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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022024402
(43)【公開日】2022-02-09
(54)【発明の名称】光受信機、光伝送システム、光伝送方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H03M 13/37 20060101AFI20220202BHJP
H04L 1/00 20060101ALI20220202BHJP
H04B 10/69 20130101ALI20220202BHJP
【ＦＩ】
H03M13/37
H04L1/00 B
H04B10/69 170
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020126958
(22)【出願日】2020-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000102739
【氏名又は名称】エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】松田 俊哉
(72)【発明者】
【氏名】中川 雅弘
(72)【発明者】
【氏名】益本 佳奈
(72)【発明者】
【氏名】山田 義朗
(72)【発明者】
【氏名】和田 朋之
(72)【発明者】
【氏名】片山 勝
【テーマコード（参考）】
5J065
5K014
5K102
【Ｆターム（参考）】
5J065AB01
5J065AC02
5J065AD03
5J065AE06
5K014BA05
5K102AA52
5K102PH01
5K102PH31
5K102RD28
(57)【要約】
【課題】スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能とする。
【解決手段】光受信機３０は、フレーマ部３２と、バッファ部３３と、誤り訂正復号部３４と、後段誤り訂正復号部３５とを備える。フレーマ部３２は、光伝送路１を介して受信され、スクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータＤ３ａにデスクランブルを行う。バッファ部３３は、デスクランブルのブロックデータＤ１ａを保持する。誤り訂正復号部３４は、上記保持ブロックデータＤ１ａに誤り訂正を行って復号する。後段誤り訂正復号部３５は、上記復号ブロックデータＤ４から、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を基に、バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正する。
【選択図】図１
【解決手段】光受信機３０は、フレーマ部３２と、バッファ部３３と、誤り訂正復号部３４と、後段誤り訂正復号部３５とを備える。フレーマ部３２は、光伝送路１を介して受信され、スクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータＤ３ａにデスクランブルを行う。バッファ部３３は、デスクランブルのブロックデータＤ１ａを保持する。誤り訂正復号部３４は、上記保持ブロックデータＤ１ａに誤り訂正を行って復号する。後段誤り訂正復号部３５は、上記復号ブロックデータＤ４から、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を基に、バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うフレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、当該ビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を備えることを特徴とする光受信機。
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、当該ビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を備えることを特徴とする光受信機。
【請求項2】
誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータを光伝送路へ送信する光送信機と、請求項１に記載の光受信機と
を備えることを特徴とする光伝送システム。
を備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項3】
ｋ（ｋ：誤り訂正可能な数値）ビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋…＋Ｘｍ（Ｍ）｛但し、ｍは何ビット前のビットデータを使用中かを表し、Ｘｍ（ｉ），（ｉ又はｊ＝整数）は、ブロックデータのビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（ｉ）＜ｍ（ｊ），（ｉ＜ｊ）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブルの生成多項式をｎ＜ｍ（１）に設定し、前記誤り訂正復号部においてブロックデータ内でｋビット以下のビット誤りが訂正された場合、訂正したビットの位置とスクランブルを解除するデスクランブルの生成多項式とから導出される後方側のブロックデータ内のビット誤り波及位置を記憶し、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータ内における前記記憶されたビット誤り波及位置のビットデータを、反転して誤り訂正復号を行う
ことを特徴とする光伝送システム。
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋…＋Ｘｍ（Ｍ）｛但し、ｍは何ビット前のビットデータを使用中かを表し、Ｘｍ（ｉ），（ｉ又はｊ＝整数）は、ブロックデータのビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（ｉ）＜ｍ（ｊ），（ｉ＜ｊ）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブルの生成多項式をｎ＜ｍ（１）に設定し、前記誤り訂正復号部においてブロックデータ内でｋビット以下のビット誤りが訂正された場合、訂正したビットの位置とスクランブルを解除するデスクランブルの生成多項式とから導出される後方側のブロックデータ内のビット誤り波及位置を記憶し、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータ内における前記記憶されたビット誤り波及位置のビットデータを、反転して誤り訂正復号を行う
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項4】
ｋ（ｋ：誤り訂正可能な数値）ビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）に設定し、前記誤り訂正復号部で前記特定誤り訂正が行われた場合、誤り訂正数がｋ以下となって誤り訂正が成功したパターンのデータに対して、誤り訂正ビット位置から第１波及ビット誤り位置を求め、次の後方側ブロック以降に波及ビット誤りがある場合は、この第２波及ビット誤り位置を求めた後、前記バッファ部に保持されたブロックデータにおいて、前記第１及び第２波及ビット誤り位置の波及ビット誤りを訂正し、次の後方側ブロックの誤り判定に移行する
ことを特徴とする光伝送システム。
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）に設定し、前記誤り訂正復号部で前記特定誤り訂正が行われた場合、誤り訂正数がｋ以下となって誤り訂正が成功したパターンのデータに対して、誤り訂正ビット位置から第１波及ビット誤り位置を求め、次の後方側ブロック以降に波及ビット誤りがある場合は、この第２波及ビット誤り位置を求めた後、前記バッファ部に保持されたブロックデータにおいて、前記第１及び第２波及ビット誤り位置の波及ビット誤りを訂正し、次の後方側ブロックの誤り判定に移行する
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項5】
１ビット誤り訂正及び２ビット誤り検出可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記誤り訂正復号部は、初期状態のフラグを０に設定し、ブロックデータに対してｐビット目である｛ｍ（１）＋１≦ｐ≦ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２）｝ビット目及び、｛ｐ＋ｍ（２）－ｍ（１）｝ビット目を反転したブロックデータ並びに、ビット反転を行わない合計（ｎ－ｍ（２）＋１）個のブロックデータの誤り判定を行い、
前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが０であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックデータに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックデータへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第１バッファ部内の該当後方側ブロックデータ内の波及ビット誤りを訂正し、
前記誤り訂正の結果が、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが１である第２判定結果であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックデータのビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第２バッファ部内の該当前方側ブロックデータの波及ビット誤りを訂正し、
前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内のビット誤り数の最小値が２であれば、前記誤り訂正復号部は、フラグを１に設定する
ことを特徴とする光伝送システム。
前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部と
を有する光送信機を備え、
前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、
前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部と
を有する光受信機を備え、
前記誤り訂正復号部は、初期状態のフラグを０に設定し、ブロックデータに対してｐビット目である｛ｍ（１）＋１≦ｐ≦ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２）｝ビット目及び、｛ｐ＋ｍ（２）－ｍ（１）｝ビット目を反転したブロックデータ並びに、ビット反転を行わない合計（ｎ－ｍ（２）＋１）個のブロックデータの誤り判定を行い、
前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが０であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックデータに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックデータへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第１バッファ部内の該当後方側ブロックデータ内の波及ビット誤りを訂正し、
前記誤り訂正の結果が、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが１である第２判定結果であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックデータのビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第２バッファ部内の該当前方側ブロックデータの波及ビット誤りを訂正し、
前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内のビット誤り数の最小値が２であれば、前記誤り訂正復号部は、フラグを１に設定する
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項6】
光受信機は、
誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うステップと、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するステップと、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号するステップと、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、この求められたビット誤り位置を基に、バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正するステップと
を実行することを特徴とする光伝送方法。
誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うステップと、
前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するステップと、
前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号するステップと、
前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、この求められたビット誤り位置を基に、バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正するステップと
を実行することを特徴とする光伝送方法。
【請求項7】
コンピュータを、請求項１に記載の光受信機として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異なるコンピュータの記憶装置間でデータ転送を行い、特に光ファイバと光増幅器から成る光伝送路で接続され、遠隔地に離間するコンピュータ間で光伝送によるデータ転送を行う光受信機、光伝送システム、光伝送方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
データセンタの急速なトラフィック増大を背景に、データセンタ間を接続する大容量伝送システムが求められている。従来は専用の波長多重分離（ＷＤＭ）伝送システムを用いるのが一般であった。
【0003】
データセンタ内のサーバやルータから出力されるイーサネット（登録商標）やＳＤＨ（synchronous digital hierarchy）等の伝送規格の光信号は、数百ｋｍや数千ｋｍの長距離伝送時に発生するデータ誤りを訂正するために、誤り訂正符号（ＥＣＣ）を含めて次のように伝送されている。即ち、光信号は、ＷＤＭ伝送装置のトランスポンダに収容され、ＥＣＣを含む信号のフレームにマッピングされた後、ＷＤＭ信号として伝送されている。
【0004】
データセンタ内の記憶装置の一部は、信頼性向上のためＥＣＣ機能が用いられる（非特許文献１，２）。数十ｋｍ等の比較的短距離の光伝送路で発生するビット誤りが小さい場合は、ＥＣＣで符号化されたデータを直接伝送することで、従来の伝送装置で用いられていた誤り訂正が不要となり、伝送装置の簡易化が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－２００４５４号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】B. Schroeder et al., “DRAM Errors in the Wild: A Large-Scale Field Study,” in Proceedings of the 11th Internation Joint Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems (SIGMETRICS), Seattle, WA, June, 2009.
