(57)【要約】【課題】伝送速度が上昇し、光伝送特性の劣化量が増加しても誤り訂正性能を向上することができるＦＥＣフレーム符号化装置を得ること。【解決手段】フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４が多重分離回路１０８，１２３が生成したｎ×ｍ並列データに、オーバヘッド情報およびｎ×ｍ並列データの行方向に第１の誤り訂正符号化を施して得られた第１の冗長データと、オーバヘッド情報、ｎ×ｍ並列データ、および第１の冗長データの行方向に第２の誤り訂正符号化を施して得られた第２の冗長データと、オーバヘッド情報、ｎ×ｍ並列データ、第１の冗長データ、および第２の冗長データの列方向に第３の誤り訂正符号化を施して得られた第３の冗長データを付加したｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを生成する。多重化回路１１３，１１４は、ｎ×（ｍ＋Ｉ）並列ＦＥＣフレームを多重化して直列ＦＥＣフレームを生成する。【選択図】        図２
2006295510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは自然数）×ｍ（ｍは自然数）並列データに前方誤り訂正（ＦＥＣ）を施してｎ×（ｍ＋ｉ）（ｉは自然数）並列の並列ＦＥＣフレームを生成するＦＥＣフレーム符号化装置であって、
前記並列ＦＥＣフレームは、
同期検出のためのＦＥＣフレーム同期情報を含むｎ×ｍ行１列以上のオーバヘッド情報領域と、
送信すべきユーザデータが設定されるｎ×ｍ行１列以上の情報領域と、
行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）符号個、またはｎ×（ｍ＋ｉ）／シンボル数符号個配置された第１の冗長情報領域と、
行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）符号個配置された第２の冗長情報領域と、
列方向に前記オーバヘッド情報領域と、前記情報領域と、前記第１および第２の冗長情報領域とを含むビット数符号個分配置された第３の冗長情報領域と、
で構成され、
前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第１の冗長情報領域に設定する第１の誤り訂正符号化部と、
前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して前記第１の誤り訂正符号化とは異なる第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第２の冗長情報領域に設定する第２の誤り訂正符号化部と、
前記並列ＦＥＣフレームの行方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第３の冗長情報領域に設定する第３の誤り訂正符号化部と、
を備えることを特徴とするＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項２】
ｎ（ｎは自然数）×ｍ（ｍは自然数）並列データに前方誤り訂正（ＦＥＣ）を施してｎ×ｍ並列の並列ＦＥＣフレームを生成するＦＥＣフレーム符号化装置であって、
前記並列ＦＥＣフレームは、
同期検出のためのＦＥＣフレーム同期情報を含むｎ×ｍ行１列以上のオーバヘッド情報領域と、
送信すべきユーザデータが設定されるｎ×ｍ行１列以上の情報領域と、
行方向にｎ×ｍ符号個、またはｎ×ｍ／シンボル数符号個配置された第１の冗長情報領域と、
行方向にｎ×ｍ個配置された第２および第３の冗長情報領域と、
で構成され、
前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第１の冗長情報領域に設定する第１の誤り訂正符号化部と、
前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して前記第１の誤り訂正符号化とは異なる第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第２の冗長情報領域に設定する第２の誤り訂正符号化部と、
前記第２の誤り訂正符号化部によって第２の誤り訂正符号化が施された後に予め定められたインタリーブ処理を実行するインタリーブ処理部と、
前記インタリーブ処理部によってインタリーブ処理が実行された並列ＦＥＣフレームの行方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第３の冗長情報領域に設定する第３の誤り訂正符号化部と、
を備えることを特徴とするＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項３】
前記並列ＦＥＣフレーム内に、
前記第３の誤り訂正符号化の情報長と前記ｎ×ｍ並列データとの差分を吸収する固定スタッフ領域を備えること、
を特徴とする請求項１に記載のＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項４】
前記固定スタッフ領域を、前記オーバヘッド情報領域として用いることを特徴とする請求項３に記載のＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項５】
前記第１の誤り訂正符号化部は、前記第１の誤り訂正符号としてバースト誤り訂正に適した符号を用い、第２および第３の誤り訂正符号化部は、前記第２および第３の誤り訂正符号としてビット誤り訂正に適した符号を用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載のＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項６】
前記第１の誤り訂正符号化部は、前記第１の誤り訂正符号化として予め定められたシンボル長のＲＳ符号化を用い、前記第２および第３の誤り訂正符号化部は、前記第２および第３の誤り訂正符号化としてＢＣＨ符号化を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のＦＥＣフレーム符号化装置。
【請求項７】
入力データに前方誤り訂正（ＦＥＣ）を施した直列ＦＥＣフレームを生成するＦＥＣフレーム多重化装置であって、
前記入力データを多重分離してｎ×ｍ（ｎ，ｍはともに自然数）並列データを生成する多重分離回路と、
前記多重分離回路によって生成されたｎ×ｍ並列データに速度変換処理を施してオーバヘッド情報領域と第１および第２の冗長情報領域とを付加し、前記オーバヘッド情報領域に前記ＦＥＣフレームの同期を検出するためのＦＥＣフレーム同期情報を含むオーバヘッド情報を設定し、前記第１の冗長情報領域に前記オーバヘッド情報および前記ｎ×ｍ並列データの行方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、前記第２の冗長情報領域に前記オーバヘッド情報、前記ｎ×ｍ並列データ、および前記第１の冗長情報領域の行方向に対して第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、前記速度変換処理によってオーバヘッド情報領域と第１および第２の冗長情報領域とが付加されたｎ×ｍ並列データに、前記オーバヘッド情報、前記ｎ×ｍ並列データ、前記第１の冗長情報領域、および第２の冗長情報領域の列方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定したｉ（ｉは自然数）行からなる第３の冗長情報領域を付加したｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを生成するフレーム生成ＦＥＣ符号化回路と、
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路によって生成されたｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを多重化して直列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重化装置。
【請求項８】
入力データに前方誤り訂正（ＦＥＣ）を施した直列ＦＥＣフレームを生成するＦＥＣフレーム多重化装置であって、
前記入力データを多重分離してｎ×ｍ（ｎ，ｍはともに自然数）並列データを生成する多重分離回路と、
前記多重分離回路によって生成されたｎ×ｍ並列データに速度変換処理を施してオーバヘッド情報領域と第１〜第３の冗長情報領域とを付加し、前記オーバヘッド情報領域に前記ＦＥＣフレームの同期を検出するためのＦＥＣフレーム同期情報を含むオーバヘッド情報を設定し、前記第１の冗長情報領域に前記オーバヘッド情報および前記ｎ×ｍ並列データの行方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、前記第２の冗長情報領域に前記オーバヘッド情報、前記ｎ×ｍ並列データ、および前記第１の冗長情報領域の行方向に対して第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、前記第２の誤り訂正符号化を施した後に予め定められたインタリーブ処理を施し、このインタリーブ処理が施されたＦＥＣフレームの行方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第３の冗長情報領域に設定してｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを生成するフレーム生成ＦＥＣ符号化回路と、
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路によって生成されたｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを多重化して直列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重化装置。
【請求項９】
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路は、
前記第３の誤り訂正符号化の情報長と前記ｎ×ｍ並列データとの差分を吸収する固定スタッフ領域を生成すること、
を特徴とする請求項７に記載のＦＥＣ多重化装置。
【請求項１０】
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路は、
前記固定スタッフ領域を、前記オーバヘッド情報領域として用いることを特徴とする請求項９に記載のＦＥＣ多重化装置。
【請求項１１】
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路は、
前記第１の誤り訂正符号としてバースト誤り訂正に適した符号を用い、前記第２および第３の誤り訂正符号にビット誤り訂正に適した符号を用いることを特徴とする請求項７〜１０の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置。
【請求項１２】
前記第２および／または第３の誤り訂正符号の符号が、前記並列ＦＥＣフレームの複数個分の行方向ビット数と等しい符号長を有し、
前記フレーム生成ＦＥＣ符号化回路は、
前記並列ＦＥＣフレームの複数個分の行方向ビット数と等しい符号長を有する第２および／または第３の誤り訂正符号化による冗長データが設定される第２および／または第３の冗長情報領域を前記複数個の並列ＦＥＣフレームに分割して生成することを特徴とする請求項７〜１１の何れか一つに記載のＦＥＣフレーム多重化装置。
【請求項１３】
前記第１の誤り訂正符号化として予め定められたシンボル長のＲＳ符号化を用い、前記第２および第３の誤り訂正符号化としてＢＣＨ符号化を用いることを特徴とする請求項７〜１２の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置。
【請求項１４】
請求項７、９〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置によって生成された直列ＦＥＣフレームを多重分離するＦＥＣ多重分離装置であって、
前記直列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
前記多重分離回路によって生成されたｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域に設定されているＦＥＣフレーム同期情報に基づいてｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームの先頭位置を認識し、認識したｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームの先頭位置に基づいて前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第２の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してシンボル誤りを訂正した後に、オーバヘッド情報領域に設定されたオーバヘッド情報を抽出して前記ｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームから前記オーバヘッド情報および前記第１〜第３の冗長情報領域を削除してｎ×ｍ並列データを抽出するフレーム終端ＦＥＣ復号化回路と、
前記フレーム終端ＦＥＣ復号化回路によって抽出されたｎ×ｍ並列データを多重化して出力する多重化回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重分離装置。
