JP3699863B2 - エラー訂正符号装置、エラー訂正符号復号装置および伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信網に好適なエラー訂正符号の符号化装置、復号化装置および伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、LSI等のディジタル信号処理技術の発達に伴い、高い信号品質を確保する目的で、エラー訂正符号の符号化・復号化技術が広い分野で使用されている。特に数学的に整然とした体系を有するブロック符号の中で、情報の透過性から組織符号と呼ばれる符号が工学的に専ら用いられる。これは、連続した信号系列を一定のブロック毎に区切り、各ブロック毎に符号化を行うもので、信号内の予め定めらた空領域に検査ビットを付加するのみで、元の信号情報は操作されないという特徴を有する。ブロック符号としては古くからハミング符号、ＢＣＨ符号、リードソロモン符号等が知られており、実際に使用されている。以降、エラー訂正符号の符号化・復号化を単に符号化、復号化と呼ぶ。
【０００３】
さて、エラー訂正符号を導入するシステムでは、信号読み取りや保存、信号伝送、信号処理の各プロセスでのノイズ混入等による信号品質劣化を想定して、エラー訂正符号の導入を前提にシステムが構築されるのが一般的である。例えば、上記各プロセスにおいて信号は常に符号化され、また常に復号化処理が施されるという具合にである。
【０００４】
一方、大容量のデータ伝送が可能な光通信が近年盛んに普及しつつある。光通信は光ファイバという比較的高品質な伝送路を媒体としており、そのビットエラーレートは通常１０のマイナス９乗以下であり、システム的にエラー訂正符号の使用を前提とする必要はなかった。この光通信の代表例として、世界的な規格が存在するディジタル同期伝送システムが挙げられる。このシステムは国際電気通信連合（以下、ＩＴＵ−Ｔと称する）が勧告Ｇ．７０７等で定めたＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）（１９８８年制定）、およびアメリカ標準化委員会（以下、ＡＮＳＩと称する）が規格Ｔ１．１０５で定めたＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（１９９１年制定）として、広く世界中の幹線系の伝送網で普及している。これらの規格では、極めて長距離を伝送させる必要のある海底伝送方式を除き、エラー訂正符号の使用には積極的ではなかった。
【０００５】
しかしながら、ディジタル同期伝送方式では、時分割多重による大容量化が進むにつれ、信号のビット長が狭まり、光ファイバ固有の物理的性質である種々の分散の影響を受けやすくなる結果、信号品質が劣化し伝送距離が制限される。そこで、信号品質の劣化を補償する有効な手法として、エラー訂正符号の導入が検討されている。符号例として、特願平7-280058号の単一エラー訂正のリードソロモン符号等が挙げられる。
【０００６】
また、一方で波長分割多重伝送方式が普及しつつあり、１本の光ファイバ中を伝送する互いの光波長間隔が隣接するほど分離度が劣化する為、多重度が上がるにつれ伝送距離が制限される。この場合でもエラー訂正符号の導入は、これを補償する有効な方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光通信網、例えばディジタル同期伝送網を構成するノード（多重化装置や中継装置）全てが同一のエラー訂正符号をサポートするとは限らない。つまり全ノードが同一のメーカによって提供されるとは限らないし、また同一メーカによって提供されたものでも購入時期の違いにより、エラー訂正符号をサポートしていないノードが存在しうる。
【０００８】
このように伝送網内に異種ノードが混在する状況では、任意のノードにおいて受信した信号が必ずしも符号化されている保証は無く、受信側で常に復号を実行することはできない。これは符号化されていない信号を強制的に復号すると誤訂正が生じる為である。
【０００９】
さらに、一般にエラー訂正は信号のエラーレートが高い場合は誤訂正が多くなる為、エラーレートが比較的低い場合にのみ復号を行い、エラーレートが劣化した場合は復号しないといった使用方法が考えられる。あるいは光ファイバ等の比較的品質のよい伝送媒体では、エラーレートが誤訂正しない程度に劣化した場合にのみ復号を行い、それ以外では復号しないといった使用方法も考えられる。
【００１０】
以上から復号化装置には、復号オンだけでなく復号しない処理（復号オフ）も必要となり、網管理システムやオペレータが各ノードに対して復号化のオン・オフを設定する必要がある。
なお符号化については、組織符号である為、対向するノードの如何に関わらず常時符号化を実行しても悪影響は無い。
【００１１】
上記のエラーレートの監視例として、SDHやＳＯＮＥＴの伝送網では、Ｂ１バイトやＢ２バイトのＢＩＰ（Ｂｉｔ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐａｒｉｔｙ ）にもとづいて各多重セクション区間、中継セクション区間毎にエラービット数が検出されるので、網管理システムやオペレータが各ノード間でのエラービット数あるいはビットエラーレートを把握することが可能となる。
【００１２】
次に、伝送網の構成が複雑になったり変更されたりすると、伝送網を管理する網管理システムがどのノード区間でエラー訂正が実施可能であるかを把握したり、あるいはエラー訂正を実行するように指示することが困難となる。これは、場合によっては誤って非符号化信号を強制的に復号することになりかねない。
【００１３】
さらに復号処理には、必ず１符号ブロック分以上に相当する遅延時間が生じる。ここで、遅延発生を説明するタイミングチャートである図７を用いて、復号オン状態での復号処理による遅延発生を説明しよう。
