(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送システムの順方向エラー訂正装置において、
所定の伝送率を有する入力信号の低周波成分のみを出力する低域通過フィルターと、
前記低域通過フィルターの出力信号のエネルギー値を直流電圧値に変換する交流電力測定部と、
指数関数的に変化する前記交流電力測定部から出力される直流電圧値を対数関数的に変換してデジタル信号処理部に出力する対数増幅部と、
前記直流電圧値の大きさに応じて前記入力信号の伝送率を決定し、前記伝送率によるクロックを生成させるようにする制御信号をクロック生成部に出力するデジタル信号処理部と、
前記制御信号によるクロックを生成して順方向エラー訂正部に出力するクロック生成部と、
前記クロック生成部からのクロックに基づいて前記入力信号に対する順方向エラー訂正を行う順方向エラー訂正部と、
を含むことを特徴とする順方向エラー訂正装置。
【請求項２】
前記低域通過フィルターはバターワースフィルターである請求項１記載の順方向エラー訂正装置。
【請求項３】
前記順方向エラー訂正部の出力を光信号に変換する変換部をさらに含む請求項１記載の順方向エラー訂正装置。
【請求項４】
伝送システムの順方向エラー訂正方法において、
所定の伝送率を有する入力信号を低域濾波する過程と、
前記低域濾波された入力信号のエネルギー値を直流電圧値に変換する過程と、
指数関数的に変化する前記直流電圧値を対数関数的に変換する過程と、
前記対数関数的に変換された直流電圧値の大きさに応じて前記入力信号の伝送率を決定する過程と、
前記伝送率によるクロックを発生させる過程と、
前記クロックに応じて前記入力信号に対する順方向エラー訂正を行う過程と、
を含むことを特徴とする順方向エラー訂正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は順方向エラー訂正装置及び方法に係り、特に、可変コード長さに対する順方向エラー訂正装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアに対する需要が急増するにつれて、大容量の伝送システムに対する要求も大きくなっている。大容量の伝送システムでは、信号伝送過程で発生するエラーを検出及び修正して信号をもとの状態に復元する作業を行うための順方向エラー訂正(ＦＥＣ：Forward Error Correction)が実行されている。現に各種の順方向エラー訂正装置が既に提案されてチップの形態として具現されている。常用化されている順方向エラー訂正装置の場合、適合させるアルゴリズムに応じてペイロードに加えられるオーバーヘッドの長さが異なる。その結果、エラー訂正を行う回線速度(line rate)、すなわち、伝送率(transmission rate)も変わる。したがって、相異なる伝送率を有する順方向エラー訂正チップが使用された光ネットワークの間では相互信号交換が不可能になる現象が発生する。
【０００３】
図１は従来技術による固定伝送率のみを処理する順方向エラー訂正装置の構成図である。
【０００４】
図１に示した順方向エラー訂正装置は、先増幅部(PIN/PreAmp)１００、増幅部(Limiting Amplifier)１１０、順方向エラー訂正部(FEC Module)１２０、クロック生成部(Clock Box)１５０、制御部(Controller)１４０、電界吸収型光変調器集積型レーザ(EAM-LD)１３０から構成される。先増幅部１００及び増幅部１１０は入力信号を増幅する。順方向エラー訂正部１２０はクロック生成部１５０及び制御部１４０の制御によって入力信号に対する順方向エラー訂正を行う。制御部１４０はクロック生成部１５０及び順方向エラー訂正部１２０を制御する。EAM-LD１３０は順方向エラー訂正部１２０でエラー訂正された信号を光信号に変換する。
【０００５】
通常、システムから伝送される信号は所定の伝送率で送受信されるが、制御部１４０は所定の伝送率を予めクロック生成部１５０に設定する。クロック生成部１５０は所定の伝送率に該当するクロックを生成する。上述したように、現に常用化されている順方向エラー訂正装置の場合、その動作対象となる信号の伝送率が予め決定されるので、伝送率の異なる信号が入力される場合はデータフレームを認知することができない。したがって、伝送率の異なる信号が入力される場合、同期化を達成するためには伝送率を手動で変更しなければならないという問題が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、相異なる伝送率を有する信号に対して順方向エラー訂正を可能にする順方向エラー訂正装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、受信信号の伝送率を自動的に感知して信号に対する順方向エラー訂正を行う順方向エラー訂正装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明は、所定の伝送率を有する入力信号の低周波成分のみを出力する低域通過フィルターと、低域通過フィルターの出力信号のエネルギー値を直流電圧値に変換する交流電力測定部と、指数関数的に変化する交流電力測定部から出力される直流電圧値を対数関数的に変換してデジタル信号処理部に出力する対数増幅部と、直流電圧値の大きさに応じて入力信号の伝送率を決定し、この伝送率によるクロックを生成させるようにする制御信号をクロック生成部に出力するデジタル信号処理部と、制御信号によるクロックを生成して順方向エラー訂正部に出力するクロック生成部と、クロック生成部からのクロックに基づいて受信信号に対する順方向エラー訂正を行う順方向エラー訂正部と、を含むことを特徴とする順方向エラー訂正装置を提案する。