【請求項１５】
請求項７、９〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置によって生成された直列ＦＥＣフレームが軟判定によりｊ（ｊは自然数）ビットに量子化されたｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離するＦＥＣ多重分離装置であって、
前記ｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×（ｍ＋ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
ｎ×（ｍ＋ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域に設定されているＦＥＣフレーム同期情報に基づいてｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームの先頭位置を認識し、認識したｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームの先頭位置に基づいて前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第２の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してシンボル誤りを訂正する際に、前記第１〜第３の誤り訂正による復号化処理として少なくとも１つに軟判定復号化処理を用い、オーバヘッド情報領域に設定されたオーバヘッド情報を抽出して前記ｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームから前記オーバヘッド情報および前記第１〜第３の冗長情報領域を削除してｎ×ｍ並列データを抽出するフレーム終端ＦＥＣ復号化回路と、
前記フレーム終端ＦＥＣ復号化回路によって抽出されたｎ×ｍ並列データを多重化して出力する多重化回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重分離装置。
【請求項１６】
請求項８、１１〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置によって生成された直列ＦＥＣフレームを多重分離するＦＥＣ多重分離装置であって、
前記直列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
前記多重分離回路によって生成されたｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域に設定されているＦＥＣフレーム同期情報に基づいてｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームの先頭位置を認識し、認識したｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームの先頭位置に基づいて前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、このビット誤りを訂正したｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームに予め定められたデインタリーブ処理を施した後に前記第２の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してシンボル誤りを訂正した後に、オーバヘッド情報領域に設定されたオーバヘッド情報を抽出して前記ｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームから前記オーバヘッド情報および前記第１〜第３の冗長情報領域を削除してｎ×ｍ並列データを抽出するフレーム終端ＦＥＣ復号化回路と、
前記フレーム終端ＦＥＣ復号化回路によって抽出されたｎ×ｍ並列データを多重化して出力する多重化回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重分離装置。
【請求項１７】
請求項８、１１〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置によって生成された直列ＦＥＣフレームが軟判定によりｊ（ｊは自然数）ビットに量子化されたｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離するＦＥＣ多重分離装置であって、
前記ｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×ｍ×ｊ並列ＦＥＣフレームを生成する多重分離回路と、
ｎ×ｍ×ｊ並列ＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域に設定されているＦＥＣフレーム同期情報に基づいてｎ×ｍ×ｊ並列ＦＥＣフレームの先頭位置を認識し、認識したｎ×ｍ×ｊ並列ＦＥＣフレームの先頭位置に基づいて前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、このビット誤りを訂正したｎ×ｍ×ｊ並列ＦＥＣフレームに対して予め定められたデインタリーブ処理を施した後に前記第２の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してビット誤りを訂正し、前記第３の誤り訂正符号化による復号化処理を実行してシンボル誤りを訂正する際に、前記第１〜第３の誤り訂正による復号化処理として少なくとも１つに軟判定復号化処理を用い、オーバヘッド情報領域に設定されたオーバヘッド情報を抽出して前記ｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームから前記オーバヘッド情報および前記第１〜第３の冗長情報領域を削除してｎ×ｍ並列データを抽出するフレーム終端ＦＥＣ復号化回路と、
前記フレーム終端ＦＥＣ復号化回路によって抽出されたｎ×ｍ並列データを多重化して出力する多重化回路と、
を備えることを特徴とするＦＥＣ多重分離装置。
【請求項１８】
請求項７、９〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置と、請求項１４または１５に記載のＦＥＣ多重分離装置とを備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項１９】
請求項８、１１〜１３の何れか一つに記載のＦＥＣ多重化装置と、請求項１６または１７に記載のＦＥＣ多重分離装置とを備えることを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward  Error  Correction）を用いた光通信装置に関するものであり、特に、ＦＥＣによって光信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal  Noise  Ratio）による誤りビットを訂正して長距離、かつ大容量のデータ転送を実現するＦＥＣフレーム符号化装置、ＦＥＣ多重化装置、ＦＥＣ多重分離装置、および光通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９７５には、光伝送システムにおいて、光ＳＮＲの劣化を補正するためにＦＥＣを用いた技術が開示されている。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９７５に記載の従来のＦＥＣ多重化装置は、第１の多重分離回路と、第２の多重分離回路と、第１の速度変換回路と、オーバヘッド情報挿入回路（以下、ＯＨ挿入回路とする）と、リード・ソロモン符号化回路（以下、（ＲＳ（２５５，２３９）符号化回路とする）と、第１の多重化回路と、第２の多重化回路とを備えている。
【０００３】
また、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９７５に記載の従来のＦＥＣ多重分離装置は、第３の多重分離回路と、第４の多重分離回路と、フレーム同期回路と、リード・ソロモン復号回路（以下、ＲＳ（２５５，２３９）復号回路とする）と、オーバヘッド情報分離回路（以下、ＯＨ分離回路とする）と、第２の速度変換回路と、第３の多重化回路と、第４の多重化回路とを備えている。
【０００４】
つぎに、従来のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置の動作を説明する。第１の多重分離回は２．５Ｇｂｉｔ／ＳのＳＴＭ−１６データを１６並列１５６Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重分離し、さらに、第２の多重分離回路が１６並列１５６Ｍｂｉｔ／ｓのデータを１２８並列１９Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重分離して第１の速度変換回路に出力する。
【０００５】
第１の速度変換回路は１２８並列１９Ｍｂｉｔ／ｓのデータに冗長情報領域を付加して１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータに変換し、変換した１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータをＯＨ挿入回路に出力する。
【０００６】
ＯＨ挿入回路は光伝送システムの保守や運用に必要な情報、たとえば、ＦＥＣフレーム同期情報を含むオーバヘッド情報を挿入し、ＲＳ（２５５，２３９）符号化回路が、オーバヘッド情報が挿入された１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータに対して誤り訂正符号の演算によって得られた冗長データを冗長情報領域に設定し、冗長データが設定された（誤り訂正符号化が施された）１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータを第１の多重化回路に出力する。
【０００７】
第１の多重化回路は誤り訂正符号化が施された１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータを１６列１６７Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重化し、さらに、第２の多重化回路が１６列１６７Ｍｂｉｔ／ｓのデータを多重化して２．６６Ｇｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。第２の多重化回路によって生成されたＦＥＣフレームは光伝送路に送信される。
【０００８】
光伝送路を介して受信された２．６６Ｇｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームは、第３の多重分離回路に入力される。第３の多重分離回路は２．６６Ｇｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを１６並列１６７Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重分離し、さらに、第４の多重分離回路が１６並列１６７Ｍｂｉｔ／ｓのデータを１２８並列２１Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重分離してフレーム同期回路に出力する。
【０００９】
フレーム同期回路はオーバヘッド情報に含まれるＦＥＣフレーム同期情報に基づいてＦＥＣフレームの先頭位置を検出し、検出した先頭位置をＲＳ（２５５，２３９)復号回路に通知する。
【００１０】
ＲＳ（２５５，２３９）復号回路は、フレーム同期回路から通知されたＦＥＣフレームの先頭位置を用いてＦＥＣフレーム内のデータの誤りを検出し、検出した誤りを訂正した後にＯＨ分離回路に出力する。
【００１１】
ＯＨ分離回路はＦＥＣフレームからＯＨ情報を分離し、第２の速度変換回路がＯＨ情報が分離されたＦＥＣフレームから冗長情報領域を削除して１２８並列１９Ｍｂｉｔ／ｓのデータに変換し、変換した１２８並列１９Ｍｂｉｔ／ｓのデータを第３の多重化回路に出力する。
【００１２】
第３の多重化回路は、１２８並列１９Ｍｂｉｔ／ｓのデータを１６並列１６５Ｍｂｉｔ／ｓのデータに多重化し、さらに、第４の多重化回路が１６並列１６５Ｍｂｉｔ／ｓのデータを２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−１６のデータに多重化する。
【００１３】
図２１は、従来のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置が扱うＦＥＣフレームの構成を示している。従来のＦＥＣフレームは、オーバヘッド情報が設定される１列のＯＨデータ（オーバヘッド情報領域）およびユーザデータが設定される２３８列のＳＴＭ−１６データを用いた誤り訂正符号化の演算によって得られた冗長データが設定される１６列のＲＳ（２５５，２３９）冗長データ（冗長情報領域）とをそれぞれ有するサブフレーム１〜１２８で構成され、８サブフレーム単位で誤り訂正符号化が施される。具体的には、サブフレーム１〜８では、ＯＨ情報およびＳＴＭ−１６データに対して誤り訂正符号の演算を実行し、演算結果として得られるＲＳ（２５５、２３９）冗長データがＲ０−０〜Ｒ０−１５に設定される。サブフレーム１〜１２８は、第１および第２の多重化回路によって行方向に順次多重化されてＦＥＣフレームが生成される。なお、図中のｆ（ｆは整数）は、ＲＳ（２５５、２３９）符号の多重化数を示しており、図１９は、ｆ＝１６の場合を示している。
