JP4000564B2 - 符号化装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送信号のDCバランスを調整するための符号化処理を行う符号化装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
伝送路を介して伝送されてきた信号から論理値1,0を識別するためには、例えば、受信信号強度の平均値より信号強度が強い部分を論理値1と識別し、弱い部分を論理値0と識別する方法が採られることがある。
この方法は、例えば、論理値1に対して信号強度Hを割り当て、論理値0に対して信号強度L(=0)を割り当てて、送信側から受信側に対して、論理値識別のための基準信号を送ることなしに、信号のみを伝送するために用いられる。
【0003】
しかしながら、この方法を採る場合には、信号が示す論理値が、1,0のいずれかに偏ると、受信信号強度の平均値もH,L(=0)のいずれかに偏ってしまい、この平均値を用いて論理値を識別すると、データ誤りが発生する可能性がある。
従って、この方法を採る場合には、信号が示す論理値の比(デューティ比)は、50%に近いことが求められる。
このような要望に応えるために、"A DC-Balanced Partitioned-Block, 8B/10B Transmission Code (IBM Journal of Research and Development, Vol 27, 1983, pp.440-pp.445)"(文献1)は、信号のデューティ比を所定の範囲、例えば40%〜60%に保ち、DCバランスをとる方法を開示する。
【0004】
しかしながら、文献1は、8ビットのデータに2ビットの符号を付して10ビットのデータに変換してDCバランスを取る方法(8B/10B変換)を開示するだけなので、例えば、6ビットのデータを8ビットに符号化してDCバランスを取りたいといったように、ビット数が異なる用途には応用できない。
つまり、文献1は、任意のビット数のデータのDCバランスを取る方法を開示していない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、任意のビット数のデータを符号化してDCバランスを取ることができる符号化装置およびその方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
[第1の符号化装置]
上記目的を達成するために、本発明にかかる第1の符号化装置は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化装置であって、前記データワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割する第1のワード分割手段と、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加する第1のビット付加手段とを有する。
【0007】
好適には、所定の第1の値をとる前記データワードそれぞれを、所定の第2の値をとる前記データワードそれぞれに変換するデータワード変換手段をさらに有し、前記所定の第1の値以外のデータワードに対して符号化を行う。
【0008】
好適には、前記第1のワード分割手段は、前記データワードを、2つのワード部分に分割し、前記第1のビット付加手段は、前記2つのワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記2つのワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1ビットの前記第1の付加ビットを付加する。
【0009】
[第2の符号化装置]
また、本発明にかかる第2の符号化装置は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化装置であって、前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割する第2のワード分割手段と、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとするデータビット反転手段と、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加する第2のビット付加手段とを有する。
【0010】
好適には、前記第2のワード分割手段は、前記データワードを奇数のビットを含む前記第1のワード部分と、前記第1のワード数と異なる奇数のビット数の第2のワード部分に分割する。
【0011】
好適には、前記第2のワード分割手段は、前記データワードを、それぞれ1つの第1のワード部分および第2のワード部分に分割し、前記データビット反転手段は、前記第1のワード部分および第2のワード部分において、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分に含まれる全てのデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第2のビット付加手段は、前記第1のワード部分および第2のワード部分に対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加する。
【0012】
好適には、前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加する第3のビット付加手段をさらに有する。
【0013】
[第1の復号装置]
また、本発明にかかる第1の復号装置は、例えば、本発明にかかる第1の符号化装置により符号化されたデータを復号する装置である。
本発明にかかる第1の復号装置は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの内、所定の第1の値をとる前記データワードそれぞれを、所定の第2の値をとる前記データワードそれぞれに変換し、前記所定の第1の値以外のデータワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割し、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加することにより符号化された符号化データを復号する復号装置であって、前記第2の値をとるデータワードそれぞれを、前記第1の値をとるデータワードそれぞれに逆変換するデータワード逆変換手段と、前記第2の値をとるデータワード以外のデータワードに付加された前記第1の付加ビットを除去するビット除去手段とを有する。
