JP6480257B2 - Optical communication apparatus and optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、前方誤り訂正符号を用いて光通信を行う際に、伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた最適な符号化率で光通信を行うための光通信技術に関する。 The present invention relates to an optical communication technique for performing optical communication at an optimum coding rate according to the code error characteristic of a propagation path when performing optical communication using a forward error correction code.
光伝送路を介して光信号を送受信する通信システムでは、伝搬経路の様々な状態変化に起因して信号波形が劣化し、符号誤りが発生する。一般に、このような符号誤りを訂正する技術として、誤り訂正符号が採用されており、その1つとして、前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)という手法がある。前方誤り訂正は、送信側で元データに冗長データを付加して送信し、受信側でその冗長データに基づき誤りの検出および訂正を行うものである。 In a communication system in which an optical signal is transmitted and received via an optical transmission line, a signal waveform is degraded due to various state changes of a propagation path, and a code error occurs. Generally, an error correction code is adopted as a technique for correcting such a code error, and one of them is a technique called forward error correction (FEC). In forward error correction, redundant data is added to original data and transmitted on the transmission side, and error detection and correction are performed on the basis of the redundant data on the reception side.
図19は、従来の光通信システムを示すブロック図である。従来、誤り訂正符号を用いてデータ通信を行う場合、送信側の光通信装置50では、入力された送信データからフレーム処理部で送信フレームを生成し、これを予め設定されている前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムにより符号化部で符号化することにより冗長データを付加して符号化し、得られた符号化データを光送受信部で光信号に変換して光伝送路Lから送信する。一方、受信側の光通信装置60では、光伝送路Lから受信した光信号を光送受信部で電気信号に変換し、符号化部で送信側に対応する符号化アルゴリズムにより復号し、得られた復号データに付加されている冗長データに基づき誤りの検出および訂正を行い、得られた受信フレームからフレーム処理部で受信データを抽出して出力する。
FIG. 19 is a block diagram showing a conventional optical communication system. Conventionally, when data communication is performed using an error correction code, in the
一般に、伝搬経路で発生する符号誤りは、白色雑音によるランダム誤りと、突発的な障害によって連続して発生するバースト誤りとに大別される。
例えば、10G−EPONシステムでは、光を信号媒体とし、信号波形は、急激な温度変化、応力集中、ファイバ破断等により、バースト誤りが発生するため、バースト誤りに対応可能な符号化アルゴリズムとして、リード・ソロモン符号RS(255,223)が採用されている。
In general, code errors occurring in the propagation path are roughly classified into random errors due to white noise and burst errors occurring continuously due to sudden failure.
For example, in the 10G-EPON system, light is used as a signal medium, and a signal waveform has a burst error due to rapid temperature change, stress concentration, fiber breakage, etc. Solomon code RS (255, 223) is adopted.
従来、このような前方誤り訂正を用いた符号化技術として、通信システムにおいて、具体的な誤り訂正符号としてハミング符号を採用した際に、物理層(PCS:Physical Coding Sublayer)で64B/66B符号を用いた場合に適応できる符号化技術が提案されている(例えば、特許文献1など参照)。
また、無線システムにおいては、データの一部を複数に分割して異なる生成多項式で畳み込みし、得られた符号化データをそれぞれ符号化していない残りの他のデータと多重化して、これら符号化データを時間的に離間して通信することにより、同一のバースト的符号誤りの影響を受けにくくして、バースト誤りとランダム誤りの両方からデータを保護する技術も提案されている(例えば、特許文献2など参照)。
Conventionally, when a Hamming code is adopted as a specific error correction code in a communication system as a coding technology using such forward error correction, 64B / 66B code is used in the physical layer (PCS: Physical Coding Sublayer). A coding technique that can be adapted when used is proposed (see, for example, Patent Document 1).
Also, in a wireless system, part of the data is divided into a plurality of parts, which are convoluted with different generator polynomials, and the obtained coded data is multiplexed with the remaining uncoded data, respectively, to obtain these coded data. There is also proposed a technique for protecting data from both burst errors and random errors by making them less susceptible to the same bursty code errors by communicating them temporally apart (for example, Patent Document 2) Etc.).
誤り訂正符号において、冗長データを増やせば高い訂正能力が得られるものの、冗長データにより通信帯域が削減されて転送効率が低下するというトレードオフが存在する。このため、誤り訂正符号のための符号化処理内容として、実際の伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた符号化率を用いる必要があり、特に、最低限の冗長データでより高い転送効率が得られる最適な符号化率を特定することが重要となる。 In the error correction code, a high correction capability can be obtained by increasing redundant data, but there is a trade-off that the communication bandwidth is reduced by the redundant data and the transfer efficiency is lowered. For this reason, it is necessary to use the coding rate according to the code error characteristic regarding the actual propagation path as the coding processing content for the error correction code, and in particular, higher transfer efficiency can be obtained with the minimum redundant data. It is important to identify the optimal coding rate.
しかしながら、前述した従来技術によれば、一定のバースト誤りやランダム誤りに対応できるものの、光伝送路端面や分岐光伝送路など伝搬経路上で発生する戻り光が存在する、10G−EPONシステムのような光通信システムの場合には、戻り光が正規分布に従わない雑音となるため、白色雑音系のランダム誤りに対応する符号化アルゴリズムでは、対応できないという問題点があった。 However, according to the prior art described above, although it is possible to cope with certain burst errors and random errors, as in the 10G-EPON system, there is return light generated on the propagation path such as the end face of the optical transmission line or branch optical transmission line In the case of the optical communication system, there is a problem that the coding algorithm corresponding to the random error of the white noise system can not cope with it because the return light becomes noise which does not follow the normal distribution.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、伝搬経路上で発生する戻り光が存在する場合であっても、伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた最適な符号化率で、前方誤り訂正符号によりデータ通信を行うことができるデータ通信技術を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve such a problem, and, even in the presence of return light generated on a propagation path, forward coding is performed at an optimal coding rate according to the code error characteristic regarding the propagation path. An object of the present invention is to provide a data communication technique capable of performing data communication by an error correction code.