【００１４】
復号化装置へ入力したデータは図中に示した“Ｔｍ”だけ遅れて出力される。復号化装置に入力された符号ブロック１のデータに対してシンドロームを計算し、符号ブロック１の末尾のビットが入力された時点で、符号ブロック１のシンドローム計算が完了する。次に、計算したシンドロームにもとずいてエラー位置とエラー値を計算するが、これには符号形式及び計算回路によって特定の演算時間（Ｔｊ）を必要とする。この結果、符号ブロック１のデータを訂正して出力を開始するのは、復号化装置へ入力した時点から数えて“１符号ブロック分の時間＋Ｔｊ”、すなわち“Ｔｍ”後となる。以降の符号ブロックでも同様に“Ｔｍ”の遅延が生じる。
【００１５】
一方、復号オフ状態では遅延は発生しない。何故ならば復号化装置への入力データはそのまま同一位相で出力されるからであり、入力データと出力データの時間関係は等しいと考えてよい。
【００１６】
網管理システムやオペレータが復号をオフ状態からオン状態へと切り替えた際、上述した復号遅延に相当する位相飛びが発生する。具体的には、該当情報が時間軸上で後方に“Ｔｍ”だけずれる為、信号の一部が重複して出力される。例えば符号ブロック２を入力中（すなわち同時に出力中）の時点で切り替えると、符号ブロック２のデータを途中まで出力した直後に、符号ブロック１のデータの途中から出力される。従って、既に出力された符号ブロック１の一部データと、既に出力された符号ブロック２の一部データ（両者の合計が時間的にＴｍに等しい）が再度出力される（図示していない）。
【００１７】
また、逆に復号をオン状態からオフ状態へと切り替えた際にも、位相飛びが発生し、該当情報が時間軸上で前方に“Ｔｍ”だけずれる為、信号の一部が欠落して出力される。例えば、図７において、符号ブロック３を入力中で符号ブロック１を出力している時点で切り替えると、未だ出力されていない符号ブロック１の一部データと、符号ブロック２の全データと、既に入力された符号ブロック３の一部データ（３者の合計が時間的にＴｍに等しい）が出力されない。従って符号ブロック１のデータを途中まで出力した直後に符号ブロック３の途中から出力され、データの欠落が生じる。
【００１８】
いずれにしても、復号オン／オフ間の切替動作によって上位のクライアント側（すなわち下流で信号を受信する側）では最低でも１符号ブロック分の位相飛びが観測され、フレーム同期はずれ等の瞬断状態が発生しうるので、網の信頼性上極めて問題となる。
【００１９】
本発明の課題は、上述したように伝送網の構成が複雑化したり変更されたりしても、伝送網を管理する網管理システムやオペレータが運用しやすく、特に伝送区間毎に復号化可能か否かを判断する必要の無い伝送システム、伝送システムを構築する伝送装置および符号装置、復号装置を提供することにある。
【００２０】
さらにサービス運用下にある回線信号に対して位相飛びによる悪影響を及ぼさずに、符号化及び復号化のオン・オフを自由に切替える制御を可能にする伝送装置および符号化装置、復号化装置ならびに伝送網の管理方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明による符号装置、復号装置では、符号化処理部や復号化処理部とは別に、符号化／復号化を実行せずに単に特定の遅延を施して出力する遅延回路部を設けることとした。そして伝送網を構成する各ノードに対して符号化／復号化を実行しない場合には、外部の網管理システムやオペレータがこの遅延回路部からの出力を選択できるようにした。
【００２２】
また、本発明による符号装置では、符号化する場合と符号化しない場合とで異なる識別子を元の信号の予め定めた位置に付与し、一方、復号化装置では付与された識別子を読み取り、符号化状況を検出して復号処理の実行を自動的に判断することとした。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いながら詳細に説明する。
本実施例に適用される信号は、組織符号化が可能な信号、すなわち信号系列を一定長の符号ブロックに区切ることができ、かつチェックビットを格納するに十分な空領域が各符号ブロック毎に存在する信号であればよい。例えばＳＤＨの伝送信号は、１２５マイクロ秒を周期とするフレーム化された信号であり、任意に一定長の符号ブロックに区切ることができ、多重セクション・オーバヘッド及び中継セクション・オーバヘッド中の使用方法が定義されていない領域（未規定領域）にチェックビットを格納することができるので上記範疇に含まれる。
【００２４】
本発明の実施の形態である復号化装置の実施例を図１に示す。ここで、図１は復号化装置のブロック図である。
入力データ１００は復号化の対象とする信号であり、ブロック位相１１０は符号ブロックの先頭位置を示すトリガ信号であり、入力クロック１２０は入力データ１００のビットレートと同一のレートを有するクロック入力である。ここで、符号ブロックの先頭位置が１フレーム周期で同一となる場合には、ブロック位相１１０はフレーム位相を示すトリガであってもよい。この場合、フレーム位相をもとに、復号化装置１の内部で符号ブロックの先頭を数えればよい。また、入力クロック１２０は、その１ビットの周期が入力データ１００のそれの整数倍であればよく、２倍以上であれば入力クロック１２０を復号化装置１の内部で分周して入力データ１００のビットレートとすればよい。
【００２５】
入力データ１００を互いに同期したデータ３１０、３２０、３３０の３系統に分岐し、各々エラー訂正処理部１０、スルー出力部２０、遅延出力部３０へと入力する。エラー訂正処理部１０、スルー出力部２０、遅延出力部３０からは各々データ３１９、３２９、３３９を出力し、セレクタ４０へと入力する。セレクタ４０では外部制御信号４００に基づいてデータ３１９、３２９、３３９のうちの一つを選択して復号化装置の出力データ２００とする。