【0014】
[第2の復号装置]
また、本発明にかかる第2の復号装置は、例えば、本発明にかかる第2の符号化装置により符号化されたデータを復号する装置である。
本発明にかかる第1の復号装置は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号する復号装置であって、前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとするデータビット復元手段と、前記付加された第2の付加ビットを除去するビット除去手段とを有する。
【0015】
[第1の符号化方法]
また、本発明にかかる第1の符号化方法は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化方法であって、前記データワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割し、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加する。
【0016】
[第2の符号化方法]
また、本発明にかかる第2の符号化方法は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化方法であって、前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加する。
【0017】
[第1の復号方法]
また、本発明にかかる第1の復号方法は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの内、所定の第1の値をとる前記データワードそれぞれを、所定の第2の値をとる前記データワードそれぞれに変換し、前記所定の第1の値以外のデータワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割し、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加することにより符号化された符号化データを復号する復号方法であって、前記第2の値をとるデータワードそれぞれを、前記第1の値をとるデータワードそれぞれに逆変換し、前記第2の値をとるデータワード以外のデータワードに付加された前記第1の付加ビットを除去する。
【0018】
[第2の復号方法]
また、本発明にかかる第2の復号方法は、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号する復号方法であって、前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記付加された第2の付加ビットを除去する。
【0019】
[第1のプログラム]
また、本発明にかかる第1のプログラムは、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行うプログラムであって、前記データワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割するステップと、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加するステップとをコンピュータに実行させる。
【0020】
[第2のプログラム]
また、本発明にかかる第2のプログラムは、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行うプログラムであって、前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割するステップと、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとするステップと、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加するステップとをコンピュータに実行させる。
【0021】
[第3のプログラム]
また、本発明にかかる第3のプログラムは、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの内、所定の第1の値をとる前記データワードそれぞれを、所定の第2の値をとる前記データワードそれぞれに変換し、前記所定の第1の値以外のデータワードを、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む複数のワード部分に分割し、前記複数のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記複数のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる1つ以上の第1の付加ビットを付加することにより符号化された符号化データを復号するプログラムであって、前記第2の値をとるデータワードそれぞれを、前記第1の値をとるデータワードそれぞれに逆変換するステップと、前記第2の値をとるデータワード以外のデータワードに付加された前記第1の付加ビットを除去するステップとをコンピュータに実行させる。
【0022】
[第4のプログラム]
また、本発明にかかる第4のプログラムは、それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号するプログラムであって、前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとするステップと、前記付加された第2の付加ビットを除去するステップとをコンピュータに実行させる。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態を説明する。
【0024】
[光通信システム1]
図1は、本発明にかかる符号化方法および復号方法が適応される光通信システム1の構成を示す図である。
図2は、図1に示した光通信システム1においてデータが伝送されるタイミングを示す図であって、(A)はフレーム信号発生回路12が通信ノード2に対して供給するフレーム信号を示し、(B),(C)はそれぞれ、通信ノード2がフレーム信号から再生する8ビット構成の伝送データ用のクロック信号と10ビット構成の伝送データ用のクロック信号とを示し、(D),(E)はそれぞれ、通信ノード2の間で伝送される8ビット構成の伝送データと10ビット構成の伝送データとを示す。
【0025】
なお、以下、通信ノード2−1〜2−mなど、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に通信ノード2などと略記する。
