(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとの組を、順次送信する送信手段と、
を有し、
前記符号化手段の前記所定の規則では、同じ符号化条件を連続して選択する回数が、送信相手に設定された保護段数以下であることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
異なる経路から入力された複数のデータを多重化して送信する送信装置において、
前記複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する送信手段と、
を有し、
前記符号化手段の前記所定の規則では、同じ符号化条件を連続して選択する回数が、送信相手に設定された保護段数以下であることを特徴とする送信装置。
【請求項３】
複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される組データを、順次送信する送信手段と、を有し、前記符号化手段の前記所定の規則では、同じ符号化条件を連続して選択する回数が、送信相手に設定された保護段数以下である送信装置と、
前記送信装置より前記組データが入力されると、前記組データ内の前記同期用データに基づいて同期を確立し、前記符号化されたデータを受信する受信手段と、前記同期用データに基づいて、前記符号化されたデータを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、前記受信手段が受信した前記符号化されたデータを復号化する復号化手段と、を有する受信装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
複数のデータを多重化して通信する通信システムにおいて、
前記複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する送信手段と、を有し、前記符号化手段の前記所定の規則では、同じ符号化条件を連続して選択する回数が、送信相手に設定された保護段数以下である送信装置と、
前記送信装置より前記複数の組データが多重化されて入力されると、多重化された前記複数の組データを分離する分離手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記各組データの同期を確立し、前記複数の組データそれぞれの前記符号化されたデータを受信する受信手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記複数の組データそれぞれの符号化されたデータを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、前記受信手段が受信した前記複数の組データそれぞれの符号化されたデータを復号化する復号化手段と、を有する受信装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から、同じ符号化条件を連続して選択する回数が送信相手に設定された保護段数以下である所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化し、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとの組を、順次送信する、
ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項６】
異なる経路から入力された複数のデータを多重化して送信するためのデータ送信方法において、
前記複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から、同じ符号化条件を連続して選択する回数が送信相手に設定された保護段数以下である所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化し、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する、
ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項７】
複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとの組を、順次送信する送信手段と、
を有し、
前記符号化手段の前記所定の規則では、前記複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択することを特徴とする送信装置。
【請求項８】
異なる経路から入力された複数のデータを多重化して送信する送信装置において、
前記複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する送信手段と、
を有し、
前記符号化手段の前記所定の規則では、前記複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択することを特徴とする送信装置。
【請求項９】
複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される組データを、順次送信する送信手段と、を有し、前記符号化手段の前記所定の規則では、前記複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択する送信装置と、
前記送信装置より前記組データが入力されると、前記組データ内の前記同期用データに基づいて同期を確立し、前記符号化されたデータを受信する受信手段と、前記同期用データに基づいて、前記符号化されたデータを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、前記受信手段が受信した前記符号化されたデータを復号化する復号化手段と、を有する受信装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
複数のデータを多重化して通信する通信システムにおいて、
前記複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化する符号化手段と、前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する送信手段と、を有し、前記符号化手段の前記所定の規則では、前記複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択する送信装置と、
前記送信装置より前記複数の組データが多重化されて入力されると、多重化された前記複数の組データを分離する分離手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記各組データの同期を確立し、前記複数の組データそれぞれの前記符号化されたデータを受信する受信手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記複数の組データそれぞれの符号化されたデータを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、前記受信手段が受信した前記複数の組データそれぞれの符号化されたデータを復号化する復号化手段と、を有する受信装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化し、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとの組を、順次送信する、
ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１２】
異なる経路から入力された複数のデータを多重化して送信するためのデータ送信方法において、
前記複数のデータを所定数のデータ毎にグループ化し、同一グループ内の各データの配列順に応じた符号化条件を選択し、前記選択された符号化条件により各データを符号化し、
前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する、
ことを特徴とするデータ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は同期通信を行う送信装置、通信システムおよびデータ送信方法に関し、特に符号化したデータを伝送する送信装置、通信システムおよびデータ送信方法に関する。
【０００２】
背景技術
近年の情報通信の需要の増大とともに、通信ネットワークの高速化が図られている。一般的に、通信ネットワークの基幹部分には、高速通信が可能な光通信ネットワークが採用されている。光通信技術を用いれば、１本の光ファイバケーブルで非常に高速のデータ伝送が可能である。そこで、複数の信号を多重化し、多重化された信号を光ファイバケーブルで伝送することが行われている。
【０００３】
信号の多重化技術としては、たとえば、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplex)がある。多重化されるデータは、たとえば、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy)に従ったビットレートで、フレーム単位に伝送される。各フレームには、同期ビットが含まれており、受信側では同期ビットを検出することで、信号の同期をとることができる。なお、伝送される情報は、伝送路特性劣化防止及びデータのマーク率を保つ為、スクランブル処理を施すことが行われている。
【０００４】
図１５は、従来の通信システムの構成例を示すブロック図である。送信データ処理部９１０と受信データ処理部９２０とは、伝送経路９３０で接続されている。
【０００５】