【００２６】
ブロック位相１１０はエラー訂正処理部１０及び遅延出力部３０に、データ系列のどこが符号化ブロックの先頭であるかを指示する為に使用される。また、復号化装置１はクロック１２０の位相、すなわち速度によって動作する。
本実施例において特徴的なのは遅延出力部３０の存在である。以下各部の動作を具体的に説明する。
【００２７】
エラー訂正処理部１０では入力されたデータ３１０を２系統に分岐してメモリ１１に順次格納する一方で、シンドローム計算部１２に入力する。シンドローム計算部１２では入力されたデータ３１０にもとづいてシンドロームを計算し、その結果をシンドローム３１２としてエラー計算部１３へと出力する。エラー計算部１３では入力されたシンドローム３１２にもとづいて符号ブロックに存在するエラーの位置と値を計算し、その結果をエラー評価結果３１３としてエラー訂正制御部１４へと出力する。エラー評価結果３１３は、符号が複数誤り訂正符号の場合、一組のエラー位置とエラー値が複数組存在する。
【００２８】
一方、メモリ１１に蓄えられたデータは書き込み時からある一定の時間“Ｔｍ”後に、もとのデータ３１０と同一のデータ系列となるようにデータ３１１として読み出し、排他的論理和ゲート１５に出力する。エラー訂正制御部１４では入力されたエラー評価結果３１３にもとづいて、訂正データ３１４を排他的論理和ゲート１５に出力する。訂正データ３１４は、メモリ１１からエラーの存在する位置が出力されるタイミングでは該当するエラー値に論理的に等しく、エラーの存在しない位置が出力されるタイミングでは論理的に“ゼロ”である。排他的論理和ゲート１５ではメモリ１１からの出力データ３１１とエラー訂正制御部１４からの訂正データ３１４との排他的論理和をデータ３１９として出力する。
【００２９】
ここで、“Ｔｍ”はデータ３１０の信号系列のうち、任意の符号化ブロックＡがシンドローム計算部１２に入力された時点から、符号化ブロックＡに対する訂正データ３１４をエラー訂正制御部１４が必ず出力できる時間であり、少なくとも符号化ブロックの周期以上であることが必要条件である。
なお、シンドローム計算の方法やエラー評価の方法については広く知られているので省略する。特に符号が単一誤り訂正巡回符号の場合、シンドローム計算部１２、エラー計算部１３、エラー訂正制御部１４は簡単なフィードバックシフトレジスタにより実現できることもよく知られている。
【００３０】
次に、スルー出力部２０では入力されたデータ３２０の内容等を操作せず、データ入力後、即時データ３２９として出力する。
遅延出力部３０では、入力されたデータ３３０をメモリ３１に書き込む。そしてメモリ１１と同様に、書き込み時からある一定の時間“Ｔｍ”後に、もとのデータ３３０と同一のデータ系列となるようにデータ３１９として読み出す。
【００３１】
セレクタ４０では外部制御信号４００が復号化指示の場合にはデータ３１９を選択し、復号非実行指示でかつ遅延なしの指示の場合にはデータ３２９を、復号非実行指示でかつ遅延ありの指示の場合にはデータ３３９を各々選択してデータ２００として出力する。また、セレクタ内部では一切遅延を施さない。外部制御信号４００は装置管理システムや網管理システム及びオペレータからの制御信号である。
【００３２】
本実施例より、外部のオペレータはオペレーティングシステム３を通してセレクタ４０の制御を、復号化を実行する場合はデータ３１９を選択し、復号化を実行しない場合にはデータ３３９を選択するようにすれば、入力データ１００に対して復号動作を実行−非実行の間で切替えても出力データ２００として位相飛びのない連続したデータを得ることができ、サービス運用下にある入力データ１００への位相飛びによる悪影響を回避することが可能となる。
【００３３】
なお、図１中の遅延出力部３０のメモリ３１とエラー訂正処理部１０のメモリ１１とを共用化してもよい。この場合、セレクタ４０への入力３３９はメモリ１１からの出力３１１を分岐したものとする。
【００３４】
本発明による復号化装置の別の実施例を図２に示す。ここで、図２は復号化装置のブロック図である。
本実施例は図１の実施例の構成及び動作と同様であり、セレクタ４０の前段にさらにセレクタ５０を配置した点が異なる。以下、この違いについて記述する。セレクタ５０はスルー出力部２０、遅延出力部３０の各々からデータ３２９、３３９を受け、外部制御信号４１０にもとづいていづれか一つを選択してデータ５９としてセレクタ４０へ出力する。ここで、セレクタ５０はセレクタ４０と同様、セレクタ内部では一切遅延を施さない。
【００３５】
セレクタ４０ではエラー訂正処理部１０、セレクタ５０の各々からデータ３１９、５９を受け、外部制御信号４００にもとづいていづれか一つを選択してデータ２００として出力する。すなわち、セレクタ５０では復号化を実行しない場合の遅延を施すか否かを選択制御し、セレクタ４０では単に復号動作を実行するか否かを選択制御する。
【００３６】
これにより、外部のオペレータはオペレーティングシステム３を通してあらかじめセレクタ５０でデータ３３９を選択するように制御しておけば、セレクタ４０の制御が簡易に行え、かつ入力データ１００に対して復号動作を実行−非実行の間で切替えても出力データ２００として位相飛びのない連続したデータを得ることができ、サービス運用下にある入力データ１００への位相飛びによる悪影響を回避することが可能となる。
【００３７】
本発明による復号化装置の別の実施例を図３に示す。ここで、図３は復号化装置のブロック図である。
本実施例は図２の実施例の構成及び動作と同様であり、セレクタ４０の制御を自動で行えるようにした点が異なる。以下、この違いについて記述する。
【００３８】
