(57)【要約】【解決手段】光伝送路を伝送するバースト光信号の同期部が、それぞれ誤り訂正用のパリティデータが含まれるＦＥＣフレームを用いて構成されるものである。光伝送路より受信されたバースト光信号のデータの中から所定長さの容量分を複数の検出バッファによってそれぞれ記憶する。記憶されたデータに基づいて誤り訂正復号処理を行い（Ｓ１）、誤り訂正復号に成功したデータのフレームの境界を検出し、その境界に基づいてフレーム同期を確立する（Ｓ２）。同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号する（Ｓ３）。【効果】ＦＥＣフレームを含むバースト光信号を受信し、複数の検出バッファを用いて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したものに基づいてフレームの同期確立することで、ＦＥＣフレームの誤同期の確率を減少させることができ、同期回路の回路規模を小さくすることが可能となる。【選択図】図６
2008067252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の伝送を行うＰＯＮ光通信システムに設置される光受信機であって、
光伝送路を伝送するバースト光信号の同期部は、それぞれ誤り訂正用のパリティデータが含まれる、ＦＥＣフレームを用いて構成されるものであり、
光伝送路より受信されたバースト光信号を電気信号に変換する電光変換部と、
変換された電気信号のデータの中から所定長さの容量分をそれぞれ記憶する複数の検出バッファにそれぞれ記憶されたデータに基づいて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したデータのフレームの境界を検出し、その境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、
同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部と、を備える光受信機。
【請求項２】
前記複数の検出バッファは、各データをそれぞれ１ビットずつずらして記憶するものである請求項１記載の光受信機。
【請求項３】
前記ＦＥＣフレームの中に、誤り訂正用のパリティデータが固定値となっているＦＥＣフレームが含まれ、
前記フレーム検出バッファは、それぞれ前記パリティデータの容量分を記憶するものであり、
前記フレーム検出部は、前記誤り訂正用のパリティデータを検出し、誤り訂正復号を実行することによりフレームの境界を検出しフレーム同期を確立する請求項１記載の光受信機。
【請求項４】
前記ＦＥＣフレームの中に、同期ヘッダが固定値となっているＦＥＣフレームが含まれ、
前記フレーム検出バッファは、それぞれ前記同期ヘッダの容量分を記憶するものであり、
前記フレーム検出部は、前記同期ヘッダを検出し誤り訂正復号を実行することによりフレームの境界を検出しフレーム同期を確立する請求項１記載の光受信機。
【請求項５】
光信号の伝送を行うＰＯＮ光通信システムに設置される光受信機であって、
光伝送路を伝送するバースト光信号の同期部は、ＦＥＣフレームを用いて構成されるものであり、
前記ＦＥＣフレームは、情報フィールドに固定値である複数のデリミタを含み、
光伝送路より受信されたバースト光信号を電気信号に変換する電光変換部と、
変換された電気信号のデータに含まれるデリミタの境界を検出し、検出されたデリミタの境界、及びその境界から基本的に１デリミタの長さに相当するビット数の整数倍ずらした各位置から開始される、情報フィールド分の長さのデータに基づいて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したデータに基づいて情報フィールドの境界を検出し、その境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、
同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部と、を備える光受信機。
【請求項６】
前記デリミタは、複数のサブデリミタで構成され、
前記フレーム検出部は、サブデリミタの境界を検出し、検出されたサブデリミタの境界、及びその境界から１サブデリミタに相当するビット数の整数倍ずらした各位置から開始される、デリミタ分のデータに基づいて誤り訂正復号処理を行うことによりデリミタの境界を検出するものである、請求項５記載の光受信機。
【請求項７】
光信号の伝送を行うＰＯＮ光通信システムであって、
光送信機は、送信しようとするデータに対して、誤り訂正用のパリティデータが含まれるＦＥＣフレームを挿入するＦＥＣ符号部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部とを備え、
光受信機は、光伝送路より受信した光信号を電気信号に変換する電光変換部と、変換された電気信号に対して、誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したフレームの境界を検出し、検出されたフレームの境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、
同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部とを備えるものである、ＰＯＮ光通信システム。
【請求項８】
光信号の伝送を行うＰＯＮ光通信システムにおいて実行されるフレーム同期方法であって、
光伝送路より受信し、誤り訂正用のパリティデータが含まれるＦＥＣフレームが含まれるバースト光信号を電気信号に変換し、
変換された電気信号に対して、誤り訂正復号処理を行い、
誤り訂正復号に成功したフレームの境界を検出し、
検出されたフレームの境界に基づいてフレーム同期を確立し、
フレーム同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号する、フレーム同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＯＮ光通信システムにおいて、バースト光信号のフレーム同期をとることができる光受信機、ＰＯＮ光通信システム及びフレーム同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