【非特許文献2】W. Liu et al., “Low-Power High-Throughput BCH Error Correction VLSI Design for Multi-Level Cell NAND Flash Memories,” IEEE Workshop on Signal Processing Systems (SIPS), pp. 248-253,(2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述した光伝送では、デジタル信号（データ）を伝送する際、受信側において受信信号からクロック信号を安定的に抽出する処理が行われている。この処理は、データの「０」や「１」が極端に長く連続しないように、送信側のスクランブラでデータにスクランブルをかけ、受信側のデスクランブラでスクランブルを解除（デスクランブル）することが一般的に行われている。
【0008】
データのスクランブル信号及びデスクランブル信号は、数ビット前の信号の情報を用いた生成多項式により決定される。しかし、スクランブラとデスクランブラ間においてデータにビット誤りが発生した際に、デスクランブルを行うと、例え１ビットのビット誤りであっても、ビット誤りが他のビットに波及する。この波及によりビット誤りが増加するため、誤り訂正後のビット誤り率が高くなる課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能とする光受信機、光伝送システム、光伝送方法及びプログラムを提供することを課題とする。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能とする光受信機、光伝送システム、光伝送方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うフレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、当該ビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを備えることを特徴とする光受信機である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図2】第１実施形態に係る光伝送システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】第２実施形態に係る光伝送システムにおいて、デスクランブル時における符号化ブロック内のビット誤りの波及を説明するブロック図である。
【図4】第２実施形態に係る光伝送システムにおいて、符号化ブロック内のビット誤り及び波及ビット誤りを説明するブロック図である。
【図5】第３実施形態に係る光伝送システムにおいて、デスクランブル時における符号化ブロック内のビット誤りの波及を説明するブロック図である。
【図6】第３実施形態に係る光伝送システムにおいて、符号化ブロック内のビット誤り及び波及ビット誤りを説明するブロック図である。
【図7】本発明の第４実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図8】第４実施形態に係る光伝送システムにおいて、符号化ブロック内のビット誤り及び波及ビット誤りを説明するブロック図である。
【図9】第４実施形態に対応する光伝送システムの実験構成を示すブロック図である。
【図10】実験結果を示す受信光パワーとビット誤り率との関係を示すグラフである。
【図11】実験結果を示す誤り訂正前ビット誤り率と、誤り訂正後ビット誤り率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜第１実施形態の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
＜第１実施形態の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【0013】
図１に示す光伝送システム（システムともいう）１０は、互いに離間する光送信機２０と光受信機３０とが、光ファイバや光増幅器等による光伝送路１で接続されて構成されている。
【0014】
光送信機２０は、記憶部２１と、フレーマ部２２と、Ｅ／Ｏ（Electrical/Optical）変換部２３とを備えて構成されている。
【0015】
光受信機３０は、Ｏ／Ｅ（Optical/Electrical）変換部３１と、フレーマ部３２と、バッファ部３３と、誤り訂正復号部３４と、後段誤り訂正復号部３５と、記憶部３６とを備えて構成されている。
【0016】
光送信機２０において、記憶部２１は、任意の誤り訂正符号を用いて、後述するリード・ソロモン符号やハミング符号等に符号化された複数のブロックデータ（符号化ブロック又はブロックともいう）が記憶されている。この記憶部２１からは、誤り訂正符号の長さで符号化されたブロックデータＤ１がフレーマ部２２へ出力される。ブロックデータＤ１は、複数のデータが時系列順に配列されたものである。
【0017】
但し、ブロックデータは、ある一定の長さ（ブロックサイズ）のビットデータ又はバイトデータの並びである。
【0018】
フレーマ部２２は、ブロックデータＤ１に代数演算（生成多項式による演算）を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してイーサネット（登録商標）やＳＤＨ等の伝送規格である信号のフレームを生成する。このフレーマ部２２はスクランブラを備え、スクランブラによって、ブロックデータＤ１の「０」と「１」を疑似ランダム化し、「０」や「１」が連続しないようなスクランブルによる符号化を行う。このスクランブル符号化されたブロックデータＤ２をＥ／Ｏ変換部２３へ出力する。
【0019】
Ｅ／Ｏ変換部２３は、ブロックデータＤ２を含む電気信号を、光信号のブロックデータＤ３に変換して出力する。このブロックデータＤ３を含む光信号は、光伝送路１を介して光受信機３０へ伝送される。
【0020】
ここで、第１実施形態では、ブロックデータの受信において、過去側の受信ブロックを前方側（又は前段）のブロック、現在側の受信ブロックを後方側（又は後段）のブロックと定義する。
【0021】
光受信機３０において、Ｏ／Ｅ変換部３１は、光送信機２０から受信されたブロックデータＤ３ａを含む光信号を、電気信号のブロックデータＤ２ａに変換してフレーマ部３２に出力する。
【0022】
フレーマ部３２は、電気信号のブロックデータＤ２ａからフレームを識別し、この識別したフレームからヘッダを取り除いた後、ブロックデータＤ２ａのスクランブルを、代数演算（生成多項式による演算）を用いて解除（デスクランブル）する。このデスクランブルされた符号化のブロックデータＤ１ａは、バッファ部３３へ出力される。
【0023】
バッファ部３３は、符号化されたブロックデータＤ１ａを一時的に保持し、誤り訂正復号部３４へ出力する。
【0024】
誤り訂正復号部３４は、符号化されたブロックデータＤ１ａを、誤り訂正を行って復号する。この復号されたブロックデータＤ４は、後段誤り訂正復号部３５へ出力されると共に、記憶部３６に記憶される。
【0025】
後段誤り訂正復号部３５は、誤り訂正された復号後のブロックデータＤ４を用いて次のような誤り訂正を行う。即ち、光伝送路１やＯ／Ｅ変換部３１でブロック内にデータのビット誤りが生じた場合、フレーマ部２２でのデスクランブルの際にビット誤りが生じたブロックよりも後方側のブロックにおいて、そのビット誤りが複数のデータに波及するケースがある。
【0026】
後段誤り訂正復号部３５は、誤り訂正復号部３４の訂正結果であるブロックデータＤ４から、後方側のブロックに波及するビット誤り位置を算出する。このビット誤り位置を基に、バッファ部３３に既に保持されている後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正する処理を行う。
【0027】
この処理を詳細に説明する。誤り訂正復号部３４がブロックデータＤ１ａからビット誤りを検出した際に、後段誤り訂正復号部３５は、そのビット誤り位置と、スクランブルを解除する多項式によるデスクランブルの位置とから、後方側のブロック内のビット誤り波及位置を計算する。この計算により、後方側の何れのブロックのビット位置にビット誤りが波及したか否かが分かるので、バッファ部３３に既に保持された、そのビット誤り位置のデータに対して誤り訂正を次のように行う。即ち、バッファ部３３内のビット誤り波及位置のビットを反転した後、誤り訂正復号を行う。
【0028】
上記のように、デスクランブルにより生じる波及ビット誤りの波及位置は、ビット誤りの位置が特定できれば、スクランブル及びデスクランブルの生成多項式から計算により一意に特定できる。
【0029】
ところで、データ伝送に要求される信号品質は、一般にビット誤り率が１０－１２程度に誤り訂正が行える必要性がある。誤り訂正符号では、訂正前と訂正後の双方のビット誤り率の関係が一意に決まるため、その双方の誤り訂正符号が適用可能なビット幅の領域も自ずと定まる。
【0030】
例えば、誤り訂正後のビット誤り率が１０－１２以下となるためには、第１実施形態の光伝送システム１０のようなデータ伝送装置等で用いられるリード・ソロモン符号（２５５，２３９）の場合、誤り訂正前のビット誤り率が１．８×１０－４以下となる必要があり、ＤＲＡＭ等で用いられるハミング符号（７２，６４）の場合、誤り訂正前のビット誤り率が１０－７以下となる必要がある。
【0031】
但し、リード・ソロモン符号（２５５，２３９）は、前側の数値（２５５）が全体のビット数（２５５ビット）であり、後側の数値（２３９）が実際に送るデータのビット長（２３９ビット）である。つまり、２３９ビットのデータを符号化して２５５ビットのデータを生成して送信する。