【０００９】
この順方向光エラー訂正装置の低域通過フィルターはバターワースフィルターであると好ましい。
【００１０】
また、この順方向エラー訂正装置は、順方向エラー訂正部の出力を光信号に変換する変換部をさらに含むようにするとなおよい。
【００１１】
さらに、本発明では伝送システムの順方向エラー訂正方法も提案する。すなわち、伝送システムの順方向エラー訂正方法は、所定の伝送率を有する入力信号を低域濾波する過程と、低域濾波された入力信号のエネルギー値を直流電圧値に変換する過程と、指数関数的に変化する直流電圧値を対数関数的に変換する過程と、対数関数的に変換された直流電圧値の大きさに応じて入力信号の伝送率を決定する過程と、伝送率によるクロックを発生させる過程と、クロックに応じて入力信号に対する順方向エラー訂正を行う過程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１３】
本発明では相異なる順方向エラー訂正伝送率を有する信号の伝送率を自動的に感知することにより、伝送率にかかわらず、順方向エラー訂正機能を行う装置及び方法を提案する。このために自動伝送率判断回路及びデジタル信号処理回路を適用して具現した順方向エラー訂正装置及び方法を提案する。
【００１４】
本発明では、可変伝送率に対して動作できる順方向エラー訂正装置を具現するために信号のエネルギー特性を用いる。同じ低域通過フィルターを通じてフィルタリングするとき、伝送率の低い信号であるほど、フィルタリング信号のエネルギー量が大きいということに着目したものである。すなわち、信号のエネルギー量を求め、そのエネルギー量に応じて信号の伝送率を計算し、順方向エラー訂正装置が動作する伝送率を設定する。その結果、順方向エラー訂正装置は相異なる伝送率を有するすべての入力信号に対して動作が可能になる。
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００１６】
図２は本発明の一実施例による可変コード長さを処理するための順方向エラー訂正装置の構成図である。
【００１７】
図２に示したように、本発明で提案する順方向エラー訂正装置は、先増幅部(PIN/PreAmp)１００、増幅部１１０、低域通過フィルター(Low Pass Filter：LPF)２００、交流電力測定部(AC Power Meter)２１０、対数増幅部(Logarithm Amplifier)２２０、デジタル信号処理部(Digital Signal Processor：DSP)２３０、クロック生成部(Clock Box)１５０、順方向エラー訂正部(FEC Module)１２０、電界吸収型光変調器集積型レーザ(EAM-LD)１３０から構成される。先増幅部１００はネットワークから入力される信号を増幅する。増幅部１１０は先増幅部１００から入力される信号を再度増幅する。低域通過フィルター２００は増幅部１１０から入力される信号の高周波成分を遮断し、低周波成分のみを通過させる。交流電力測定部２１０は低域通過フィルター２００で低域濾波された信号のエネルギー値を直流(DC)電圧値に変換する。対数増幅部２２０は指数関数的に変化する直流電圧値を対数関数的に変化する値、すなわち、線形的な値に変換する。特に、対数増幅部２２０は増幅度の差が大きい入力信号に対して信号飽和(signal saturation)を生じさせることなく増幅する装置であって、入力信号と出力信号との関係を対数関係（すなわち、代数関数）とし、出力信号（すなわち、出力波形）の歪曲を減らす。上述したように、順方向エラー訂正装置は出力信号の歪曲が少ないので、対数増幅部２２０を利用してより安定した出力信号を得ることができるようになる。デジタル信号処理部２３０は対数増幅部２２０の出力信号を受信して各々の伝送率による差を変換直流電圧の形態として認識し、伝送率に該当するクロックを生成させるようにする制御信号をクロック生成部１５０に出力する。デジタル信号処理部２３０は従来の制御部１４０と同様の機能を実行する。クロック生成部１５０はデジタル信号処理部２３０から受信する制御信号に応じて該当クロックを生成し、これを順方向エラー訂正部１２０に出力する。順方向エラー訂正部１２０はクロックを用いて増幅部１１０から受信する信号に対して順方向エラー訂正を行う。EAM-LD１３０は順方向エラー訂正部１２０でエラー訂正された信号を光信号に変換する。
【００１８】
図２の先増幅部１００で受信する信号はＮＲＺ(Non Return To Zero)フォーマットをＯＯＫ(On-Off Keying)方式で変調した基底帯域信号である。この受信信号は、先増幅部１００の光受信器でＮＲＺ信号に変換された後、図３のような形態を有する信号波形に整形(reshaping)される。
【００１９】