局側装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal：光加入者線端局装置）と、複数の宅側装置ＯＮＵ（Optical Network Unit：光加入者線終端装置）との間を、光データ通信ネットワークを使って双方向通信するシステムがあり、特に、局側装置ＯＬＴと各宅側装置ＯＮＵとの間を、それぞれ１本の光ファイバで放射状に結ぶ（Single Star）ネットワーク構成が実用化されている。このネットワーク構成では、システム及び機器構成は簡単になるが、１つの宅側装置ＯＮＵが一本の光ファイバを占有し、宅側装置ＯＮＵ数がＮ局あれば、局側装置ＯＬＴから直接接続される光ファイバがＮ本必要となり、システムの低価格化を図るのが困難である。
【０００３】
そこで、局側装置ＯＬＴから引かれる１本の光ファイバを、複数の宅側装置ＯＮＵで共有するＰＯＮ（Passive Optical Network）通信システムが実用化されている。ＰＯＮ光通信システムは、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）やＦＴＴＢ（Fiber To The Building）などのＦＴＴｘに適用されてきた低価格の光加入者用アクセス方式の１つである。
ＰＯＮ光通信システムでは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的（Passive）に信号を分岐・多重する受動型光分岐器(光カプラ)を介して、一つの局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵが光伝送路で接続される。局側装置ＯＬＴとＮ局の宅側装置ＯＮＵとは、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続された１対Ｎの伝送を基本としている。これにより、１つの局側装置ＯＬＴに対して、多くの宅側装置ＯＮＵを割り当てることができ、全体的な設備コストを抑えることができる。
【０００４】
ＰＯＮ光通信システムでは、局側装置ＯＬＴと光分岐器間の光伝送路を複数の宅側装置ＯＮＵで共有するため、宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴに向かう方向（以下、上り方向と称する）において、各宅側装置ＯＮＵが送出する光信号の衝突回避対策が必要である。このため、局側装置ＯＬＴが時分割アクセス制御方式により各宅側装置ＯＮＵの光信号送出タイミングを制御している。
【０００５】
この時分割アクセス制御方式により、各宅側装置ＯＮＵは、各宅側装置ＯＮＵからある時間で区切られた光信号を送出する。このように各宅側装置ＯＮＵから送出される光信号を「バースト光信号」と呼ぶ。
図１５は、従来のＰＯＮ上りバースト光信号のフォーマットを示す図である。宅側装置ＯＮＵから、局側装置ＯＬＴへ伝送されるバースト光信号のフレーム構成を示す。
【０００６】
各バースト光信号は、バースト光信号の先頭部にビット同期・フレーム同期のための「バースト同期フレーム部」があり、その後に、１つ以上のＦＥＣフレームが含まれる「バースト有効フレーム部」が続く。ＦＥＣフレームは、送りたい情報にＦＥＣ(Foward Error Correction; 順方向誤り訂正)を行うためのパリティデータが付加されたフレームである。
【０００７】
バースト同期フレーム部は、特許請求の範囲でいう「バースト光信号の同期部」に相当し、プリアンブル(01の繰り返し)とデリミタ（固定値。0x85B3など）とから構成され、デリミタの後にＦＥＣフレームが連続してバースト光信号の終わりまで伝送される。
図１６は、従来の宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムを表すブロック図である。この光通信では、64B/66B符号を用いている。宅側装置ＯＮＵは１つのみ描いている。
【０００８】
宅側装置ＯＮＵの光送信部は、６４ビットのデータを上位レイヤーから受け、64B/66B送信部に提供する。64B/66B送信部では、６４ビットごとに２ビットの同期ヘッダ(SH)を付け、ＦＥＣ符号部に送る。ＦＥＣ符号部は、バーストプリアンブル挿入制御信号が"１"の間はプリアンブル(ビット01の繰り返し)データを生成し、バーストプリアンブル挿入制御信号が"１"から"０"になればデリミタを１つ生成し、その後、ＦＥＣフレームを連続的に生成し、それらをパラレル・シリアル変換部（P/S）に送る。パラレル・シリアル変換部では、パラレル信号を１ビットのシリアル信号に変換し、電気・光変換部(E/O変換)に供給する。電気・光変換部(E/O変換)から光ファイバにバースト光信号が送出される。
【０００９】
前記バーストプリアンブル挿入制御信号は、このバースト同期フレーム部を作るための信号であり、送信しようとするバースト光信号の先頭のバースト同期フレーム部に相当する時間だけ"１"の値をとり、有効フレーム部に相当する時間“０”の値をとる信号である。
局側装置ＯＬＴの光受信部は、光ファイバから入ってきたバースト光信号を光・電気変換(O/E変換)し、シリアル・パラレル変換部(S/P)に送る。シリアル・パラレル変換部は、シリアル信号を６６ビットのパラレル信号に変換し、データ復号部に送る。データ復号部では、バースト同期フレーム部のデリミタを検出し、その後はＦＥＣフレームごとに誤り訂正を行い、誤り訂正後のデータを64B/66B受信部に送る。64B/66B受信部は、64B/66Bのデコード処理を行い、６４ビットデータを上位レイヤーに転送する。
【００１０】
前記64B/66B受信部は、読み込んだ６６ビットの信号からデリミタの位置を検出して、64B/66B符号により符号化された伝送情報のフレーム同期を確立することとしている。
【特許文献１】特開2005-184674号公報
【特許文献２】特開平5-160827号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが前記64B/66B受信部は、ビットエラーレートが高い場合など、デリミタ検出に失敗するとバースト光信号全体の受信ができなくなる。これは、バースト光信号ごとにデリミタは１つしかないため、バースト光信号の先頭部でのデリミタの検出に失敗すればフレーム同期がとりなくなり、ＦＥＣフレームのフレーム同期ができないためである。