【0032】
ハミング符号は、データの伝送時に付加し、誤りを検知・訂正できる誤り訂正符号の一つである。通常、ハミング符号はブロック内に１つ存在する。
【0033】
また、誤り訂正前の符号化ブロックにビット誤りが含まれる確率は、符号化ブロック内のビット誤り数が訂正可能な数を超える確率、言い換えれば、誤り訂正が不可能な確率と等価である。従って、誤り訂正による誤り訂正後に十分な信号品質が得られる条件では、符号化ブロック内のビット誤り数が訂正可能なビット数ｋ＋１以上となる確率が十分に低くなる。言い換えれば、誤り訂正前にデータに含まれるビット誤りの数は、誤り訂正が可能な数以内であり、誤り訂正が不可能な数となることは殆どない。
【0034】
＜第１実施形態の動作＞
次に、第１実施形態に係る光伝送システム１０の動作を、図２のフローチャートを参照して説明する。
次に、第１実施形態に係る光伝送システム１０の動作を、図２のフローチャートを参照して説明する。
【0035】
図2に示すステップＳ１において、光送信機２０の記憶部２１には、任意の誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータが記憶されている。この記憶部２１からは、誤り訂正符号の長さで符号化され、複数のデータが時系列順に配列されたブロックデータ（ブロック）Ｄ１がフレーマ部２２へ出力される。
【0036】
ステップＳ２において、フレーマ部２２は、ブロックＤ１にスクランブラを施した後、ヘッダ情報を付与して信号のフレームを生成する。このスクランブル符号化されたブロックＤ２をＥ／Ｏ変換部２３へ出力する。
【0037】
ステップＳ３において、Ｅ／Ｏ変換部２３は、ブロックＤ２を含む電気信号を、光信号のブロックＤ３に変換し、ブロックＤ３を含む光信号を光伝送路１を介して光受信機３０へ伝送する。
【0038】
ステップＳ４において、光受信機３０のＯ／Ｅ変換部３１は、光送信機２０から受信したブロックＤ３ａを含む光信号を、電気信号のブロックＤ２ａに変換してフレーマ部３２に出力する。
【0039】
ステップＳ５において、フレーマ部３２は、電気信号のブロックＤ２ａからフレームを識別し、この識別したフレームからヘッダを取り除いた後、ブロックＤ２ａのスクランブルをデスクランブル（解除）する。このデスクランブルされた符号化のブロックＤ１ａは、バッファ部３３へ出力される。
【0040】
ステップＳ６において、バッファ部３３は、符号化されたブロックＤ１ａを一時的に保持し、誤り訂正復号部３４へ出力する。
【0041】
ステップＳ７において、誤り訂正復号部３４は、符号化されたブロックＤ１ａを、誤り訂正を行って復号する。この復号されたブロックＤ４は、後段誤り訂正復号部３５へ出力されると共に、記憶部３６に記憶される。
【0042】
ステップＳ８において、後段誤り訂正復号部３５は、誤り訂正復号部３４の訂正結果であるブロックＤ４から、後方側のブロックに波及するビット誤り位置を算出する。このビット誤り位置を基に、バッファ部３３に既に保持されている後方側のブロックの波及ビット誤りを、誤り訂正する処理を行う。この処理は、後段誤り訂正復号部３５が、バッファ部３３内のビット誤り波及位置のビットを反転した後、誤り訂正復号を行う。この誤り訂正されたブロックは記憶部３６に記憶される。
【0043】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態に係る光伝送システム１０の光受信機３０の効果について説明する。
第１実施形態に係る光伝送システム１０の光受信機３０の効果について説明する。
【0044】
光受信機３０は、少なくとも、フレーマ部３２と、バッファ部３３と、誤り訂正復号部３４と、後段誤り訂正復号部３５とを備える。
【0045】
フレーマ部３２は、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータＤ３ａが光伝送路１を介して受信された後に、受信されたブロックデータＤ３ａに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行う。
【0046】
バッファ部３３は、デスクランブルが行われたブロックデータＤ１ａを保持する。
誤り訂正復号部３４は、上記保持されたブロックデータＤ１ａを、誤り訂正を行って復号する。
後段誤り訂正復号部３５は、上記復号されたブロックデータＤ４から、当該ブロックデータＤ４のビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、この求められたビット誤り位置を基に、バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正する構成とした。
誤り訂正復号部３４は、上記保持されたブロックデータＤ１ａを、誤り訂正を行って復号する。
後段誤り訂正復号部３５は、上記復号されたブロックデータＤ４から、当該ブロックデータＤ４のビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、この求められたビット誤り位置を基に、バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正する構成とした。
【0047】
この構成によれば、スクランブラとデスクランブラ間においてデータにビット誤りが発生した際に、ビット誤りが他のビットに波及する波及ビット誤りを訂正できる。このため、上記データの波及ビット誤りを含むビット誤りを、デスクランブル時にビット誤り率が低くなるように誤り訂正できる。つまり、スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能にできる。
【0048】
また、第１実施形態の光伝送システム１０は、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータを光伝送路１へ送信する光送信機２０と、上述の光受信機３０とを備えることを特徴とする。
【0049】
この構成によれば、光伝送システム１０において、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータを、光送信機２０から光伝送路１へ送信する。光受信機３０で、光伝送路１からブロックデータＤ３ａを受信し、上述の光受信機３０の効果で説明したと同様の効果を得ることができる。
【0050】
＜第２実施形態の構成＞
次に、本発明の第２実施形態に係る光伝送システムが、第１実施形態の光伝送システム１０と異なる点は、図１に示す記憶部２１の記憶データと、フレーマ部２２の処理と、後段誤り訂正復号部３５の処理とを次のようにした点にある。
次に、本発明の第２実施形態に係る光伝送システムが、第１実施形態の光伝送システム１０と異なる点は、図１に示す記憶部２１の記憶データと、フレーマ部２２の処理と、後段誤り訂正復号部３５の処理とを次のようにした点にある。
【0051】
記憶部２１は、ｋビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する。但し、ｋは、誤り訂正可能な数値であり、１０－７等のハミング符号や、リード・ソロモン符号等である。
【0052】
フレーマ部（第１フレーマ部）２２は、第１実施形態と同様にフレームを生成し、各ビットに対してスクランブルを行う。更に、フレーマ部２２は、記憶部２１に記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋…＋Ｘｍ（Ｍ）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータＤ１（図１）の対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（ｉ）＜ｍ（ｊ），（ｉ＜ｊ）とする｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する。
【0053】
但し、ｉは整数であり、ｉ＝１～Ｍを示す。ｍは、実際に何ビット前（前方側）のデータを使っているかを表す。生成多項式で使うビット目が、１ビット目はｍ（１）ビット目、２ビット目は前方側へｍ（２）ビット目、Ｍビット目は前方側へｍ（Ｍ）ビット目を生成多項式で使っている。
【0054】
後段誤り訂正復号部３５は次の処理を行う。まず、光伝送路１又は光受信機３０のＯ／Ｅ変換部３１等の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロック内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低いとする。この条件の場合、後段誤り訂正復号部３５は、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｎ＜ｍ（１）に設定する。
【0055】
この設定後に、誤り訂正復号部３４においてブロック内でｋビット以下のビット誤りを訂正した場合は、後段誤り訂正復号部３５は、その訂正したビットの位置とスクランブルを解除（デスクランブル）する生成多項式とから導出される後方側のブロック内のビット誤り波及位置を記憶する。更に、後段誤り訂正復号部３５は、後段のブロックを復号する場合、その記憶されたビット誤り波及位置のビットを反転した後、誤り訂正復号を行う。
【0056】
図３の上から１段目に、光受信機３０のフレーマ部（第２フレーマ部）３２に入力される受信データＤ２ａ（図１）を示し、先に受信された前方側の符号化ブロックｊ－１と、これに連続する後方側の符号化ブロックｊとを示す。ブロックｊ－１は、前方側に向かう先頭のビットデータＸｊ－１，０から、後方側の末尾のビットデータＸｊ－１，ｎ－１までの複数ビットのデータを有する。ブロックｊは、先頭のビットデータＸｊ，０から、末尾のビットデータＸｊ，ｎ－１までの複数ビットのデータを有する。