このような目的を達成するために、本発明にかかる光通信装置は、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムおよび符号化率に基づいて、送信フレームを構成する送信ビット列を符号器により順に符号化した後、光送信器により光信号に電光変換し、光伝送路を介して相手光通信装置へ送信する光通信装置であって、前記相手光通信装置との間の伝搬経路上で発生する前記光送信器への戻り光に関する戻り光パラメータに基づいて、前記送信ビット列を符号化および電光変換して送信した場合における当該伝搬経路の符号誤り特性を推定するシミュレーション部と、推定された前記符号誤り特性に基づいて、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムで用いる前記符号化率を計算し、前記符号器に設定する符号化設定部とを備えている。 In order to achieve such an object, in the optical communication apparatus according to the present invention, transmission bit sequences constituting a transmission frame are sequentially encoded by an encoder based on a forward error correction encoding algorithm and a coding rate. An optical communication apparatus which electro-optically converts an optical signal into an optical signal by an optical transmitter and transmits the optical signal to the other optical communication apparatus through the optical transmission line, the light generated on a propagation path to the other optical communication apparatus A simulation unit for estimating a code error characteristic of the propagation path in a case where the transmission bit string is encoded and converted into an electrical signal and transmitted based on a return light parameter related to a return light to a transmitter, and the estimated code error characteristic And a coding setting unit configured to calculate the coding rate used in the forward error correction coding algorithm and to set the code rate in the encoder.
上記光通信装置において、前記シミュレーション部は、前記伝搬経路を模擬するレート方程式に対して前記戻り光パラメータを適用することにより、前記相手光通信装置に到達すると推定される推定光信号を計算し、得られた推定光信号をデジタル変換および復号して得られた推定ビット列を前記送信ビット列と比較することにより、当該伝搬経路の符号誤り特性を推定するようにしたものである。 In the above SL optical communication device, wherein the simulation unit, the by applying the returning light parameters, to calculate the estimated light signal is estimated to reach the destination optical communication device relative rate equation which simulates the propagation path The code error characteristic of the propagation path is estimated by comparing the estimated bit string obtained by digital conversion and decoding of the obtained estimated optical signal with the transmission bit string.
また、本発明にかかる上記光通信装置の一構成例は、前記シミュレーション部が、前記推定ビット列と前記送信ビット列とを比較することにより符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、前記符号化設定部は、前記シンボル誤り数に基づいて、前記符号化アルゴリズムで訂正する誤りバイト数を示す誤り訂正限界を特定し、当該誤り訂正限界と前記送信ビット列に含まれる全バイト数とに基づいて、前記符号化率を計算するようにしたものである。 In one configuration example of the above-described optical communication apparatus according to the present invention, the simulation unit counts the number of symbol errors regarding a coding symbol by comparing the estimated bit string and the transmission bit string, and the encoding setting unit Identifies an error correction limit indicating the number of error bytes to be corrected by the encoding algorithm based on the number of symbol errors, and the code based on the error correction limit and the total number of bytes included in the transmission bit string The conversion rate is calculated.
また、本発明にかかる上記光通信装置の一構成例は、前記シミュレーション部が、前記推定ビット列と前記送信ビット列とを比較することによりビット誤り数および符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、前記符号化設定部は、前記ビット誤り数および前記シンボル誤り数に基づいて、ビット誤りの発生間隔が符号化シンボル長未満となる頻度を示すバースト誤り指数を計算し、このバースト誤り指数に基づきブロック誤りまたはバースト誤りに適切な符号化アルゴリズムを選択して前記符号器に設定するようにしたものである。 In one configuration example of the above-described optical communication apparatus according to the present invention, the simulation unit counts the number of bit errors and the number of symbol errors related to coding symbols by comparing the estimated bit string and the transmission bit string, The coding setting unit calculates a burst error index indicating a frequency at which a bit error occurrence interval is less than the coding symbol length based on the bit error number and the symbol error number, and a block error is calculated based on the burst error index. Alternatively, an encoding algorithm appropriate for burst errors may be selected and set in the encoder.
また、本発明にかかる上記光通信装置の一構成例は、前記光送信器に関する光子寿命、キャリア寿命、第1の利得係数、第2の利得係数、透明キャリア密度、線幅増大係数、および自然放出光係数をそれぞれτ p 、τ c 、G、G s 、N 0 、α、およびβ sp とし、戻り光kに関する戻り光強度係数および戻り光遅延をそれぞれR k およびτ k とし、半導体のキャリア密度をNとし、前記送信ビット列の変調信号に関する注入電流密度をJとし、前記推定光信号の電界およびその位相成分をそれぞれEおよびφとした場合、前記レート方程式が後述する式(1)および式(2)からなるものである。 Further, one configuration example of the above-described optical communication device according to the present invention is a photon lifetime, a carrier lifetime, a first gain coefficient, a second gain coefficient, a transparent carrier density, a line width enhancement coefficient, and a natural with respect to the optical transmitter. The emitted light coefficients are τ p , τ c , G, G s , N 0 , α, and β sp , and the return light intensity coefficient and return light delay for the return light k are R k and τ k , respectively. Assuming that the density is N, the injection current density relating to the modulation signal of the transmission bit string is J, and the electric field of the estimated optical signal and its phase component are E and φ , respectively , the rate equation will be described later by Equation (1) and Equation It consists of (2) .
また、本発明にかかる光通信システムは、光伝送路を介して接続された第1および第2の光通信装置からなる光通信システムであって、当該第1の光通信装置が前述したいずれかの光通信装置からなるものである。 Further, an optical communication system according to the present invention is an optical communication system including first and second optical communication devices connected via an optical transmission line, wherein the first optical communication device is any one of the above-described optical communication devices. The optical communication device of
また、本発明にかかる上記光通信システムの一構成例は、前記第2の光通信装置が、前記第1の光通信装置から受信した受信ビット列に基づいて、訂正ブロックあたりのシンボル誤り数に関する分布を観測する符号誤り観測部を備え、前記第1の光通信装置は、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、前記符号誤り観測部で観測された前記観測結果に対応する、ブロック誤りまたはバースト誤りに適切な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いるようにしたものである。 In one configuration example of the above-described optical communication system according to the present invention, a distribution related to the number of symbol errors per correction block based on a received bit string received by the second optical communication device from the first optical communication device. And the first optical communication apparatus is a block error or burst error corresponding to the observation result observed by the code error observation unit as a forward error correction coding algorithm. Using an appropriate forward error correction coding algorithm.