また、デリミタを誤検出すると、誤ったＦＥＣフレームのフレーム同期確立状態になり、ＦＥＣフレームの復号に失敗することもある。
【００１２】
本発明の目的は、フレーム同期を確実に確立することのできる光受信機、ＰＯＮ光通信システム及びフレーム同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光受信機は、光伝送路を伝送するバースト光信号が、それぞれ誤り訂正用のパリティデータが含まれる、ＦＥＣフレームを用いて構成されるものであり、光伝送路より受信されたバースト光信号を電気信号に変換する電光変換部と、変換された電気信号のデータの中から所定長さの容量分をそれぞれ記憶する複数の検出バッファにそれぞれ記憶されたデータに基づいて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したデータのフレームの境界を検出し、その境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部とを備えるものである。この光受信機によれば、ＦＥＣフレームを含むバースト光信号を受信し、複数の検出バッファを用いて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したものに基づいてフレームの同期確立をすることで、ＦＥＣフレームの誤同期の確率を減少させることができる。また、同期回路の回路規模を小さくすることが可能となる。
【００１４】
前記複数の検出バッファは、各データをそれぞれ１ビットずつずらして記憶するものであることが好ましい。
前記ＦＥＣフレームの中に、誤り訂正用のパリティデータが固定値となっているＦＥＣフレームが含まれ、前記フレーム検出バッファは、それぞれ前記パリティデータの容量分を記憶するものであり、前記フレーム検出部は、前記誤り訂正用のパリティデータを誤り訂正復号実行することによりフレームの境界を検出しフレーム同期を確立するものであってよい。この構成では、パリティデータの長さは当然１ＦＥＣフレームの長さよりも小さく、固定値のパリティデータによりＦＥＣフレーム同期を確立するため、同期確立がさらに迅速にでき、またバッファの容量を小さくすることができる。
【００１５】
前記ＦＥＣフレームの中に、同期ヘッダが固定値となっているＦＥＣフレームが含まれ、前記フレーム検出バッファは、それぞれ前記同期ヘッダの容量分を記憶するものであり、前記フレーム検出部は、前記同期ヘッダを検出し、誤り訂正復号処理を実行することによりフレームの境界を検出しフレーム同期を確立するものであってもよい。この構成であっても、同期ヘッダの長さは当然１ＦＥＣフレームの長さよりも小さく、固定値の同期ヘッダによりＦＥＣフレーム同期を確立するため、同期確立がさらに迅速にでき、バッファの容量を小さくすることができる。
【００１６】
また、本発明の他の光受信機は、光伝送路を伝送するバースト光信号がＦＥＣフレームを用いて構成されるものであり、前記ＦＥＣフレームは、情報フィールドに固定値である複数のデリミタを含み、光伝送路より受信されたバースト光信号を電気信号に変換する電光変換部と、変換された電気信号のデータに含まれるデリミタの境界を検出し、検出されたデリミタの境界、及びその境界から基本的に１デリミタの長さに相当するビット数の整数倍ずらした各位置から開始される情報フィールド分の長さのデータに基づいて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したデータに基づいて情報フィールドの境界を検出し、その境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部と、を備えるものである。この構成では、ＦＥＣフレームの中に含まれる固定値のデリミタによりＦＥＣフレーム同期を確立するので、メディア上で多くのビットエラーが発生し、光受信機がデリミタの検出に一度失敗した場合にも、以降のデリミタでフレーム同期をとることが可能になり、バースト光信号全体を受信できないという確率を減少させることができる。また、バッファの容量をさらに小さくでき、短時間で同期確立することができる。
【００１７】
前記デリミタは、複数のサブデリミタで構成され、前記フレーム検出部は、サブデリミタの境界を検出し、検出されたサブデリミタの境界、及びその境界から１サブデリミタに相当するビット数の整数倍ずらした各位置から開始される、１デリミタ分のデータに基づいて誤り訂正復号処理を行うことによりデリミタの境界を検出するものであってもよい。フレーム同期をとるのに、まず、サブデリミタの境界を検出する。その後デリミタを検出するという２段階の検出を行うことにより、サブデリミタのビット数は、当然デリミタのビット数よりも少ないので、バースト光信号用受信部の回路を簡単にすることができるとともに、サブデリミタの境界の検出時間は短くなる。よって、従来よりも短時間でフレーム同期を確立することができ、バースト光信号伝送の効率がアップする。また、受信側のバースト光信号用受信部の回路構成を簡素化できる。
【００１８】
本発明のＰＯＮ光通信システムにおいて、光送信機は、送信しようとするデータに対して、誤り訂正用のパリティデータが含まれるＦＥＣフレームを挿入するＦＥＣ符号部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部とを備え、光受信機は、光伝送路より受信した光信号を電気信号に変換する電光変換部と、変換された電気信号に対して、誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したフレームの境界を検出し、検出されたフレームの境界に基づいてフレーム同期を確立するフレーム検出部と、同期の確立したＦＥＣを用いてデータを誤り訂正復号するデータ復号部とを備えるものである。このＰＯＮ光通信システムの光送信機によって、それぞれ誤り訂正用のパリティデータが含まれる、ＦＥＣフレームによって構成されるバースト光信号を伝送することができ、光受信機によって、上に述べたのと同様の、バースト光信号全体の受信を失敗する確率を減少させ、ＦＥＣフレームの誤同期の確率を減少させ、同期回路の回路規模を小さくするという効果が得られる。