【0057】
ここで、ｎ＜ｍ（１）の関係から、図３に示すように、前方側のブロックｊ－１内の任意のビットは、デスクランブルにより、同一ブロックｊ－１内の他のビットの影響を受けない。従って、ブロックｊ－１におけるビット誤り数はｋ以下となり、誤り訂正符号による誤り訂正が可能となる。
【0058】
図３に示すブロックｊ－１内のｍ（１）ビットや、ｍ（２）ビットの位置は、光送信機２０のフレーマ部２２のスクランブラによって決まっている。デスクランブルは、その逆を行えばよい。
【0059】
上記スクランブラでは、ブロックの各ビットに対してスクランブルを行う。例えば、ｍ（１）ビット前のデータと、ｍ（２）ビット前のデータとを用いて新しいビットを生成するスクランブルを行う。デスクランブルは、その逆を行えばよい。
【0060】
図３に示すブロックｊ－１におけるｍ（２）ビット前のビットデータＸｊ－１，２ｎ－ｍ（２）－１はＥＸＯＲ（排他的論理和回路）３２ａ，３２ｂを介し、ｍ（１）ビット前のビットデータＸｊ－１，２ｎ－ｍ（１）－１はＥＸＯＲ３２ｂを介して、後方側のブロックｊの末尾のビットデータＸｊ，ｎ－１が出力されるＥＸＯＲ３２ｃに出力される。
【0061】
更に説明すると、ブロックｊ－１の各ビットデータＸｊ－１，２ｎ－ｍ（２）－１，Ｘｊ－１，２ｎ－ｍ（１）－１は、十分に離間した後方側のブロックｊのビットデータに出力するように設定してある。この設定によって、各ビットデータＸｊ－１，２ｎ－ｍ（２）－１，Ｘｊ－１，２ｎ－ｍ（１）－１内のビット誤りをデスクランブル時に、誤りの波及無しに誤り訂正できる。更に説明すれば、データの誤りは、この誤りが存在するブロックのデータには波及（影響）しないので、必ず訂正できる。
【0062】
そのデスクランブルは、フレーマ部３２によって行われる。図３の２段目に示すデスクランブル後の受信データＤ１ａ（図１）を、Ｘの右側に「‘」を付けて示す。即ち、ブロックｊ－１は、先頭のビットデータＸ‘ｊ－１，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ－１，ｎ－１までのデスクランブルされた複数ビットのデータを有する。ブロックｊは、先頭のビットデータＸ‘ｊ，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１までのデスクランブルされた複数ビットのデータを有する。その末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１は、ＥＸＯＲ３２ｃからのデスクランブル後のデータであることを示す。
【0063】
次に、図４の１段目に、フレーマ部３２に入力される受信データＤ２ａを示し、先に受信された前方側の符号化ブロックｊ（図３参照）と、これに連続する後方側の符号化ブロックｊ＋１とを示す。ブロックｊは、先頭のビットデータＸｊ，０から、末尾のビットデータＸｊ，ｎ－１までの複数ビットのデータを有する。ブロックｊ＋１は、先頭のビットデータＸｊ＋１，０から、末尾のビットデータＸｊ＋１，ｎ－１までの複数ビットのデータを有する。但し、ブロックｊには、末尾のビットデータＸｊ，ｎ－１の前方側に、誤りが生じたビットデータＸｊ，ｄを含む。
【0064】
図４の２段目に、フレーマ部３２によるデスクランブル後の受信データＤ１ａ（図１）を、Ｘの右側に「‘」を付けて示す。ブロックｊは、先頭のビットデータＸ‘ｊ，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１までのデスクランブルされた複数ビットのデータを有する。ブロックｊ＋１は、先頭のビットデータＸ‘ｊ＋１，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ＋１，ｎ－１までのデスクランブルされた複数ビットのデータを有する。
【0065】
また、ブロックｊには、末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１の前方側に、誤りが生じたビットデータＸ‘ｊ，ｄを含む。ブロックｊ＋１には、先頭のビットデータＸ‘ｊ＋１，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ＋１，ｎ－１間に、波及誤りが生じたビットデータＸ‘ｊ＋１，ｍ（２）－ｎ＋ｄ，Ｘ‘ｊ＋１，ｍ（１）－ｎ＋ｄを含む。
【0066】
１段目に示すブロックｊ内の誤りビットデータＸ‘ｊ，ｄはＥＸＯＲ３２ｄに出力され、この位置から、ＥＸＯＲ３２ｅを介して十分に離間した後方側のブロックｊ＋１のビットデータＸｊ＋１，ｍ（１）－ｎ＋ｄ－１が出力されるＥＸＯＲ３２ｆに出力される。このＥＸＯＲ３２ｆからデスクランブルされた波及誤りビットデータＸ‘ｊ＋１，ｍ（１）－ｎ＋ｄ（２段目）が出力される。
【0067】
また、１段目に示すブロックｊ内の誤りビットデータＸ‘ｊ，ｄは、ＥＸＯＲ３２ｇに出力され、この位置から、十分に離間した後方側のブロックｊ＋１のビットデータＸｊ＋１，ｍ（２）－ｎ＋ｄが出力されるＥＸＯＲ３２ｈに出力される。このＥＸＯＲ３２ｈからデスクランブルされた波及誤りビットデータＸ‘ｊ＋１，ｍ（２）－ｎ＋ｄ（２段目）が出力される。
【0068】
図４の３段目に、誤り訂正復号部３４による誤り訂正後に、後段誤り訂正復号部３５によりビット誤り波及位置のビットを反転して誤り訂正されたバッファ部３３内の受信データ～Ｄ１ａを、Ｘの左側に「～」を付けて示す。この誤り訂正されたビットデータは、ブロックｊ内ではビットデータ～Ｘ‘ｊ，ｄであり、ブロックｊ＋１内では、ビットデータ～Ｘ‘ｊ＋１，ｍ（２）－ｎ＋ｄ，～Ｘ‘ｊ＋１，ｍ（１）－ｎ＋ｄである。
【0069】
更に説明する。誤り訂正復号部３４よって、バッファ部３３から出力されるデスクランブル後の受信データＤ１ａの誤りビットデータＸ‘ｊ，ｄを誤り訂正する。次に、後段誤り訂正復号部３５によって、その訂正したビットの位置とデスクランブルする生成多項式とから、後方側のブロックＪ＋１内のビット誤り波及位置を導出する。更に、後段誤り訂正復号部３５は、その導出されたビット誤り波及位置に基づき、バッファ部３３内に保持された後方側のブロックＪ＋１の波及ビット誤りのデータを反転した後、誤り訂正復号を行う。
【0070】
＜第２実施形態の効果＞
第２実施形態に係る光伝送システムの効果について説明する。光伝送システムは、光送信機２０と光受信機３０とを備える。
第２実施形態に係る光伝送システムの効果について説明する。光伝送システムは、光送信機２０と光受信機３０とを備える。
【0071】
光送信機２０は、記憶部２１とフレーマ部２２とを備える。
【0072】
記憶部２１は、ｋ（ｋ：誤り訂正可能な数値）ビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する。
【0073】
フレーマ部２２は、その記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋…＋Ｘｍ（Ｍ）｛但し、ｍは何ビット前のビットデータを使用中かを表し、Ｘｍ（ｉ），（ｉ＝整数の１～Ｍ）は、ブロックデータのビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（ｉ）＜ｍ（ｊ），（ｉ＜ｊ）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する。
【0074】
光受信機３０は、フレーマ部３２と、バッファ部３３と、誤り訂正復号部３４と、後段誤り訂正復号部３５とを備える。
【0075】
フレーマ部３２は、光送信機２０のフレーマ部２２によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路１を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う。
【0076】
バッファ部３３は、デスクランブルが行われたブロックデータを保持する。
誤り訂正復号部３４は、その保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する。
誤り訂正復号部３４は、その保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する。
【0077】
後段誤り訂正復号部３５は、次の処理を行う。即ち、光伝送路１又は光受信機３０の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブルの生成多項式をｎ＜ｍ（１）に設定する。この設定時に、誤り訂正復号部３４においてブロックデータＪ内でｋビット以下のビット誤りが訂正された場合、訂正したビットの位置とスクランブルを解除するデスクランブルの生成多項式とから導出される後方側のブロックデータＪ＋１内のビット誤り波及位置を記憶する。バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータＪ＋１内における前記記憶されたビット誤り波及位置のビットデータを、反転して誤り訂正復号を行う構成とした。
【0078】
この構成によれば、ビット誤りが発生したブロックデータＪの後方側のブロックデータＪ＋１内のビット誤り波及位置を求める。このビット誤り波及位置により、バッファ部３３に保持された後方側のブロックデータＪ＋１内における波及ビット誤り位置を導出し、この導出された波及ビット誤りデータを訂正できる。この訂正によって、後方側のブロックデータＪ＋１内のビット誤り数をｋ以下とできる。以降、同様の手順で誤り訂正が可能となる。