送信データ処理部９１０は、フレームＭＵＸ部９１１、フレームカウンタ部９１２、およびスクランブル部９１４を有している。
フレームＭＵＸ部９１１は、フレームタイミング信号ｂ０に合わせて、入力されたデータａ０とフレーム同期ビットｃ０とを重畳し、フレームｄ０を生成する。そして、フレームＭＵＸ部９１１は、生成したフレームｄ０を、フレームタイミング信号ｅ０と共にスクランブル部９１４に送信する。
【０００６】
フレームカウンタ部９１２は、フレームタイミング信号ｂ０を生成する。そして、フレームカウンタ部９１２は、生成したフレームタイミング信号ｂ０とフレーム同期ビットｃ０とをフレームＭＵＸ部９１１へ送出する。
【０００７】
スクランブル部９１４は、入力されたフレームｄ０内のデータａ０に対してスクランブルを施し、フレームｉ０を生成する。そして、スクランブル部９１４は、フレームｉ０をフレームタイミング信号ｅ０に同期させて送信する。
【０００８】
受信データ処理部９２０は、同期ビット検出部９２１、フレームカウンタ部９２２、およびデスクランブル部９２４を有している。
同期ビット検出部９２１は、送信データ処理部９１０から送られたフレームｉ０から同期ビットを検出する。同期ビット検出部９２１は、同期ビットを検出したら、フレーム同期情報ｊ０をフレームカウンタ部９２２へ送出する。また、同期ビット検出部９２１は、フレームカウンタ部９２２から保護段数ｎ０を受け取ると、保護段数ｎ０分だけ、所定の間隔で同期ビットが検出されたか否かにより、同期の成否を判断する。同期が確立していれば、同期ビット検出部９２１は、フレームタイミング信号ｍ０と共に、フレームｌ０をデスクランブル部９２４に送出する。
【０００９】
フレームカウンタ部９２２は、フレーム同期情報ｊ０に基づいて、同期したフレームの数をカウントする。また、フレームカウンタ部９２２は、同期確立の保護段数を有しており、その保護段数ｎ０を同期ビット検出部９２１に送出する。
【００１０】
デスクランブル部９２４は、同期ビット検出部９２１から送られたフレームｌ０内のデータにデスクランブル処理し、得られたデータｑ０を下位の回路へ送出する。
【００１１】
図１６は、従来技術のフレームフォーマットを示す図である。図１６に示すように、フレーム９３００内には、フレーム同期ビット９３１とデータ９３２とが含まれている。このようなフレーム９３００が、送信データ処理部９１０から受信データ処理部９２０へ連続で送信されると、受信データ処理部９２０では、フレーム同期ビット９３１とデータ９３２とが交互に検出される。なお、フレーム同期ビット９３１は、所定長のビット列である。各フレームのフレーム同期ビットは、同じ値である。
【００１２】
図１５に戻り、このような同期通信システムにおいて、データａ０が送信データ処理部９１０に入力されると、フレームＭＵＸ部９１１により、フレームタイミング信号ｂ０のタイミングでデータａ０にフレーム同期ビットｃ０が重畳され、フレームｄ０が生成される。生成されたフレームｄ０は、フレームタイミング信号ｅ０と共に、スクランブル部９１４に送出される。すると、スクランブル部９１４により、フレームｄ０内のデータに対してスクランブル処理が施され、フレームｉ０が生成される。フレームｉ０は、伝送経路９３０を介して受信データ処理部９２０に送信される。
【００１３】
送信されたフレームｉ０は、受信データ処理部９２０の同期ビット検出部９２１で受け取られる。そして、同期ビット検出部９２１において、フレーム同期ビットの検出が行われる。検出されたフレーム同期情報ｊ０は、フレームカウンタ部９２２に送られる。また、同期ビット検出部９２１において、保護段数ｎ０の数だけ、一定間隔のフレーム同期ビットが連続して検出されていれば、同期が確立していると判断される。同期が確立したフレームｌ０は、フレームタイミング信号ｍ０と共に、デスクランブル部９２４に送出される。すると、デスクランブル部９２４において、フレームｌ０内のデータのデスクランブル処理が施され、データｑ０が下位の回路へ送出される。
【００１４】
このように、スクランブルにより符号化されたデータを同期転送することができる。
しかし、従来の同期通信システムでは、同じデータを連続して伝送させたときに伝送データの誤りが発生すると、連続する複数のフレームの情報内に同期ビットと同じビットパターンが発生する可能性がある。
【００１５】
たとえば、障害の発生したデータ送信側の機器が、障害を通知するデータを連続して送信する場合がある。従来の同期通信システムでは、各フレームの情報のスクランブル条件が同じであるため、同じデータがスクランブルされれば、同じ符号化されたデータ（符号化データ）が生成される。従って、符号化された各データに同様の誤りが発生し、その誤りにより各フレーム内に同期ビットと同じビットパターンが発生する可能性がある。この場合、受信側において、連続する各フレームの情報内に誤った同期ビットが一定間隔で検出され、誤同期が発生する。その結果、伝送データを正しく受け取れなくなってしまう。
発明の開示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、誤同期の発生確率を低下させた送信装置、通信システムおよびデータ送信方法を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような送信装置１０およびデータ送信方法が提供される。送信装置１０は、符号化手段１１と送信手段１２とを有している。符号化手段１１は、複数のデータそれぞれに対して、複数の符号化条件の中から所定の規則に従って符号化条件を選択し、選択された符号化条件により各データを符号化する。送信手段１２は、複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、符号化手段１１で符号化されたデータと、当該データの符号化条件に対応する同期用データとの組を、順次送信する。
【００１７】
これにより、送信されるデータは、それぞれ異なる条件で符号化される。そして、符号化されたデータと、そのデータの符号化条件に対応する同期用データとの組が送信される。
【００１８】
また、本発明では上記課題を解決するために、異なる経路から入力された複数のデータを多重化して送信する送信装置において、前記複数のデータそれぞれを、複数の符号化条件のいずれかで符号化する符号化手段と、前記複数の符号化条件それぞれに対応する同期用データがあらかじめ定義されており、前記符号化手段で符号化された前記複数のデータそれぞれと、各データの符号化条件に対応する同期用データとで構成される複数の組データを多重化して送信する送信手段と、を有することを特徴とする送信装置およびその送信装置によるデータ送信方法が提供される。
【００１９】
このような送信装置およびデータ送信方法によれば、異なる経路から入力された複数のデータは、それぞれ異なる条件で符号化された後、符号化されたデータと、そのデータの符号化条件に対応する同期用データとの組が多重化されて送信される。
【００２０】
また、本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような受信装置２０およびデータ受信方法が提供される。受信装置２０は、受信手段２１と復号化手段２２とを有している。受信手段２１は、複数の符号化条件のいずれかで符号化された符号化データと、当該符号化データの符号化条件に応じた同期用データとの組が入力されると、当該同期用データに基づいて同期を確立し、符号化データを受信する。復号化手段２２は、同期用データに基づいて、符号化データを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、受信手段が受信した符号化データを復号化する。
【００２１】
このような受信装置およびデータ受信方法によれば、符号化データと同期用データとの組が入力されると、同期用データにより同期がとられ、符号化データが受信される。そして、同期用データに基づいて決定された復号化条件により、符号化データの復号化が行われる。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、多重化された複数の符号化データを受信する受信装置において、複数の符号化条件のいずれかで符号化された複数の符号化データと、各符号化データの符号化条件に応じた同期用データとで構成される複数の組データが多重化されて入力されると、多重化された前記複数の符号化データを分離する分離手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記各組データの同期を確立し、前記複数の組データそれぞれの前記符号化データを受信する受信手段と、前記複数の組データそれぞれの同期用データに基づいて、前記複数の組データそれぞれの符号化データを復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、前記受信手段が受信した前記複数の組データそれぞれの符号化データを復号化する復号化手段と、を有することを特徴とする受信装置およびその受信装置のデータ受信方法が提供される。
【００２３】
このような受信装置およびデータ受信方法によれば、複数の組データが入力されると、複数の符号化データが分離される。分離された符号化データは、同期用データに基づいて同期して受信されるとともに、同期用データに基づいて復号化条件が決定され、復号化される。
【００２４】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の原理構成図である。本発明に係る通信システムは、送信装置１０と受信装置２０とで構成される。