【００１９】
また本発明のフレーム同期方法は、光伝送路より受信し、誤り訂正用のパリティデータが含まれるＦＥＣフレームが含まれるバースト光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号に対して、誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号に成功したフレームの境界を検出し、検出されたフレームの境界に基づいてフレーム同期を確立し、フレーム同期の確立したＦＥＣフレームを用いてデータを誤り訂正復号する方法である。このフレーム同期方法は、前記光受信機と実質的に同一の構成を用いて行うフレーム同期方法である。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明によれば、フレーム同期を確実に確立することができるとともに、同期回路の回路規模を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、ＰＯＮ光通信システムの構成例を示す概略図である。
ＰＯＮ光通信システムは、局舎に備えられる局側装置ＯＬＴと複数の加入者に備えられる宅側装置ＯＮＵとが、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続されている。
宅側装置ＯＮＵは、加入者宅内に設置されるパーソナルコンピュータなど、光ネットワークサービスを享受する端末を接続するためのネットワークインタフェースを備えている。
【００２２】
光カプラＯＣは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的に信号を分岐・多重するスターカプラで構成されている。
局側装置ＯＬＴ及び光カプラＯＣ、光カプラＯＣ及び宅側装置ＯＮＵに接続されている光ファイバは、１本の光ファイバＳＭＦからなるシングルモードファイバを用いている。つまり、１台の局側装置ＯＬＴは、１台の光カプラＯＣに１本の幹線光ファイバＳＭＦを通して接続されている。そして、１台の光カプラＯＣは、Ｍ台の第２の光カプラＯＣ（Ｍは、この例では４の数）と光ファイバＳＭＦで接続している。そして、第２の光カプラＯＣは、Ｎ台（Ｎは、この例では８以下の数）の宅側装置ＯＮＵと、支線光ファイバＳＭＦで接続されている。よって、１局の局側装置ＯＬＴが送受する信号は、１＋Ｍ台の光カプラＯＣによって、最大３２台の宅側装置ＯＮＵに分配されている。なお、光カプラＯＣや宅側装置ＯＮＵの台数は例示であるにすぎない。
【００２３】
本発明の通信システムは、前記ＰＯＮ光通信システムに、１０ギガビットイーサネット（10 Gigabit Ethernet）（イーサネット（Ethernet）は、登録商標）技術を取り込み、10.3125Ｇｂｐｓのベースバンド速度で光ファイバのアクセス区間通信を実現する10ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）方式を採用している。
10ＧＥ−ＰＯＮ方式に従えば、局側装置ＯＬＴ及び宅側装置ＯＮＵの相互の通信は、可変長なフレームを単位として行われる。フレームの構成は、論理リンク識別子を含むＧＥ−ＰＯＮヘッダと、６４バイト以上のデータからなっている。データの最大サイズは一般に１５３０バイト程度である。
【００２４】
まず、上位のネットワークから局側装置ＯＬＴに入ってくる下りフレームは、局側装置ＯＬＴにおいて所定のブリッジ処理が行われ、中継されるべき論理リンクが特定される。そして、局側装置ＯＬＴを通して、光信号として光ファイバＳＭＦに送信される。このとき、局側装置ＯＬＴは論理リンク識別子を含むＧＥ−ＰＯＮヘッダをフレームに付加している。光ファイバＳＭＦに送信させた光信号は、光カプラＯＣで分岐され、光カプラＯＣにつながる宅側装置ＯＮＵに送信されるが、当該論理リンクを構成する宅側装置ＯＮＵのみが所定の光信号を取り込み、フレームを宅内ネットワークインタフェースに中継する。
【００２５】
一方、上り光信号には、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの上りフレームが含まれている。上り光信号は、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの光信号どうしが互いに時間的に競合しないように送信される必要がある。そのために、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵに対して上り光信号を送信してもよい期間ウインドウ（以下、単にウインドウという）を割り当て、制御フレームとして通知する。ウインドウを割り当てられた宅側装置ＯＮＵは、その割り当てられたウインドウに上り光信号を送信する。この上り光信号を「バースト光信号」という。バースト光信号は、各宅側装置ＯＮＵから送信され、10.3125Ｇｂｐｓのベースバンド信号で発光状態を変化させた、有限時間の光信号列である。
【００２６】
したがって、各宅側装置ＯＮＵ間の上り光信号の競合は回避される。各宅側装置ＯＮＵは、あるウインドウが与えられたとき、そのウインドウに収まる限りフレームを連続して送信してよい。
そして、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵからの一連のフレーム信号を含んだバースト光信号を受信することができる。
【００２７】
なお、局側装置ＯＬＴが受信する光信号波形や光信号強度は、例えば、宅側装置ＯＮＵの発光素子の特性や、光ファイバＳＭＦの長さなどの、光伝送路の特性によって異なる。そこで、局側装置ＯＬＴは、上りバースト光信号に所定の処理を行った後、復元した有意なフレーム列を上位のネットワークに送信する。
図２は、ＰＯＮ上りバースト光信号のフォーマットを示す図である。バースト光信号は、バースト有効フレーム部とバースト同期フレーム部とからなる。バースト有効フレーム部は送りたい情報にＦＥＣ用のパリティデータが付加されたＦＥＣフレームから構成されるものである。バースト同期フレーム部も、送りたい情報にＦＥＣが付加されたＦＥＣフレームを使用しているが、フレーム同期にも使用されるという点でバースト有効フレーム部のＦＥＣフレームと異なっている。したがって、バースト光信号の先頭からバースト光信号の終わりまでＦＥＣフレームが連続して伝送されることになる。