まず入力データ１００をデータ３１０、３２０、３３０の３系統に加えデータ３６０の合計４系統に分離し、データ３６０を符号化識別部６０に入力する。符号化識別部６０では、入力されたデータ３６０が符号化されているか否かを判別し、その結果を符号化識別結果３６９として出力する。すなわち、符号化されていると判定した場合はセレクタ４０がデータ３１９を選択するように符号化識別結果３６９を出力し、符号化されていないと判定した場合はセレクタ４０がデータ５９を選択するように符号化識別結果３６９を出力する。符号化識別部６０での判別は、本復号化装置と対向する外部の符号化装置において符号化される際に付与された識別子にもとづいて判定する。すなわち図示しない符号化装置では、各符号化ブロック毎に、情報が乗っていない空領域の所定の位置を識別子とし、識別子に符号化に応じた識別パターンを挿入する。例えば識別子が１バイトの場合、符号化する場合は(ＡＡ)hexを挿入し、符号化しない場合は(００)hexを挿入する。ここで（ ）hexは１６進数表現である。復号化装置の符号化識別部６０では、この識別子を読み取ることで符号化されているか否かを判別することが可能となる。
【００３９】
これにより、外部のオペレータはオペレーティングシステム３を通してあらかじめセレクタ５０でデータ３３９を選択するように制御しておくだけで、復号化を行えるか否かを気にすることなく、受信信号の符号化状態に応じて自動的に復号動作／非復号動作が選択され、かつ入力データ１００が符号化状態であってもそうでなくても出力データ２００として位相飛びのない連続したデータを得ることができ、サービス運用下にある入力データ１００への位相飛びによる悪影響を回避することが可能となる。
【００４０】
なお、符号化識別部６０での判別に保護条件を付しても良い。例えばｎ回以上連続して“符号化”に対応したパターン（上述の例では(ＡＡ)hex）を検出した場合、符号化されていると判定する。また、ｍ回以上連続して“非符号化”に対応したパターン（上述の例では（００）hex）を検出した場合、符号化されていないと判定する。そして上記のいづれでもない場合は直前迄の判定状態を維持するという具合である。ここでｎ、ｍは共に任意の自然数であり等しくてもよい。
さらに上記保護条件においてｍの値をｎよりも小さく設定することにより、受信信号が符号化状態から非符号化状態へと変化した際、すみやかに非符号化状態と判定して復号動作をオフにして誤訂正の発生しうる期間を低減することが可能である。
【００４１】
本発明による復号化装置の別の実施例を図４に示す。ここで、図４は復号化装置のブロック図である。
本実施例は図２の実施例の構成及び動作と同様であるが、セレクタ４０の制御を受信データのエラーレートに基づいて自動で行えるようにした点が異なる。以下、この違いについて記述する。まず入力データ１００はエラー数を検出する為のエラー検出符号であるＢＩＰバイトやＣＲＣビットを具備するものとする。例えばSDHやSONET信号であれば、Ｂ１バイト又はＢ２バイトを用いたパリティ演算によりパリティ不一致数が検出され、これからエラー数やエラーレートを求めることができる。
【００４２】
この入力データ１００をデータ３１０、３２０、３３０の３系統に加えデータ３９０の合計４系統に分離し、データ３９０をエラーレート計算部９０に入力する。エラーレート計算部９０では、入力データのエラー検出符号にもとづき入力データのエラー数を計算し、エラーレートに変換して検出エラーレート３９１としてセレクタ制御部９５へ出力する。セレクタ制御部９５では、外部制御信号４４０により予めエラーレートのしきい値が設定され、エラーレートのしきい値と検出エラーレート３９１とを比較してセレクタ４０を制御する為のセレクタ制御信号３９５を出力する。セレクタ制御信号３９５は例えば、しきい値未満の場合にエラー訂正処理部１０からのデータ３１９を選択するようにし、しきい値超過の場合はセレクタ５０からのデータ５９を選択するような制御信号であるか、あるいはその逆である。
【００４３】
また、エラー数の計算にエラー検出符号を用いる代わりにエラー訂正符号を用いてもよい。この場合、エラー数はエラー計算部１３の結果であるエラー評価結果３１３から簡単に分かるので、エラーレート計算部９０ではそれをエラーレートに変換すればよい。
なお、上記のエラーレートの代わりにエラービット数やエラーブロック数を検出して、各々のしきい値と比較してセレクタ４０を制御してもよい。
【００４４】
本実施例により、外部のオペレータはオペレーティングシステム３を通してあらかじめセレクタ５０でデータ３３９を選択するように制御しておくだけで、復号化を行えるか否かを気にすることなく、受信信号のエラーレートの状態に応じて自動的に復号動作／非復号動作が選択され、かつ出力データ２００として位相飛びのない連続したデータを得ることができ、サービス運用下にある入力データ１００への位相飛びによる悪影響を回避することが可能となる。
【００４５】
なお、図２ないし図４の各実施例において、遅延出力部３０のメモリ３１とエラー訂正処理部１０のメモリ１１とを共用化してもよい。この場合、セレクタ５０への入力３３９はメモリ１１からの出力３１１を分岐したものとする。
【００４６】
本発明の実施形態である符号化装置の実施例を図５に示す。ここで、図５は符号化装置のブロック図である。
本実施例は、図３の実施例の中で説明した“外部”の符号化装置の構成を示している。本実施例の符号化装置２の構成は、図２の実施例で示した復号化装置１の構成において、エラー訂正処理部１０を符号化処理部７０に置き換えた点、及び識別子挿入部８０を追加した点が異なる。以下、異なる点について記述する。なお、本実施例の説明では、上述した復号化装置１との回路上の類似性で参照番号を採っている。このため、装置の入力１００と、装置の出力２００とを、同一の参照番号としている。しかし、符号化装置の入出力と、復号化装置の入出力とは、当然異なる信号である。