送信装置１０は、符号化手段１１と送信手段１２とを有している。符号化手段１１には、複数の符号化条件１１ａが定義されている。符号化手段１１は、複数のデータ３０，４０，・・・が入力されると、複数のデータ３０，４０，・・・それぞれに対して、複数の符号化条件１１ａの中から所定の規則に従って符号化条件を選択する。そして、符号化手段１１は、各データ３０，４０，・・・を選択された符号化条件で符号化し、符号化データ３１，４１，・・・として送信手段１２に対して送出する。このとき、たとえば各符号化条件に付与された識別番号が、符号化手段１１から送信手段１２に通知される。図１の例では、データ３０は、１番目に定義されている符号化条件「符号化＃１」によって符号化され、データ４０は、２番目に定義された符号化条件「符号化＃２」によって符号化されている。
【００２６】
送信手段１２は、複数の符号化条件１１ａそれぞれに対応する複数の同期用データ１２ａがあらかじめ定義されている。送信手段１２は、符号化手段１１で符号化された符号化データ３１，４１，・・・と、符号化データ３１，４１，・・・の符号化条件に対応する同期用データ３２，４２，・・・とで構成される組データを、順次送信する。図１の例では、符号化データ３１の同期用データ３２は「同期用データ＃１」であり、符号化データ４１の同期用データ４２は「同期用データ＃２」である。
【００２７】
受信装置２０は、受信手段２１と復号化手段２２とで構成される。受信手段２１には、あらかじめ複数の同期用データ２１ａが定義付けられている。この同期用データ２１ａの内容は、送信装置１０の送信手段１２に定義付けられている同期用データ１２ａと同様の内容である。受信手段２１は、送信装置１０より組データが入力されると、組データ内の同期用データ３２，４２，・・・に基づいて同期を確立し、符号化データ３１，４１，・・・を受信する。受信した符号化データ３１，４１，・・・は、受信手段２１から復号化手段２２へ送られる。このとき、たとえば各符号化データに対応する同期用データの識別番号が受信手段２１から復号化手段２２に通知される。
【００２８】
復号化手段２２は、受信手段２１に定義付けられている複数の同期用データ２１ａのそれぞれに対応する複数の復号化条件２２ａが定義付けられている。復号化手段２２は、たとえば、受信手段２１から送られる同期用データ３２，４２，・・・の識別番号等により、各符号化データ３１，４１，・・・に対応する同期用データ３２，４２，・・・を認識できる。復号化手段２２は、符号化データ３１，４１，・・・を受信すると、同期用データ３２，４２，・・・に基づいて符号化データ３１，４１，・・・を復号するための復号化条件を決定し、決定した復号化条件により、受信手段２１が受信した符号化データ３１，４１，・・・を復号化する。そして、復号化されたデータ３０，４０，・・・が受信装置２０より送出される。
【００２９】
このようにして、複数のデータ３０，４０を異なる条件で符号化し、伝送することができる。符号化条件が異なるため、データ３０とデータ４０との内容が同一であっても、符号化データ３１と符号化データ４１との内容は異なる。従って、送信装置１０から受信装置２０への符号化データ３１，４１，・・・の伝送中に、各データに対する同様のデータ誤りが発生しても、連続する符号化データ３１，４１に、誤った同期用データで検出される可能性は低くなる。その結果、誤同期の確率を低減させることができる。
【００３０】
以下に、本発明を適用した通信システムの実施の形態について具体的に説明する。なお、以下の実施の形態では、符号化の例として、スクランブルを用いている。すなわち、フレーム毎にスクランブルの条件が異なる。データの内容（ビット値の配列）が同一の２つのデータを、それぞれ異なるスクランブルの条件でスクランブル処理を施せば、各データのスクランブル後のデータは互いに異なる内容（ビット値の配列）となる。以下の例では、複数のフレームの組によるマルチフレームを形成し、マルチフレームを構成する各フレームの間で、異なる条件のスクランブルが行われる。なお、マルチフレームを形成することは、フレームをグループ化することを意味する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、スクランブル／デスクランブルの初期値をフレーム毎に変えることで、フレーム毎のスクランブルの条件を変えている。
【００３２】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの利用例を示す図である。図２の例では、海を挟んで設置された２つの伝送装置１００，２００が、伝送経路５０で接続されている。伝送経路５０は、たとえば、海底に敷設された光ファイバケーブルの束である。伝送装置１００は、伝送経路６０を介して他の装置と接続されている。伝送装置２００も同様に、伝送経路７０を介して他の装置と接続されている。
【００３３】
このように、海（たとえば、太平洋や大西洋）を挟んで設置された伝送装置１００，２００同士を伝送経路５０で接続することで、遠距離の情報通信が行われる。
【００３４】
図３は、伝送装置の概略構成を示すブロック図である。伝送装置１００は、送信データ処理部１１０と受信データ処理部１２０とを有している。送信データ処理部１１０と伝送経路６０の光ファイバケーブル６１との間には、光／電気(Optical/Electrical)変換器（Ｏ／Ｅ）１３１が設けられている。送信データ処理部１１０と伝送経路５０の光ファイバケーブル５１との間には、電気／光(Electrical/Optical)変換器（Ｅ／Ｏ）１３２が設けられている。受信データ処理部１２０と伝送経路５０の光ファイバケーブル５２との間には、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１３３が設けられている。受信データ処理部１２０と伝送経路６０の光ファイバケーブル６２との間には、電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１３４が設けられている。
【００３５】
同様に、伝送装置２００は、送信データ処理部２１０と受信データ処理部２２０とを有している。送信データ処理部２１０と伝送経路７０の光ファイバケーブル７１との間には、光／電気(Optical/Electrical)変換器（Ｏ／Ｅ）２３１が設けられている。送信データ処理部２１０と伝送経路５０の光ファイバケーブル５２との間には、電気／光(Electrical/Optical)変換器（Ｅ／Ｏ）２３２が設けられている。受信データ処理部２２０と伝送経路５０の光ファイバケーブル５１との間には、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２３３が設けられている。受信データ処理部２２０と伝送経路７０の光ファイバケーブル７２との間には、電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３４が設けられている。
【００３６】
送信データ処理部１１０，２１０は、電気信号に変換されたデータのスクランブル処理等を行い、データをフレーム単位で送出する。受信データ処理部１２０，２２０は、電気信号に変換されたフレーム内のデータに対してデスクランブル処理を行い、データを送出する。Ｏ／Ｅ１３１，１３３，２３１，２３３は、伝送経路を介して送られた光信号のデータを、電気信号のデータに変換する。Ｅ／Ｏ１３２，１３４，２３２，２３４は、伝送経路を介して送られた電気信号のデータを、光信号のデータに変換する。
【００３７】
このような構成により、光ファイバケーブル６１を介して伝送装置１００に送られたデータは、Ｏ／Ｅ１３１により、光信号から電気信号に変換され、送信データ処理部１１０に入力される。送信データ処理部１１０に入力されたデータは、送信データ処理部１１０でスクランブル等の処理が施され、フレーム単位で出力される。出力されたフレームは、Ｅ／Ｏ１３２で電気信号から光信号に変換され、光ファイバケーブル５１に送出される。
【００３８】
光ファイバケーブル５１に送出されたフレームは、伝送装置２００に入力される。伝送装置２００に入力されたフレームは、Ｏ／Ｅ２３３によって、光信号から電気信号に変換され、受信データ処理部２２０に入力される。フレームは、受信データ処理部２２０により同期がとられ、フレーム内のデータのデスクランブル処理が行われる。デスクランブル処理が施されたデータは、Ｅ／Ｏ２３４によって電気信号から光信号に変換され、光ファイバケーブル７２に送出される。
【００３９】
同様に、光ファイバケーブル７１を介して伝送装置２００に入力されたデータは、フレーム単位で光ファイバケーブル５２を介して伝送装置１００に送られ、光ファイバケーブル６２に送出される。
【００４０】
図４は、送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。
送信データ処理部１１０は、フレームＭＵＸ部１１１、フレームカウンタ部１１２、マルチフレームカウンタ部１１３およびスクランブル部１１４を有している。
【００４１】
フレームＭＵＸ部１１１は、Ｏ／Ｅ１３１（図３に示す）に接続されており、Ｏ／Ｅ１３１が送出したデータａ１を受け取る。フレームＭＵＸ部１１１は、フレームカウンタ部１１２から送出されるフレームタイミング信号ｂ１に合わせて、入力されたデータａ１に対する同期ビットの重畳処理を行い、フレームｄ１を生成する。重畳する同期ビットには、フレームカウンタ部１１２から送られるフレーム同期ビットｃ１と、マルチフレームカウンタ部１１３から送られるマルチフレーム同期ビットｆ１とがある。フレームＭＵＸ部１１１は、生成したフレームｄ１を、フレームタイミング信号ｅ１と共にスクランブル部１１４に送信する。
【００４２】
フレームカウンタ部１１２は、フレームタイミング信号ｂ１を生成する。フレームカウンタ部１１２は、生成したフレームタイミング信号ｂ１とフレーム同期ビットｃ１とをフレームＭＵＸ部１１１へ送出する。フレーム同期ビットｃ１は、あらかじめ決められた値のビット列である。たとえば、４０ビット程度のビット列である。また、フレームカウンタ部１１２は、フレームタイミング信号ｇ１をマルチフレームカウンタ部１１３に送出する。