【００２８】
図３は、64B/66B符号を使った、本発明の宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムの構成を簡略化して表したブロック図である。宅側装置ＯＮＵは１台のみ描いている。
宅側装置ＯＮＵの光送信部は、６４ビット単位のバースト光信号を上位レイヤーから受ける64B/66B送信部２を備える。64B/66B送信部２は、バースト光信号を構成する６４ビット単位のデータごとに、２ビットの同期ヘッダ(SH)を付けて６６ビットに変換し、ＦＥＣ符号部３に送る。ＦＥＣ符号部３は、６６ビットデータに基づきＦＥＣフレームを連続的に生成し、パラレル・シリアル変換部４（P/S）に送る。パラレル・シリアル変換部４では、複数ビットのパラレルデータが、１ビットずつのシリアル信号に変換され、変換されたシリアル信号は、電気・光変換部５(E/O変換)において光信号に変換され、光ファイバに送出される。
【００２９】
局側装置ＯＬＴの光受信部（本発明の受信機に相当する）は、光ファイバから入ってきたバースト光信号を光・電気変換部６(O/E変換)によって電気信号に変換し、シリアル・パラレル変換部７(S/P)に送る。シリアル・パラレル変換部７は、シリアル信号を６６ビットのパラレル信号に変換し、データ復号部８に送る。データ復号部８では、バースト同期フレーム部のＦＥＣフレームを検出して同期をとる。同期をとった後はＦＥＣフレームごとに誤り訂正処理を行ってデータを読み取り、64B/66B受信部９に送る。64B/66B受信部９は、64B/66Bのデコード処理を行い、６４ビットデータを上位レイヤーに転送する。
【００３０】
図４は、局側装置ＯＬＴの光受信部のデータ復号部８の詳細な内部ブロック図である。
データ復号部８は、入力データ保持部８１、フレーム検出部８２、データ復号部８３を含む。
入力データ保持部８１は、シリアル・パラレル変換部７から入ってくる６６ビットのパラレル信号を一時的に蓄積するメモリから構成される。
【００３１】
フレーム検出部８２は、データ検出範囲に相当するビット数（Ｍビットとする）のデータを蓄積するための複数のデータ検出バッファを備える。データ検出バッファの個数は、Ｎとする。これらＮ個の各データ検出バッファを０〜（Ｎ−１）で表記する。
なお、データ検出範囲に相当するビット数Ｍ、データ検出バッファの個数Ｎの具体例については後述する。
【００３２】
データ復号部８３は、同期のとられた位置で区切られた入力データに対して、誤り訂正を行いながら復号を実行し、情報を読み取る。ここで「誤り訂正復号」とは、受信機が受信したＦＥＣフレームの情報とパリティデータの値を用い、リードソロモンなどの誤り訂正アルゴリズムに基づき演算し、ＦＥＣフレームの情報に含まれる伝送路上で発生したビットエラーを訂正する処理のことをいう。
【００３３】
図５に、バースト同期フレーム部に含まれる１つのＦＥＣフレームの構造を示す。宅側装置ＯＮＵの光送信部のＦＥＣ符号部３は、64B/66B送信部２から送られてきたデータを情報フィールドに書き込み、さらに誤り訂正用のパリティデータを付加し、これらをＦＥＣフレームとして送信する。この情報フィールドに入れられたデータは、送信したいデータ（コンテンツ）であって、固定された内容でない。したがって、パリティの符号も固定されていない。ＦＥＣフレームを受け取った局側装置ＯＬＴの光受信部のデータ復号部８は、ＦＥＣフレームの誤り訂正復号をすることによってフレーム同期をとるとともに、同期のとられた情報フィールドのデータを読み取っていく。
【００３４】
図６は、データ復号部８でのＦＥＣフレームの同期処理を示すフローチャートである。図４も参照しながら説明すると、データ復号部８内の信号の流れは、次のようになる。
シリアル・パラレル変換部７から入力される６６ビットデータは、データ復号部８の入力データ保持部８１に保持される。入力データ保持部８１に記憶された６６ビットデータは、その先頭（必ずしもＦＥＣフレームの先頭になっているとは限らない；後述）から、データ検出範囲に相当するビット数（Ｍビット）のデータがフレーム検出部８２のデータ検出バッファ０に蓄積され、前記データ検出範囲を１ビットずらした同数のデータがデータ検出バッファ１に蓄積され、前記データ検出範囲をさらにずらした同数のデータがデータ検出バッファｉに蓄積され、という具合に１ビットずつずれたデータが合計Ｎ個のデータ検出バッファに記憶される。
【００３５】
なお、入力データ保持部８１に記憶された６６ビットデータの決まった位置にＦＥＣデータの先頭がある保証はない。これは、バースト光信号ごとにＦＥＣフレームの位置は任意に変化するからである。したがって、入力データ保持部８１に記憶された６６ビットデータの先頭は、必ずしもＦＥＣフレームの先頭になっているとは限らない（このため同期をとる必要があるのである）。
【００３６】
データ検出範囲に相当するビット数Ｍは１ＦＥＣフレームのビット数、つまり情報フレームとパリティのビット数の和である。データ検出バッファの個数Ｎは、Ｍビットを１ビットずつずらして検出するのであるから、Ｍに等しい。
各データ検出バッファに蓄積されたデータのなかに、必ず情報＋パリティのパターンと一致するものが存在する。フレーム検出部８２は、先頭から１ビットずつずらして各データ検出バッファに記憶されたデータを、パリティデータを用いて誤り訂正復号を実行する（ステップＳ１）。
【００３７】
フレーム検出部８２は、情報＋パリティによる誤り訂正復号を実行し、誤り訂正復号できたデータの境界を特定し、データ復号部８３に通知することによってＦＥＣフレーム同期を確立する（ステップＳ２）。例えば、図４のデータ検出バッファｉに蓄積されたデータが誤り訂正復号に成功したデータであれば、前記先頭からｉビットずれた位置がＦＥＣフレームの境界であることになる。誤り訂正復号の結果としては、(a)エラーなし、(b)訂正可能なエラーあり、(c)訂正不可能なエラーありの３種類あり、「復号が成功する」とは、(a)と(b)の場合である。
【００３８】
同期が確立すれば、データ復号部８３は、その境界から１ＦＥＣフレーム長のデータの復号処理を行い、データを読み取る（ステップＳ３）。