本発明によれば、戻り光を考慮した場合の符号誤り特性が推定され、得られた符号誤り特性に基づき計算された符号化率が、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムで用いられることになる。このため、伝搬経路上に戻り光が存在する場合であっても、伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた最適な符号化率で、前方誤り訂正符号によりデータ通信を行うことが可能となる。 According to the present invention, the code error characteristic in the case of considering the return light is estimated, and the coding rate calculated based on the obtained code error characteristic is used in the coding algorithm for forward error correction. . Therefore, even when return light is present on the propagation path, it is possible to perform data communication with the forward error correction code at the optimum coding rate according to the code error characteristic of the propagation path.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる光通信システム1について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる光通信システムの構成を示すブロック図である。
この光通信システム1は、親局側となる光通信装置10と、子局側となる1つまたは複数の光通信装置20とからなり、これら光通信装置10に対してこれら光通信装置20が、光分波器30を介して接続されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
First, an
The
本発明にかかる光通信システム1を10G−EPONシステムに適用した場合、光通信装置10がOLT(Optical Line Terminal:局側終端装置)に相当し、光通信装置20がONU(Optical Network Unit:加入者側終端装置)に相当する。なお、本発明にかかる光通信システム1は、これに限定されるものではなく、前方誤り訂正符号を用いて光通信システムであれば、同様にして本発明を適用できる。
また、本発明では、理解を容易とするため、光通信装置10から光通信装置20へ送信する場合を例として説明するが、光通信装置20から光通信装置10に送信する場合についても、同様にして適用してもよい。
When the
Further, in the present invention, in order to facilitate understanding, the case of transmitting from the
[光通信装置]
光通信装置10には、主な機能部として、フレーム処理部11、符号化部12、光送受信部13、シミュレーション部14、および符号化設定部15が設けられている。
[Optical communication device]
The
フレーム処理部11は、外部に接続されている親局側通信端末(図示せず)から入力された送信データ(下りデータ)から送信フレーム(下りフレーム)を生成する機能と、符号化部12から入力された受信フレーム(上りフレーム)から受信データ(上りデータ)を抽出して送信側通信端末へ出力する機能を有している。
The
符号化部12は、フレーム処理部11から入力された送信フレームを構成する送信ビット列(下りビット列)を、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムおよび符号化率に基づき符号器12Bで符号化し、得られた送信符号化ビット列(下り符号化ビット列)を光送受信部13へ出力する機能と、光送受信部13から入力された受信符号化ビット列(上り符号化ビット列)を、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムおよび符号化率に基づき復号器12Aで復号し、得られた受信ビット列(上りビット列)からなる受信フレームをフレーム処理部11へ出力する機能とを有している。
The
光送受信部13は、符号化部12から入力された送信符号化ビット列(電気信号)を光送信器13Bで光信号に電光変換して光伝送路L1から送信する機能と、光伝送路L1から受信した光信号を光受信器13Aで受信符号化ビット列(電気信号)に光電変換して符号化部12へ出力する機能とを有している。
The light transmitting / receiving
シミュレーション部14は、フレーム処理部11で生成された送信ビット列に基づいて、光通信装置20との間の伝搬経路に関する伝送特性に応じた、当該伝搬経路の符号誤り特性を推定する機能を有している。なお、ここでいう伝搬経路とは、図1において、光伝送路L3からの戻り光による影響も含めた、光送信器13Bから光受信器23Aまでの区間に相当する。
The
符号化設定部15は、シミュレーション部14で得られた推定結果に基づいて、前方誤り訂正用の最適な符号化率を特定し、符号器12Bに設定する機能を有している。
The
光通信装置20には、主な機能部として、フレーム処理部21、符号化部22、および光送受信部23が設けられている。
The
フレーム処理部21は、外部に接続されている子局側通信端末(図示せず)から入力された送信データ(上りデータ)から送信フレーム(上りフレーム)を生成する機能と、符号化部22から入力された受信フレーム(下りフレーム)から受信データ(下りデータ)を抽出して子局側通信端末へ出力する機能を有している。
The
符号化部22は、フレーム処理部21から入力された送信フレームを構成する送信ビット列(上りビット列)を、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムおよび符号化率に基づき符号器22Bで符号化し、得られた送信符号化ビット列(上り符号化ビット列)を光送受信部23へ出力する機能と、光送受信部23から入力された受信符号化ビット列(下り符号化ビット列)を、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムおよび符号化率に基づき復号器22Aで復号し、得られた受信ビット列(下りビット列)からなる受信フレームをフレーム処理部21へ出力する機能とを有している。
The
光送受信部23は、符号化部22から入力された送信符号化ビット列(電気信号)を光送信器23Bで光信号に電光変換して光伝送路L2から送信する機能と、光伝送路L2から受信した光信号を光受信器23Aで受信符号化ビット列(電気信号)に光電変換して、符号化部22へ出力する機能とを有している。
The light transmitting / receiving
[第1の実施の形態の動作]
次に、図2を参照して、本実施の形態にかかる光通信装置10の動作として、光通信装置10における符号化率特定処動について説明する。図2は、符号化率特定処理を示すフローチャートである。
[Operation of First Embodiment]
Next, with reference to FIG. 2, as an operation of the
まず、シミュレーション部14は、符号誤り特性の推定に用いる送信フレームの送信ビット列をフレーム処理部11から取得して(ステップ100)、指定された前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを確認した後(ステップ101)、指定された前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムに基づき符号化し(ステップ102)、得られた符号化ビット列を、NRZ(Non Return to Zero)などの物理層用の変調方式で変調して変調信号を生成する(ステップ103)。
First, the
本例では、符号誤り特性の推定に用いるフレームが、PRBS(擬似ランダムビット列)29−1を基本としたビット列からなるものとし、符号誤り特性の推定に用いる前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、リード・ソロモン符号RS(255,223)を用いる場合を例として説明するが、他の符号化アルゴリズムを用いてもよい。また、この前方誤り訂正用の符号化については、必ずしも推定時に適用する必要はない。これは、符号化の適用有無や、適用する符号化アルゴリズムの違いによる推定結果への影響にくらべて、信号源が正規分布に従わない雑音に寄与する因子によって擾乱される影響のほうがはるかに大きいからである。 In this example, it is assumed that a frame used for estimation of code error characteristics is composed of a bit sequence based on PRBS (pseudo random bit sequence) 2 9 -1, and a coding algorithm for forward error correction used for estimation of code error characteristics. Although the case where Reed Solomon code RS (255, 223) is used will be described as an example, another encoding algorithm may be used. Also, this forward error correction coding does not necessarily have to be applied at the time of estimation. This is far more disturbed by factors that contribute to noise that does not conform to the normal distribution, compared to the effects of coding application and differences in the coding algorithm to be applied to the estimation results. It is from.
なお、推定時に前方誤り訂正用の符号化を適用することにより、より推定精度を高める場合には、上記前提にしたがって、拡大ガロア体GF(2m)(mは1以上の整数)の上で前方誤り訂正用の符号化が行われることを考慮して、ビット列の長さを決定する必要がある。本実施の形態では、8bit=1byteで構成される元を1シンボル(ブロック)とし、拡大ガロア体GF(2m)の上で前方誤り訂正用の符号化が行われることを前提として説明する。この場合、ビット列の長さは、28−1=255byte=2040bitとなり、このビット列を誤り訂正ブロックという。 When the estimation accuracy is further enhanced by applying encoding for forward error correction at the time of estimation, according to the above premise, on the expanded Galois field GF (2 m ) (m is an integer of 1 or more). The length of the bit string needs to be determined in consideration of the fact that the coding for forward error correction is performed. The present embodiment will be described on the assumption that an element consisting of 8 bits = 1 byte is one symbol (block), and forward error correction coding is performed on the expanded Galois field GF (2 m ). In this case, the length of the bit string is 2 8 -1 = 255 bytes = 2040 bits, and this bit string is called an error correction block.