【００４３】
マルチフレームカウンタ部１１３は、マルチフレームの番号をカウントするカウンタを有している。この例では、１〜８のカウンタである。マルチフレームカウンタ部１１３は、フレームカウンタ部１１２から送られたフレームタイミング信号ｇ１に応じて、カウンタの値をカウントアップする。なお、カウンタの値が８の場合には、次のフレームタイミング信号ｇ１に合わせて、カウンタの値が１に戻される。また、マルチフレームカウンタ部１１３には、カウンタの値に対応付けて、マルチフレーム同期ビットの値が定義されている。マルチフレームカウンタ部１１３は、カウントアップされたカウンタの値に対応するマルチフレーム同期ビットｆ１を、フレームＭＵＸ部１１１に送出する。さらに、マルチフレームカウンタ部１１３は、カウントアップされたカウンタの値をマルチフレーム情報ｈ１として、スクランブル部１１４に送出する。
【００４４】
スクランブル部１１４には、あらかじめマルチフレーム情報ｈ１の値毎のスクランブル初期値が定義されている。そして、スクランブル部１１４は、入力されたフレームｄ１内のデータａ１に対して疑似ランダムパターン生成多項式に従ってスクランブルを施し、フレームｉ１を生成する。そして、スクランブル部１１４は、フレームｉ１をフレームタイミング信号ｅ１に同期させて送信する。
【００４５】
受信データ処理部２２０は、同期ビット検出部２２１、フレームカウンタ部２２２、マルチフレームカウンタ部２２３およびデスクランブル部２２４を有している。
【００４６】
同期ビット検出部２２１は、Ｏ／Ｅ２３３（図３に示す）に接続されており、Ｏ／Ｅ２３３が送出したフレームｉ１を受信する。同期ビット検出部２２１は、受信したフレームｉ１の中から、フレーム同期ビットとマルチフレーム同期ビットとを検出する。同期ビット検出部２２１は、フレーム同期ビットを検出すると、フレーム同期情報ｊ１をフレームカウンタ部２２２へ送出し、マルチフレーム同期ビットを検出すると、マルチフレーム同期情報ｋ１を、マルチフレームカウンタ部２２３へ送出する。また、同期ビット検出部２２１において、保護段数ｎ１以上の数だけ、一定間隔のフレーム同期ビットが連続して検出されていれば、同期が確立していると判断される。同期が確立していれば、同期ビット検出部２２１は、フレームタイミング信号ｍ１と共に、フレームｌ１をデスクランブル部２２４に送出する。
【００４７】
フレームカウンタ部２２２は、フレーム同期情報ｊ１に基づいて、同期したフレームの数をカウントする。また、フレームカウンタ部２２２は、同期確立の保護段数を有しており、その保護段数ｎ１を同期ビット検出部２２１に送出する。さらに、フレームカウンタ部２２２は、フレーム同期情報ｏ１をマルチフレームカウンタ部２２３に送出する。
【００４８】
マルチフレームカウンタ部２２３は、マルチフレーム内のフレーム数をカウントするカウンタを有している。この例では、１〜８の値のカウンタである。マルチフレームカウンタ部２２３は、フレーム同期情報ｏ１とマルチフレーム同期ビットｋ１とが入力されることにより、カウンタの値をカウントアップする。なお、カウンタの値が８の場合には、次のフレーム同期情報ｏ１とマルチフレーム同期ビットｋ１との入力に応答して、カウンタの値が１に戻される。マルチフレームカウンタ部２２３は、カウンタの値により、受信したフレームが、マルチフレーム内の何番目のフレームであるかを認識し、その番号を示すマルチフレーム情報ｐ１をデスクランブル部２２４へ送出する。
【００４９】
デスクランブル部２２４は、マルチフレーム内の各フレーム毎の、デスクランブルの初期値があらかじめ定義されている。デスクランブル部２２４は、同期ビット検出部２２１からフレームｌ１を受け取ると、マルチフレームカウンタ部２２３から送られたマルチフレーム情報ｐ１により、フレームｌ１のマルチフレーム内での順番を判断する。そして、デスクランブル部２２４は、フレームｌ１のマルチフレーム内での順番に応じた初期値により、フレームタイミング信号ｍ１に合わせて、フレームｌ１内のデータの疑似ランダムパターン生成多項式に応じたデスクランブル処理を行う。そして、デスクランブルされたデータｑ１を、Ｅ／Ｏ２３４に対して送出する。
【００５０】
図５は、第１の実施の形態のフレームフォーマットの一例を示す図である。図５に示すように、この例では、マルチフレーム３００は、８つのフレーム（ＭＦ１〜ＭＦ８）で構成されている。フレーム３１０内には、各フレーム同期ビット３１１、マルチフレーム同期ビット３１２、データ３１３とが含まれている。このようなフレーム３１０が、送信データ処理部１１０から受信データ処理部２２０へ連続で送信されると、受信データ処理部２２０では、フレーム同期ビット３１１、マルチフレーム同期ビット３１２およびデータ３１３が順番に検出される。なお、フレーム同期ビット３１１は、所定長のビット列である。各フレームのフレーム同期ビットは、同じ値である。また、先頭のフレーム（ＭＦ１）のマルチフレーム同期ビット３１２の値は、「ＦＦ（１６進数）」であり、他のフレーム（ＭＦ２〜ＭＦ８）のマルチフレーム同期ビットの値は、「００（１６進数）」である。
【００５１】
ところで、図４に示す送信データ処理部１１０のマルチフレームカウンタ部１１３と、受信データ処理部２２０のマルチフレームカウンタ部２２３とには、マルチフレーム同期ビットの値と、フレーム番号（マルチフレーム内でのフレームの順番）との対応関係が設定されている。また、図４に示す送信データ処理部１１０のスクランブル部１１４には、フレーム番号とスクランブルの初期値との対応関係が設定されている。同様に、受信データ処理部２２０のデスクランブル部２２４には、フレーム番号とデスクランブルの初期値との対応関係が設定されている。第１の実施の形態におけるこれらの設定例を以下に示す。
【００５２】
図６は、スクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。図６に示すスクランブル／デスクランブル条件定義表８０には、フレーム番号（ＭＦｘ）欄８１、マルチフレーム同期ビット欄８２、スクランブル（ＳＣＲ）／デスクランブル（ＤＳＣＲ）初期値定義欄８３、フリップフロップ（ＦＦ）設定値欄８４が設けられている。
【００５３】
フレーム番号欄８１には、マルチフレーム内の各フレームの順番（位置）を表すフレーム番号が示されている。図６の例では、マルチフレーム内の各フレームに対して、先頭から順にＭＦ１〜ＭＦ８が設定されている。
【００５４】
マルチフレーム同期ビット欄８２には、各フレーム位置に対応付けて、そのフレームのマルチフレーム同期ビットが定義されている。図６の例では、先頭のフレーム（ＭＦ１）のフレーム同期ビットは「ＦＦ（１６進数）」である。２番目のフレーム（ＭＦ２）〜８番目のフレーム（ＭＦ８）のフレーム同期ビットは、「００（１６進数）」である。
【００５５】
スクランブル／デスクランブル初期値定義欄８３には、各フレーム位置に対応付けて、スクランブルとデスクランブルとにおける初期値の定義内容が示されている。図６の例では、先頭のフレーム（ＭＦ１）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１である。２番目のフレーム（ＭＦ２）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から６７ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。３番目のフレーム（ＭＦ３）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から１３１ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。４番目のフレーム（ＭＦ４）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から１９３ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。５番目のフレーム（ＭＦ５）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から２５７ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。６番目のフレーム（ＭＦ６）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から３２９ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。７番目のフレーム（ＭＦ７）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から３８９ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。８番目のフレーム（ＭＦ８）の初期値は、全てのフリップフロップの値が１の状態から４４９ビット分の処理を進めたときの各フリップフロップの値である。
【００５６】
フリップフロップ設定値欄８４には、各フレームのスクランブル／デスクランブル初期値の定義に従った、実際の値が示されている。図６の例では、先頭のフレーム（ＭＦ１）の初期値は、「111111111」である。２番目のフレーム（ＭＦ２）の初期値は、「011111001」である。３番目のフレーム（ＭＦ３）の初期値は、「100000000」である。４番目のフレーム（ＭＦ４）の初期値は、「001010001」である。５番目のフレーム（ＭＦ５）の初期値は、「000001100」である。６番目のフレーム（ＭＦ６）の初期値は、「111110001」である。７番目のフレーム（ＭＦ７）の初期値は、「100000010」である。８番目のフレーム（ＭＦ８）の初期値は、「001010111」である。