なお、入力データ保持部８１に次の６６ビットのパラレル信号が入ってくれば、入力データ保持部８１は、蓄積するデータを次の６６ビットのパラレル信号に更新する。フレーム同期は確立しているので、データ復号部８３は、入力データ保持部８１のデータの１ＦＥＣフレームの部分を読み取って誤り訂正復号することができる。このような手順を、１バースト光信号の受信が終わるまで繰り返し続けることができる。
【００３９】
図７は、ＦＥＣの情報フィールドを固定データとすることで、ＦＥＣのパリティデータも固定データとなる場合のＦＥＣフレームを示す。
この例では、情報フィールドのデータが固定データとなっているので、パリティデータも固定された内容である。この固定された情報フィールドのデータ、パリティデータは、宅側装置ＯＮＵと局側装置ＯＬＴとの間で、共通に認識がなされているものとする。したがって、パリティデータが特定できるので、パリティデータを検出しそのパリティデータの位置に基づいて誤り訂正の復号処理を実行し、復号に成功することでフレームの位置が分かり、同期をとることができる。
【００４０】
シリアル・パラレル変換部７から入力される６６ビットデータは、その先頭から１ビットずつずれて合計Ｎ個のデータ検出バッファに記憶されることは図６の流れと同様であるが、この例では、データ検出範囲に相当するビット数Ｍはパリティフレームのビット数でよいことになる。データ検出バッファの個数Ｎは、１ビットずつずらして検出するのであるから、Ｍに等しい、
図８は、図７に示すＦＥＣフレームをバースト光信号の光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期フローチャートである。
【００４１】
フレーム検出部８２は、先頭から１ビットずつずらして、固定データであるパリティデータを検索する（ステップＴ１）。各データ検出バッファに蓄積されたデータのなかに、必ずパリティのパターンと一致するものが存在する。一致条件として、数ビットのエラーを許容することも可能である。
パリティデータが検出されれば、そのパリティデータをＦＥＣフレームのパリティデータと考え、ＦＥＣの誤り訂正復号処理を実行する（ステップＴ２）。誤り訂正復号に成功すればＦＥＣフレーム同期を確立する（ステップＴ３）。その後は、その同期確立した境界で区切られたＦＥＣフレーム長ごとにＦＥＣフレームの誤り訂正復号処理を行うことができる（ステップＴ４）。
【００４２】
また、66Bの同期ヘッダ２ビットを１ビットに減らし、図９のように、その分ＦＥＣフレームの先頭に固定長の同期ヘッダを挿入することも可能である。
この場合、周期的に繰り返されるＦＥＣフレームの同期ヘッダによりＦＥＣフレームの同期処理を行うことができる。
図９は、ＦＥＣの情報フィールドの先頭に同期ヘッダを付加して固定データとしたＦＥＣフレームを示す。
【００４３】
図１０は、図９に示すＦＥＣフレームをバースト光信号の光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期フローチャートである。
シリアル・パラレル変換部７から入力される６６ビットデータは、その先頭から１ビットずつずれて合計Ｎ個のデータ検出バッファに記憶されることは図６の流れと同様である。
【００４４】
この例では、同期ヘッダが固定された内容である。この固定された同期ヘッダのデータは、宅側装置ＯＮＵと局側装置ＯＬＴとの間で、共通に認識がなされているものとする。したがって、同期ヘッダが特定できるので、同期ヘッダを検出しその同期ヘッダの位置に基づいて誤り訂正復号を実行することで、フレームの位置が分かりフレーム同期をとることができる。よって、データ検出範囲に相当するビット数Ｍは同期ヘッダのビット数でよいことになる。
【００４５】
フレーム検出部８２は、先頭から１ビットずつずらして、固定データである同期ヘッダを検索する（ステップＶ１）。各データ検出バッファに蓄積されたデータのなかに、必ず同期ヘッダのパターンと一致するものが存在する。一致条件として、数ビットのエラーを許容することも可能である。
同期ヘッダが検出されれば、その同期ヘッダをＦＥＣフレームの同期ヘッダと考えＦＥＣの誤り訂正復号処理を実行する（ステップＶ２）。誤り訂正復号に成功すればＦＥＣフレーム同期を確立する（ステップＶ３）。その後は、その同期確立した境界で区切られたＦＥＣフレーム長ごとにＦＥＣフレームの誤り訂正復号処理を行う（ステップＶ４）。
【００４６】
次に本発明の他の実施形態を説明する。
図１１は、バースト同期フレーム部のＦＥＣフレームの情報フィールドの固定データを、複数のデリミタと同期ヘッダで構成した場合のＦＥＣフレームを示す。各デリミタは同じ長さの固定データであり、したがってＦＥＣの情報フィールドも固定データとなり、ＦＥＣのパリティデータも固定となる。
【００４７】
デリミタの長さは、この例では６４ビットとするが、これに限定されるものではない。デリミタには、２ビットの同期ヘッダ(SH)が付加されている。デリミタと同期ビットの合計（６６ビット）が、１ブロックに相当する。
挿入されるデリミタの数は、ＦＥＣフレームの長さからパリティデータの長さを引いたものを、デリミタと同期ビットの合計ビット数で割った値となる。
【００４８】
このデリミタを構成する”0”,”1”パターンは所定のものであり、宅側装置ＯＮＵと局側装置ＯＬＴとの間で、デリミタのパターン情報について共通に認識がなされているものとする。
図１２は、このＦＥＣフレームを処理するためのデータ復号部８の詳細な内部ブロック図である。
【００４９】
データ復号部８は、入力データ保持部８１、デリミタ検出部８４、データ分配部８５、フレーム検出部８６、データ復号部８３を含む。
入力データ保持部８１は、シリアル・パラレル変換部７から入ってくる６６ビットのパラレル信号を一時的に蓄積するメモリから構成される。
デリミタ検出部８４は、デリミタと同期ビットの合計ビット数（６６ビット）のデータを蓄積するための複数のデリミタ検出バッファを備える。デリミタ検出バッファの個数は、デリミタと同期ビットの合計ビット数を１ビットずつずらして検出するのであるから、同数（６６）である。
【００５０】
フレーム検出部８６は、デリミタの数に相当する数（ｎ個とする）のフレーム検出バッファを備える。各フレーム検出バッファの記憶容量は、１情報フィールド分である。
