としてＲＳの例を示したが、ＢＣＨや他の符号としても良い。
　実施の形態３．
　以上の実施の形態２では、外符号の硬判定ＦＥＣにＲＳ等の符号を用い、ＯＴＵｋフレームのＦＥＣ冗長領域に外符号の符号化情報を格納するようにしたものであるが、次に、図７および図８に示すように、軟判定ＦＥＣ符号のみを用い、ＦＥＣ冗長領域をＯＴＵ４ＶとＯＴＵ３Ｖで変更するよう構成してもよく、また、硬判定ＦＥＣ符号のみを用いても同様な効果を奏することは言うまでもない。
　図７（ａ）に示すＯＴＵ４Ｖフレームフォーマットのトータルの列数が２８８・１６＝４６０８の列数を有するのに対し、図７（ｂ）に示すＯＴＵ３Ｖフレームフォーマットの列数は３５６・１６＝５６９６の列数を有する。また、図８（ａ）に示すＯＴＵ４Ｖフレームフォーマットのトータルの列数が２５５・１６＝４０８０の列数を有するのに対し、図８（ｂ）に示すＯＴＵ３Ｖフレームフォーマットの列数は３３０・１６＝５２８０の列数を有する。
　実施の形態４．
　以上の実施の形態では、ＯＨ、ペイロードおよびＦＥＣ冗長領域から構成されるフレームとしたが、これにトレーニング領域等の誤り訂正とは無関係の別の領域を加えた構成としても同様な効果を奏することは言うまでもない。
　１ａ，１ｂ　光伝送装置、２　通信路、１０　ＯＴＵｋフレーマ、２０　ディジタル信号処理光トランシーバ、１０１　ＯＴＵｋフレーム生成、１０２　硬判定ＦＥＣエンコーダ、１０３　ＯＴＵｋフレーム終端、１０４　硬判定ＦＥＣデコーダ、２０１　軟判定ＦＥＣエンコーダ、２０２　Ｄ／Ａ変換、２０３　Ｅ／Ｏ、２０４　Ｏ／Ｅ、２０５　Ａ／Ｄ変換、２０６　軟判定ＦＥＣデコーダ、２０７，２０８　ＣＭＵ、２００１　位相比較器、２００２　フィルタ、２００３　ＶＣＯ、２００４　２分周器、２００５　セレクタ、２００６　Ｎ分周器。

Claims (7)

  1. 　情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムにおける誤り訂正方法であって、
    　異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とする
    ことを特徴とする誤り訂正方法。
  2. 　請求項１に記載の誤り訂正方法において、
    　前記ＦＥＣフレームは、ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．７０９勧告に示されたＯＴＵｋフレームである
    ことを特徴とする誤り訂正方法。
  3. 　請求項１または２に記載の誤り訂正方法において、
    　前記ＦＥＣフレームは、ＯＴＵ３ＶとＯＴＵ４Ｖである
    ことを特徴とする誤り訂正方法。
  4. 　請求項３に記載の誤り訂正方法において、
    　前記ＯＴＵ４Ｖの列数が４６０８、前記ＯＴＵ３Ｖの列数が５６９６である
    ことを特徴とする誤り訂正方法。
  5. 　請求項３に記載の誤り訂正方法において、
    　前記ＯＴＵ４Ｖの列数が４０８０、前記ＯＴＵ３Ｖの列数が５２８０である
    ことを特徴とする誤り訂正方法。
  6. 　情報データにオーバヘッドと誤り訂正符号とを付加して形成された伝送フレームを伝送する光通信システムにおける誤り訂正装置であって、
    　クライアント送信信号の光チャネル伝送フレームへのマッピングに基づいて光伝送フレームを生成して送信信号を出力すると共に、受信信号の入力に基づきクライアント信号を光チャネル伝送フレームからデマッピングしクライアント受信信号を出力する光伝送フレーマと、
    　前記光伝送フレーマからの送信信号に対して誤り訂正符号により符号化するＦＥＣエンコーダと、
    　前記エンコーダの出力信号をＤ／Ａ変換して光送信信号を通信路に出力するＤ／Ａ変換器と、
    　通信路からの光受信信号をアナログ信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
    　前記Ａ／Ｄ変換器の出力から受信データの復号を行い、誤りを訂正して受信信号を前記光伝送フレーマへ出力するＦＥＣデコーダと
    を備えると共に、
    　前記Ｄ／Ａ変換器と前記Ａ／Ｄ変換器とに、異なる信号種別のクライアント信号に応じてサンプリングクロックを変更するクロック生成手段をそれぞれ備え、異なる信号種別のクライアント信号を収容するＦＥＣフレームのＦＥＣ冗長領域の大きさを前記クライアント信号に応じて調整することで、それぞれのクライアント信号に対するＦＥＣフレームの伝送速度の関係をＮ倍（Ｎは正の自然数）近傍とする
    ことを特徴とする誤り訂正装置。
  7. 　請求項６に記載の誤り訂正装置において、
    　前記クロック生成手段は、
    　前記エンコーダまたは前記デコーダからの参照クロックとフィードバッククロックとを比較する位相比較器と、
    　前記位相比較器からの比較結果を平滑化するフィルタと、
    　平滑化された位相誤差信号の電圧に応じた周波数を出力するＶＣＯと、
    　前記ＶＣＯの出力を２分周する２分周器と、
    　前記クライアント信号に応じて前記ＶＣＯからのクロックと前記２分周器からのクロックとのいずれかを選択し、サンプリングクロックを出力するセレクタと、
    　前記セレクタからのサンプリングクロックをＮ分周して前記フィードバッククロックを前記位相比較器へ出力するＮ分周器と
    を有する
    ことを特徴とする誤り訂正装置。
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