【００５７】
以下に、図４〜図６で示した構成による処理内容を説明する。
送信データ処理部１１０にデータａ１が入力されると、フレームＭＵＸ部１１１により、そのデータａ１（たとえば、マルチフレーム３００の先頭のデータであれば、図５のデータ３１３）に対してフレーム同期ビットｃ１（図５のフレーム同期ビット３１１）とマルチフレーム同期ビットｆ１（図５のマルチフレーム同期ビット３１２）とが重畳され、フレームｄ１（図５のフレーム３１０）が生成される。生成されたフレームｄ１は、スクランブル部１１４に送出される。同時に、マルチフレームカウンタ部１１３に対して、フレームカウンタ部１１２からフレームタイミング信号ｇ１が送られる。すると、マルチフレームカウンタ部１１３でそのフレームｄ１のマルチフレーム内での順番が判断され、スクランブル部１１４に対してマルチフレーム情報ｈ１が送られる。そして、スクランブル部１１４により、マルチフレーム情報ｈ１に対応する初期値に基づいて、フレームｄ１内のデータにスクランブル処理が施され、フレームｉ１が送出される。
【００５８】
受信データ処理部２２０では、フレームｉ１が入力されると、同期ビット検出部２２１において、フレーム同期ビットｃ１とマルチフレーム同期ビットｆ１とが検出される。すると、フレーム同期情報ｊ１がフレームカウンタ部２２２に送られる。マルチフレームカウンタ部２２３へは、フレーム同期情報ｏ１とマルチフレーム同期ビットｋ１とが送られる。マルチフレームカウンタ部２２３では、受信したフレームｉ１のマルチフレーム内での順番が判断され、その番号がマルチフレーム情報ｐ１としてデスクランブル部２２４に送られる。また、同期ビット検出部２２１からデスクランブル部２２４へは、フレームｌ１とフレームタイミング信号ｍ１とが送出される。すると、デスクランブル部２２４において、マルチフレーム情報ｐ１に応じた初期値により、フレームｌ１内のデータのデスクランブルが行われ、データｑ１が出力される。
【００５９】
次に、スクランブル部１１４におけるスクランブル処理の詳細について説明する。
図７は、スクランブル部の構成例を示す図である。この例では、スクランブル部１１４内に、初期値格納レジスタ４１０、９個のフリップフロップ４２１〜４２９、９個の初期値設定用のセレクタ４３１〜４３９、加算器４４１、４４２が設けられている。
【００６０】
初期値格納レジスタ４１０には、フレームタイミング信号が入力される。また、初期値格納レジスタ４１０は、各セレクタ４３１〜４３９に接続されている。さらに、初期値格納レジスタ４１０には、マルチフレームを構成するフレーム毎のスクランブルの際の初期値が格納されている。すなわち、図６に示したＦＦ設定値欄８４に示された値が、初期値格納レジスタ４１０に格納されている。初期値格納レジスタ４１０は、フレームタイミング信号に応答して、マルチフレーム情報ｈ１（図４に示す）で示されるフレーム番号に対応する初期値を、初期値書き込みタイミングパルスと共に送出する。
【００６１】
フリップフロップ４２１〜４２９は、フレーム内のデータ（ＤＡＴＡｉ）が１ビット送られる毎に動作する。フリップフロップ４２１〜４２９には、それぞれ１〜９の順番が設定されており、各フリップフロップの出力は、次の順番のフリップフロップに入力される。なお、９番のフリップフロップ４２９の出力は、加算器４４１に入力される。また、各フリップフロップ４２１〜４２９の入力の手前に、セレクタ４３１〜４３９が設けられている。セレクタ４３１〜４３９は、通常は、前段のフリップフロップ（セレクタ４３１に限り、加算器４４１）の出力を、対応するフリップフロップ４２１〜４２９に送る。ただし、セレクタ４３１〜４３９は、初期値書き込みタイミングパルスを受け取ると、初期値格納レジスタ４１０から送られる初期値を、対応するフリップフロップ４２１〜４２９に送る。
【００６２】
加算器４４１には、フリップフロップ４２５とフリップフロップ４２９との出力が入力されている。加算器４４１は、２つの入力値を加算し、加算値をセレクタ４３１を介してフリップフロップ４２１へ出力する。加算器４４２は、フレーム内のデータ（ＤＡＴＡｉ）と、フリップフロップ４２９の値とが入力される。加算器４４２は、２つの入力値を加算し、加算値を、スクランブル後のデータ（ＤＡＴＡｏ）として出力する。
【００６３】
このような構成によれば、図７に示す構成のスクランブル部１１４にフレームが入力されると、フレーム同期信号のタイミングで、初期値格納レジスタ４１０より、マルチフレーム情報ｈ１で示されるフレーム番号に対応する初期値が各フリップフロップ４２１〜４２９へ送出される。送出された値がフリップフロップ４２１〜４２９にスクランブルの初期値としてセットされ、入力されたフレームのデータに対するスクランブルが行われる。
【００６４】
なお、受信データ処理部２２０のデスクランブル部２２４にも、図６のフリップフロップ設定値欄８４に示されている初期値が格納されている。そして、デスクランブル部２２４は、受信したフレームのフレーム番号に対応する初期値を、あらかじめ格納された複数の初期値の中から選択し、選択した初期値をフリップフロップに設定する。その後、受信したフレーム内のデータに対するデスクランブル処理を行う。これにより、異なる初期値でスクランブルが施された各データを、元のデータに戻すことができる。
【００６５】
以上説明したように、第１の実施の形態では、マルチフレーム内の各フレーム毎にスクランブルの初期値を変えている。そのため、同じ内容のデータが連続した場合であっても、スクランブル後のデータの内容は別々の値となる。従って、連続する各フレームに同じような誤りが発生した場合であっても、連続する複数のフレームのデータ内に、フレーム同期ビットと同じ値が現れることは無くなる。すなわち、あるフレーム内のデータに、フレーム同期ビットと同じビットパターンが現れても、同じ原因で、次のフレーム内にフレーム同期ビットが現れることはない。通常、フレーム同期ビットが所定の間隔で連続して検出されない限り同期が確立しないため、データ内に誤って発生したフレーム同期ビットに基づいて同期が確立されることは無くなる。よって、誤同期の確率が低減される。
【００６６】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、スクランブル／デスクランブルの初期値をフレーム毎に変えることでフレーム毎のスクランブルの内容を変えると共に、マルチフレーム同期ビットの値を、フレーム毎に変えるようにしている。以下、第２の実施の形態における第１の実施の形態との相違点を説明する。
【００６７】
図８は、第２の実施の形態における送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。図８において、図４に示した第１の実施の形態と同じ構成要素および信号には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、構成要素に関しては、取り扱うデータの内容が異なっても、機能が同じであれば同じ符号を付している。
【００６８】
送信データ処理部１１０ａにおいては、マルチフレームカウンタ部１１３ａの機能が、第１の実施の形態と異なる。マルチフレームカウンタ部１１３ａは、図４に示した第１の実施の形態のマルチフレームカウンタ部１１３とほぼ同様の機能を有している。ただし、マルチフレームカウンタ部１１３ａは、カウンタの値に対応付けて定義されているマルチフレーム同期ビットの値が、第１の実施の形態のマルチフレームカウンタ部１１３と異なる。第２の実施の形態のマルチフレームカウンタ部１１３ａは、マルチフレームを構成する各フレームの位置毎に、その位置を一意に識別可能なマルチフレーム同期ビットが定義されている。従って、マルチフレームカウンタ部１１３ａは、フレームＭＵＸ部１１１に対して、フレームの位置に応じたマルチフレーム同期ビットｆ２を送出する。
【００６９】
フレームＭＵＸ部１１１に送出されるマルチフレーム同期ビットｆ２の値が、マルチフレーム内でのフレームの位置によって異なるため、フレームＭＵＸ部１１１からは、マルチフレーム内での位置を一意に識別可能な情報（マルチフレーム同期ビットｆ２）を含むフレームｄ２が送出される。同様に、スクランブル部１１４からは、マルチフレーム内での位置を一意に識別可能な情報を含むフレームｉ２が送出される。
【００７０】
受信データ処理部２２０ａの同期ビット検出部２２１からマルチフレームカウンタ部２２３ａへは、フレームの位置毎に異なるマルチフレーム同期ビットｋ２が送出される。また、同期ビット検出部２２１からデスクランブル部２２４へは、マルチフレーム内での位置を一意に識別可能な情報を含むフレームｌ２が送出される。
【００７１】
受信データ処理部２２０ａにおいては、マルチフレームカウンタ部２２３ａの機能が、第１の実施の形態と異なる。マルチフレームカウンタ部２２３ａは、図４に示した第１の実施の形態のマルチフレームカウンタ部２２３とほぼ同様の機能を有している。ただし、マルチフレームカウンタ部２２３ａは、カウンタの値に対応付けて定義されているマルチフレーム同期ビットの値が、第１の実施の形態のマルチフレームカウンタ部２２３と異なる。第２の実施の形態のマルチフレームカウンタ部２２３ａは、マルチフレームを構成する各フレームの位置毎に、その位置を一意に識別可能なマルチフレーム同期ビットが定義されている。従って、マルチフレームカウンタ部２２３ａは、同期ビット検出部２２１から送られるフレームの位置に応じたマルチフレーム同期ビットｋ２の内容を判断し、受信したフレームのマルチフレーム内での位置を特定する。
【００７２】