図１３は、図１１に示すＦＥＣフレームを光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期をとる手順を示すフローチャートである。
シリアル・パラレル変換部７から入力される６６ビットデータは、入力データ保持部８１に保持される。入力データ保持部８１に記憶されたデータは、その先頭から、デリミタ検出範囲に相当するビット数（６６ビット）のデータがデリミタ検出部８４のデリミタ検出バッファ０に蓄積され、前記デリミタ検出範囲を１ビットずらした同数のデータがデリミタ検出バッファ１に蓄積され、前記デリミタ検出範囲をさらに１ビットずらした同数のデータがデリミタ検出バッファに蓄積され、という具合に１ビットずつずれたデータが合計６６個のデリミタ検出バッファに記憶される。
【００５１】
デリミタ検出部８４は、当該デリミタ検出バッファに保持されているデータが、同期ヘッダ（２ビット）＋デリミタ（６４ビット）のパターンに一致するかどうか判定する（６６ビットの一致比較）。一致条件として、数ビットのエラーを許容することも可能である。
一致した場合、そのデータの境界を特定し、データ分配部８５に通知する（ステップＳ２）。
【００５２】
データ分配部８５は、デリミタ検出部８４からデリミタ境界情報の通知を受けると、そのデリミタ境界、及びその境界から前記同期ヘッダ（２ビット）＋デリミタ（６４ビット）のビット数のそれぞれ整数倍（２倍、３倍・・・）の位置で、入力データ保持部８１のデータを区切って並べ替え、それぞれをフレーム検出部８６に渡す。
フレーム検出部８６は、これらの区切られたデータを各フレーム検出バッファに分配する。すなわち、入力データ保持部８１に記憶されたデータのうち、データ境界から１情報フィールド分をフレーム検出バッファ０に分配する。さらに、データ分配部８５は、範囲を前記同期ヘッダ（２ビット）＋デリミタ（６４ビット）のビット数ずらし、次のフレーム検出バッファに分配する。このような分配をすべてのフレーム検出バッファに対して行う。なお、前述のようにフレーム検出バッファの個数は、１情報フィールド内のデリミタの個数ｎに等しい。
【００５３】
フレーム検出部８６は、各フレーム検出バッファに記憶されたデータの先頭部をＦＥＣフレームのデータ部、残りをＦＥＣフレームのパリティ部と仮定し、誤り訂正復号処理を実行する。誤り訂正復号に成功したフレーム検出バッファに記憶されたデータの先頭の位置がＦＥＣフレームの境界であると特定し、ＦＥＣフレーム同期を確立する（ステップＵ４）。そしてこの境界の情報をデータ復号部８３に通知する（ステップＵ３）。
【００５４】
データ復号部８３は、入力データに対して、同期のとられた位置で区切って誤り訂正を行いながら、復号を実行し、情報を読み取る（ステップＵ５）。
なお、このような図１１のフレームで、図８に手順を使ってパリティデータの検出を行うこともできるが、パリティデータの検出を行わずにデリミタの検出を行う理由は、ＦＥＣのパリティデータがデリミタよりも長くなる場合があるからである。この場合、長いパリティデータを検出するよりも、短いデリミタを検出し、その後情報フィールドを検出するという二段階の検出を行うほうが、検出するビット数を短くでき、ＦＥＣフレーム同期回路の回路規模をさらに小さくすることが可能となる。
【００５５】
また、図１４に示すように、デリミタを複数のサブデリミタで構成することで、デリミタ検出の回路規模をさらに小さくすることが可能となる。
各サブデリミタは固定データであり、したがってデリミタ、情報フィールドも固定データとなる。
この場合、サブデリミタ、デリミタ、情報フィールドの三段階の検出を行うことになる。サブデリミタのビット数を１６として以下説明する。
【００５６】
データ復号部８は、図１２に示した入力データ保持部８１、デリミタ検出部８４、データ分配部８５、フレーム検出部８６、データ復号部８３のほかに、サブデリミタのビット数のビット容量を持つサブデリミタ検出バッファを有するサブデリミタ検出部（図示せず）を備えている。
入力データ保持部８１に記憶されたデータは、その先頭から、サブデリミタ検出範囲に相当するビット数（例えば１６）のデータがサブデリミタ検出バッファに蓄積され、前記サブデリミタ検出範囲を１ビットずらした同数のデータが次のサブデリミタ検出バッファに蓄積され、前記サブデリミタ検出範囲をさらに１ビットずらした同数のデータがサブデリミタ検出バッファに蓄積され、という具合に１ビットずつずれたデータが合計１６個のサブデリミタ検出バッファに記憶される。
【００５７】
サブデリミタ検出部は、変換された電気信号のデータを１ビットずつずらしながら各サブデリミタ検出バッファに記憶し、記憶された各データのパターンをサブデリミタのパターンと比較することによってサブデリミタの境界を検出することができる。
サブデリミタの境界が検出されると、デリミタ検出部８４は、そのサブデリミタ境界、及びその境界からサブデリミタのビット数（１６ビット）の整数倍の位置で、それぞれデリミタ検出バッファに記憶し、それぞれを復元する。これらのデリミタ検出バッファに記憶されたデータのうち、この復元に成功したデータに基づき、１つのデリミタの位置を特定する。
【００５８】
デリミタの位置が決まれば、これ以後の処理は、図１２、図１３を使って説明したのと同様である。すなわち、フレーム検出部８６は、これらの区切られたデータを各フレーム検出バッファに分配し、入力データ保持部８１に記憶されたデータのうち、１情報フィールド分をフレーム検出バッファ０に分配し、さらに、前記同期ヘッダ（２ビット）＋デリミタ（６４ビット）のビット数ずらし、次のフレーム検出バッファに分配し、このような分配をすべてのフレーム検出バッファに対して行う。
【００５９】
フレーム検出部８６は、各フレーム検出バッファに記憶されたデータの先頭部をＦＥＣフレームのデータ部、残りをＦＥＣフレームのパリティ部と仮定し、誤り訂正復号処理を実行する。誤り訂正復号に成功したフレーム検出バッファに記憶されたデータの先頭がＦＥＣフレームの境界であると特定し、ＦＥＣフレーム同期を確立する。
このようなサブデリミタの検出を含む三段階の同期検出を行うことによって、ＦＥＣフレーム同期回路の回路規模をさらに小さくすることが可能となる。