【0079】
＜第３実施形態の構成＞
次に、本発明の第３実施形態に係る光伝送システムが、第２実施形態の光伝送システムと異なる点は、誤り訂正復号部３４（図１参照）及び後段誤り訂正復号部３５（図１参照）の処理を次のようにした点にある。第３実施形態では、同一ブロック内に、ビット誤りに対する波及誤りが発生した場合に誤り訂正を行うことを特徴とする。
次に、本発明の第３実施形態に係る光伝送システムが、第２実施形態の光伝送システムと異なる点は、誤り訂正復号部３４（図１参照）及び後段誤り訂正復号部３５（図１参照）の処理を次のようにした点にある。第３実施形態では、同一ブロック内に、ビット誤りに対する波及誤りが発生した場合に誤り訂正を行うことを特徴とする。
【0080】
誤り訂正復号部３４は、ブロックデータＤ１ａに対して誤り訂正を行って復号する。この誤り訂正の際に、誤り訂正復号部３４は、同一ブロック内で波及ビット誤りが発生し得るｍ１＋１ビット目から後方側のｎビット目のデータ全ての組み合わせにおいてビット反転を行って誤り訂正を行う。この誤り訂正を特定誤り訂正という。
【0081】
後段誤り訂正復号部３５は次の処理を行う。まず、光伝送路１又は光受信機３０のＯ／Ｅ変換部３１等の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロック内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低いとする。この条件の場合、後段誤り訂正復号部３５は、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）に設定する。
【0082】
この設定後に、誤り訂正復号部３４で上述した特定誤り訂正が行われた場合、後段誤り訂正復号部３５は、誤り訂正数がｋ以下となって誤り訂正が成功したパターンのデータに対して、誤り訂正ビット位置から波及ビット誤り位置（第１位置又は第１波及ビット誤り位置）を求めて記憶する。
【0083】
更に、後段誤り訂正復号部３５は、次の後方側ブロック以降に波及ビット誤りがある場合は、この波及ビット誤り位置（第２位置又は第２波及ビット誤り位置）を記憶する。次に、後段誤り訂正復号部３５は、バッファ部３３内のブロックデータにおいて、上記記憶された第１位置及び第２位置の波及ビット誤りを訂正し、次の後方側ブロックの誤り判定に移行する。
【0084】
このような特徴を有する第３実施形態の光受信機３０では、上記スクランブル生成多項式ｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）の関係から、図５の１段目に示すデータＤ２ａが入力される符号化ブロックｊ内のｍ（１）＋１ビット目からｎビット目の間に、同一ブロックｊ内の他のビットからの波及ビット誤りが最大ｋ（Ｍ０－１）ビット（図５の３段目参照）含まれる。
【0085】
１段目のブロックｊ内においては、ｍ（Ｍ０－１）ビットからｍ（１）＋１ビットのデータを使ってスクランブルが掛かっている。但し、Ｍは、スクランブルの生成多項式で使う自ビット以外のビット数を表す。例えば、Ｍが３であれば、自ビットと、これ以外の３ビットを使うことを表す。ｍは、実際に何ビット前のデータを使っているかを表す。生成多項式で使うビット目は、１ビット目はｍ（１）ビット目、２ビット目はｍ（２）ビット目、Ｍ０－１目はｍ（Ｍ０－１）ビット目となる。
【0086】
例えば、１段目のブロックｊ内のｍ（１）＋１ビットのデータを使って、フレーマ部３２（図１参照）でデスクランブルを掛けると、２段目のデータＤ１ａが入力されるブロックｊは、先頭のビットデータＸ‘ｊ，０から末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１までのデスクランブルされた複数ビットのデータとなる。
【0087】
この際、図５に示す３段目のブロックｊに示すように、ビットデータＸ‘ｊ，ｍ（１）から末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１までの中において、最大ｋ（Ｍ０－１）ビットで同一ブロックｊ内からの波及ビット誤りが生じる。但し、３段目のブロックｊにもデータＤ１ａが入力されるが、２段目と混同を避けるため、符号Ｄ１ａ１を付している。
【0088】
次に、同一ブロックｊ内で波及ビット誤りが生じた際の誤り訂正について、図６に示す最も上の１段目～最も下のｎ段目のブロックｊを参照して説明する。但し、１段目～ｎ段目のブロックｊには同じデータＤ１ａが入力されるが、互いの混同を避けるため、入力データに符号Ｄ１ａ１，Ｄ１ａ２，Ｄ１ａ３，Ｄ１ａ４（ｎ段目）を付している。
【0089】
【0090】
図６に示す２段目の入力データＤ１ａ２が入力されるブロックｊには、１段目のブロックｊのデータをコピーしたビット反転無しのデータを示す。２段目のブロックｊでは、末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１から２つ目迄のビットデータＸ‘ｊ，ｍ（１）＋１が波及ビット誤りであるとする。
【0091】
次に、３段目のデータＤ１ａ３が入力されるブロックｊから、ｎ段目のデータＤ１ａ４が入力されるブロックｊでは、太線枠を括弧Ｊ１で括って示すように、波及ビット誤りが起こり得る全てのデータパターンに対して反転処理した様態を示す。
【0092】
３段目のブロックｊは、波及ビット誤りが生じる直前の１ビットデータＸ‘ｊ，ｍ（１）を反転した様態を示す。ｎ段目のブロックｊは、３つ全てのビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１、Ｘ‘ｊ，ｍ（１）＋１、Ｘ‘ｊ，ｍ（１）を反転した様態を示す。
【0093】
この反転処理で、３段目～ｎ段目の何れかの段で誤り訂正できるパターンが存在するので、誤り訂正復号部３４（図１参照）は、ステップ３４ａに示す誤り判定で、何れの段のパターンが誤り訂正を成功したか否かを判定する。
【0094】
次に、誤り訂正復号部３４は、ステップ３４ｂで上記誤り訂正が成功したパターン（ブロック）をセレクトし、ステップ３４ｃにおいて、そのセレクトされたパターンで誤り訂正を行う。この誤り訂正によって、誤りビット位置が分かり、自動的に、後段誤り訂正復号部３５で波及誤りビットも分かる。この後は、後段誤り訂正復号部３５は、ステップ３５ａにおいて、次ブロック以降（後方側のブロック）の波及ビット誤りを訂正する。
【0095】
＜第３実施形態の効果＞
第３実施形態に係る光伝送システムの効果について説明する。この光伝送システムは、上記第２実施形態と同じ光送信機２０と、光受信機３０とを備える。光受信機３０の誤り訂正復号部３４及び後段誤り訂正復号部３５の処理が第２実施形態と異なる。
第３実施形態に係る光伝送システムの効果について説明する。この光伝送システムは、上記第２実施形態と同じ光送信機２０と、光受信機３０とを備える。光受信機３０の誤り訂正復号部３４及び後段誤り訂正復号部３５の処理が第２実施形態と異なる。
【0096】
誤り訂正復号部３４は、バッファ部３３に保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する。この際、誤り訂正復号部３４は、同一ブロックデータ内で波及ビット誤りが発生し得るｍ１＋１ビット目から後方側のｎビット目のデータ全ての組み合わせにおいてビット反転を行うことによる特定誤り訂正を行う。
【0097】
後段誤り訂正復号部３５は、上記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する。
【0098】
更に、後段誤り訂正復号部３５は、光伝送路１又は光受信機３０の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）に設定する。更に、誤り訂正復号部３４で上記特定誤り訂正が行われた場合、誤り訂正数がｋ以下となって誤り訂正が成功したパターンのデータに対して、誤り訂正ビット位置から第１波及ビット誤り位置を求め、次の後方側ブロック以降に波及ビット誤りがある場合は、この第２波及ビット誤り位置を求める。この後、バッファ部３３に保持されたブロックデータにおいて、第１及び第２波及ビット誤り位置の波及ビット誤りを訂正し、次の後方側ブロックの誤り判定に移行する構成とした。
【0099】
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。同一ブロック内において、波及ビット誤りが発生し得るｍ（１）＋１ビット目からｎビット目の全ての組み合わせに対してビット反転を行った各パターン及びビット反転を行わないパターンに対して誤り訂正を行う。この誤り訂正によって、全ての波及ビット誤りを反転させるパターンが必ず存在し、ビット誤り数がｋ以下となるため、誤り訂正符号による誤り訂正が可能となる。
【0100】
また、誤り訂正が可能なパターンに対して誤り訂正を行った際、誤ったビット位置が特定できるので、以降の符号化ブロック内の波及ビット誤り位置を計算できる。この位置の波及ビット誤りをバッファ部内で訂正することで、以降順次入力される符号化ブロック内のビット誤り数もｋ以下となり、順次同様の手順で誤り訂正を行うことが可能となる。
【0101】
＜第４実施形態の構成＞
図７は、本発明の第４実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。第４実施形態に係る光伝送システム１０Ａは、光伝送路１で接続された光送信機２０Ａ及び光受信機３０Ａを備える。光伝送システム１０Ａが第１実施形態の光伝送システム１０（図１）と異なる点は、光送信機２０Ａの記憶部２１及びフレーマ部２２並びに、光受信機３０Ａの誤り訂正復号部３４及び後段誤り訂正復号部３５の処理機能にある。また、光送信機２０Ａには第２バッファ部３３ｂを追加しており、第１バッファ部３３ａは第１実施形態のバッファ部３３と同じものである。