図９は、第２の実施の形態におけるスクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。図９に示すスクランブル／デスクランブル条件定義表９０には、フレーム番号（ＭＦｘ）欄９１、マルチフレーム同期ビット欄９２、スクランブル（ＳＣＲ）／デスクランブル（ＤＳＣＲ）初期値定義欄９３、およびフリップフロップ（ＦＦ）設定値欄９４が設けられている。なお、フレーム番号欄９１、スクランブル／デスクランブル初期値定義欄９３、およびフリップフロップ設定値欄９４の内容は、図６に示した第１の実施の形態と同様である。
【００７３】
マルチフレーム同期ビット欄９２には、各フレーム位置に対応付けて、そのフレームのマルチフレーム同期ビットが定義されている。図６の例では、先頭のフレーム（ＭＦ１）のフレーム同期ビットは「０１（１６進数）」である。２番目のフレーム（ＭＦ２）のフレーム同期ビットは、「０２（１６進数）」である。３番目のフレーム（ＭＦ３）のフレーム同期ビットは、「０３（１６進数）」である。４番目のフレーム（ＭＦ４）のフレーム同期ビットは、「０４（１６進数）」である。５番目のフレーム（ＭＦ５）のフレーム同期ビットは、「０５（１６進数）」である。６番目のフレーム（ＭＦ６）のフレーム同期ビットは、「０６（１６進数）」である。７番目のフレーム（ＭＦ７）のフレーム同期ビットは、「０７（１６進数）」である。８番目のフレーム（ＭＦ８）のフレーム同期ビットは、「０８（１６進数）」である。
【００７４】
このように、フレームの位置毎に、それぞれ異なるマルチフレーム同期ビットが定義されている。
このような構成により、送信データ処理部１１０ａにデータａ１が入力されると、マルチフレーム内でのそのデータａ１の順番に応じたマルチフレーム同期ビットｆ２が、マルチフレームカウンタ部１１３ａからフレームＭＵＸ部１１１に送出される。そして、フレームＭＵＸ部１１１において、データａ１に対して、フレーム同期ビットｃ１とマルチフレーム同期ビットｆ２とが重畳され、フレームｄ２が生成される。フレームｄ２のデータａ１は、スクランブル部１１４において、そのフレームｄ２のマルチフレーム内での位置に応じた初期値により、スクランブル処理が施される。そして、データａ１のスクランブル処理が行われたフレームｉ２が、受信データ処理部２２０ａに送信される。
【００７５】
受信データ処理部２２０ａにフレームｉ２が入力されると、同期ビット検出部２２１により、フレーム同期ビットとマルチフレーム同期ビットとが検出され、マルチフレーム同期ビットｋ２がマルチフレームカウンタ部２２３ａに送出される。そして、同期が確立したフレームｌ２が、同期ビット検出部２２１からデスクランブル部２２４へ送出される。また、マルチフレームカウンタ部２２３ａにおいて、マルチフレーム同期ビットｋ２の内容から、受信したフレームｉ２のマルチフレーム内での位置が判断される。そして、フレーム位置を示すマルチフレーム情報ｐ１が、マルチフレームカウンタ部２２３ａからデスクランブル部２２４へ送出される。すると、デスクランブル部２２４において、マルチフレーム情報ｐ１に対応するデスクランブル初期値がフリップフロップに設定され、フレームｌ２内のデータがデスクランブルされる。そして、デスクランブルされたデータｑ１が受信データ処理部２２０ａから出力される。
【００７６】
このように、第２の実施の形態では、各データに対して、マルチフレーム内での位置を示すマルチフレーム同期ビットを重畳した。これにより、受信側では、マルチフレーム内のどの位置のフレームから同期が確立しても、マルチフレーム同期ビットに基づいて、そのフレームの位置（マルチフレーム内での順番）を判断することができる。
【００７７】
すなわち、第１の実施の形態では、マルチフレーム同期ビットの値は、先頭のフレームのみ「ＦＦ」であり、他のフレームは「００」である。従って、先頭のフレームからカウントしなければ、各フレームの位置（先頭のフレームからの順番）が分からない。そこで、第２の実施の形態では、マルチフレームを構成する各フレームのフレーム同期ビットに識別性を持たせ、フレーム同期ビットを参照することでフレームの位置が判別できるようにした。フレームの位置が判別できれば、デスクランブル処理の初期値が判断でき、データのデスクランブルが可能となる。
【００７８】
これにより、マルチフレームの先頭以外のフレームから同期が確立したとしても、そのフレームのデータから順次デスクランブルし、データを取得することができる。
【００７９】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、マルチフレームを構成するフレーム毎に、スクランブル／デスクランブルの疑似ランダムパターン生成多項式の段数を変えたものである。疑似ランダムパターン生成多項式の段数は、スクランブル／デスクランブルで用いるフリップフロップの個数によって設定することができる。たとえば、図７に示したスクランブル部の構成は、９段のスクランブル回路である。なお、第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、スクランブル／デスクランブルの初期値をフレーム毎に変えることでフレーム毎のスクランブルの内容を変えると共に、マルチフレーム同期ビットの値をフレーム毎に変えるようにしている。以下、第３の実施の形態における第２の実施の形態との相違点を説明する。
【００８０】
図１０は、第３の実施の形態における送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。図１０において、図８に示した第２の実施の形態と同じ構成要素および信号には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、構成要素に関しては、取り扱うデータの内容が異なっても、機能が同じであれば同じ符号を付している。
【００８１】
送信データ処理部１１０ｂにおいては、スクランブル部１１４ｂの機能が、第２の実施の形態と異なる。スクランブル部１１４ｂは、図８に示した第２の実施の形態のスクランブル部１１４とほぼ同様の機能を有している。ただし、図１０に示すスクランブル部１１４ｂは、マルチフレーム内のフレームの位置に応じてスクランブルの段数を変える機能を有する点が、第２の実施の形態のスクランブル部１１４と異なる。
【００８２】
第３の実施の形態のスクランブル部１１４ｂは、段数の異なるスクランブル回路を複数有している。そして、マルチフレームカウンタ部１１３ａから送られるマルチフレーム情報ｈ１に応じて、スクランブル回路を選択する。すなわち、送信するフレームがマルチフレーム内の何番目のフレームかによって、スクランブルの段数を切り替える。そして、スクランブル部１１４ｂは、選択したスクランブル回路によって、フレームｄ２内のデータにスクランブル処理を施し、フレームｉ３を送出する。
【００８３】
第３の実施の形態の受信データ処理部２２０ｂにおいては、デスクランブル部２２４ｂの機能が、第２の実施の形態と異なる。デスクランブル部２２４ｂは、図８に示した第２の実施の形態のデスクランブル部２２４とほぼ同様の機能を有している。ただし、図１０に示すデスクランブル部２２４ｂは、マルチフレーム内のフレームの位置に応じてデスクランブルの段数を変える機能を有する点が、第２の実施の形態のデスクランブル部２２４と異なる。
【００８４】
フレーム毎に異なる段数のフレームｉ３が送信データ処理部１１０ｂから送出されるため、受信データ処理部２２０ｂの同期ビット検出部２２１からデスクランブル部２２４ｂへも、フレーム毎に異なる段数のフレームｌ３が送出される。
【００８５】
第３の実施の形態のデスクランブル部２２４ｂは、段数の異なるデスクランブル回路を複数有している。そして、マルチフレームカウンタ部２２３ａから送られるマルチフレーム情報ｐ１に応じて、デスクランブル回路を選択する。すなわち、送信するフレームがマルチフレーム内の何番目のフレームかによって、デスクランブルの段数を切り替える。そして、デスクランブル部２２４ｂは、選択したデスクランブル回路によって、フレームｌ３内のデータにデスクランブル処理を施し、データｑ１を送出する。
【００８６】
図１１は、第３の実施の形態のスクランブル／デスクランブル条件定義表を示す図である。図１１に示すスクランブル／デスクランブル条件定義表５１０には、フレーム番号（ＭＦｘ）欄５１１、マルチフレーム同期ビット欄５１２、スクランブル（ＳＣＲ）／デスクランブル（ＤＳＣＲ）初期値定義欄５１３、フリップフロップ（ＦＦ）設定値欄５１４、およびスクランブル段数欄５１５が設けられている。なお、フレーム番号欄５１１、マルチフレーム同期ビット欄５１２、スクランブル／デスクランブル初期値定義欄５１３、およびフリップフロップ設定値欄５１４の内容は、図９に示した第２の実施の形態と同様である。
【００８７】
スクランブル段数欄５１５には、各フレーム番号に対応付けて、そのフレームのスクランブルおよびデスクランブルの段数が表されている。図１１の例では、先頭のフレーム（ＭＦ１）のスクランブル段数は「７」である。２番目のフレーム（ＭＦ２）のスクランブル段数は、「９」である。３番目のフレーム（ＭＦ３）のスクランブル段数は、「１１」である。４番目のフレーム（ＭＦ４）のスクランブル段数は、「１５」である。５番目のフレーム（ＭＦ５）のスクランブル段数は、「１７」である。６番目のフレーム（ＭＦ６）のスクランブル段数は、「１９」である。７番目のフレーム（ＭＦ７）のスクランブル段数は、「２３」である。８番目のフレーム（ＭＦ８）のスクランブル段数は、「３１」である。
【００８８】
このように、第３の実施の形態では、フレーム番号に応じて、８通りのスクランブル段数が用意される。
図１２は、第３の実施の形態におけるスクランブル部の構成を示すブロック図である。スクランブル部１１４ｂには、７段スクランブル回路１１４１、９段スクランブル回路１１４２、１１段スクランブル回路１１４３、１５段スクランブル回路１１４４、１７段スクランブル回路１１４５、１９段スクランブル回路１１４６、２３段スクランブル回路１１４７、３１段スクランブル回路１１４８、セレクト信号生成部１１４９およびセレクタ１１４０が設けられている。