【００４７】
符号化装置２の符号化処理部７０では、入力データ１００から分岐入力されたデータ３７０を２系統に分岐してメモリ７１に順次格納する一方で、チェックビット計算部７２に入力する。メモリ７１に蓄えられたデータは書き込み時からある一定の時間“Ｔｋ”後に、もとのデータ３７０と同一のデータ系列となるようにデータ３７１として読み出し、セレクタ７３へ出力する。チェックビット計算部７２では入力されたデータ３７０にもとづいてチェックビットを計算し、その結果を保持しておき、メモリ７１から出力されるデータ系列のうち該当する符号化ブロック内のチェックビット領域に同期してチェックビット結果３７２をセレクタ７３へ順次出力する。
【００４８】
なお、チェックビット計算部７２はよく知られているように生成多項式による除算を実行しており、チェックビット結果３７２は除算による除余を高次側の係数から順に出力したものである。セレクタ７２では、入力されたデータ３７１がチェックビット以外の領域のタイミングではデータ３７１をそのままデータ３７９として出力し、一方、チェックビット領域のタイミングではデータ３７２をデータ３７９として出力する。
【００４９】
ここで符号化のチェックビットを該当符号化ブロック内に格納する場合、“Ｔｋ”は符号化ブロック内においてチェックビット領域が最初に現れる時点から符号化ブロック中の最後の符号化対象ビットが現れる時点までの時間差Ｔｋmin以上であればよい。図６に最低でもＴｋminの遅延が生じる様子を示す。チェックビットの計算は符号ブロック内の全ビットの値が入力された時点で完了する為、符号ブロックの最後の符号化対象ビット（図６では符号ブロックの末尾）を入力し終えた段階でチェックビットを出力開始するようにすれば符号化の遅延を最小にすることができる。
【００５０】
例えば、チェックビット領域を符号化ブロックの末尾に集中配置する場合には、符号ブロックの最後の符号化対象ビットがチェックビット領域の直前となる為、“Ｔｋmin”はゼロである。よって、 “Ｔｋ”はゼロでもよく、すなわちメモリ７１、３１は不要で、単なるスルー接続でよい。この“Ｔｋ”をゼロとする手法は一般的によく用いられる。
【００５１】
また、符号化のチェックビットを該当符号化ブロックの次の符号化ブロック内に順次ずらして格納する場合、チェックビットだけは１符号ブロック分遅延するもののチェックビット以外のデータを遅延させる必要はなく、“Ｔｋ”はゼロでもよく、すなわちメモリ７１、３１は不要で、単なるスルー接続でよい。
【００５２】
遅延出力部３０では、入力されたデータ３３０をメモリ３１に書き込む。そしてメモリ７１と同様に、書き込み時からある一定の時間“Ｔｋ”後に、もとのデータ３３０と同一のデータ系列となるようにデータ３３９として読み出す。なお、“Ｔｋ”がゼロの場合は、メモリ３１も不要で、単なるスルー接続でよい。
【００５３】
スルー出力部２０、セレクタ５０の動作は、図２に示した復号化装置の実施例と同様である。また、セレクタ４０も符号化処理部７０からのデータ３７９を受けることを除き図２に示した復号化装置の実施例と同様である。すなわち、セレクタ５０では符号化を実行しない場合の遅延を施すか否かを外部のオペレータの制御によって選択し、セレクタ４０では単に符号化動作を実行するか否かを外部のオペレータの制御によって選択する。
【００５４】
符号ステイタス識別子挿入部８０では、符号化ブロック毎に定義された識別子の領域に、符号ステイタス識別子を挿入する。識別パターン発生部８２は、外部制御信号４２０にもとづいて、符号化する場合としない場合とで異なるパターン信号３８２を発生させる。例えば識別子が１バイトの場合、符号化を行う場合は(ＡＡ)hexを発生し、符号化を行わない場合は(００)hexを発生する。セレクタ８１は、セレクタ４０からの入力データ３４０が識別子の領域以外のタイミングでは入力データ３４０を選択して出力し、入力データ３４０が識別子の領域のタイミングでは識別パターン発生部８２からのパターン信号３８２を選択して出力する。
【００５５】
本実施例より、外部のオペレータはオペレーティングシステム３を通してあらかじめセレクタ５０でデータ３３９を選択するように制御しておけば、入力データ１００に対する符号化動作を実行−非実行の間で容易に切替えられ、かつ切り替えた瞬間でも出力データ２００として位相飛びのない連続したデータを得ることができ、サービス運用下にある入力データ１００への位相飛びによる悪影響を回避することが可能となる。さらに出力データ２００を受信する外部の復号化装置に対して識別子をもとにした自動復号動作の判断手段を提供できる。
【００５６】
なお、本実施例において、遅延出力部３０のメモリ３１と符号化処理部７０のメモリ７１とを共用化してもよい。この場合、セレクタ５０への入力３３９はメモリ７１からの出力３７１を分岐したものとする。
【００５７】
図８に、本発明の伝送網の管理方法を適用する網構成図を示す。各ノードは多重分離機能を有する端局ノードか、中継機能を有する中継ノードである。
各ノード間は伝送路であり、各ノード間の通信は、双方向の通信でも単方向の通信でもいずれでもよい。伝送網としてメッシュ型網を示しているが、リニヤ型網やリング型網やスター型網、及びこれら複数網の混在網でもよい。図８の伝送システムは、ハッチングで示す符号化・復号化装置を具備するノード（FECノードと記す）と、符号化・復号化装置を具備しないノード（non−FECノードと記す）とから構成される。また、エラー訂正はFECノード間でのみ可能であり、それ以外のノード間では行えない。当然ではあるが、網を構成するノードが、全てFECノードであってもよい。
【００５８】
本実施例において、各FECノードの符号化・復号化装置には図５の符号化装置と図１〜４のいづれかの復号化装置を適用できる。しかし、符号化装置、復号化装置は、これらの実施例に限られるわけではない。