図７は、本発明の第４実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。第４実施形態に係る光伝送システム１０Ａは、光伝送路１で接続された光送信機２０Ａ及び光受信機３０Ａを備える。光伝送システム１０Ａが第１実施形態の光伝送システム１０（図１）と異なる点は、光送信機２０Ａの記憶部２１及びフレーマ部２２並びに、光受信機３０Ａの誤り訂正復号部３４及び後段誤り訂正復号部３５の処理機能にある。また、光送信機２０Ａには第２バッファ部３３ｂを追加しており、第１バッファ部３３ａは第１実施形態のバッファ部３３と同じものである。
【0102】
光送信機２０Ａにおいて、記憶部２１は、１ビット誤り訂正及び２ビット誤り検出可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する。
【0103】
フレーマ部（第１フレーマ部）２２は、第１実施形態と同様にフレームを生成すると共に、各ビットに対してスクランブルを行う。更に、フレーマ部２２は、記憶部２１に記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータＤ１（図７）の対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）とする｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する。但し、ｍは、実際に何ビット前（前方側）のデータを使っているかを表す。
【0104】
光受信機３０において、第１バッファ部３３ａは、フレーマ部２２で符号化されたブロックデータＤ１ａを一時的に保持し、誤り訂正復号部３４へ出力する。第２バッファ部３３ｂは、誤り訂正復号部３４で誤り訂正されたブロックデータＤ４を一時的に保持し、記憶部３６へ出力する。
【0105】
誤り訂正復号部３４は、ブロックデータＤ１ａに対して誤り訂正を行って復号する。この誤り訂正の際に、同一ブロック内において、誤り訂正可能ビットは１ビットであるが、最大２ビット迄の誤り発生によるビット誤り数が検出可能となっている。
【0106】
また、誤り訂正復号部３４は、初期状態のフラグを０に設定し、符号化ブロックに対してｐビット目である｛ｍ（１）＋１≦ｐ≦ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２）｝ビット目及び、｛ｐ＋ｍ（２）－ｍ（１）｝ビット目を反転したブロック並びに、ビット反転を行わない合計（ｎ－ｍ（２）＋１）個のブロックの誤り判定を行う。但し、誤り訂正復号部３４は、フラグを０又は１に設定する処理機能を有する。フラグ０は、前方側ブロックから後方側ブロックへの波及ビット誤りが無いことを示し、フラグ１は波及ビット誤りが有ることを示す。
【0107】
その判定によって、誤り訂正復号部３４は、ブロック内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが０である第１判定結果であれば、そのパターンのブロックに対して誤り訂正を行う。フラグ０の場合は、前方側（前段）ブロックからの波及ビット誤りが無いことを示す。
【0108】
第１判定結果の場合、後段誤り訂正復号部３５は、その誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて第１バッファ部３３ａ内の該当後方側ブロック内の波及ビット誤りを訂正（後段誤り訂正）し、次の後方側ブロックの処理に移行する。
【0109】
また、誤り訂正復号部３４は、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが１である第２判定結果であれば、そのパターンのブロックに対して誤り訂正を行う。ビット誤り数が１以下のパターンが存在する場合、誤り訂正符号による誤り訂正が可能となり、前述した第２実施形態と同様に、誤り訂正が可能なパターンに対して誤り訂正を行った際、誤ったビット位置が特定できる。
【0110】
また、フラグ１が立っている場合、誤り訂正がなされず第２バッファ部３３ｂにデータが保持されている状態であるため、第２バッファ部３３ｂ内のデータの波及ビット誤り訂正を行う処理が可能となる。フラグ１の場合は、前方側ブロックからの波及ビット誤りと判定し、次の後方側ブロックから見て前方側ブロックとなる当該ブロックのビット誤り位置を計算可能となっている。
【0111】
第２判定結果の場合、後段誤り訂正復号部３５は、その誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックのビット誤り位置を求め、この位置に応じて第２バッファ部３３ｂ内の該当前方側ブロックのビット誤りを訂正（前段誤り訂正）し、次のブロックの処理に移行する。
【0112】
更に、誤り訂正復号部３４は、ブロック内のビット誤り数の最小値が２の場合である第３判定結果であれば、フラグを１に設定して、次のブロックの処理に移行する。
【0113】
このような特徴を有する第４実施形態の光受信機３０Ａによる誤り訂正について、図８に示す最も上の１段目～最も下のｎ段目のブロックｊを参照して説明する。但し、１段目～ｎ段目のブロックｊには同じデータＤ１ａが入力されるが、互いの混同を避けるため、入力データに符号Ｄ１ａ５，Ｄ１ａ６，Ｄ１ａ７，Ｄ１ａ８（ｎ段目）を付している。
【0114】
図８に示す１段目のブロックｊは、３段目のデータＤ１ａ５が入力されるブロックｊに示すように、ビットデータＸ‘ｊ，ｍ（１）から末尾のビットデータＸ‘ｊ，ｎ－１までの中において、最大２ビットで波及ビット誤りが生じるとする。
【0115】
図８に示す２段目の入力データＤ１ａ６が入力されるブロックｊには、１段目のブロックｊのデータをコピーしたビット反転無しのデータを示す。
【0116】
次に、３段目のデータＤ１ａ７が入力されるブロックｊから、ｎ段目のデータＤ１ａ８が入力されるブロックｊでは、太線枠を括弧Ｊ２で括って示すように、波及ビット誤りが２つ起こり得る全てのデータパターンに対して反転処理した様態を示す。
【0117】
３段目のブロックｊは、波及ビット誤りが生じる２つのビットデータＸ‘ｊ，ｍ（１）、Ｘ‘ｊ，ｍ（2）を反転した様態を示す。ｎ段目のブロックｊも同様に波及ビット誤りが生じる２つのビットデータＸ‘ｊ，ｎ－ｍ（１）－ｍ（２）、Ｘ‘ｊ，ｎ－１を反転した様態を示す。
【0118】
つまり、波及ビット誤りが発生し得る（ｍ（１）＋１，ｍ（２）＋１）ビットから（ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２），ｎ）ビットの組み合わせに対して、ビット反転を行った各パターン及び、ビット反転を行わないパターンに対して誤り訂正を行うと、全ての波及ビット誤りを反転させるパターンが必ず存在し、ビット誤り数が２以下となる。
【0119】
この３段目～ｎ段目の何れかの段で誤り訂正できる２パターンが存在するので、誤り訂正復号部３４（図７参照）は、ステップ３４ｅに示す誤り判定で、何れの段のパターンが誤り訂正を成功したか否かを判定する。
【0120】
この判定により、誤り訂正復号部３４は、ステップ３４ｇで誤り訂正が成功したパターン（ブロック）を、ステップ３４ｆでセレクトする。このセレクトされる内容を、ステップ３４ｇ，３４ｈ，３４ｉに示す。
【0121】
ステップ３４ｇにおいて、誤り訂正復号部３４は、ブロック内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つ（＆）フラグが０である第１判定結果の場合に、そのパターンのブロックに対して誤り訂正を行う。
【0122】
この後、ステップＳ３５ｃにおいて、後段誤り訂正復号部３５は、上記ステップ３４ｇで誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて第１バッファ部３３ａ内の該当後方側ブロック内の波及ビット誤りを訂正する。
【0123】
この他のステップ３４ｈにおいて、誤り訂正復号部３４は、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つ（＆）フラグが１である第２判定結果の場合に、そのパターンのブロックに対して誤り訂正を行う。
【0124】
この後、ステップＳ３５ｄにおいて、後段誤り訂正復号部３５は、上記ステップ３４ｈで誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックのビット誤り位置を求め、この位置に応じて第２バッファ部３３ｂ内の該当前方側ブロックのビット誤りを訂正する。
【0125】
更にこの他、ステップ３４ｉにおいて、誤り訂正復号部３４は、ブロック内のビット誤り数の最小値が２の場合である第３判定結果であれば、フラグを１に設定して、次のブロックの処理に移行する。
【0126】
＜第４実施形態の効果＞
第４実施形態に係る光伝送システム１０Ａの光送信機２０Ａ及び光受信機３０Ａの特徴要素による効果について説明する。
第４実施形態に係る光伝送システム１０Ａの光送信機２０Ａ及び光受信機３０Ａの特徴要素による効果について説明する。
【0127】
光送信機２０Ａの記憶部２１は、１ビット誤り訂正及び２ビット誤り検出可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する。
【0128】
フレーマ部２２は、その記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する。