【００１４】
図２１に示した従来のＦＥＣ多重化装置が生成するＦＥＣフレームは、自装置に入力される２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−１６のデータの速度と比較して、伝送測度が１５／１４に上昇して２．６６Ｇｂｉｔ／ｓとなる。
【００１５】
このように、従来の光伝送システムにおいては、図２１に示したようにＦＥＣフレームを構成することでビット誤りを訂正することができるので、光ＳＮＲが劣化する場合でも高品質なサービスを提供することができる。
【００１６】
なお、一般的に、図２１に示したＲＳ（２５５、２３９）符号を、たとえば、誤り訂正符号長を短縮したＲＳ（１２７、１１１）符号、すなわちＳＴＭ−１６データの２３８列から１１０列として、ＯＨデータおよび１列から１１０列までのＳＴＭ−１６データに誤り訂正符号の演算を行なえば、情報データに対する冗長情報の比率が上昇して誤り訂正能力をさらに向上することができる。
【００１７】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、光伝送システムにおいては、伝送距離をより長くしたり、波長多重システムの波長数を増加させると光ＳＮＲは大幅に劣化する。従来のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置では、上述したように誤り訂正符号を短縮して光ＳＮＲの大幅な劣化を補うようにして光ＳＮＲの劣化による情報データの誤りを訂正するようにしている。
【００１９】
しかしながら、誤り訂正符号を短縮すると情報データに対する冗長情報の比率が上昇するため、伝送速度が上昇して光伝送特性の劣化量が大きくなる。たとえば、ＲＳ（１２７、１１１）符号化ではＳＴＭ−１６データの速度が２．５Ｇｂｉｔ／ｓに対してＦＥＣフレームの伝送速度は１２７／１１０倍の２．８９Ｇｂｉｔ／ｓになる。
【００２０】
このため、誤り訂正符号長を短縮して光ＳＮＲの大幅な劣化を補う従来のＦＥＣフレームを用いたＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置では、所定の通信品質を保つためには伝送距離や波長数の増加数には限界があり、長距離・大容量の光伝送システムを構築することができないという問題があった。
【００２１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、情報データの速度、または情報データに対する冗長データの比率の上昇によって伝送速度が上昇し、光伝送特性の劣化量が増加しても誤り訂正性能を向上することができるＦＥＣフレーム符号化装置、ＦＥＣ多重化装置、ＦＥＣ多重分離装置、および光通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ｎ（ｎは自然数）×ｍ（ｍは自然数）並列データに前方誤り訂正（ＦＥＣ）を施してｎ×（ｍ＋ｉ）（ｉは自然数）並列の並列ＦＥＣフレームを生成するＦＥＣフレーム符号化装置であって、前記並列ＦＥＣフレームは、同期検出のためのＦＥＣフレーム同期情報を含むｎ×ｍ行１列以上のオーバヘッド情報領域と、送信すべきユーザデータが設定されるｎ×ｍ行１列以上の情報領域と、行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）符号個、またはｎ×（ｍ＋ｉ）／シンボル数符号個配置された第１の冗長情報領域と、行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）符号個配置された第２の冗長情報領域と、列方向に前記オーバヘッド情報領域と、前記情報領域と、前記第１および第２の冗長情報領域とを含むビット数符号個分配置された第３の冗長情報領域と、で構成され、前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第１の冗長情報領域に設定する第１の誤り訂正符号化部と、前記並列ＦＥＣフレームの列方向に対して前記第１の誤り訂正符号化とは異なる第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第２の冗長情報領域に設定する第２の誤り訂正符号化部と、前記並列ＦＥＣフレームの行方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを前記第３の冗長情報領域に設定する第３の誤り訂正符号化部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、同期検出のためのＦＥＣフレーム同期情報を含むｎ×ｍ行１列以上のオーバヘッド情報領域と、送信すべきユーザデータが設定されるｎ×ｍ行１列以上の情報領域と、行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）個、またはｎ×（ｍ＋ｉ）／シンボル数個配置された第１の冗長情報領域と、行方向にｎ×（ｍ＋ｉ）個配置された第２の冗長情報領域と、列方向に前記オーバヘッド情報領域と、情報領域と、第１および第２の冗長情報領域とを含むビット数分配置されたｉ行の第３の冗長情報領域とで構成される並列ＦＥＣフレームに対して、第１の誤り訂正符号化部が並列ＦＥＣフレームの列方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを第１の冗長情報領域に設定し、第２の誤り訂正符号化部が並列ＦＥＣフレームの列方向に対して第１の誤り訂正符号化とは異なる第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを第２の冗長情報領域に設定し、第３の誤り訂正符号化部が並列ＦＥＣフレームの行方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを第３の冗長情報領域に設定するようにしている。これにより、光伝送路において生じる誤りを分散することができ、光伝送特性の劣化量が増加しても１つの誤り訂正符号による従来のＦＥＣフレームを用いた場合と比較して大幅に誤り訂正能力を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかるＦＥＣフレーム符号化装置、ＦＥＣ多重化装置、ＦＥＣ多重分離装置、および光通信装置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。
【００２５】
実施の形態１．
図１〜図９を参照してこの発明にかかる実施の形態１を説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態１のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置が適用される光伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示した光伝送システムは、光受信器１０１、ＦＥＣ多重化回路１０２、および光送信器１０７を有するＦＥＣ送信部１と、光受信器１０５、ＦＥＣ多重分離回路１０６、および光送信器１０７とを有するＦＥＣ受信部２とが、光ファイバである光伝送路１０４によって接続されている。
【００２６】
なお、図１においては、片方向の通信に着目してＦＥＣ送信部１とＦＥＣ受信部２とを記載しているが、ＦＥＣ送信部１とＦＥＣ受信部２とを備えることで双方向通信を行なう光通信装置を構成することができる。
【００２７】
光受信器１０１は、受信したＳＴＭ−６４光信号を電気信号に変換して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データをする。ＦＥＣ多重化回路１０２は、光受信器１０１によって電気信号に変換された９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを多重分離してオーバヘッド情報（以下、ＯＨ情報とする）の挿入やＦＥＣ符号化等の処理を行なった後に、多重化を実行してＦＥＣフレームを生成する。
【００２８】
図２は、図１に示したＦＥＣ多重化回路１０２の構成の一例を示すブロック図である。ＦＥＣ多重化回路１０２は、多重分離回路１０８と、多重分離回路１２３と、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４と、多重化回路１１３と、多重化回路１１４とを備えている。なお、多重分離回路１０８および多重分離回路１２３が特許請求の範囲でいうところのＦＥＣ多重化装置における多重分離回路の機能を実現し、多重化回路１１３および多重化回路１１４が特許請求の範囲でいうところのＦＥＣ多重化装置における多重化回路の機能を実現している。
【００２９】
多重分離回路１０８は、光受信器１０１によって電気信号に変換された９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを多重分離してｎ並列データ（ｎは自然数）を生成する。多重分離回路１２３は、多重分離回路１０８によって生成されたｎ並列データを多重分離してｎ×ｍ並列データ（ｍは自然数）を生成する。
【００３０】
フレーム生成・ＦＥＣ符号化回路１２４は、多重分離回路１２３によって生成されたｎ×ｍ並列データにオーバヘッド情報領域および誤り訂正符号化によって得られた冗長データを設定する冗長情報領域を付加するとともに、ＦＥＣ符号化などを行ってｎ×（ｍ+ｉ）並列ＦＥＣフレーム（ｉ＜ｍ、ｉは自然数）を生成する。
【００３１】
多重化回路１１３は、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４によって生成されたｎ×（ｍ+ｉ）並列ＦＥＣフレームを多重化してｎ並列ＦＥＣフレームを生成する。多重化回路１１４は、多重化回路１１３によって生成されたｎ並列ＦＥＣフレームを多重化して直列ＦＥＣフレーム生成する。
【００３２】
図１に戻って、光送信器１０３は、ＦＥＣ多重化回路１０２の多重化回路１１４によって生成された直列ＦＥＣフレームを光信号に変換して光伝送路１０４に出力する。これにより、光受信器１０１が受信したＳＴＭ−６４データは光信号の直列ＦＥＣフレームとして光伝送路１０４を介してＦＥＣ受信部２に送信される。
【００３３】
光受信器１０５は、光伝送路１０４を介して受信した光信号の直列ＦＥＣフレームを電気信号の直列ＦＥＣフレームに変換する。ＦＥＣ多重分離回路１０６は、光受信器１０５によって電気信号に変換された直列ＦＥＣフレームを多重分離して、ＦＥＣフレームのフレーム同期、ＦＥＣ復号およびＯＨの分離などの処理を行った後で、多重化を実行して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを生成する。
【００３４】
図３は、図１に示したＦＥＣ多重分離回路１０６の構成の一例を示すブロック図である。ＦＥＣ多重分離回路１０６は、多重分離回路１１５と、多重分離回路１１６と、フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５と、多重化回路１２６と、多重化回路１２２とを備えている。
【００３５】
なお、多重分離回路１１５および多重分離回路１１６で特許請求の範囲でいうところのＦＥＣ多重分離装置の多重分離回路の機能を実現し、多重化回路１２６および多重化回路１２２で特許請求の範囲でいうところのＦＥＣ多重分離装置の多重化回路の機能を実現する。
【００３６】
多重分離回路１１５は、光受信器１０５によって電気信号に変換された直列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ並列ＦＥＣフレームを生成する。多重分離回路１１６は、多重分離回路１１５によって生成されたｎ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×（ｍ+ｉ）並列ＦＥＣフレームを生成する。
【００３７】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５は、多重分離回路１１６によって生成されたｎ×（ｍ+ｉ）並列ＦＥＣフレームのＦＥＣフレームの同期検出やオーバヘッド情報の抽出、ＦＥＣ復号化などを行ってｎ×ｍ並列データを生成する。
【００３８】
多重化回路１２６は、フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５によって生成されたｎ×ｍ並列データを多重化してｎ並列データを生成する。多重化回路１２２は、多重化回路１２６によって生成されたｎ並列データを多重化して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを生成する。
【００３９】
図１に戻って、光送信器１０７は、ＦＥＣ多重分離回路１０６の多重化回路１２２によって生成された９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを光信号に変換して出力する。
【００４０】
つぎに、図４および図５を用いて、この発明にかかる実施の形態１の光伝送システムが扱うＦＥＣフレームについて説明する。図４は、この発明にかかる実施の形態１の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの一例を示す概念図である。図４に示した並列ＦＥＣフレームは、オーバヘッド情報領域１０と、情報領域１１と、固定スタッフ領域１２と、３つの冗長情報領域１３〜１５とで構成される。
【００４１】