次に、シミュレーション部14は、符号器12Bで用いられる発光素子の特性を示す発光素子パラメータ、符号器12Bで用いられる被変調素子の特性を示す被変調素子パラメータ、および伝搬経路上で発生する戻り光に関する戻り光パラメータを取得し(ステップ104)、伝搬経路を擬似するモデルであるレート方程式に対して、これらパラメータを適用することにより、ステップ103で得られた変調信号(電気信号)を電光変換して送信し、光通信装置20の光受信器23Aに到達すると推定される推定光信号を計算する(ステップ105)。なお、符号化部12において、被変調素子を使わず発光素子を直接変調制御する場合、被変調素子パラメータは不要である。
Next, the
以下では、信号源が、正規分布に従わない雑音に寄与する因子によって擾乱される系の一つとしてアイソレータレスの光送受信系(戻り光が存在する系)を例として、定式化して数値的に解き、符号誤りを推定する方法を説明する。
アイソレータは、一方向に伝搬する電磁波のみを透過する部品で、光送信器13Bの光源が戻り光と干渉することを防止するために、半導体レーザの出射光側に設置される。本例では、光源として分布帰還型レーザ(DFB−LD)を用いるものとする。
In the following, as one of systems in which the signal source is disturbed by factors that contribute to noise that does not follow the normal distribution, an isolatorless optical transmission / reception system (system in which return light exists) is formulated and numerically formulated A method of solving and estimating a code error will be described.
The isolator is a component that transmits only an electromagnetic wave propagating in one direction, and is disposed on the emission light side of the semiconductor laser in order to prevent the light source of the
図3は、レート方程式で用いる各種パラメータの例である。このうち、光子寿命τ p 、キャリア寿命τ c 、および第1、第2の利得係数G,G s は、それぞれ発光素子パラメータであり、透明キャリア密度N 0 、線幅増大係数α、および自然放出光係数β sp は、それぞれ被変調素子パラメータである。また、注入電流密度Jが、ステップ103で得られた変調信号(電気信号)を示し、レート方程式の入力変数となる。また、K(Kは1以上の整数)個の戻り光k(k=1〜Kの整数)ごとに設定される、戻り光強度係数Rk、戻り光遅延τk、戻り光強度係数振幅rk、および戻り光強度係数位相φkが、伝搬経路に関する戻り光パラメータである。
FIG. 3 is an example of various parameters used in the rate equation. Among these, photon lifetime τ p , carrier lifetime τ c , and first and second gain coefficients G and G s are light emitting device parameters, respectively, and transparent carrier density N 0 , line width enhancement coefficient α, and spontaneous emission The light coefficient β sp is a modulated device parameter. Also, the injection current density J indicates the modulation signal (electric signal) obtained in
したがって、戻り光がK個存在する場合、分布帰還型レーザ(DFB−LD)を光源として得られる推定信号光の電界Eおよび半導体のキャリア密度Nは、次の式(1)および式(2)で表され、電界Eおよび光強度係数Rkの複素表示は、次の式(3)および式(4)で表される。 Therefore, when there are K return lights, the electric field E of the estimated signal light obtained with the distributed feedback laser (DFB-LD) as a light source and the carrier density N of the semiconductor are expressed by the following formulas (1) and (2) The complex representation of the electric field E and the light intensity coefficient R k is represented by the following equations (3) and (4).
特に、式(1)の右辺第4項が、信号源が正規分布に従わない雑音となる戻り光雑音を示しており、K個の戻り光に関する遅延成分が合計され、戻り光雑音成分として加算されている。
また、式(1)に基づいて、電界Eの振幅成分Aおよび位相成分φは、次の式(5)および式(6)で表され、これら式(5),式(6)で用いるθkは、式(7)となる。
In particular, the fourth term on the right side of Equation (1) indicates return light noise that causes noise that the signal source does not follow the normal distribution, and the delay components for the K return lights are summed and added as return light noise components It is done.
Further, based on the equation (1), the amplitude component A and the phase component φ of the electric field E are expressed by the following equations (5) and (6), and θ used in these equations (5) and (6) k is equation (7).
このようにして、シミュレーション部14は、ステップ103で得られた変調信号(電気信号)の注入電流密度Jを入力変数として、ステップ104で取得した各パラメータに基づいて、ステップ105において、これら式(1)〜式(5)を数値的に解析することにより、推定光信号に関する電界Eを計算する。
In this manner, the
図4は、推定光信号波形(戻り光なし)のアイダイヤグラムであり、r1=0,r2=0の場合に相当する。図5は、推定光信号波形(近端戻り光のみ)のアイダイヤグラムであり、r1=10,r2=0,τ1=0.1の場合に相当する。図6は、推定光信号波形(遠端戻り光のみ)のアイダイヤグラムであり、r1=0,r2=10,τ2=10の場合に相当する。図7は、推定光信号波形(近端・遠端戻り光あり)のアイダイヤグラムであり、r1=10,r2=10,τ1=0.1,τ2=10の場合に相当する。 FIG. 4 is an eye diagram of an estimated light signal waveform (without return light), which corresponds to the case of r 1 = 0 and r 2 = 0. FIG. 5 is an eye diagram of an estimated light signal waveform (near end return light only), which corresponds to the case of r 1 = 10, r 2 = 0, and τ 1 = 0.1. FIG. 6 is an eye diagram of an estimated optical signal waveform (far-end return light only), which corresponds to the case of r 1 = 0, r 2 = 10, and τ 2 = 10. FIG. 7 is an eye diagram of an estimated optical signal waveform (near end, with far end return light) corresponding to the case where r 1 = 10, r 2 = 10, τ 1 = 0.1, and τ 2 = 10. .