【0129】
光受信機３０Ａにおいて、第１バッファ部３３ａは、フレーマ部３２によりデスクランブルが行われたブロックデータを保持する。第２バッファ部３３ｂは、誤り訂正復号部３４で復号されたブロックデータを保持する。
【0130】
誤り訂正復号部３４は、初期状態のフラグを０に設定し、ブロックデータに対してｐビット目である｛ｍ（１）＋１≦ｐ≦ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２）｝ビット目及び、｛ｐ＋ｍ（２）－ｍ（１）｝ビット目を反転したブロックデータ並びに、ビット反転を行わない合計（ｎ－ｍ（２）＋１）個のブロックデータの誤り判定を行う。
【0131】
誤り訂正の結果が、ブロックデータ内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが０であれば、誤り訂正復号部３４は、当該パターンのブロックデータに対して誤り訂正を行い、後段誤り訂正復号部３５は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックデータへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第１バッファ部内の該当後方側ブロックデータ内の波及ビット誤りを訂正する。
【0132】
また、誤り訂正の結果が、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが１である第２判定結果であれば、誤り訂正復号部３４は、当該パターンのブロックに対して誤り訂正を行い、後段誤り訂正復号部３５は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックデータのビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第２バッファ部内の該当前方側ブロックデータの波及ビット誤りを訂正する。
【0133】
更に、誤り訂正の結果が、ブロックデータ内のビット誤り数の最小値が２であれば、誤り訂正復号部３４は、フラグを１に設定する構成とした。
【0134】
この構成によれば、同一ブロックデータにおいて、誤り訂正可能ビットは１ビットであるが、最大２ビット迄のビット誤りの発生が検出できる。この検出された誤り位置に応じて後方側ブロックデータ又は前方側ブロックデータのビット誤りを訂正できる。
【0135】
＜実験例＞
図９は、上述した第４実施形態の光伝送システム１０Ａを実機で構成した際の光伝送システムのブロック図である。
図９は、上述した第４実施形態の光伝送システム１０Ａを実機で構成した際の光伝送システムのブロック図である。
【0136】
光送信機２０Ａ（図７参照）は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成した記憶部２１Ｅと、復号器２１Ｅ１と、フレーマ２２Ｅとを備える。フレーマ２２Ｅは、図７に示したＥ／Ｏ変換部２３の機能を備えるとする。
【0137】
光受信機３０Ａ（図７参照）は、Ｏ／Ｅ変換部３１（図７）の機能を有する光モジュール３１Ｅと、ＦＰＧＡで構成したフレーマ３２Ｅと、復号器３２Ｅ１と、記憶部３６Ｅとを備える。但し、復号器３２Ｅ１は、図７に一点鎖線の枠内に示した第１バッファ部３３ａ、誤り訂正復号部３４、第２バッファ部３３ｂ及び後段誤り訂正復号部３５の機能を備えるとする。
【0138】
また、光伝送路１は、光モジュール１ａ及び可変光アッテネータ１ｂで実現してある。
【0139】
記憶部２１Ｅは、１ビット誤り訂正及び２ビット誤り検出可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する。復号器２１Ｅ１は、その記憶されたブロックデータＤ１を符号化してフレーマ２２Ｅへ出力する。
【0140】
フレーマ部２２Ｅは、ブロックデータＤ１ａに対して、第４実施形態で説明したと同様に、スクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する。このフレームによる光信号は、光モジュール１ａ及び可変光アッテネータ１ｂを介して光モジュール３１Ｅで受信され、電気信号に変換される。
【0141】
復号器３２Ｅ１は、第４実施形態で説明したと同様に誤り訂正復号部３４が行う判定処理と、誤り訂正復号部３４が第１バッファ部３３ａ又は第２バッファ部３３ｂのブロックデータに対して行う誤り処理とを実行する。
【0142】
復号器３２Ｅ１の誤り訂正の結果が前述した第１判定結果の場合、前述した後段誤り訂正復号部３５の処理と同様に、第１バッファ部３３ａの後方側ブロック内の波及ビット誤りを訂正する。
【0143】
第２判定結果の場合、復号器３２Ｅ１は、前方側ブロックのビット誤り位置に応じて第２バッファ部３３ｂの前方側ブロックのビット誤りを訂正する。
第３判定結果であれば、復号器３２Ｅ１は、フラグを１に設定して、次のブロックの処理に移行する。
第３判定結果であれば、復号器３２Ｅ１は、フラグを１に設定して、次のブロックの処理に移行する。
【0144】
但し、可変光アッテネータ１ｂでの減衰量を増やせば、光パワーが減少するのでビット誤り率が増加するようになっている。
【0145】
また、誤り訂正符号としてハミング符号（７２，６４）、フレーマとして１０ＧｂＥのphysical coding sublayer（ＰＣＳ）／physical medium attachment（ＰＭＡ）を用いた。この時、符号長ｎ＝７２、スクランブラ生成多項式のｍ（１）＝３９，ｍ（２）＝５８である。誤り訂正符号により、８バイトのデータに対して１バイトのパリティが付与されるので、８×８バイトのデータに対して８バイトのパリティを挿入する構成とした。
【0146】
この構成では、１ビット誤りが発生し得る５７６パターンに対してデータ領域の最後の２ビットにエラーが発生した場合、波及するビット誤りが同一ブロック内のパリティに発生するため、誤り訂正が不可となり、誤り訂正能力が若干低下する。
【0147】
フレーマ２２Ｅから出力されるスクランブルされた電気信号は、１０ＧＨｚの光モジュール１ａで光信号に変換されて出力され、受信光パワーを調整するための可変光アッテネータ１ｂを介して、受信側の光モジュール３１Ｅに入力される。送信データとして、１５段の疑似ランダムパターンを用いた。正常に受信したフレームに対してハミング符号の復号を行いビット誤り率を算出したとする。
【0148】
図１０に、上記実験結果の受信光パワー（ｄＢｍ）に対するビット誤り率を示す。図１０に示す曲線Ｔ２は、誤り訂正適用前のビット誤り率、曲線Ｔ１は、誤り訂正適用後のビット誤り率である。このように、誤り訂正後はビット誤り率が減少する。ビット誤り率１０－９で比較すると、２ｄＢ程度の受信感度改善が確認できる。同じ受信光パワーでも、ビット誤り率が低くなって改善されている。
【0149】
【0150】
図１１において、破線曲線Ｔ３は、ハミング符号（７２，６４）の誤り訂正前後のビット誤り率の理論値である。実線曲線Ｔ４は同一ブロック内のパリティに派生ビット誤りが生じる影響を考慮した理論値である。図１０に曲線Ｔ１，Ｔ２で示す実験結果は、図１１の理論値Ｔ３，Ｔ４とよく一致しており、本発明の効果が確認できる。つまり、ビット誤り率が低くなって改善されている。
【0151】
本実験では、波及ビット誤りが２つあるので、曲線Ｔ４のように何もしないと、誤り訂正した際の曲線Ｔ３の結果と比べて、３倍のビット誤りに増加（ビット誤り率が増加）することになる。
【0152】
また、本実施形態のコンピュータで実行されるプログラムについて説明する。コンピュータは、光受信機３０（図１）であるとする。
【0153】
このプログラムは、上記コンピュータを、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行う手段、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する手段、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する手段、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、この求められたビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを、誤り訂正する手段として機能させる。
【0154】
このプログラムによれば、上述した第１実施形態の光受信機３０の効果と同様の効果を得ることができる。
【0155】
＜効果＞
（１）誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うフレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、当該ビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを備えることを特徴とする光受信機である。
（１）誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを代数演算により解除するデスクランブルを行うフレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及するビット誤り位置を求め、当該ビット誤り位置を基に、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータの波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを備えることを特徴とする光受信機である。