【００８９】
スクランブル部１１４ｂに入力されるフレームは、７段スクランブル回路１１４１、９段スクランブル回路１１４２、１１段スクランブル回路１１４３、１５段スクランブル回路１１４４、１７段スクランブル回路１１４５、１９段スクランブル回路１１４６、２３段スクランブル回路１１４７、および３１段スクランブル回路１１４８に入力される。スクランブル部１１４ｂに入力されるフレームタイミング信号は、７段スクランブル回路１１４１、９段スクランブル回路１１４２、１１段スクランブル回路１１４３、１５段スクランブル回路１１４４、１７段スクランブル回路１１４５、１９段スクランブル回路１１４６、２３段スクランブル回路１１４７、３１段スクランブル回路１１４８、およびセレクト信号生成部１１４９に入力される。
【００９０】
７段スクランブル回路１１４１、９段スクランブル回路１１４２、１１段スクランブル回路１１４３、１５段スクランブル回路１１４４、１７段スクランブル回路１１４５、１９段スクランブル回路１１４６、２３段スクランブル回路１１４７、３１段スクランブル回路１１４８、およびセレクト信号生成部１１４９の出力は、セレクタ１１４０に入力される。セレクタ１１４０からは、フレームが出力される。
【００９１】
８つのスクランブル回路（７段スクランブル回路１１４１、９段スクランブル回路１１４２、１１段スクランブル回路１１４３、１５段スクランブル回路１１４４、１７段スクランブル回路１１４５、１９段スクランブル回路１１４６、２３段スクランブル回路１１４７、３１段スクランブル回路１１４８）は、それぞれ図７に示したスクランブル部構成とほぼ同様の構成であるが、フリップフロップの数は、各スクランブル回路の段数と同じである。
【００９２】
また、各スクランブル回路の初期値格納レジスタには、対応するフレームのスクランブル初期値が格納されている。すなわち、７段スクランブル回路１１４１内の初期値格納レジスタには、先頭のフレーム（ＭＦ１）に対応するスクランブル初期値が格納されている。９段スクランブル回路１１４２内の初期値格納レジスタには、２番目のフレーム（ＭＦ２）に対応するスクランブル初期値が格納されている。１１段スクランブル回路１１４３内の初期値格納レジスタには、３番目のフレーム（ＭＦ３）に対応するスクランブル初期値が格納されている。１５段スクランブル回路１１４４内の初期値格納レジスタには、４番目のフレーム（ＭＦ４）に対応するスクランブル初期値が格納されている。１７段スクランブル回路１１４５内の初期値格納レジスタには、５番目のフレーム（ＭＦ５）に対応するスクランブル初期値が格納されている。１９段スクランブル回路１１４６内の初期値格納レジスタには、６番目のフレーム（ＭＦ６）に対応するスクランブル初期値が格納されている。２３段スクランブル回路１１４７内の初期値格納レジスタには、７番目のフレーム（ＭＦ７）に対応するスクランブル初期値が格納されている。３１段スクランブル回路１１４８内の初期値格納レジスタには、８番目のフレーム（ＭＦ８）に対応するスクランブル初期値が格納されている。
【００９３】
セレクト信号生成部１１４９は、フレームタイミング信号に応じて、マルチフレームカウンタ部１１３ａから送出されるマルチフレーム情報ｈ１に応じたセレクト信号をセレクタに送出する。
【００９４】
セレクタ１１４０は、セレクト信号生成部１１４９で生成されるセレクト信号に応じて、スクランブル回路を選択する。そして、セレクタ１１４０は、選択したスクランブル回路の出力を、フレームとして出力する。
【００９５】
このような構成のスクランブル部１１４ｂにフレームとフレームタイミング信号が入力されると、入力されたフレーム内のデータは、各スクランブル回路においてスクランブル処理が施される。また、入力されたフレームタイミング信号に合わせて、セレクト信号生成部１１４９より、フレームの位置に応じたフレームセレクト信号が送出される。すると、セレクタ１１４０において、フレームの位置に応じたスクランブル回路が選択され、そのスクランブル回路が送出したフレームがセレクタから出力される。
【００９６】
このように、段数毎のスクランブル回路、セレクト信号生成部およびセレクタによって、フレームの位置に応じた疑似ランダムパターン生成多項式によるスクランブルが可能となる。なお、デスクランブル部２２４ｂもほぼ同様の構成で実現することができる。すなわち、デスクランブル部２２４ｂ内に、７段、９段、１１段、１５段、１７段、１９段、２３段、３１段それぞれのデスクランブル回路を設ける。そして、セレクト信号生成部およびセレクタによって、フレームの位置に応じたデスクランブル回路を選択する。選択したデスクランブル回路では、正しくデータのデスクランブルが行われるため、そのデスクランブル回路から送出されるデータを、デスクランブル部２２４ｂの出力データとする。
【００９７】
このようにして、マルチフレーム内の各フレームに対して、フレームの位置に応じた初期値および疑似ランダムパターン生成多項式によって、データのスクランブルを行うことができる。これにより、受信側において、データ内に誤った同期信号が連続するフレーム内で検出される可能性が低減される。
【００９８】
なお、第３の実施の形態では、フレームの位置に応じてスクランブルの初期値とスクランブルの疑似ランダムパターン生成多項式とを変えているが、スクランブルの疑似ランダムパターン生成多項式のみを変えるようにしてもよい。スクランブルの疑似ランダムパターン生成多項式がフレーム毎に異なれば、データの誤りにより、連続する複数のフレーム内のデータに、フレーム同期ビットが連続して出現する可能性は低減される。すなわち、誤同期の可能性が低減される。
【００９９】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、複数の信号を多重化して伝送する場合の例である。複数の信号を波長分割多重伝送方式（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplex)による多重化して送信する場合、ある波長の信号が、別の波長のデータとして検知される場合がある。すると、別の波長用の受信データ処理部において、受信すべきでないデータを受信してしまう。そこで、第４の実施の形態では、波長毎にデータのスクランブル条件を変えるようにする。
【０１００】
図１３は、信号の多重化を行う通信システムの構成例を示す図である。なお、図１３では、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）や電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）は省略されている。
【０１０１】
図において、伝送装置６００には、波長＃１〜波長＃ｎ（ｎは自然数）それぞれに対応するｎ個の送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０と、多重化部６５０とが設けられている。各送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０には、個別のデータが入力される。送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０から送出されるフレームは、多重化部６５０に入力される。なお、送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０の内部構成は、図４に示した送信データ処理部１１０の構成と同じである。ただし、送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０のマルチフレームカウンタ部に定義されるマルチフレーム同期ビットの値とスクランブルの初期値とは、それぞれ異なる値である。多重化部６５０は、ｎ個の送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０から出力されたフレームの信号を波長分割多重により多重化し、伝送経路８００へ送出する。
【０１０２】
伝送装置７００は、分離部７１０と、波長＃１〜波長＃ｎのそれぞれに対応するｎ個の受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０とが設けられている。分離部７１０は、波長分割多重により多重化された信号を、波長毎の信号に分割する。そして、分割した信号を、各受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０へ送出する。受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０の内部構成は、図４に示した受信データ処理部２２０の構成と同じである。ただし、受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０のマルチフレームカウンタ部に定義されるマルチフレーム同期ビットの値とデスクランブルの初期値とは、それぞれ異なる値である。受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０からは、受信したフレームに含まれるデータが出力される。
【０１０３】
図１４は、波長毎のスクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。スクランブル／デスクランブル条件定義表５２０には、フレーム番号（ＭＦｘ）欄５２１と波長毎のスクランブル／デスクランブル条件設定欄５２２〜５２５が設けられている。波長毎のスクランブル／デスクランブル条件設定欄５２２〜５２５には、マルチフレーム同期ビットとスクランブル（ＳＣＲ）／デスクランブル（ＤＳＣＲ）との値がそれぞれ定義されている。