次に、シミュレーション部14は、得られた電界Eに基づいて推定光信号を推定ビット列にデジタル変換するためのしきい値に相当する識別点を、アイダイヤグラム上に設定し(ステップ106)、この識別点に基づき、推定光信号を推定符号化ビット列にデジタル変換(光電変換)した後、符号化時と同様の前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムにより復号して、推定ビット列に変換する(ステップ107)。この際、識別点については、公知の手法に基づいて、戻り光が存在しない場合に得られる電界Eのアイダイヤグラムにおいて、推定光信号をエラーなく「0」および「1」に識別できる位置に設定すればよい。
Next, the
この後、シミュレーション部14は、得られた推定ビット列と元の送信ビット列とを比較することにより、誤りが発生したビットの数をビット誤り数Nbit_errとして計数するとともに、得られたビット列を誤り訂正ブロックごとに元のビット列とを比較することにより、誤りが発生した誤り訂正ブロックの数をブロック誤り数Nblock_errとして計数し(ステップ108)、これらビット誤り数Nbit_errおよびブロック誤り数Nblock_errを、ビット列全体のビット列長Nbitおよび誤り訂正ブロック数Nblockとともに、伝搬経路の符号誤り特性として、符号化設定部15へ出力する。
Thereafter, the
符号化設定部15は、シミュレーション部14からの伝搬経路の符号誤り特性に基づいて、誤り訂正すべきブロック数を示す誤り訂正限界Nbit_limitを特定し、式(8)により、符号化率Rcodingを計算する(ステップ109)。
この際、誤り訂正限界Nbit_limitとして、ブロック誤り数Nblock_errを用いることにより、理論上、エラーフリーとなる符号化率Rcodingが得られる。また、シミュレーションを繰り返し実行して、ブロック誤り数Nblock_errの分布を取得し、この分布に基づいて、光通信システム1に対して設定されている許容誤り率に対応する、誤り訂正限界Nbit_limitを選択してもよい。これにより、エラーフリーの場合と比較して、転送効率が改善された符号化率Rcodingを得ることができる。
At this time, by using the number of block errors N block_err as the error correction limit N bit_limit , a coding rate R coding that is theoretically error free can be obtained. Also, the simulation is repeatedly executed to obtain the distribution of the block error number N block_err , and based on this distribution, the error correction limit N bit_limit corresponding to the allowable error rate set for the
続いて、符号化設定部15は、式(9)、式(10)、および式(11)により、ビット誤り率Pbit、シンボル誤り率Pbyte、およびランダム誤りシンボル誤り率Pbyte_randを計算した後、式(12)により、バースト誤り係数Fを計算する(ステップ110)。
Subsequently, the
式(11)に示すように、ランダム誤りシンボル誤り率Pbyte_randは、伝搬経路で発生した符号誤りがランダム誤りのみであると仮定した場合のシンボル誤り率である。このため、バースト誤り係数Fは、ビット誤りの間隔が1byte(1シンボル長)未満となる頻度を表す指標となる。前述したように、連続して発生する符号誤りは、バースト誤りと定義されている。バースト誤り係数Fがある基準値より大きな値を示す場合、符号誤りの発生間隔が1byte未満となることを示す。ビット誤り数が総ビット数より十分に小さい場合、上記基準値は「1」である。一般に、この基準値は、ビット誤り数に依存する。ビット誤り数が増えるに従い、基準値として「1」より小さい値を用いる必要がある。 As shown in Equation (11), the random error symbol error rate P byte — rand is a symbol error rate when it is assumed that the code errors generated in the propagation path are only random errors. Therefore, the burst error coefficient F is an index indicating the frequency at which the bit error interval is less than one byte (one symbol length). As described above, continuously occurring code errors are defined as burst errors. If the burst error factor F indicates a value larger than a certain reference value, it indicates that the code error occurrence interval is less than 1 byte. If the number of bit errors is sufficiently smaller than the total number of bits, the reference value is "1". In general, this reference value depends on the number of bit errors. As the number of bit errors increases, it is necessary to use a value smaller than "1" as the reference value.
したがって、伝搬経路で発生した符号誤りがランダム誤りのみであり、バースト誤りが全くなかった場合、バースト誤り係数Fは「1」に等しくなる。一方、バースト誤りが含まれる場合、バースト誤り係数Fは「1」からはずれることになる。これにより、バースト誤り係数Fに基づき、バースト誤りが含まれているか否か判定することができる。
この後、符号化設定部15は、バースト誤り係数Fに基づいて、符号器12Bで使用する前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを特定し(ステップ111)、これら符号化率および符号化アルゴリズムを、符号化処理内容として符号器12Bに設定し(ステップ112)、一連の符号化率特定処理を終了する。
Therefore, when the code error generated in the propagation path is only random error and there is no burst error, the burst error factor F becomes equal to "1". On the other hand, if a burst error is included, the burst error factor F deviates from "1". Thus, based on the burst error factor F, it can be determined whether or not a burst error is included.
Thereafter, the
図8は、シンボル誤り数の戻り光強度依存特性を示すグラフであり、図9は、シンボル誤り指数の戻り光強度依存特性を示すグラフである。いずれも、伝送速度が10Gb/sで、訂正ブロック長が255byteの場合が示されており、戻り光遅延τ=0.1,0.5,10[ns]のそれぞれについてプロットされている。
また、図10は、シンボル誤り数の戻り光遅延依存特性(近端戻り)を示すグラフであり、図11は、シンボル誤り指数の光遅延依存特性(近端戻り)を示すグラフである。一方、図12は、シンボル誤り数の戻り光遅延依存特性(遠端戻り)を示すグラフであり、図13は、シンボル誤り指数の光遅延依存特性(遠端戻り)を示すグラフである。いずれも、戻り光強度R=10,15,20[a.u.]のそれぞれについてプロットされている。
FIG. 8 is a graph showing the return light intensity dependency of the number of symbol errors, and FIG. 9 is a graph showing return light intensity dependency of the symbol error index. In both cases, the case where the transmission rate is 10 Gb / s and the correction block length is 255 bytes is shown, and plotted for each of the return optical delays τ = 0.1, 0.5, and 10 [ns].
FIG. 10 is a graph showing the return light delay dependence characteristic (near end return) of the number of symbol errors, and FIG. 11 is a graph showing the light delay dependence characteristic of the symbol error index (near end return). On the other hand, FIG. 12 is a graph showing the return light delay dependence characteristic (far end return) of the number of symbol errors, and FIG. 13 is a graph showing the light delay dependence characteristic of the symbol error index (far end return). In all cases, the return light intensity R = 10, 15, 20 [a. u. It is plotted for each of].