図４に示した並列ＦＥＣフレームは、先の図２１に示した従来の並列ＦＥＣフレームをとは異なり、符号長ｎ１（ｎ１は自然数）、情報長ｋ１（ｋ１は自然数）、冗長情報長ｒ１の第１の誤り訂正符号が行方向にｎ３（ｎ３＝ｎ×（ｍ＋ｉ）、ｎ３は自然数）符号個、あるいは（ｎ１／シンボル数）符号個設定される冗長情報領域１３（特許請求の範囲でいうところの第１の冗長情報領域）と、符号長ｎ２（ｎ２は自然数）、情報長ｋ２（ｋ２は自然数）、冗長情報長ｒ２（ｒ２は自然数）の第２の誤り訂正符号が行方向にｎ３符号個設定される冗長情報領域１４（特許請求の範囲でいうところの第２の冗長情報領域）と、符号長ｎ３、情報長ｋ３（ｋ３は自然数）、冗長情報長ｒ３（ｒ３は自然数）の第３の誤り訂正符号が列方向にｎ２符合個設定される冗長情報領域１５（特許請求の範囲でいうところの第３の冗長情報領域）とを備えている。
【００４２】
オーバヘッド情報領域１０には、光伝送システムの保守や運用に必要な情報、たとえば、ＦＥＣフレーム同期情報などを含むオーバヘッド情報が設定される。情報領域１１には、ＳＴＭ−６４データを多重化したデータ、すなわちユーザデータが設定される。
【００４３】
固定スタッフには、ｎ×（ｍ+ｉ）並列データと第３の誤り訂正符号化の情報長ｋ３との差分を吸収するデータが設定される。具体的には、ｎ３＝ｎ×（ｍ+ｉ）であるので、固定スタッフ領域１２の行数ｆｓ１は、「ｆｓ１＝ｎ×ｉ−ｒ３」の関係が成り立つように設定される。
【００４４】
図５は、冗長情報領域１３〜１５に設定される第１〜第３の誤り訂正符号の処理方向を示す概念図である。冗長情報領域１３には矢印ａの方向(列方向）に処理された第１の誤り訂正符号が設定され、冗長情報領域１４には矢印ｂの方向（列方向）に処理された第２の誤り訂正符号が設定され、冗長情報領域１５には矢印ｃの方向（行方向）に処理された第３の誤り訂正符号が設定される。
【００４５】
このように、図４に示したＦＥＣフレームは、第２の誤り訂正符号と第３の誤り訂正符号の処理方向が列方向と行方向とに直行しているので、列方向に１つの誤り訂正符号の処理を行なう従来のＦＥＣフレーム（図２１参照）と比較して、大幅な誤り訂正能力の向上を図ることができる。
【００４６】
また、第１の誤り訂正符号にバースト誤り訂正能力の優れた符号、たとえばリード・ソロモン符号などのシンボル誤り訂正を用いるようにすれば、第２および第３の誤り訂正符号の残留誤りを効果的に訂正することができる。
【００４７】
なお、第１の誤り訂正符号にリード・ソロモン符号を用いた場合には、１シンボル中のビット数をｌ（ｌは自然数）とすればよく、ｎ１／ｌが割り切れない場合には、周知のようにＦＥＣ符号化およびＦＥＣ複合化の仮定において不足するビット分に対しては誤りなしと仮定して演算処理を実行すればよい。
【００４８】
つぎに、図６および図７を用いて、図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号化の符号長ｎ１＝２３９、情報長ｋ１＝２３３、冗長情報長ｒ１＝６、第２の誤り訂正符号化の符号長ｎ２＝２５６、情報長ｋ２＝２３９、冗長情報長ｒ２＝１７、第３の誤り訂正符号の符号長ｎ３＝１４４、情報長ｋ３＝１２８、冗長情報長ｒ３＝１６、固定スタッフ領域１２の行数ｆｓ１＝０、シンボル数ｌ＝８として、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｅｍ（２６４、２４５）符号（以下、ＢＣＨ（２６４、２４５）符号とする）を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた場合のＦＥＣ多重化回路１０２およびＦＥＣ多重分離回路１０６の詳細な構成を説明する。
【００４９】
図６は、図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢＣＨ（２６４、２４５）符号を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた場合のＦＥＣ多重化回路１０２の詳細構成を示すブロック図である。
【００５０】
図６に示したＦＥＣ多重化回路１０２は、１：１６直列／並列変換回路１２７と、１６個の１：８直列／並列変換回路１２８−１〜１２８−１６と、速度変換回路１２９と、ＯＨ挿入回路１３０と、符号化回路１３１と、１６個の９：１並列／直列変換回路１３２−１〜１３２−１６と、１６：１並列／直列変換回路１３３とを備えている。
【００５１】
なお、１：１６直列／並列変換回路１２７が図２に示した多重分離回路１０８の機能を実現し、速度変換回路１２９、ＯＨ挿入回路１３０、および符号化回路１３１がフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４の機能を実現し、１６：１並列／直列変換回路１３３−１〜１３２−１６が多重化回路１１３の機能を実現し、１６：１並列／直列変換回路１３３が多重化回路１１４の機能を実現している。また、符号化回路１３１は、特許請求の範囲でいうところのＦＥＣフレーム符号化装置であり、第１〜第３の誤り訂正符号化を実行する第１〜第３の誤り訂正符号化部の機能を実現している。
【００５２】
図７は、図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢＣＨ（２６４、２４５）符号を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた場合のＦＥＣ多重分離回路１０６の詳細構成を示すブロック図である。
【００５３】
図７に示したＦＥＣ多重分離回路１０６は、１：１６直列／並列変換回路１３４と、１６個の１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６と、フレーム同期回路１３６と、復号化回路１３７と、ＯＨ分離回路１３８と、速度変換回路１３９と、１６個の８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６と、１６：１並列／直列変換回路１４１とを備えている。なお、１：１６直列／並列変換回路１３４が図３に示した多重分離回路１１５の機能を実現し、１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６が多重分離回路１１６の機能を実現し、フレーム同期回路１３６、復号化回路１３７、ＯＨ分離回路１３８、および速度変換回路１３９がフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５の機能を実現し、８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６が多重化回路１２６の機能を実現し、１６：１並列／直列変換回路１４１が多重化回路１２２の機能を実現している。
【００５４】
つぎに、図８のフローチャートを参照して、図６に示したＦＥＣ多重化回路１０２の動作を説明する。１：１６直列／並列変換回路１２７は、光受信器１０１から入力される９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを多重分離して１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓのデータを生成する（ステップＳ１００）。１：１６直列／並列変換回路１２７は、生成した１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓのデータを１：８直列／並列変換回路１２８−１〜１２８−１６に出力する。
【００５５】
１：８直列／並列変換回路１２８−１〜１２８−１６は、１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓのデータを多重分離して１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータを生成する。（ステップＳ１０１）。この１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータが、図４に示した並列ＦＥＣフレームの情報領域１１に設定されるユーザデータである。１：８直列／並列変換回路１２８−１〜１２８−１６は、生成した１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータを速度変換回路１２９に出力する。
【００５６】
速度変換回路１２９は、１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータ、すなわち情報領域１１にオーバヘッド情報領域１０と、第１および第２の誤り訂正符号の冗長データを設定する冗長情報領域１３、１４とを付加した１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータを生成する（ステップＳ１０２）。速度変換回路１２９は、生成した１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータをＯＨ挿入回路１３０に出力する。
【００５７】
ＯＨ挿入回路１３０は、オーバヘッド情報をオーバヘッド情報領域１０に挿入する（ステップＳ１０３）。ＯＨ挿入回路１３０は、オーバヘッド情報を設定した１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータを符号化回路１３１に出力する。
【００５８】
符号化回路１３１は、オーバヘッド情報が設定された１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータのオーバヘッド情報領域１０、情報領域１１、および冗長情報領域１５の列方向（図５の方向ａ）に対して第１の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを冗長情報領域１３に設定する（ステップＳ１０４）。すなわち、符号化回路１３１は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータの列方向に対してＲＳ（２４５、２３９）符号化を実行して得られた冗長データを、速度変換回路１２９によって付加された冗長情報領域１３に設定する。
【００５９】
第１の誤り訂正符号化を行なった後に、符号化回路１３１は、オーバヘッド情報領域１０、情報領域１１、冗長情報領域１５、および冗長情報領域１４の列方向(図５の方向ｂ）、すなわちＦＥＣフレームの各行の先頭列から最終列までに対して第２の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを冗長情報領域１４に設定する（ステップＳ１０５）。すなわち、符号化回路１３１は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータの行方向に対してＢＣＨ（２６４、２４５）符号化を実行して得られた冗長データを、速度変換回路１２９において付加された冗長情報領域１４に設定する。
【００６０】
第２の誤り訂正符号化を行なった後に、符号化回路１３１は、オーバヘッド情報領域１０、情報領域１１、固定スタッフ領域１２、冗長情報領域１３，１４の列方向（図５の方向ａ）に対して第３の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを設定した冗長情報領域１５を、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータに付加する（ステップＳ１０６）。すなわち、符号化回路１３１は、第１および第２の誤り訂正符号化が施された１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータ（この場合は、ｆｓ＝０であるので固定スタッフ領域１２は存在しない）の行方向に対してＢＣＨ（１４４、１２８）符号化を実行して得られた冗長データを設定した冗長情報領域１３を１２９〜１４４並列データとして、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータの最終行（この場合は１２８行）の後に付加する。これにより、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームが生成される。
【００６１】
符号化回路１３１は、ステップＳ１０３〜１０５の第１〜第３の誤り訂正符号処理によって生成した１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを９：１並列／直列変換回路１３２−１〜１３２−１６に出力する。
【００６２】
９：１並列／直列変換回路１３２−１〜１３２−１６は、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームを多重化して１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームを生成する（ステップＳ１０７）。１６：１並列／直列変換回路１３３−１〜１３２−１６は、生成した１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームを１６：１並列／直列変換回路１３３に出力する。
【００６３】
１６：１並列／直列変換回路１３３は、１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを多重化して１２Ｇｂｉｔ／ｓの直列ＦＥＣフレームを生成し、生成した１２Ｇｂｉｔ／ｓの直列ＦＥＣフレームを光送信器１０３に出力する（ステップＳ１０８）。
【００６４】