【００５９】
網管理オペレータは、網管理システム（NW−OpS）を用いて各FECノードに対して符号化、復号化の実行選択、及び遅延の挿入選択を設定する。
具体的には、まず、初期設定として全FECノードに対して、符号化オフ用の遅延挿入と復号化オフ用の遅延挿入をオンに設定する。つまり、各FECノードが具備する符号化装置及び復号化装置の各セレクタ５０を、遅延出力部３０からのデータ信号３３９を選択出力するように制御する。但し、図１の復号化装置を適用したFECノードに対してはセレクタ５０が無い為、本設定は行えない。
【００６０】
これを図９を用いて説明しよう。ここで図９は、網管理システムの初期設定手順を説明するフローチャートである。
まず、パラメータの初期化を実施し、ネットワーク内のノード数をｉｍａｘに設定する（Ｓ９−１）。ｉをインクリメントしながらｉｍａｘになるまで以下の手順を繰り返す。（Ｓ９−２，３）ノード番号ｉがＦＥＣノードかを判定し（Ｓ９−４）、ＦＥＣノードの場合符号化オフ用遅延および復号化オフ用遅延を挿入し（Ｓ９−５）、符号化オフおよび復号化オフを設定する（Ｓ９−６）ことで、初期設定する（Ｓ９−７）。
【００６１】
以上のように設定した後、符号化のオン・オフ選択と復号化のオン・オフ選択を設定する。ここである伝送路区間すなわち隣接ノード間でエラー訂正を行いたい場合は、この伝送路区間の上流側のノードの符号化をオン選択した後に、下流側のノードの復号化をオン選択する。これは、もし先に下流側ノードで復号化をオンにすると、上流側ノードで符号化オン設定されるまで誤訂正が発生するからである。
【００６２】
符号化のオン・オフ選択は各FECノード毎に個別に設定する。具体的には各FECノードが具備する図５の符号化装置のセレクタ４０を制御し、符号化をオンにする場合は符号化処理部７０からのデータ信号３７９を選択出力するように、逆に符号化をオフにする場合はセレクタ５０からのデータ信号５９を選択出力するように制御する。
【００６３】
復号化のオン・オフ選択も各FECノード毎に個別に設定する。具体的には各FECノードが具備する図１または図２の復号化装置のセレクタ４０を制御し、復号化をオンにする場合はエラー訂正処理部１０からのデータ信号３１９を選択出力するように制御する。逆に復号化をオフにする場合はセレクタ５０からのデータ信号５９を選択出力するように制御する（図２の復号化装置適用の場合）か、または遅延出力部３０からのデータ信号３３９を選択出力するように制御する（図１の復号化装置適用の場合）。なお、図３及び図４の復号装置を適用したFECノードに対しては本設定は行えない。
【００６４】
これを図１０を用いて説明しよう。ここで図１０は、網管理システムの符号化復号化の設定変更手順を説明するフローチャートである。
ノードｉとノードｊ間のエラー訂正の設定を変更する手順は、以下に記載する。まず、エラー訂正を非実施から実施に切り替えるときは、まずノードｉのノードｊと対向する送信器の符号化をオンする（Ｓ１０−１）。つぎにノードｊのノードｉと対向する送信器の符号化をオンし（Ｓ１０−２）、ノードｉと対向する受信器の復号化をオンする（Ｓ１０−３）。この後、ノードｉのノードｊと対向する受信器の復号化をオンする（Ｓ１０−３）。
【００６５】
つぎに、エラー訂正を実施から非実施に切り替えるときは、まずノードｉのノードｊと対向する受信器の復号化をオフする（Ｓ１０−５）。つぎにノードｊのノードｉと対向する受信器の復号化をオフし（Ｓ１０−６）、ノードｉと対向する送信器の符号化をオフする（Ｓ１０−７）。この後、ノードｉのノードｊと対向する送信器の符号化をオフする（Ｓ１０−８）。
【００６６】
以上のように予め符号化・復号化オフ用の遅延挿入をオンに設定しておけば、この後各伝送路の回線がサービス運用下となっても、信号データに位相飛びを誘発することなく、符号化及び復号化のオン・オフ切替を自由に制御することが可能となる。
【００６７】
なお、上記の設定手順等は網管理オペレータが逐次的に行ってもよいし、あるいは網管理システムのソフトウェアとして予め組み込んでおいてもよい。後者の場合は、例えばどのFECノード間でエラー訂正を実行するかをオペレータが選択すれば上記の一連の設定をプログラムが実行するという具合である。
【００６８】
さらに、初期設定として全FECノードに対する符号化・復号化オフ用の遅延挿入と共に全FECノードに対して符号化をオン状態に設定してもよい。このようにすれば、以降、各FECノードに対して復号化のオン・オフ切替のみを制御すればよく、符号化制御と復号化制御の順序考慮を必要とせず、網管理システムを簡易化することができる。
【００６９】
これを図１１および図１２を用いて説明しよう。ここで、図１１は網管理システムの初期設定手順を説明するフローチャートであり、図１２は網管理システムの符号化復号化の設定変更手順を説明するフローチャートである。
【００７０】
図１１に基づいて、まず、パラメータの初期化を実施し、ネットワーク内のノード数をｉｍａｘに設定する（Ｓ１１−１）。ｉをインクリメントしながらｉｍａｘになるまで以下の手順を繰り返す。（Ｓ１１−２，３）ノード番号ｉがＦＥＣノードかを判定し（Ｓ１１−４）、ＦＥＣノードの場合符号化オフ用遅延および復号化オフ用遅延を挿入し（Ｓ１１−５）、符号化オンおよび自動復号化オンを設定する（Ｓ１１−６）ことで、初期設定する（Ｓ１１−７）。
【００７１】
ノードｉとノードｊ間のエラー訂正の設定を変更する手順を、図１２に基づいて、以下に記載する。まず、エラー訂正を非実施から実施に切り替えるときは、まずノードｉのノードjと対向する受信器の復号化をオンする（Ｓ１２−１）。この後、ノードjのノードiと対向する受信器の復号化をオンする（Ｓ１２−２）。この順序は逆でも良い。
【００７２】