光送受信系は、図1に示すように、光通信装置10と光通信装置20を、光分波器30を介し、光伝送路L1,L2によって接続される系である。光分波器30の一端が終端されていない場合、光通信装置に戻り光が入射する。また、光通信装置10の光送受信部13内にある光送信器13Bのファイバ端面からの戻り光も存在する。これら戻り光によって、光通信装置10の送信データに符号誤りが発生する場合がある。
The optical transmission / reception system is a system in which the
前述した式(1)のレート方程式は、このような戻り光存在下の系を模擬している。符号誤りの推定情報は、記録媒体に記録しておく。その推定情報から、光送受信系の符号誤り数及び符号誤りがランダム的であるかバースト的であるかといった性質を予測し、符号化アルゴリズムを決定する。 The rate equation of equation (1) described above simulates a system in the presence of such return light. The code error estimation information is recorded on a recording medium. From the estimated information, the number of code errors of the optical transmission / reception system and the nature of whether the code errors are random or bursty are predicted, and the coding algorithm is determined.
例えば、光通信装置10とファイバ断線点との距離を100mmとし、光送信器13B内部の光源とファイバ端面との距離を1mmとする。また、光源の強度を6dBmとし,光送信器13B内部の反射点からの戻り光強度(近端戻り光)を−8dBmとし、光通信装置20からの戻り光強度(遠端戻り光)を−18dBmとする。この場合、近端戻り光強度は、遠端戻り光強度の10倍となる。
For example, the distance between the
図8を参照すると、遠端戻り光の領域(本実施例では、intensity<15[a.u.]と仮定する)では、シンボル誤りは発生していない。一方、図10を参照すると、本実施例における近端戻り光の存在下(delay=0.13ns)において、シンボル誤り数は、5byte以下の値を示している。また、図11を参照すると、近端戻り光遅延時間の掃引範囲において、バースト誤り指数は1以上を示す場合がある。近端戻り光の領域に対するシンボル誤り数とバースト誤り指数が示す値から判定し、訂正限界が5byteで、ランダム誤りだけでなく、バースト誤りにも適応した、例えばリード・ソロモン符号RS(255,245)やBCH符号などの符号化アルゴリズムを設定する。 Referring to FIG. 8, in the far-end return light region (in this embodiment, it is assumed that intensity <15 [au]), no symbol error occurs. On the other hand, referring to FIG. 10, the symbol error count indicates a value of 5 bytes or less in the presence of near-end return light (delay = 0.13 ns) in the present embodiment. Further, referring to FIG. 11, the burst error index may indicate 1 or more in the sweep range of the near end return optical delay time. It is judged from the values indicated by the symbol error number and the burst error index for the near-end return light area, and the correction limit is 5 bytes, and not only random errors but also burst errors, for example, Reed Solomon code RS (255, 245 Set coding algorithm such as BCH code and BCH code.
図14は、符号化率の戻り光遅延(近端戻り)依存性を示すグラフであり、バイト符号誤りを完全に訂正するために必要な符号化率に関する戻り光遅延依存性が示されている。これによれば、近端戻り光遅延が約0.1ns以上であれば、必要な符号化率は0.7以上1以下と見込まれる。 FIG. 14 is a graph showing return optical delay (near end return) dependency of code rate, showing return optical delay dependency regarding code rate necessary to completely correct a byte code error. . According to this, if the near end return light delay is about 0.1 ns or more, the required coding rate is expected to be 0.7 or more and 1 or less.
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、シミュレーション部14が、光通信装置20との間の伝搬経路上で発生する光送信器13Bへの戻り光に関する戻り光パラメータに基づいて、送信フレームを送信した場合における当該伝搬経路の符号誤り特性を推定し、符号化設定部15が、推定された符号誤り特性に基づいて、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムで用いる符号化率を計算し、符号器12Bに設定するようにしたものである。
[Effect of First Embodiment]
Thus, in the present embodiment, the
これにより、戻り光を考慮した場合の符号誤り特性が推定され、得られた符号誤り特性に基づき計算された符号化率が、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムで用いられることになる。このため、伝搬経路上に戻り光が存在する場合であっても、伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた最適な符号化率で、前方誤り訂正符号によりデータ通信を行うことが可能となる。 As a result, the code error characteristics in the case of considering the return light are estimated, and the coding rate calculated based on the obtained code error characteristics is used in the forward error correction coding algorithm. Therefore, even when return light is present on the propagation path, it is possible to perform data communication with the forward error correction code at the optimum coding rate according to the code error characteristic of the propagation path.
また、本実施の形態において、シミュレーション部14が、伝搬経路を模擬するレート方程式に対して戻り光パラメータを適用することにより、光通信装置20に到達すると推定される推定光信号を計算し、得られた推定光信号をデジタル変換および復号して得られた推定ビット列を送信ビット列と比較することにより、当該伝搬経路の符号誤り特性を推定するようにしてもよい。これにより、より正確に符号誤り特性を推定することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、シミュレーション部14が、推定ビット列と送信ビット列とを比較することにより符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、符号化設定部15が、シンボル誤り数に基づいて、符号化アルゴリズムで訂正する誤りバイト数を示す誤り訂正限界を特定し、当該誤り訂正限界と送信ビット列に含まれる全バイト数とに基づいて、符号化率を計算するようにしてもよい。これにより、より正確に符号化率を計算することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、シミュレーション部14が、推定ビット列と送信ビット列とを比較することによりビット誤り数および符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、符号化設定部15が、ビット誤り数およびシンボル誤り数に基づいて、ビット誤りの発生間隔が符号化シンボル長未満となる頻度を示すバースト誤り指数を計算し、このバースト誤り指数に基づきブロック誤りまたはバースト誤りに適切な符号化アルゴリズムを選択して符号器12Bに設定するようにしてもよい。これにより、符号化率だけでなく符号化アルゴリズムについても特定することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、光送信器13Bに関する光子寿命、キャリア寿命、第1の利得係数、第2の利得係数、透明キャリア密度、線幅増大係数、および自然放出光係数をそれぞれτ p 、τ c 、G、G s 、N 0 、α、およびβ sp とし、戻り光kに関する戻り光強度係数および戻り光遅延をそれぞれR k およびτ k とし、半導体のキャリア密度をNとし、前記送信ビット列の変調信号に関する注入電流密度をJとし、前記推定光信号の電界およびその位相成分をそれぞれEおよびφとした場合、レート方程式として前述した式(1)および式(2)を用いてもよい。これにより、戻り光が存在する場合であっても、極めて精度よく伝搬経路を模擬することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the photon lifetime, the carrier lifetime, the first gain coefficient, the second gain coefficient, the transparent carrier density, the line width enhancement coefficient, and the spontaneous emission light coefficient for the
[第2の実施の形態]
次に、図15を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる光通信システム1について説明する。図15は、第2の実施の形態にかかる光通信システムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、光通信装置10から送信した送信フレームに関する符号誤りを光通信装置20で観測し、その観測結果に対応する前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを、光通信装置10および光通信装置20で用いるようにしたものである。
Second Embodiment
Next, an
In the present embodiment, a code error related to a transmission frame transmitted from the
本実施の形態において、光通信装置20の符号誤り観測部24は、光送受信部23により光伝送路L2から受信した受信した、光通信装置10からの送信フレーム(下りフレーム)に関する受信符号化ビット列(下り符号化ビット列)に基づいて、誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤り数に関する分布を観測する機能を有している。
In the present embodiment, the code
光通信装置10の符号化部12は、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、符号誤り観測部24で観測された観測結果に対応する、ブロック誤りまたはバースト誤りに適切な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを符号器12Bで用いる機能を有している。