【０１０４】
図１４の例では、波長＃１の先頭のフレーム（ＭＦ１）のマルチフレーム同期ビットは「１１（１６進数）」である。波長＃２の先頭のフレーム（ＭＦ１）のマルチフレーム同期ビットは「２２（１６進数）」である。波長＃３の先頭のフレーム（ＭＦ１）のマルチフレーム同期ビットは「３３（１６進数）」である。波長＃ｎの先頭のフレーム（ＭＦ１）のマルチフレーム同期ビットは「ＦＦ（１６進数）」である。
【０１０５】
また、波長＃１の各フレーム番号のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値に関しては、図６に示した内容と同じである。波長＃２のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値は、波長＃１の各フレーム番号のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値が、１フレーム分前にシフトされている。そして、波長＃１の先頭のフレーム（ＭＦ１）に設定されていたＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値「ａｌｌ”１”」は、波長＃２では８番目のフレーム（ＭＦ８）のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値として設定されている。波長＃３のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値は、波長＃２の各フレーム番号のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値が、１フレーム分前にシフトされている。そして、波長＃２の先頭のフレーム（ＭＦ１）に設定されていたＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値「ａｌｌ”１”から６７ビット目」は、波長＃３では８番目のフレーム（ＭＦ８）のＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値として設定されている。以降、波長の順番が進む毎に、ＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値がシフトされる。
【０１０６】
図１４に示した波長毎のスクランブル／デスクランブル条件は、対応する波長の送信データ処理部のマルチフレームカウンタ部と受信データ処理部のマルチフレームカウンタ部とに定義されている。また、図１４に示したＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値は、対応する波長の送信データ処理部のスクランブル部と受信データ処理部のデスクランブル部とに定義されている。
【０１０７】
図１３，図１４に示したような構成の通信システムによれば、各送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０に入力されたデータには、それぞれ個別のマルチフレーム同期ビットが重畳され、フレームが生成される。各送信データ処理部６１０，６２０，６３０，６４０において生成されたフレーム内のデータは、それぞれ個別の初期値によりスクランブル処理が施される。データのスクランブルが行われた各フレームは、多重化部６５０において波長分割多重により多重化される。多重化された信号は、伝送経路８００へ送出される。
【０１０８】
伝送経路８００を介して伝送装置７００に送られた信号は、分離部７１０において、波長毎のフレームに分割され、それぞれ対応する受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０へ送出される。各受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０では、入力されたフレームのマルチ同期ビットにより、そのフレームが受信すべき波長のフレームであることを確認する。正しいフレームであれば、各受信データ処理部７２０，７３０，７４０，７５０により、そのフレームに含まれるデータに対して、それぞれ個別の初期値によるデスクランブル処理が行われる。デスクランブルされたデータは、それぞれの伝送路へ送出される。
【０１０９】
このようにして、波長多重等複数の送信信号から構成される場合に、各波長(最低隣接波長)毎にスクランブル状態(初期値、疑似ランダムパターン生成多項式)を可変させ、各波長に対応するデスクランブル初期値をもとにデスクランブル処理を行うことができる。これにより、ある波長用の送信データ処理部から送出されたフレームは、同じ波長用のマルチフレーム同期ビットおよびＳＣＲ／ＤＳＣＲ初期値が定義された受信データ処理部でしか受け取れなくなる。すなわち、各受信データ処理部は、自身が受け取るべき波長以外のフレームの信号が入力されても、同期が確立されずにすむ。また、もしフレームが受け取られたとしても、正しくデスクランブルされることはない。従って、誤った波長のデータを受信してしまうことが無くなる。
【０１１０】
［変形例］
なお、上記の説明では、海底に敷設されたケーブルを介した情報の伝送例を示したが、本発明は、それ以外の様々な通信システムにも適用できる。たとえば、インターネットのサーバ間のデータ通信や、ビデオ・オン・デマンドの情報配信にも適用できる。
【０１１１】
また、送信データ処理部や受信データ処理部にＦＥＣ(Forward Error Correction)等の誤り訂正機能を設けてもよい。たとえば、スクランブル部の手前とデスクランブル部の後とにＦＥＣの機能を設けておくことができる。誤り訂正機能と本発明に係る機能と組み合わせることで、エラーの訂正能力が向上する。すなわち、本発明を適用せずに誤り訂正機能だけを適用すると、伝送された信号に誤りがあってもその誤りを訂正することができるが、誤った信号がフレーム同期ビットと同じデータ配列になった場合、誤同期が発生し、正しいフレームを受け取れない。一方、本発明の機能を適用し、誤同期の発生率を低下させることで、フレームの信号に誤りがあっても正しく受信できる可能性が向上する。
【０１１２】
上記実施の形態では、連続するフレームのデータは、常に異なるスクランブル条件でスクランブルを行っているが、同期確立の保護段数が設定されている場合、保護段数より少ない数であれば、複数の連続するフレームにおいて同一のスクランブルを行ってもよい。たとえば、保護段数が３段であれば、データの誤りにより連続する２つのフレームのデータ内にフレーム同期ビットが発生しても、受信側では同期は確立しない。続くフレームのデータ内にフレーム同期ビットが検出された際に、同期が確立する。従って、連続の３つのフレームに対して同じスクランブルを行わなければ、誤同期を起こさずにすむ。
【０１１３】
また、上記の実施の形態では、スクランブル処理による符号化を行っているが、他の方法で符号化を行ってもよい。たとえば、データの秘匿性を重要視する場合には、様々な暗号化技術を用いて符号化（暗号化）することもできる。
【０１１４】
また、上記の実施の形態では、各フレームに重畳されるマルチフレーム同期ビットに特徴を持たせることで、受信側でのデスクランブル（復号化）の条件を判別できるようにしているが、フレーム同期ビットに特徴を持たせても、同様にデスクランブルの条件を判別できる。
【０１１５】
以上説明したように本発明では、複数のデータを、それぞれ異なる符号化条件で符号化するようにしたため、連続するデータの内容が同一であったとしても、符号化された後のデータは異なる内容となる。その結果、連続して受信される各データ中に、データの誤りにより同期用データが連続して検出される可能性が低減される。その結果、誤同期の可能性が低減される。
【０１１６】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の原理構成図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの利用例を示す図である。
図３は、伝送装置の概略構成を示すブロック図である。
図４は、送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。
図５は、第１の実施の形態のフレームフォーマットの一例を示す図である。
図６は、スクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。
図７は、スクランブル部の構成例を示す図である。
図８は、第２の実施の形態における送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。
図９は、第２の実施の形態におけるスクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。
図１０は、第３の実施の形態における送信データ処理部と受信データ処理部との構成を示すブロック図である。
図１１は、第３の実施の形態のスクランブル／デスクランブル条件定義表を示す図である。
図１２は、第３の実施の形態におけるスクランブル部の構成を示すブロック図である。
図１３は、信号の多重化を行う通信システムの構成例を示す図である。
図１４は、波長毎のスクランブル／デスクランブル条件定義表の一例を示す図である。
図１５は、従来の通信システムの構成例を示すブロック図である。
図１６は、従来技術のフレームフォーマットを示す図である。
【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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