図３は時間領域における信号形態を示したものであって、特にＮＲＺ形態の信号を示した図である。図３に示した整形信号は増幅部１１０で増幅されて順方向エラー訂正部１２０及び低域通過フィルター２００に出力される。特に、増幅部１１０は制限増幅器(limiting amplifier)を用いて具現することができる。図３のように整形された信号の電力密度は図４に示した通りである。一方、パーセバル(Parseval)定理により特定信号の時間領域における総電力は周波数領域における総電力と同一になる。したがって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換することもできる。
【００２０】
図４は周波数領域における信号形態を示した図であり、信号の周波数と電力密度との関係を示した図である。図４は図３の時間領域で示した信号を周波数領域の信号に変換したものである。すなわち、図３及び図４に示した信号は同じ信号である。信号の変換はフーリエ変換(Fourier Transform)を通じて行われる。図４に示した信号は増幅部１１０から出力されて低域通過フィルター２００に入力される。信号が低域通過フィルター２００を通過すると、すなわち、時間軸で畳込み処理されると、畳込み定理(Convolution Theory)によりその通過信号は図５に示したように低域通過フィルター２００と信号との積として表現される。低域通過フィルター２００は各種の形態として具現されうるが、本発明の一実施例では低域通過フィルター２００として８次のバターワースフィルター(butterworth filter)を使用する。また、低域濾波された低周波信号を用いて制御することにより、その制御が容易になる。さらに、低域通過フィルター２００のカットオフ(Cutoff)周波数を調節することにより、白色雑音の影響も最小化することができる。低域通過フィルターを使用するときの信号特性に対する事項は一般的なものであるので、その説明は省略する。
【００２１】
図５は低域通過フィルターを通過した後の信号電力スペクトルを示した図である。
【００２２】
図５に示した参照符号“ｆＬ”は低域通過フィルター２００のカットオフ周波数を示す。通常、周波数(本発明では伝送率)の低い信号であるほど、そのエネルギーが低周波領域に集中するので、所定信号の伝送率とその信号を低域濾波した後のエネルギー値とは反比例する。すなわち、低域濾波信号のエネルギー値を計算することにより、その信号の伝送率を計算することができる。低域濾波信号は交流電力測定部２１０に入力され、交流電力測定部２１０ではそのエネルギー値を直流電圧に変換する。対数増幅部２２０は指数関数的に変化する直流電圧を線形的な直流電圧に変化させる。対数増幅部２２０の出力信号はデジタル信号処理部２３０に入力される。デジタル信号処理部２３０は直流電圧の大きさ（すなわち、振幅）などに基づいて各信号の伝送率の差を認識する。デジタル信号処理部２３０は認識伝送率によるクロックを生成させるようにする制御信号をクロック生成部１５０に出力する。制御信号を受信したクロック生成部１５０は制御信号の指示するクロックを生成して順方向エラー訂正部１２０に出力する。すなわち、クロック生成部１５０がデジタル信号処理部２３０の制御により出力するクロックは、順方向エラー訂正部１２０が増幅部１１０から受ける信号の伝送率と一致する。したがって、順方向エラー訂正部１２０はクロックを用いて増幅部１１０から受信する信号のデータフレームを認識し伝送過程で発生するエラーを修正する。これにより、順方向エラー訂正部１２０は受信信号の伝送率にかかわらず、受信信号に対する順方向エラー訂正を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、相異なる伝送率を有する順方向エラー訂正回路を使用するネットワーク間の相互連結が可能となる。さらに、低周波信号を制御するので制御が容易で、白色雑音の影響も最小化することができるようになる。
【００２４】
以上、具体的な一実施例を参照して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、各種の変形が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術分野における通常の知識をもつ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による固定伝送率のみを処理する順方向エラー訂正装置のブロック図。
【図２】本発明の一実施例による可変コード長さに対する順方向エラー訂正装置のブロック図。
【図３】本発明の一実施例によるＮＲＺ(Non Return to Zero)形態の信号を示した図。
【図４】本発明の一実施例による周波数と電力密度との関係を示した図。
【図５】本発明の一実施例による低域通過フィルター通過後の信号電力スペクトルを示した図。
【符号の説明】
１００  先増幅部
１１０  増幅部
１２０  順方向エラー訂正部
１３０  電界吸収型光変調器集積型レーザ
１５０  クロック生成部
２００  低域通過フィルター
２１０  交流電力測定部
２２０  対数増幅部
２３０  デジタル信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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