【００６０】
ところで、１バーストで送信すべき情報が、FECフレームの情報フィールドの整数倍でない場合がある。バーストの最後のFECフレームの情報フィールド長を可変長にすれば、すべての情報を１バーストで送ることができる。
そのためには、図１７に示すように、FECフレームの先頭部に、FECフレームの情報フィールドに含まれる64B/66Bのブロック数を指定するためのブロック数フィールドを設置するとよい。
【００６１】
また、送信機のＦＥＣパリティデータの演算回路を省くことを可能とするため、FECフレームのパリティデータが無効であることを示すことを示すパリティ有効フラグを、FECフレームの先頭部に備えることも有効である（図１７参照）。この場合、パリティデータが無効であれば、光受信部のデータ復号部８では、パリティデータを用いた誤り訂正復号処理を実行せず、情報フィールドの値そのものを64B/66B受信部に送ることができる。
【００６２】
また、ブロック数フィールドとパリティ有効フラグの後にCRC（巡回冗長検査）を備えてもよい（図１７参照）。このＣＲＣにより、データ復号部８は、ブロック数フィールドとパリティ有効フラグ自体の誤り検出、誤り訂正を行うことができる。
さらに別の例として、宅側装置ＯＮＵの光送信部は、バースト光信号のフレームの最後に、ブロック同期を解除・離脱するためのデリミタ(delimiter for unlock)を挿入するような構成を備えることが有効である。光送信部は、この同期離脱用のデリミタを送信した後、光信号強度を速やかに消滅させる。この同期離脱用のデリミタによりバーストの終わりが明示される。
【００６３】
局側装置ＯＬＴの光受信部は、この同期離脱用のデリミタを検出すれば、今まで確立されていた同期をアンロックする。そしてこのデリミタの検出以後、光受信部は、同期確立後行っていたビットエラーレート(BER)の測定も中止することが望ましい。これ以後ビットエラーレートの測定をしても、光強度が弱くなりエラーが大量に測定される可能性があるからである。
【００６４】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。 
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】制御局装置ＯＬＴと複数の端末装置ＯＮＵとの間を、光カプラを介して光ファイバで接続したＰＯＮ光通信システムの構成例を示す概略図である。
【図２】宅側装置ＯＮＵから、局側装置ＯＬＴへ伝送されるバースト光信号のフレーム構成図である。
【図３】宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムの構成を表したブロック図である。
【図４】局側装置ＯＬＴの光受信部のデータ復号部を示す詳細な内部ブロック図である。
【図５】バースト同期フレーム部に含まれる１つのＦＥＣフレームの構造を示す図である。
【図６】データ復号部でのＦＥＣフレームの同期処理を示すフローチャートである。
【図７】ＦＥＣの情報フィールドを固定データとすることで、ＦＥＣのパリティデータも固定データとなる場合のＦＥＣフレームを示す図である。
【図８】図７に示すＦＥＣフレームをバースト光信号の光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期フローチャートである。
【図９】ＦＥＣの情報フィールドの先頭に同期ヘッダを付加して固定データとしたＦＥＣフレームを示す図である。
【図１０】図９に示すＦＥＣフレームをバースト光信号の光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期フローチャートである。
【図１１】バースト同期フレーム部のＦＥＣフレームの情報フィールドの固定データを、複数のデリミタと同期ヘッダで構成した場合のＦＥＣフレームを示す図である。
【図１２】デリミタを含んで構成されたＦＥＣフレームを処理するためのデータ復号部の詳細な内部ブロック図である。
【図１３】図１１に示すＦＥＣフレームを光受信部で受信した場合のＦＥＣフレームの同期をとる手順を示すフローチャートである。
【図１４】デリミタを複数のサブデリミタで構成した場合のＦＥＣフレームを示す図である。
【図１５】従来のＰＯＮの宅側装置ＯＮＵから、局側装置ＯＬＴへ伝送されるバースト光信号のフレーム構成図である。
【図１６】従来の宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムを表すブロック図である。
【図１７】FECフレームの先頭部に、情報フィールドに含まれる64B/66Bのブロック数を指定するためのブロック数フィールドなどを設置したフレーム構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
２  64B/66B送信部
３  ＦＥＣ符号部
４  パラレル・シリアル変換部
５  電気・光変換部
６  光・電気変換部
７  シリアル・パラレル変換部
８  データ復号部
８１  入力データ保持部
８２  フレーム検出部
８３  データ復号部
８４  デリミタ検出部
８５  データ分配部
８６  フレーム検出部
９  64B/66B受信部
【図１】
2008067252.tif 000003
【図２】
2008067252.tif 000004
【図３】
2008067252.tif 000005
【図４】
2008067252.tif 000006
【図５】
2008067252.tif 000007
【図６】
2008067252.tif 000008
【図７】
2008067252.tif 000009
【図８】
2008067252.tif 000010
【図９】
2008067252.tif 000011
【図１０】
2008067252.tif 000012
【図１１】
2008067252.tif 000013
【図１２】
2008067252.tif 000014
【図１３】
2008067252.tif 000015
【図１４】
2008067252.tif 000016
【図１５】
2008067252.tif 000017
【図１６】
2008067252.tif 000018
【図１７】
2008067252.tif 000019