つぎに、エラー訂正を実施から非実施に切り替えるときは、まずノードｉのノードｊと対向する受信器の復号化をオフする（Ｓ１２−３）。つぎにノードｊのノードｉと対向する受信器の復号化をオフする（Ｓ１２−４）。この順序は逆でも良い。
【００７３】
さらに、FECノードの復号化装置にそれぞれ図３または図４に示した実施例の復号化装置を用いれば、網管理システムやオペレータが各FECノード毎に復号化の選択を指定する必要もなくなり、初期設定のみの非常に簡易な網管理システムを実現できる。
【００７４】
また、網管理システムが各伝送区間毎のエラーレートを監視している場合には、各FECノード毎に符号化のオン・オフ切替、復号化のオン・オフ切替を、該当する伝送区間のエラーレートやエラー数にもとづいて設定してもよい。例えば予めエラーレートのしきい値を網管理システムに設定して記憶させておき、このしきい値に対して伝送区間のエラーレートが超過した場合にのみ、該当するFECノードの復号をオン状態、あるいはオフ状態に設定するという具合にである。但し、図３または図４に示した実施例の復号化装置を適用したFECノードに対してはこの制御は行えない。
【００７５】
本発明の他の実施の形態であるノードの実施例を図１３、図１４、図１５を用いて説明する。ここで、図１３はノードの構成を説明するブロック図、図１４は送信器の構成を説明するブロック図、図１５は受信器の構成を説明するブロック図である。
【００７６】
本実施例は、アッドドロップマルチプレクサ（ＡＤＭ：Add Drop Multiplexer）７と呼ばれるリングネットワークシステムに適用されるノードである。図で左側（Ｗｅｓｔ側）から伝送されてきた光信号は、受信器８−１で電気信号に変換されクロスコネクトスイッチ（Cross Connect Switch）５００に送出される。同様に、右側（Ｅａｓｔ側）から伝送されてきた光信号は、受信器８−２で電気信号に変換されクロスコネクト５００に送出される。また、分配側から挿入される信号は、分配側インターフェース５１０からクロスコネクト５００に送出される。
【００７７】
クロスコネクト５００は、信号の送出先に応じて送信器９−１、９−２または分配側インターフェース５１０に送出する。送信器９−１に送出された信号は、光信号に変換され、左側（Ｗｅｓｔ側）伝送路に送出される。同様に、送信器９−１に送出された信号は、光信号に変換され、右側（Ｅａｓｔ側）伝送路に送出される。分配側インターフェース５１０に送出された信号は伝送速度を落としてドロップされる。
【００７８】
アッドドロップマルチプレクサ７を構成する受信器８および送信器９は、オペレーティングシステム３からの制御により、符号化の実施／非実施、復号化の実施／非実施を切り替えることが出来る。これを図１４および図１５で説明する。
【００７９】
図１４に示した送信器は、符号化装置２と、フレームパターン挿入部９−６と、電気光変換部９−５とで構成されている。符号化装置２は、オペレーティングシステム３からの制御により、符号化の実施／非実施を切り替える。
【００８０】
図１５に示した受信器は、光電気変換部８−５と、電気信号からクロックを抽出するクロック抽出・分周部８−６と、フレーム同期をとるフレーム同期処理部８−７と、ブロック位相発生部８−８と、フレーム同期処理部８−７からのデータ１００と位相情報とクロック抽出・分周部８−６からのクロックとを入力する復号化装置１とで構成されている。復号化装置１は、オペレーティングシステム３からの制御により、復号化の実施／非実施を切り替える。
【００８１】
図１４または図１５に記載した伝送装置の実施例は、図１３のアッドドロップマルチプレクサにのみ適用できるものではなく、例えば、１：１伝送にも用いられる。また、リニヤ型網、リング型網、スター型網、これら複数網の混在網の伝送装置にも適用可能である。
【００８２】
図１３ないし図１５で説明した伝送装置は、内部に遅延回路を有する符号化装置または復号化装置を含む。これによって、符号化の実施／非実施、復号化の実施／非実施を切り替えても、データの欠落または重複といった位相飛びを生じない。
【００８３】
【発明の効果】
本発明の符号化、復号化装置を用いれば、伝送網の構成が複雑化したり変更されたりしても、伝送網を管理するオペレータが運用しやすく、各伝送区間毎に復号化可能か否かを判断する必要の無い伝送システムを構築することができた。さらに、サービス運用下にある回線信号に対して位相飛びによる悪影響を及ぼさずに、符号化及び復号化を実行したり実行しないように自由に切替える伝送装置および符号化装置、復号化装置を提供するができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である復号化装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例である復号化装置の別の構成図である。
【図３】本発明の実施例である復号化装置の別の構成図である。
【図４】本発明の実施例である復号化装置の別の構成図である。
【図５】本発明の実施例である符号化装置の構成図である。
【図６】符号化において生じる遅延を示するタイミング図である。
【図７】復号化において生じる遅延を示するタイミング図である。
【図８】本発明の実施例の伝送網の管理方法を適用する網構成図である。
【図９】本発明の実施例の網管理システムの初期設定手順を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例の網管理システムの符号化復号化の設定変更手順を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例の網管理システムの初期設定手順を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例の網管理システムの符号化復号化の設定変更手順を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例のノードの構成を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の実施例の送信器の構成を説明するブロック図である。