光通信装置20の符号化部22は、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、符号誤り観測部24で観測された観測結果に対応する、ブロック誤りまたはバースト誤りに適切な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを符号器22Bで用いる機能を有している。
The
The
この際、観測結果に対応する符号化アルゴリズムについては、符号誤り観測部24で観測結果に基づき特定し、フレーム処理部21から符号化部12や符号化部22に通知してもよく、あるいは、フレーム処理部21を介して通知された観測結果に基づいて符号化部12や符号化部22で符号化アルゴリズムを特定してもよい。
At this time, the encoding error corresponding to the observation result may be identified by the code
[第2の実施の形態の動作]
次に、図16を参照して、本実施の形態にかかる動作として、光通信装置20の符号誤り観測部24における符号誤り観測処理について説明する。図16は、符号誤り観測処理を示すフローチャートである。ここでは、符号誤り観測部24が観測結果に対応する、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを特定して、フレーム処理部21から符号化部12や符号化部22に通知する場合を例として説明する。
[Operation of Second Embodiment]
Next, code error observation processing in the code
まず、符号誤り観測部24は、光送受信部23により光伝送路L2から受信した受信した、光通信装置10からの送信フレーム(下りフレーム)に関する受信符号化ビット列(下り符号化ビット列)を取得し(ステップ200)、この受信符号化ビット列に基づいて、誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤り数に関する分布を観測する(ステップ201)。この符号誤り観測処理に用いるビット列については、予め用意した符号誤り観測用のビット列を光通信装置10から送信してもよく、第1の実施の形態にかかる符号化率特定処理で用いたビット列を兼用してもよい。
First, the code
図17は、誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤り数分布を示すグラフであり、横軸が訂正ブロックあたりのシンボル誤り数、縦軸が発生したシンボル誤り数の頻度である。図18は、図17の要部拡大グラフであり、頻度=0付近を拡大したものである。 FIG. 17 is a graph showing the symbol error number distribution per error correction block, where the horizontal axis is the number of symbol errors per correction block and the vertical axis is the frequency of the number of symbol errors generated. FIG. 18 is a main part enlarged graph of FIG. 17 in which the vicinity of frequency = 0 is enlarged.
誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤り数とは、例えば2040bit長の誤り訂正ブロック内に含まれる255個のシンボル(ブロック)のうち、誤りが発生したシンボルの数である。伝搬経路で発生するランダム誤りはランダムに発生するため、誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤りは、図17に示すようなポアソン分布となる。これに対して、バースト誤りは、ランダムに発生せずある期間に集中して発生するため、誤り訂正ブロックあたりのシンボル誤りは、図18に示すように、ポアソン分布から外れた位置に現れる。 The number of symbol errors per error correction block is, for example, the number of symbols in which an error has occurred among 255 symbols (blocks) included in the 2040-bit error correction block. Since random errors occurring in the propagation path occur randomly, symbol errors per error correction block have a Poisson distribution as shown in FIG. On the other hand, since burst errors do not occur randomly but occur in a certain period, symbol errors per error correction block appear at a position outside the Poisson distribution as shown in FIG.
符号誤り観測部24は、観測結果として得られたシンボル誤り数分布に基づいて、バースト誤りの有無を確認し(ステップ202)、図18に示すように、バースト誤りが存在する場合には(ステップ202:YES)、バースト誤りに対応するシンボル誤り数の最大値から、光通信装置10との間の伝搬経路に関する誤り訂正限界を特定し(ステップ203)、特定した誤り訂正限界に基づきバースト誤り対応の、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを特定し(ステップ204)、一連の符号誤り観測処理を終了する。
The code
一方、バースト誤りが存在しない場合には(ステップ202:NO)、符号誤り観測部24は、ランダム誤り対応の、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを特定し(ステップ205)、一連の符号誤り観測処理を終了する。
On the other hand, if there is no burst error (step 202: NO), the code
したがって、図18の例では、ポアソン分布から外れた位置にシンボル誤りが発生しているため、バースト誤り有りと判定される。また、最大でシンボル誤り数が70個程度の位置でバースト誤りが1回発生しており、光通信システム1における誤り訂正限界が16byteとすると、このバースト誤りを訂正する必要があるため、誤り訂正限界を70byteと特定される。
Therefore, in the example of FIG. 18, since a symbol error occurs at a position out of the Poisson distribution, it is determined that there is a burst error. Further, if a burst error occurs once at a position where the number of symbol errors is about 70 at the maximum, and the error correction limit in the
これにより、誤り訂正限界に応じた分だけ冗長データが増大して転送効率が低下することになる。このため、例えば、リード・ソロモン符号を基本としたインターリーブ方式を選択し、符号誤りを分散させて訂正することで、見かけ上、誤り訂正限界を下げて転送効率が改善されるよう、符号化アルゴリズムを設定してもよい。 As a result, redundant data increases by an amount corresponding to the error correction limit, and transfer efficiency decreases. Therefore, for example, by selecting an interleaving scheme based on Reed-Solomon code, and distributing and correcting code errors, the coding algorithm is improved such that the error correction limit is apparently lowered and the transfer efficiency is improved. May be set.
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、光通信装置20の符号誤り観測部24が、光通信装置10から受信した受信ビット列に基づいて、訂正ブロックあたりのシンボル誤り数に関する分布を観測し、光通信装置10の符号器12Bが、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、符号誤り観測部24で観測された観測結果に対応する、ブロック誤りまたはバースト誤りに適切な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いるようにしたものである。
[Effect of Second Embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the code
これにより、光通信装置10と光通信装置20との間の伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた、最適な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いて光通信を行うことが可能となる。
As a result, optical communication can be performed using the optimal forward error correction encoding algorithm according to the code error characteristic regarding the propagation path between the
本実施の形態では、訂正ブロックあたりのシンボル誤り数分布に関する観測結果に基づき、実際の光通信に用いる前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを選択する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。第1の実施の形態で説明した符号化率特定処理において、シミュレーション部14が用いる前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、観測結果に基づき選択した前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いてもよい。これにより、符号化率を特定する際、実際の伝搬経路に関する符号誤り特性に応じた、最適な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いることができ、結果として、より精度よく符号化率を特定することが可能となる。
Although the present embodiment has been described by way of example in which the coding algorithm for forward error correction used in actual optical communication is selected based on the observation result on the number of symbol errors per correction block, the present invention is limited thereto. It is not a thing. In the coding rate identification process described in the first embodiment, the forward error correction coding algorithm selected based on the observation result may be used as the forward error correction coding algorithm used by the
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
[Extension of the embodiment]
As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. Moreover, about each embodiment, it can combine arbitrarily and can be implemented in the not conflicting range.