以上説明したように、ＦＥＣ多重化回路１０２においては、入力データであるＳＴＭ−６４データの伝送速度９．９５Ｇｂｉｔ／ｓに対してＦＥＣフレームの伝送速度は、１４４／１２８×２６４／２４５×２４５／２３８倍（約１２Ｇｂｉｔ／ｓ）に上昇する。そして、列方向に符号化したｎ２個のＢＣＨ（２６４，２４５）符号と、行方向に符号化したｎ３個のＢＣＨ（１４４，１２８）符号とで、ＦＥＣフレームを構成しているので、伝送路１０４において生じる誤りを分散させることができ、大幅な誤り訂正能力の向上を図ることが可能となる。さらに、列方向に符号化したｎ３／ｌ個のＲＳ（２４５，２３９）符号により、ＢＣＨ（１４４，１２８）符号およびＢＣＨ（２６４，２４５）符号の性能を超える誤りを訂正することができる。
【００６５】
また、多重化回路１１３を１６個並列に配置した１：９直列／並列変換回路１３２で構成して第３の誤り訂正符号の冗長情報領域１５を付加しているので、高速の信号に対しても容易に回路を構成することができ、第１の誤り訂正符号を行方向に配置したので、速度変換回路１２９において冗長情報領域１３，１４を確保するのみでよく、高速の信号に対しても容易に回路を構成できる。
【００６６】
つぎに、図９のフローチャートを参照して、図７に示したＦＥＣ多重分離回路１０６の動作を説明する。１：１６直列／並列変換回路１３４は、１２Ｇｂｉｔ／ｓの直列ＦＥＣフレームを多重分離して１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する（ステップＳ２００）。１：１６直列／並列変換回路１３４は、生成した１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームを１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６に出力する。
【００６７】
１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６は、１６並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを多重分離して１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する（ステップＳ２０１）。１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６は、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成したフレーム同期回路１３６へ出力する。
【００６８】
フレーム同期回路１３６は、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域１０に設定されているＦＥＣフレーム同期情報を検出して１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームの先頭位置を認識する（ステップＳ２０２）。なお、オーバヘッド情報領域１０に設定されているＦＥＣフレーム同期情報の検出は、一般的な従来技術によって検出可能であり、ここではその説明を省略する。フレーム同期回路１３６は、認識した先頭位置とともに、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを復号化回路１３７に出力する。
【００６９】
復号化回路１３７は、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームに対して第３の誤り訂正符号の復号処理を実行してビット誤りを訂正する（ステップＳ２０３）。具体的には、復号化回路１３７は、ＦＥＣフレームを生成する際にＦＥＣ多重化回路１０２の符号化回路１３１によって行方向に符号化された１４４個（ｎ３個）のＢＣＨ（１４４、１２８）符号で１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームの行毎に復号演算を実行して、各符号内のビット誤りを訂正する。
【００７０】
復号化回路１３７は、第３の誤り訂正符号化の復号処理が施された１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームに対して第２の誤り訂正符号の復号処理を実行してビット誤りを訂正する（ステップＳ２０４）。具体的には、復号化回路１３７は、ＦＥＣフレームを生成する際にＦＥＣ多重化回路１０２の符号化回路１３１によって列方向に符号化した２５６個（ｎ２個）のＢＣＨ（２４６，２３９）符号で１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームに対して列毎に復号演算を実行して、各符号内のビット誤りを訂正する。
【００７１】
復号化回路１３７は、第２の誤り訂正符号化の復号処理が施された１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームに対して第１の誤り訂正符号の復号処理を実行してシンボル誤りを訂正する（ステップＳ２０５）。具体的には、復号化回路１３７は、ＦＥＣフレームを生成する際にＦＥＣ多重化回路１０２の符号化回路１３１によって列方向に符号化したＲＳ（２４５、２３９）符号で１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームのシンボル誤りを訂正する。
【００７２】
復号化回路１３７は、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５の第１〜第３の誤り訂正符号の復号処理によってビット誤りおよびシンボル誤りを訂正した１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームから冗長情報領域１３を削除して１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓデータを生成する（ステップＳ２０６）。復号化回路１３７は、生成した１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓデータをＯＨ分離回路１３８に出力する。
【００７３】
ＯＨ分離回路１３８は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータからオーバヘッド情報を分離する。速度変換回路１３９は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータからオーバヘッド情報領域１０、および冗長情報領域１３、１４を削除して１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓデータを生成する（ステップＳ２０７）。速度変換回路１３９は、生成した１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータを８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６に出力する。
【００７４】
８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６は、１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓデータを多重化して１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓのデータを生成する（ステップＳ２０８）。８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６は、生成した１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓデータを１６：１並列／直列変換回路１４１へ出力する。
【００７５】
１６：１並列／直列変換回路１４１は、１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓデータを多重化して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓＳＴＭ−６４データを生成し、生成した９．９５Ｇｂｉｔ／ｓＳＴＭ−６４データを光送信器１０７に出力する（ステップＳ２０９）。
【００７６】
以上説明したように、ＦＥＣ多重分離回路１０６においては、第２の誤り訂正符号、すなわち列方向に符号化したｎ２個のＢＣＨ（２６４，２４５）符号で１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームの行毎に復号演算を行うことにより、各符号内のビット誤りが訂正されるが、訂正性能を越える多数のビット誤りが発生した場合には、ビット誤りが残留する。このため、第３の誤り訂正符号、すなわち、行方向に符号化したｎ３個のＢＣＨ（１４４，１２８）符号で１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームに対して列毎に復号演算を行うことにより、各符号内に残留したビット誤りを訂正するようにしている。これにより、ビット誤りが列方向と行方向の各符号間で分散するので、大幅に誤り訂正性能を向上することが可能となっている。
【００７７】
ここで、一般に、ビット誤り訂正符号であるＢＣＨ符号では、高いビット誤り率に対して効果的に誤り訂正が可能であるが、バースト的な誤りが光伝送路１０４で発生した場合、第２の誤り訂正符号と第３の誤り訂正符号の交点に残留誤りが生じる可能性がある。この場合、誤り訂正性能が劣化する。一方、ＲＳ符号等のシンボル誤り訂正符号では、バースト誤りに対して効果的に誤り訂正が可能であり、第２の誤り訂正符号および第３の誤り訂正符号からの残留誤りを第１の誤り訂正符号により訂正することで、バースト誤りに対しても安定に誤り訂正性能を向上することが可能となっている。
【００７８】
なお、ＦＥＣ多重化回路１０２の符号化回路１３１、およびＦＥＣ多重分離回路１０６の復号化回路１３７において、第２および第３の誤り訂正符号の処理を行なうには、図示していないが、各符号処理回路間にＸ−Ｙ変換回路を設けてデータの並びを列方向と行方向に変換することにより容易に実現可能である。また、第１の誤り訂正符号と第３の誤り訂正符号とではインタリーブ処理を行い、さらに、誤りを分散させて誤り訂正処理を行う構成としてもよい。
【００７９】
このようにこの実施の形態１では、第１および第２の多重分離回路１０８，１２３が入力データであるＳＴＭ−６４データを多重分離してｎ×ｍ並列のデータを生成し、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４が、ｎ×ｍ並列データに速度変換処理を施してオーバヘッド情報領域１０と第１および第２の冗長情報領域１３，１４とを付加し、オーバヘッド情報領域１０にＦＥＣフレームの同期を検出するためのＦＥＣフレーム同期情報を含むオーバヘッド情報を設定し、冗長情報領域１３にオーバヘッド情報領域１０およびｎ×ｍ並列データの行方向に対して第１の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、冗長情報領域１４に前記オーバヘッド情報、ｎ×ｍ並列データ、および冗長情報領域１３の行方向に対して第２の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定し、速度変換処理によってオーバヘッド情報領域１０と第１および第２の冗長情報領域１３，１４とが付加されたｎ×ｍ並列データに、オーバヘッド情報、ｎ×ｍ並列データ、冗長情報領域１３、および冗長情報領域１４の列方向に対して第３の誤り訂正符号化を施して得られた冗長データを設定したｉ行からなる冗長情報領域１５を付加したｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを生成し、第１および第２の多重化回路が、ｎ×（ｍ＋ｉ）並列ＦＥＣフレームを多重化して直列ＦＥＣフレームを生成することで、もとのＳＴＭ−６４データの速度に対して伝送速度を上昇させるとともに、列方向および行方向に対して第２および第３の誤り訂正符号化を実行しているので、直列ＦＥＣフレームを伝送する光伝送路１０４において生じる誤りを分散することができ、１つの誤り訂正符号による従来のＦＥＣ多重化装置と比較して大幅に誤り訂正能力を向上することができる。
【００８０】
また、行方向に第１の誤り訂正符号化を行なうようにしているので、第２および第３の誤り訂正符号の交点に第２および第３の誤り訂正符号の性能を超えた残留誤りを訂正することができ、所定の品質の通信サービスを提供することができる。
【００８１】
なお、この実施の形態１では、ＦＥＣフレームに固定スタッフ領域１２を設けてｎ（ｍ+ｉ）並列データと第１の誤り訂正符号との差分を吸収する構成としたが、固定スタッフ領域１２をオーバヘッド情報領域１０として用いてもよい。これにより、光伝送システムの保守・運用のための情報をより多く提供することができる。
【００８２】
実施の形態２．
図１０〜図１２を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。実施の形態１では、ＦＥＣ多重分離装置の誤り訂正符号化の復号処理に硬判定を用いるようにした。しかしながら、一般的に、誤り訂正符号化の復号処理は、軟判定の方が硬判定と比較して格段に誤り訂正能力が向上する。この点に着目して、この実施の形態２では、ＦＥＣ多重分離装置の誤り訂正符号化の復号処理に軟判定処理を用いるものである。
【００８３】