【0156】
この構成によれば、スクランブラとデスクランブラ間においてデータにビット誤りが発生した際に、ビット誤りが他のビットに波及する波及ビット誤りを訂正できる。このため、上記データの波及ビット誤りを含むビット誤りを、デスクランブル時にビット誤り率が低くなるように誤り訂正できる。つまり、スクランブラとデスクランブラ間において発生したデータのビット誤りから生じるデスクランブル後の波及ビット誤りを訂正することで、デスクランブラ後に実行される誤り訂正が本来の性能を発揮することを可能にできる。
【0157】
（２）誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータを光伝送路へ送信する光送信機と、請求項１に記載の光受信機とを備えることを特徴とする光伝送システムである。
【0158】
この構成によれば、光伝送システムにおいて、誤り訂正符号に応じて符号化された複数のデータに、代数演算によるスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータを、光送信機から光伝送路へ送信する。光受信機で、光伝送路からブロックデータを受信し、デスクランブル後に誤り訂正を行う。この際、スクランブラとデスクランブラ間においてデータにビット誤りが発生した場合、光受信機において、ビット誤りが他のビットに波及する波及ビット誤りを訂正できる。このため、上記データの波及ビット誤りを含むビット誤りを、デスクランブル時にビット誤り率が低くなるように誤り訂正できる。
【0159】
（３）ｋ（ｋ：誤り訂正可能な数値）ビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋…＋Ｘｍ（Ｍ）｛但し、ｍは何ビット前のビットデータを使用中かを表し、Ｘｍ（ｉ），（ｉ又はｊ＝整数）は、ブロックデータのビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（ｉ）＜ｍ（ｊ），（ｉ＜ｊ）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部とを有する光送信機を備え、前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持するバッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを有する光受信機を備え、前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブルの生成多項式をｎ＜ｍ（１）に設定し、前記誤り訂正復号部においてブロックデータ内でｋビット以下のビット誤りが訂正された場合、訂正したビットの位置とスクランブルを解除するデスクランブルの生成多項式とから導出される後方側のブロックデータ内のビット誤り波及位置を記憶し、前記バッファ部に保持された前記後方側のブロックデータ内における前記記憶されたビット誤り波及位置のビットデータを、反転して誤り訂正復号を行うことを特徴とする光伝送システムである。
【0160】
この構成によれば、ビット誤りが発生したブロックデータの後方側のブロックデータ内のビット誤り波及位置を求める。このビット誤り波及位置により、バッファ部に保持された後方側のブロックデータ内における波及ビット誤り位置を導出し、この導出された位置の波及ビット誤りデータを訂正できる。この訂正によって、後方側のブロックデータ内のビット誤り数をｋ以下とできる。
【0161】
（４）ｋ（ｋ：誤り訂正可能な数値）ビット誤り訂正可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部とを有する光送信機を備え、前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを有する光受信機を備え、前記後段誤り訂正復号部は、前記光伝送路又は光受信機の受信側で発生したビット誤りが、１つのブロックデータ内でｋ＋１ビット以上発生する確率が十分に低い場合に、符号長ｎ及びスクランブル生成多項式をｍ（Ｍ０－１）≦ｎ＜ｍ（Ｍ０）＜ｍ（Ｍ）に設定し、前記誤り訂正復号部で前記特定誤り訂正が行われた場合、誤り訂正数がｋ以下となって誤り訂正が成功したパターンのデータに対して、誤り訂正ビット位置から第１波及ビット誤り位置を求め、次の後方側ブロック以降に波及ビット誤りがある場合は、この第２波及ビット誤り位置を求めた後、前記バッファ部に保持されたブロックデータにおいて、前記第１及び第２波及ビット誤り位置の波及ビット誤りを訂正し、次の後方側ブロックの誤り判定に移行することを特徴とする光伝送システムである。
【0162】
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。同一ブロック内において、波及ビット誤りが発生し得るｍ（１）＋１ビット目からｎビット目の全ての組み合わせに対してビット反転を行った各パターン及びビット反転を行わないパターンに対して誤り訂正を行う。この誤り訂正によって、全ての波及ビット誤りを反転させるパターンが必ず存在し、ビット誤り数がｋ以下となるため、誤り訂正符号による誤り訂正が可能となる。
【0163】
また、誤り訂正が可能なパターンに対して誤り訂正を行った際、誤ったビット位置が特定できるので、以降の符号化ブロック内の波及ビット誤り位置を計算できる。この位置の波及ビット誤りをバッファ部内で訂正することで、以降順次入力される符号化ブロック内のビット誤り数もｋ以下となり、順次同様の手順で誤り訂正を行うことが可能となる。
【0164】
（５）１ビット誤り訂正及び２ビット誤り検出可能な符号長ｎの誤り訂正符号を用いて符号化された複数のブロックデータを記憶する記憶部と、前記記憶されたブロックデータに対して、生成多項式Ｘ＝１＋Ｘｍ（１）＋Ｘｍ（２）｛但し、Ｘｍ（ｉ）はブロックデータの対象ビットに対してｍ（ｉ）ビット前のビットデータであるｍ（１）＜ｍ（２）を表す｝を用いたスクランブルを施した後、ヘッダ情報を付与してフレームを構成する第１フレーマ部とを有する光送信機を備え、前記第１フレーマ部によりスクランブルが施された複数のデータから成るブロックデータが光伝送路を介して受信された後に、受信されたブロックデータに当該スクランブルを生成多項式により解除するデスクランブルを行う第２フレーマ部と、前記デスクランブルが行われたブロックデータを保持する第１バッファ部と、前記保持されたブロックデータを、誤り訂正を行って復号する誤り訂正復号部と、前記復号されたブロックデータを保持する第２バッファ部と、前記復号されたブロックデータから、当該ブロックデータのビット誤りが、後方側のブロックデータに波及する波及ビット誤りを訂正して復号する後段誤り訂正復号部とを有する光受信機を備え、前記誤り訂正復号部は、初期状態のフラグを０に設定し、ブロックデータに対してｐビット目である｛ｍ（１）＋１≦ｐ≦ｎ＋ｍ（１）－ｍ（２）｝ビット目及び、｛ｐ＋ｍ（２）－ｍ（１）｝ビット目を反転したブロックデータ並びに、ビット反転を行わない合計（ｎ－ｍ（２）＋１）個のブロックデータの誤り判定を行い、前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内にビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが０であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックデータに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から後方側ブロックデータへの波及ビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第１バッファ部内の該当後方側ブロックデータ内の波及ビット誤りを訂正し、前記誤り訂正の結果が、ビット誤り数が１以下のパターンが存在し、且つフラグが１である第２判定結果であれば、前記誤り訂正復号部は、当該パターンのブロックに対して誤り訂正を行い、前記後段誤り訂正復号部は、当該誤り訂正を行ったビット誤り位置から前方側ブロックデータのビット誤り位置を求め、この位置に応じて前記第２バッファ部内の該当前方側ブロックデータの波及ビット誤りを訂正し、前記誤り訂正の結果が、ブロックデータ内のビット誤り数の最小値が２であれば、前記誤り訂正復号部は、フラグを１に設定することを特徴とする光伝送システムである。
【0165】
この構成によれば、同一ブロックデータにおいて、誤り訂正可能ビットは１ビットであるが、最大２ビット迄のビット誤りの発生が検出できる。この検出された誤り位置に応じて後方側ブロックデータ又は前方側ブロックデータのビット誤りを訂正できる。
【0166】
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【0167】
１ 光伝送路
１０，１０Ａ 光伝送システム
２０，２０Ａ 光送信機
２１ 記憶部
２２ フレーマ部
２３ Ｅ／Ｏ変換部
３０，３０Ａ 光受信機
３１ Ｏ／Ｅ変換部
３２ フレーマ部
３３ バッファ部
３３ａ 第１バッファ部
３３ｂ 第２バッファ部
３４ 誤り訂正復号部
３５ 後段誤り訂正復号部
３６ 記憶部
１０，１０Ａ 光伝送システム
２０，２０Ａ 光送信機
２１ 記憶部
２２ フレーマ部
２３ Ｅ／Ｏ変換部
３０，３０Ａ 光受信機
３１ Ｏ／Ｅ変換部
３２ フレーマ部
３３ バッファ部
３３ａ 第１バッファ部
３３ｂ 第２バッファ部
３４ 誤り訂正復号部
３５ 後段誤り訂正復号部
３６ 記憶部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】