1…光通信システム、10…光通信装置(第1の光通信装置)、11…フレーム処理部、12…符号化部、12A…復号器、12B…符号器、13…光送受信部、13A…光受信器、13B…光送信器、14…シミュレーション部、15…符号化設定部、20…光通信装置(第2の光通信装置)、21…フレーム処理部、22…符号化部、22A…復号器、22B…符号器、23…光送受信部、23A…光受信器、23B…光送信器、30…光分波器、L1,L2,L3…光伝送路。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記相手光通信装置との間の伝搬経路上で発生する前記光送信器への戻り光に関する戻り光パラメータに基づいて、前記送信ビット列を符号化および電光変換して送信した場合における当該伝搬経路の符号誤り特性を推定するシミュレーション部と、
推定された前記符号誤り特性に基づいて、前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムで用いる前記符号化率を計算し、前記符号器に設定する符号化設定部と
を備え、
前記シミュレーション部は、前記伝搬経路を模擬するレート方程式に対して前記戻り光パラメータを適用することにより、前記相手光通信装置に到達すると推定される推定光信号を計算し、得られた推定光信号をデジタル変換および復号して得られた推定ビット列を前記送信ビット列と比較することにより、当該伝搬経路の符号誤り特性を推定する
ことを特徴とする光通信装置。 Based on the forward error correction coding algorithm and the coding rate, the transmission bit sequence constituting the transmission frame is sequentially encoded by the encoder, then converted into an optical signal by the optical transmitter, and transmitted via the optical transmission path. An optical communication apparatus that transmits data to another optical communication apparatus,
The propagation path in the case where the transmission bit string is encoded and electro-optically converted and transmitted based on the return light parameter related to the return light to the optical transmitter generated on the propagation path to the other optical communication device A simulation unit that estimates code error characteristics;
A coding setting unit that calculates the coding rate used in a coding algorithm for forward error correction based on the estimated code error characteristic, and sets the coding rate in the encoder ;
The simulation unit calculates an estimated light signal estimated to reach the partner optical communication apparatus by applying the return light parameter to a rate equation simulating the propagation path, and obtaining the estimated light signal An optical communication apparatus characterized by comparing the estimated bit string obtained by converting and decoding D into a digital signal and the transmitted bit string to estimate the code error characteristic of the propagation path .
前記シミュレーション部は、前記推定ビット列と前記送信ビット列とを比較することにより符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、
前記符号化設定部は、前記シンボル誤り数に基づいて、前記符号化アルゴリズムで訂正する誤りバイト数を示す誤り訂正限界を特定し、当該誤り訂正限界と前記送信ビット列に含まれる全バイト数とに基づいて、前記符号化率を計算する
ことを特徴とする光通信装置。 In the optical communication device according to claim 1 ,
The simulation unit counts the number of symbol errors regarding a coding symbol by comparing the estimated bit sequence and the transmission bit sequence.
The coding setting unit specifies an error correction limit indicating the number of error bytes to be corrected by the coding algorithm based on the number of symbol errors, and the error correction limit and the total number of bytes included in the transmission bit string. The optical communication device, wherein the coding rate is calculated based on the above.
前記シミュレーション部は、前記推定ビット列と前記送信ビット列とを比較することによりビット誤り数および符号化シンボルに関するシンボル誤り数を計数し、
前記符号化設定部は、前記ビット誤り数および前記シンボル誤り数に基づいて、ビット誤りの発生間隔が符号化シンボル長未満となる頻度を示すバースト誤り指数を計算し、このバースト誤り指数に基づきブロック誤りまたはバースト誤りに適切な符号化アルゴリズムを選択して前記符号器に設定する
ことを特徴とする光通信装置。 In the optical communication device according to claim 1 ,
The simulation unit counts the number of bit errors and the number of symbol errors for a coded symbol by comparing the estimated bit sequence and the transmission bit sequence;
The coding setting unit calculates, based on the number of bit errors and the number of symbol errors, a burst error index indicating a frequency at which a bit error occurrence interval is less than a coding symbol length, and blocks based on the burst error index. An optical communication apparatus, wherein an encoding algorithm appropriate for an error or a burst error is selected and set in the encoder.
前記光送信器に関する光子寿命、キャリア寿命、第1の利得係数、第2の利得係数、透明キャリア密度、線幅増大係数、および自然放出光係数をそれぞれτ p 、τ c 、G、G s 、N 0 、α、およびβ sp とし、戻り光kに関する戻り光強度係数および戻り光遅延をそれぞれR k およびτ k とし、半導体のキャリア密度をNとし、前記送信ビット列の変調信号に関する注入電流密度をJとし、前記推定光信号の電界およびその位相成分をそれぞれEおよびφとした場合、前記レート方程式は次の式からなる
The photon lifetime, the carrier lifetime, the first gain coefficient, the second gain coefficient, the transparent carrier density, the line width enhancement coefficient, and the spontaneous emission coefficient relating to the optical transmitter are respectively τ p , τ c , G, G s , Let N 0 , α, and β sp be the return light intensity coefficient and return light delay for the return light k be R k and τ k respectively, let the semiconductor carrier density be N, and the injection current density for the modulation signal of the transmit bit string Letting J be the electric field of the estimated optical signal and its phase component be E and φ , respectively , the rate equation is
前記第2の光通信装置は、
前記第1の光通信装置から受信した受信ビット列に基づいて、訂正ブロックあたりのシンボル誤り数に関する分布を観測する符号誤り観測部を備え、
前記第1の光通信装置は、
前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムとして、前記符号誤り観測部で観測された前記観測結果に対応する、ブロック誤りまたはバースト誤りに適切な前方誤り訂正用の符号化アルゴリズムを用いる
ことを特徴とする光通信システム。 In the optical communication system according to claim 5 ,
The second optical communication device is
And a code error observation unit that observes a distribution related to the number of symbol errors per correction block based on the received bit sequence received from the first optical communication apparatus.
The first optical communication device is
A light is characterized by using, as a coding algorithm for forward error correction, a coding algorithm for forward error correction appropriate to block errors or burst errors, corresponding to the observation result observed by the code error observation unit. Communications system.
Priority Applications (1)
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