図１０は、この発明にかかる実施の形態２の光伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。図１０に示した実施の形態２の光伝送システムは、先の図１に示した実施の形態１の光伝送システムの光受信器１０５およびＦＥＣ多重分離回路１０６の代わりに、光受信器１０５ａおよびＦＥＣ多重分離回路１０６ａを備えている。図１に示した実施の形態１の光伝送システムと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８４】
光受信器１０５ａは、光伝送路１０４を介して受信した光信号のＦＥＣフレームを電気信号のＦＥＣフレームに変換する。この変換の際に、光受信器１０５ａは、直列ＦＥＣフレームに対して軟判定を実行してｊ並列ＦＥＣフレームを生成する。ｊは自然数であり、軟判定による量子化のビット数である。
【００８５】
ＦＥＣ多重分離回路１０６ａは、光受信器１０５ａによって電気信号に変換されたｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離して、ＦＥＣフレームのフレーム同期、ＦＥＣ復号およびＯＨの分離などの処理を行った後で、多重化を実行して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを生成する。
【００８６】
図１１は、図１０に示したＦＥＣ多重分離回路１０６ａの構成の一例を示すブロック図である。図１１に示したＦＥＣ多重分離回路１０６ａは、図３に示したＦＥＣ多重分離回路１０６の多重分離回路１１５、多重分離回路１１６、およびフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５の代わりに、多重分離回路１１５ａ、多重分離回路１１６ａ、およびフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａを備えている。図３に示した実施の形態１のＦＥＣ多重分離回路１０６と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８７】
多重分離回路１１５ａは、光受信器１０５ａによって電気信号に変換されたｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×ｊ並列ＦＥＣフレームを生成する。多重分離回路１１６ａは、多重分離回路１１５ａによって生成された（ｎ×ｊ）並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×（ｍ＋ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームを生成する。
【００８８】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、ＦＥＣ多重分離回路１０６ａによって生成されたｎ×（ｍ+ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームの同期検出、ＯＨ情報の抽出およびＦＥＣ復号化などを行ってｎ×ｍ並列データを生成する。
【００８９】
図１２は、先の図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号化の符号長ｎ１＝２３９、情報長ｋ１＝２３３、冗長情報長ｒ１＝６、第２の誤り訂正符号化の符号長ｎ２＝２５６、情報長ｋ２＝２３９、冗長情報長ｒ２＝１７、第３の誤り訂正符号の符号長ｎ３＝１４４、情報長ｋ３＝１２８、冗長情報長ｒ３＝１６、固定スタッフ領域１２の行数ｆｓ１＝０、シンボル数ｌ＝８として、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢＣＨ（２６４、２４５）符号を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた際に、光受信器１０５ａが軟判定としてｊ＝３、すなわち３ビット量子化を実行する場合のＦＥＣ多重分離回路１０６ａの詳細な構成を示すブロック図である。
【００９０】
図１２に示したＦＥＣ多重分離回路１０６ａは、先の図７に示した実施の形態１のＦＥＣ多重分離回路１０６の１：１６直列／並列変換回路１３４、１：９直列／並列変換回路１３５−１〜１３５−１６、および復号化回路１３７の代わりに、(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５、(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６、および復号化回路１３７ａを備えている。図７に示した実施の形態１のＦＥＣ多重分離回路１０６と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５が図１１に示した多重分離回路１１５ａの機能を実現し、(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６が多重分離回路１１６ａの機能を実現し、フレーム同期回路１３６、復号化回路１３７ａ、ＯＨ分離回路１３８、および速度変換回路１３９がフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５の機能を実現している。
【００９１】
(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５は、光受信器１０５ａから入力される１２Ｇｂｉｔ／ｓの３並列ＦＥＣフレームを多重分離して４７並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。
【００９２】
(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６は、(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５によって生成された４７並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを多重分離して４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。
【００９３】
復号化回路１３７ａは、フレーム同期回路１３６から通知されたＦＥＣフレームの先頭位置を用いて、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームに対して軟判定処理を実行して、各符号内のビット誤りを訂正する。
【００９４】
つぎに、この発明にかかる実施の形態２の光伝送システムの動作について説明する。なお、この発明にかかる実施の形態２の光伝送システムに適用されるＦＥＣ送信部１は実施の形態１と同じであるので、ここではその動作の説明を省略し、ＦＥＣ受信部２の動作のみを説明する。また、実施の形態１のフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５と同じ動作については、詳細な説明は省略する。
【００９５】
光受信器１０５ａは、光伝送路１０４を介して受信した光信号のＦＥＣフレームを電気信号のＦＥＣフレームに変換するとともに、変換時に３ビット量子化による軟判定を行なって、３並列１２Ｇｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。光受信器１０５ａは、生成した３並列ＦＥＣフレームを(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５に出力する。
【００９６】
(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５は、３並列１２Ｇｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを多重分離して４８並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。(１：１６)×３直列／並列変換回路１４５は、生成した４８並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６に出力する。
【００９７】
(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６は、４８並列７８３Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを多重分離して４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを生成する。(１：９)×３直列／並列変換回路１４６−１〜１４６−１６は、生成した４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームをフレーム同期回路１３６に出力する。
【００９８】
フレーム同期回路１３６は、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームのＦＥＣフレーム同期情報を検出し、検出したＦＥＣフレーム同期情報に基づいてＦＥＣフレームの先頭位置を認識して復号化回路１３７ａに通知する。ＦＥＣフレームの先頭位置の認識は、軟判定を用いてもよいし、硬判定を用いてもよい。フレーム同期回路１３６は、認識した先頭位置とともに、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームを復号化回路１３７ａに出力する。
【００９９】
復号化回路１３７ａは、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームに対して軟判定による第３の誤り訂正符号の復号処理、第２の誤り訂正符号の復号処理、第１の誤り訂正符号の復号処理の順に実行して、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームのビット誤りおよびシンボル誤りを訂正する。ビット誤りおよびシンボル誤りを訂正したことにより、４３２並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのＦＥＣフレームは、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームとなる。復号化回路１３７ａは、１４４並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームから冗長情報領域１５を削除した１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームをＯＨ分離回路１３８に出力する。
【０１００】
ＯＨ分離回路１３８は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓＦＥＣフレームからオーバヘッド情報領域１０を分離し、速度変換回路１３９は、１２８並列８７Ｍｂｉｔ／ｓのデータからオーバヘッド情報領域１０、および冗長情報領域１３、１４を削除した１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓのデータを８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６に出力する。
【０１０１】
８：１並列／直列変換回路１４０−１〜１４０−１６は、１２８並列７８Ｍｂｉｔ／ｓデータを多重化して１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓのデータを生成し、さらに、１６：１並列／直列変換回路１４１は、１６並列６２２Ｍｂｉｔ／ｓデータを多重化して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓＳＴＭ−６４データを生成し、生成した９．９５Ｇｂｉｔ／ｓＳＴＭ−６４データを光送信器１０７に出力する。
【０１０２】
このようにこの実施の形態２では、多重分離回路１１５ａがｊビット量子化されたＦＥＣフレームをｎ×ｊ並列ＦＥＣフレームに多重分離し、多重分離回路１１６ａがｎ×ｊ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｊビット量子化データを低速のｎ×（ｍ+ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームとした後に、フレーム終端・ＦＥＣ復号化回路１２５ａがｎ×（ｍ+ｉ）×ｊ並列ＦＥＣフレームを入力として、軟判定処理による第１〜第３の誤り訂正復号処理を行うようにしているので、高速化が容易な簡易な構成で、従来のＦＥＣ多重分離装置と比較して大幅に誤り訂正性能を向上することができるとともに、伝送速度が上昇しても、長距離で大容量の光伝送システムが構築することができる。
【０１０３】
なお、この実施の形態２では、第１〜第３の誤り訂正符号の復号処理を軟判定によって行なうようにしたが、第２および第３の誤り訂正符号の復号処理に軟判定を用い、第１の誤り訂正符号の復号処理には硬判定を用いるようにしてもよい。この場合、第１〜第３の誤り訂正符号の復号処理に軟判定を用いる場合と比較して、復号化回路１３７ａの回路規模を削減することができる。
【０１０４】
実施の形態３．
図１３〜図１８を用いてこの発明にかかる実施の形態３を説明する。図１３は、この発明にかかる実施の形態３の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成の一例を示す概略図である。図１３に示した並列ＦＥＣフレームは、オーバヘッド情報領域１０ａと、情報領域１１ａと、冗長情報領域１３ａ〜１５ａとで構成される。
【０１０５】