【図１５】本発明の実施例の受信器の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１…復号化装置、２…符号化装置、３…オペレーティングシステム、４、５…ネットワーク構成ノード、６…ネットワーク・オペレーティングシステム、７…ネットワーク構成ノード、８，８−１，８−２…受信器、８−５…光電気変換部、８−６…クロック抽出・分周部、８−７…フレーム同期処理部、８−８…ブロック位相発生部、９，９−１，９−２…送信器、９−５…電気光変換部、９−６…フレームパターン挿入部、１０…エラー訂正処理部、１１…メモリ、１２…シンドローム計算部、１３…エラー計算部、１４…エラー訂正制御部、１５…排他的論理和ゲート、２０…スルー出力部、３０…遅延出力部、３１…メモリ、４０…セレクタ、４５…多段出力セレクタ、４６…論理和ゲート、５０…セレクタ、５９…データ信号、６０…符号化識別部、７０…符号化処理部、７１…メモリ、７２…チェックビット計算部、７３…セレクタ、８０…符号ステイタス識別子挿入部、８１…セレクタ、８２…識別パターン発生部、９０…エラーレート計算部、９５…セレクタ制御部、１００…データ信号、１１０…ブロック位相、１２０…クロック、１３０，１３０−１，１３０−２…光信号、１３１，１３２，１３３…データ信号、１３９，１３９−１，１３９−２…データ信号＆ブロック位相＆クロック、１４０，１４０−１，１４０−２…光信号、１４９，１４９−１，１４９−２…データ信号＆ブロック位相＆クロック、１５０，１６０…データ信号、２００，３１０，３１１…データ信号、３１２…シンドローム，３１３…エラー評価結果、３１４…訂正データ、３１９…データ信号、３２０，３２９，３３０，３３９，３４０，３６０…データ信号、３６９…符号化識別結果、３７０，３７１…データ信号、３７２…チェックビット結果、３７９…データ信号、３８２…パターン信号、３９０…データ信号、３９１…検出エラーレート、３９５…セレクタ制御信号、４００，４１０，４２０，４３０…外部制御信号、４４０…しきい値制御信号、５００…多重分離スイッチ、５１０…被アッド・ドロップ信号インタフェース、Tm…復号化遅延時間、Tkmin…符号化遅延時間。

Claims (6)

1. 少なくとも一つの網管理システムと複数のノードが伝送路で接続された伝送網において、前記ノードに具備され、デジタル電気信号を光信号に変換して送信する光伝送装置であって
   デジタル電気信号をエラー訂正符号化する符号化処理部と、
   前記デジタル電気信号を出力するスルー出力部と、
   前記デジタル電気信号を、あらかじめ定められた時間の後に出力する遅延部と、
   前記網管理システムより受信した制御信号に基づいて、前記符号化処理部、前記スルー出力部、前記遅延部から出力されるそれぞれのデジタル電気信号のいずれか１つを選択して出力する信号選択手段と、
   前記信号選択手段から出力されるデジタル電気信号を光信号に変換する電気／光変換部とを有することを特徴とする光伝送装置。
2. 請求項１に記載の光伝送装置において、前記信号選択手段は、
   前記遅延部または前記スルー出力部から出力されるそれぞれのデジタル電気信号のいずれか一方を選択して出力する第１の信号選択部と、
   前記符号化処理部と前記第１の信号選択部から出力されるそれぞれのデジタル電気信号のいずれか一方を選択して出力する第２の信号選択部とを有することを特徴とする光伝送装置。
3. 請求項１に記載の光伝送装置において、
   前記デジタル電気信号はＳＤＨ又はＳＯＮＥＴの伝送方式に従い伝送され、あらかじめ定められた周期で伝送されるフレーム内に時分割多重して送信されることを特徴とする光伝送装置。
4. 請求項１に記載の光伝送装置において、
   前記遅延部の加えるあらかじめ定められた時間は、少なくとも前記符号化処理部におけるエラー訂正符号化に要する時間であることを特徴とする光伝送装置。
5. 少なくとも一つの網管理システムと複数のノードが伝送路で接続された伝送網において、前記ノードに具備され、
   デジタル信号のエラー訂正を行うエラー訂正装置において、
   エラー訂正のため符号化されたデジタル信号を復号化して、前記デジタル信号のエラーを訂正するエラー訂正部と、
   前記デジタル信号を出力するスルー出力部と、
   前記エラー訂正のため符号化されたデジタル信号を所定時間遅延させる遅延部と、
   前記エラー訂正部、前記遅延部、前記スルー出力部からそれぞれ出力されるデジタル信号を入力とし、前記網管理システムより受信した制御信号に基づいていずれかのデジタル信号を選択して出力する選択手段とを有するエラー訂正装置。
6. 請求項５に記載のエラー訂正装置において、
   光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、
   前記光／電気変換部から出力される電気信号のフレーム同期をとるフレーム同期処理部と、
   前記電気信号からクロックを抽出するクロック抽出部をさらに有し、
   前記エラー訂正部および前記エラー遅延部には、前記フレーム同期処理部から出力されたデジタル信号が入力され、
   前記エラー訂正部は、前記クロック抽出部により抽出されたクロックを用いてエラー訂正のため符号化されたデジタル信号を復号化することを特徴とするエラー訂正装置。

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