図１３に示した並列ＦＥＣフレームは、オーバヘッド情報が設定されるオーバヘッド情報領域１０ａ、ユーザデータが設定される情報領域１１ａ、第１の誤り訂正符号化による冗長データが設定される冗長情報領域１３ａ、第２の誤り訂正符号化による冗長データが設定される冗長情報領域１４ａ、第３の誤り訂正符号化による冗長データが設定される冗長情報領域１５ａの順に列方向に配置されている。すなわち、符号長ｎ１、情報長ｋ１、冗長情報長ｒ１の第１の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個、あるいはｎ×ｍ／ｌ符号個配置され、符号長ｎ２、情報長ｋ２、冗長情報長ｒ２の第２の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個配置され、符号長ｎ３、情報長ｋ３、冗長情報長ｒ３の第３の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個配置されている。
【０１０６】
図１４は、この発明にかかる実施の形態３の光伝送システムの構成を示すブロック図である。図１４に示した実施の形態３の光伝送システムは、先の図１に示した光伝送システムのＦＥＣ多重化回路１０２およびＦＥＣ多重分離回路１０６の代わりに、ＦＥＣ多重化回路１０２ａおよびＦＥＣ多重分離回路１０６ｂを備えている。図１に示した実施の形態１の光伝送システムと同じ機能をもつ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１０７】
図１５は、図１４に示したＦＥＣ多重化回路１０２ａの構成を示すブロック図である。図１４に示したＦＥＣ多重化回路１０２ａは、先の図２に示した実施の形態１のフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４および多重化回路１１３の代わりにフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａおよび多重化回路１１３ａを備えている。図２に示した実施の形態１のフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４と同じ機能をもつ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１０８】
フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、多重分離回路１２３によって生成されたｎ×ｍ並列データにオーバヘッド情報領域１０ａおよび冗長データ領域１３ａ〜１５ａを付加するとともに、ＦＥＣ符号化などを行ってｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを生成する。図１３に示したように、この実施の形態３のＦＥＣフレームは、第１〜第３の誤り訂正符号化によって得られた冗長データが設定される冗長情報領域１３ａ〜１５ａが行方向に配置されている。したがって、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、列方向に対して第１〜第３の誤り訂正符号化の演算を実行する。
【０１０９】
多重化回路１１３ａは、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａによって生成されたｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを多重化してｎ並列ＦＥＣフレームを生成する。
【０１１０】
図１６は、図１４に示したＦＥＣ多重分離回路１０６ｂの構成を示すブロック図である。図１４に示したＦＥＣ多重分離回路１０６ｂは、図３に示した実施の形態１のＦＥＣ多重分離回路１０６の多重分離回路１１６、およびフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５の代わりに、多重分離回路１１６ａおよびフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａを備えている。図３に示した実施の形態１のＦＥＣ多重分離回路１０６と同じ機能をもつ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１１】
多重分離回路１１６ａは、多重分離回路１１５によって生成されたｎ並列ＦＥＣフレームを多重分離してｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを生成する。
【０１１２】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、多重分離回路１１６ａによって生成されたｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームの同期検出やオーバヘッド情報の抽出、ＦＥＣ復号化などを行ってｎ×ｍ並列データを生成する。フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａに入力されるＦＥＣフレームは、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａによって列方向に対して第１〜第３の誤り訂正符号化が行なわれている。したがって、フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、列方向に対して第１〜第３の誤り訂正符号化の復号処理を行なう。
【０１１３】
つぎに、図１７のフローチャートを参照して、図１５に示したＦＥＣ多重化回路１０２ａの動作を説明する。多重分離回路１０８は、光受信器１０１から入力される９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを多重分離してｎ並列のデータを生成し（ステップＳ３００）、生成したｎ並列のデータを多重分離回路１２３に出力する（ステップＳ３００）。
【０１１４】
多重分離回路１２３は、ｎ並列のデータを多重分離してｎ×ｍ並列のデータを生成し（ステップＳ３０１）する。このｎ×ｍ並列のデータが、図１３に示したＦＥＣフレームの情報領域１１ａに設定されるユーザデータである。多重分離回路１２３は、生成したｎ×ｍ並列のデータをフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａに出力する。
【０１１５】
フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、ｎ×ｍ並列のデータに速度変換を施してオーバヘッド情報領域１０ａおよび冗長情報領域１３ａ〜１５ａを付加したｎ×ｍ並列データ、すなわちｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームを生成する（ステップＳ３０２）。フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４は、オーバヘッド情報をオーバヘッド情報領域１０ａに挿入する（ステップＳ３０３）。
【０１１６】
フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、オーバヘッド情報が設定されたＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域１０ａ、情報領域１１ａ、および冗長情報領域１３ａの列方向に対して第１の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを冗長情報領域１３ａに設定する（ステップＳ３０４）。図１３においては、符号長ｎ１、情報長ｋ１、冗長情報長ｒ１で行方向に対してＲＳ符号化を実行する。
【０１１７】
第１の誤り訂正符号化を行なった後に、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、オーバヘッド情報領域１０ａ、情報領域１１ａ、冗長情報領域１３ａ、および冗長情報領域１４ａの列方向に対して第２の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを冗長情報領域１４ａに設定する（ステップＳ３０５）。図１３においては、符号長ｎ２、情報長ｋ２、冗長情報長ｒ２で行方向に対してＢＣＨ符号化を実行する。
【０１１８】
第２の誤り訂正符号化を行なった後に、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、ＦＥＣフレームに対して予め定められたインタリーブ処理を実行する（ステップＳ３０６）。
【０１１９】
フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、インタリーブ処理を実行した後のＦＥＣフレームの列方向に対して第３の誤り訂正符号化の演算を実行して得られた冗長データを冗長情報領域１５ａに設定する（ステップＳ３０７）。図１３においては、符号長ｎ３、情報長ｋ３、冗長情報長ｒ３で行方向に対してＢＣＨ符号化を実行する。フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａは、第３の誤り訂正符号化を行なった後のｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを多重化回路１１３ａに出力する。
【０１２０】
多重化回路１１３ａは、ｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームを多重化してｎ並列ＦＥＣフレームを生成し（ステップＳ３０８）、生成したｎ並列ＦＥＣフレームを多重化回路１１４に出力する。
【０１２１】
多重化回路１１４は、ｎ並列フレームを多重化して直列ＦＥＣフレームを生成し、生成した直列ＦＥＣフレームを光送信器１０３に出力する（ステップＳ３０９）。
【０１２２】
つぎに、図１８のフローチャートを参照して、図１６に示したＦＥＣ多重分離装置１０６ｂの動作を説明する。多重分離回路１１５は、光受信器１０５から入力されるＦＥＣフレームを多重分離してｎ並列のＦＥＣフレームを生成し（ステップＳ４００）、生成したｎ並列のＦＥＣフレームを多重分離回路１１６ａに出力する。
【０１２３】
多重分離回路１１６ａは、ｎ並列のＦＥＣフレームを多重分離してｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームを生成し（ステップＳ４０１）、生成したｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームをフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａに出力する。
【０１２４】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、ｎ×ｍ経位列のＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域１０ａに設定されているＦＥＣフレーム同期情報を検出してＦＥＣフレームの先頭位置を認識する（ステップＳ４０２）。フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、認識したＦＥＣフレームの先頭位置に基づいて、ｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームに対して第３の誤り訂正符号の復号処理を実行してビット誤りを訂正する（ステップＳ４０３）。図１３においては、符号長ｎ３、情報長ｋ３、冗長情報長ｒ３で列方向に対してＢＣＨ符号化の復号演算を行毎に実行して、各符号内のビット誤りを訂正する。
【０１２５】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、第３の誤り訂正符号化の復号処理が施されたｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームに対して、予め定められたデインタリーブ処理を実行する（ステップＳ４０４）。
【０１２６】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、デインタリーブ処理を実行したｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームに対して第２の誤り訂正符号の復号処理を実行してビット誤りを訂正する（ステップＳ４０５）。図１３においては、符号長ｎ２、情報長ｋ２、冗長情報長ｒ２で列方向に対してＢＣＨ符号化の復号演算を行毎に実行して、各符号内のビット誤りを訂正する。
【０１２７】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、第２の誤り訂正符号化の復号処理が施されたｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームに対して第１の誤り訂正符号化の復号処理を実行してシンボル誤りを訂正する（ステップＳ４０６）。図１３においては、符号長ｎ１、情報長ｋ１、冗長情報長ｒ１で列方向に対してＲＳ符号化の復号演算を行毎に実行して、ｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームのシンボル誤りを訂正する。
【０１２８】
フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、ステップＳ４０３〜Ｓ４０６の第１〜第３の誤り訂正符号の復号処理によってビット誤りおよびシンボル誤りを訂正したｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームのオーバヘッド情報領域１０ａに設定されているオーバヘッド情報を分離する。フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、ｎ×ｍ並列のＦＥＣフレームからオーバヘッド情報領域１０ａ、および冗長情報領域１３ａ〜１５ａを削除したｎ×ｍ並列のデータを生成する（ステップＳ４０７）。すなわち、フレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ａは、ＦＥＣフレームの情報領域１１ａに設定されているユーザデータをｎ×ｍ並列のデータとして抽出して多重化回路１２６に出力する。
【０１２９】
多重化回路１２６は、ｎ×ｍ並列のデータを多重化してｎ並列のデータを生成し（ステップＳ４０８）、生成したｎ並列のデータを多重化回路１２２に出力する。多重化回路１２２は、ｎ並列のデータを多重化して９．９５Ｇｂｉｔ／ｓのＳＴＭ−６４データを生成し、生成した９．９５Ｇｂｉｔ／ｓＳＴＭ−６４データを光送信器１０７に出力する（ステップＳ４０９）。
【０１３０】
このように、この実施の形態３では、フレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａが、第１〜第３の誤り訂正符号化をｎ×ｍ並列ＦＥＣフレームの列方向に対して行なう際に、第２の誤り訂正符号化を行なった後にインタリーブ処理を実行して第３の誤り訂正符号化を行なうようにしているので、直列ＦＥＣフレームを伝送する光伝送路１０４において生じる誤りを分散することができ、１つの誤り訂正符号による従来のＦＥＣ多重化装置と比較して大幅に誤り訂正能力を向上することができる。
【０１３１】
また、第１〜第３の誤り訂正符号化によって得られる冗長データを設定する冗長情報領域１３ａ〜１５ａを列方向に配置するようにしているので、速度変換によって冗長情報領域１３ａ〜１５ａを確保することができ、簡単な回路でＦＥＣ多重化装置と比較して大幅に誤り訂正能力を向上することができる。
【０１３２】
実施の形態４．
図１９を用いてこの発明にかかる実施の形態４を説明する。図１９は、この発明にかかる実施の形態４の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成を示す概略図である。図１９に示した並列ＦＥＣフレームは、符号長ｎ１、情報長ｋ１、冗長情報長ｒ１の第１の誤り訂正符号が行方向にｎ３符号個、あるいはｎ３／ｌ符号個配置され、符号長ｎ２、情報長ｋ２、冗長情報長ｒ２の第２の誤り訂正符号が行方向にｎ３符号個配置され、さらに、符号長ｎ３、情報長ｋ３、冗長情報長ｒ３の第３の誤り訂正符号が列方向にｎ２符号個配置されており、先の図４に示した実施の形態１の並列ＦＥＣフレームとは異なり、第１および第２の誤り訂正符号の冗長情報領域が４箇所（冗長情報領域１３ｂ−１〜１３ｂ−４、１４ｂ−１〜１４ｂ−４）に分散配置されている。
【０１３３】
一般に、誤り訂正符号では、符号化率（符号長と冗長領域の比率）が一定の場合には、符号長の長い方が訂正性能が向上する。したがって、図１９に示した並列ＦＥＣフレームのように、第１および第２の誤り訂正符号化によって得られる冗長データを４箇所に分散配置する構成とすれば、たとえば、ＩＴＵ−ＴＧ．７９５やＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９におけるフレーム長の規定に整合させつつ、符号長の長い誤り訂正符号を適用することが可能となり、誤り訂正性能を向上させることができる。
【０１３４】
なお、この実施の形態４の並列ＦＥＣフレームを扱う光伝送システムの構成は、先の実施の形態１のＦＥＣ多重化回路１０２のフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４において第１および第２の誤り訂正符号化を分割して行い、ＦＥＣ多重分離回路１０６のフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５において第１および第２の誤り訂正符号化による復号化処理を分割して行なうだけであるので、ここではその説明を省略する。
【０１３５】
また、この実施の形態４では、第１の誤り訂正符号および第２の誤り訂正符号の双方の符号長を長くした例について示したが、いずれか一方のみの符号長を長くしてもよい。
【０１３６】
実施の形態５．
図２０を用いてこの実施の形態５を説明する。図２０は、この発明にかかる実施の形態５の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成を示す概略図である。図２０に示した並列ＦＥＣフレームは、符号長ｎ１、情報長ｋ１、冗長情報長ｒ１の第１の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個、あるいはｎ×ｍ／ｌ符号個配置され、符号長ｎ２、情報長ｋ２、冗長情報長ｒ２の第２の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個配置されており、さらに、符号長ｎ３、情報長ｋ３、冗長情報長ｒ３の第３の誤り訂正符号が行方向にｎ×ｍ符号個配置されており、先の図１３に示した実施の形態３の並列ＦＥＣフレームとは異なり、第１〜第３の誤り訂正符号の冗長情報領域がそれぞれ４箇所（冗長情報領域１３ｃ−１〜１３ｃ−４、１４ｃ−１〜１４ｃ−４、１５ｃ−１〜１５ｃ−４）に分散配置されている。
【０１３７】
一般に、誤り訂正符号では、符号化率（符号長と冗長領域の比率）が一定の場合には、符号長の長い方が訂正性能が向上する。したがって、図２０に示した並列ＦＥＣフレームのように、第１〜第３の誤り訂正符号化によって得られる冗長データを４箇所に分散配置する構成とすれば、たとえば、ＩＴＵ−ＴＧ．７９５やＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９におけるフレーム長の規定に整合させつつ、符号長の長い誤り訂正符号を適用することが可能となり、誤り訂正性能を向上させることができる。
【０１３８】
なお、この実施の形態５の並列ＦＥＣフレームを扱う光伝送システムの構成は、先の実施の形態３のＦＥＣ多重化回路１０２ａのフレーム生成ＦＥＣ符号化回路１２４ａにおいて第１〜第３の誤り訂正符号化を分割して行い、ＦＥＣ多重分離回路１０６ｂのフレーム終端ＦＥＣ復号化回路１２５ｂにおいて第１〜第３の誤り訂正符号化による復号化処理を分割して行なうだけであるので、ここではその説明を省略する。
【０１３９】
また、この実施の形態５では、第１〜第３の誤り訂正符号化の全ての符号長を長くした例について示したが、何れか１つのみの符号長を長くしても、また任意の組合せの２つの符号長を長くしてもよい。
【０１４０】
なお、実施の形態１〜３では、ＢＣＨ（１４４、１２８）、ＢＣＨ（２６４、２４５）およびＲＳ（２４５、２３９）の詳細例について説明したが、他の符号パラメータとしてもよく、更に、他のビット誤り訂正に優れた符号とバースト誤り訂正に優れた符号の組み合わせとしてもよい。
【０１４１】
また、実施の形態１〜３において、第１および第２復号化回路を複数従属接続し、行方向および列方向の誤り訂正符号に対して繰り返しビット誤りの訂正を順次繰り返す構成としてもよい。これにより、さらに誤り訂正性能を向上させることができ、ＦＥＣフレームの構成を変更する必要がなく、また、誤り訂正部１２８を複数従属接続する以外のハードウエハの変更なしで、さらに、長距離・大容量光伝送システムを構築することが可能となる。また、第３の符号も含めて複数従属接続して、誤りの訂正を順次繰り返す構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
以上のように、本発明にかかるＦＥＣフレーム符号化装置、ＦＥＣ多重化装置、ＦＥＣ多重分離装置、および光通信装置は、光伝送システムに有用であり、特に、長距離・大容量の光伝送システムに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】この発明にかかる実施の形態１のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置が適用される光伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＦＥＣ多重化回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示したＦＥＣ多重分離回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる実施の形態１の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの一例を示す概念図である。
【図５】図４に示した並列ＦＥＣフレームの冗長情報領域に設定される第１〜第３の誤り訂正符号の処理方向を示す概念図である。
【図６】図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢＣＨ（２６４、２４５）符号を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた場合のＦＥＣ多重化回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】図４に示した並列ＦＥＣフレームにおいて、第１の誤り訂正符号にＲＳ（２４５、２３９）を用い、第２の誤り訂正符号にＢＣＨ（２６４、２４５）符号を用い、第３の誤り訂正符号にＢＣＨ（１４４、１２８）符号を用いた場合のＦＥＣ多重分離回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】図６に示したＦＥＣ多重化回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示したＦＥＣ多重分離回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明にかかる実施の形態２の光伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示したＦＥＣ多重分離回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示したＦＥＣ多重分離回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明にかかる実施の形態３の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成の一例を示す概略図である。
【図１４】この発明にかかる実施の形態３の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示したＦＥＣ多重化回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１４に示したＦＥＣ多重分離回路の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１５に示したＦＥＣ多重化回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１６に示したＦＥＣ多重分離装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】この発明にかかる実施の形態４の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成を示す概略図である。
【図２０】この発明にかかる実施の形態５の光伝送システムが扱う並列ＦＥＣフレームの構成を示す概略図である。
【図２１】従来のＦＥＣ多重化装置およびＦＥＣ多重分離装置が扱うＦＥＣフレームの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  ＦＥＣ送信部
２  ＦＥＣ受信部
１０，１０ａ  オーバヘッド情報領域
１１，１１ａ  情報領域
１２  固定スタッフ領域
１３，１３ａ，１４，１４ａ，１５，１５ａ  冗長情報領域
１０１，１０５，１０５ａ  光受信器
１０２  ＦＥＣ多重化回路
１０３，１０７  光送信器
１０４  光伝送路
１０６，１０６ａ，１０６ｂ  ＦＥＣ多重分離回路
１０８，１１５，１１５ａ，１１６，１１６ａ，１２３，  多重分離回路
１１３，１１４，１２２，１２６  多重化回路
１２４，１２４ａ  フレーム生成ＦＥＣ符号化回路
１２５，１２５ａ  フレーム終端ＦＥＣ復号化回路
１２７，１３４  １：１６直列／並列変換回路
１２８−１，１２８−２，１２８−１６  １：８直列／並列変換回路
１２９，１３９  速度変換回路
１３０  ＯＨ挿入回路
１３１  符号化回路
１３２−１，１３２−２，１３２−１６  ９：１並列／直列変換回路
１３３  １６：１並列／直列変換回路
１３５−１，１３５−２，１３５−１６  １：９直列／並列変換回路
１３６  フレーム同期回路
１３７，１３７ａ  復号化回路
１３８  ＯＨ分離回路
１４０−１，１４０−２，１４０−１６  ８：１並列／直列変換回路
１４１  １６：１並列／直列変換回路
１４５  （１：１６）×３直列／並列変換回路
１４６−１，１４６−２，１４６−１６  （１：９）×３直列／並列変換回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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