また、実際には光伝送路10は、少なくとも、信号伝送用の光伝送路とフレーム信号(図2(A))伝送用の光伝送路とを含んでいるが、図1においては、図示の簡略化のために、光伝送路10があたかも1つの伝送路であるかのように図示されている。
【0026】
図1に示すように、光通信システム1は、光シートバスなどの光伝送路10を介して相互に信号を伝送するm(m≧2)個の通信ノード2−1〜2−mおよびフレーム信号発生回路12から構成される。
光通信システム1において、フレーム信号発生回路12は、8ビット(10ビット)パラレル形式の符号化データを、図2(D)(図2(E))に示すように、1ビットシリアル形式の伝送データに多重化し、伝送するために用いられるフレーム信号(図(A))を生成し、光伝送路10を介して通信ノード2に対して供給する。
【0027】
[通信ノード2]
図3は、図1に示した通信ノード2の構成を示す図である。
図3に示すように、通信ノード2は、CPU回路およびメモリ回路などであって、データを記憶・処理するデータ処理部20、タイミング生成部22、送信部24および受信部26から構成されている。
タイミング生成部22は、光電変換回路(OE変換回路)220およびクロック・フレーム再生回路222から構成される。
【0028】
送信部24は、符号化部3、パラレル/シリアル変換回路(S/P回路)242、送信回路(TX)244および電光変換回路(EO変換回路)246から構成される。
受信部26は、OE変換回路220、受信回路(RX)28、シリアル/パラレル変換回路(S/P回路)264および復号回路4から構成される。
【0029】
通信ノード2は、これらの構成部分により、データ処理部20が生成した1ワードがnビット構成のパラレル形式の送信データに対して、DCバランスを取るためにkビットの付加ビットを付加することにより符号化を行い、8ビットパラレル形式の符号化データとする。
さらに、通信ノード2は、この符号化データをシリアル形式の伝送データ(図2(D))に変換し、光伝送路10(図1)を介して他の通信ノード2に対して伝送する。
【0030】
また、通信ノード2は、これらの構成部分により、他の通信ノード2から光伝送路10を介して伝送されてきたシリアル形式の伝送データ(図2(D))を、8ビットパラレル形式の符号化データに変換する。
さらに、通信ノード2は、この符号化データを復号して、6ビットパラレル形式の受信データ(=送信データ)とし、さらに、データ処理部20により、この受信データの記憶・処理を行う。
なお、この実施形態においては、説明の具体化・明確化のために、n=6およびk=2の場合を具体例とする。
【0031】
[タイミング生成部22]
タイミング生成部22は、フレーム信号発生回路12から伝送されてきたフレーム信号(図2(A))から、8ビット構成の伝送データ用のクロック信号(図2(B))を生成する。
つまり、タイミング生成部22において、OE変換回路220は、光伝送路10を介して伝送されてきた光学的なフレーム信号(図2(A))を電気的なフレーム信号に変換し、クロック・フレーム再生回路222に対して出力する。
また、クロック・フレーム再生回路222は、PLL回路などを含み、OE変換回路220から入力されたフレーム信号を8倍の周波数に逓倍し、クロック信号(図2(B))を生成し、フレーム信号とともに、送信部24の符号化部3およびP/S回路242および受信部26の復号回路4およびS/P回路264に対して出力する。
【0032】
[送信部24]
以下、送信部24の構成および動作を説明する。
【0033】
[符号化部3のハードウェア構成]
図4は、図3に示した符号化部3および復号回路4のハードウェア構成を例示する図である。
図4に示すように、符号化部3および復号回路4は、CPU140、メモリ142、HDD・CD装置などの記録装置144などから構成される。
つまり、送信部24において、符号化部3は、ソフトウェア処理により、送信データに対して6B/8B符号化を行って、8ビットパラレル形式の符号化データとするために必要な構成部分を含んでいる。
なお、以下に述べる符号化は、ハードウェア的に実現されるか、ソフトウェア的に実現されるかは問われないが、説明の具体化・明確化のために、符号化がソフトウェア的に行われる場合を具体例とする。
【0034】
[第1の符号化プログラム30の構成]
図5は、図3および図4に示した符号化部3により実行され、本発明にかかる第1の符号化方法を実現する第1の符号化プログラム30の構成を示す図である。
図6は、図5に示した第1の符号化プログラム30の処理を示す図表である。
図5に示すように、符号化プログラム30は、ワード分割部300、第1の符号付加部302、第2の符号付加部304、ワード組立部306および特定値ワード変換回路308から構成される。
符号化プログラム30は、例えば、記録媒体146(図4)を介して符号化部3に供給され、メモリ142にロードされて実行される。
【0035】
ワード分割部300は、図6の左端の表に示すように、データ処理部20(図3)から入力される1ワード6ビット構成のパラレル形式の送信データに含まれるビットA,B,C,D,E,Fを、図6の左から2番目の表に示すように、上位3ビットA〜C(ビット束1)と下位3ビットD〜F(ビット束2)の2つの部分(ワード部分)に分割し、ビット束1を符号付加部302に対して出力し、ビット束2を符号付加部304に対して出力する。
【0036】
図6の左から2番目の表に示すように、符号付加部302は、ワード分割部300から入力されるビット束1に含まれるビットA〜Cの内、論理値1を示すビットの数が0または1である場合には、論理値1の付加ビットXをビット束1に付加し、論理値1を示すビットの数が2または3である場合には、論理値0の付加ビットXをビット束1に付加して、ワード組立部306に対して出力する。
【0037】
同様に、図6の左から2番目の表に示すように、符号付加部304は、ワード分割部300から入力されるビット束2に含まれるビットD〜Fの内、論理値1を示すビットの数が0または1である場合には、論理値1の付加ビットYをビット束2に付加し、論理値1を示すビットの数が2または3である場合には、論理値0の付加ビットYをビット束2に付加して、ワード組立部306に対して出力する。
【0038】
ワード組立部306は、図6の右から2番目に示すように、付加ビットXが付加されたビット束1と、付加ビットYが付加されたビット束2とを組み立て、1ワード8ビット構成のパラレル形式の符号化データを生成し、特定値ワード変換回路308に対して出力する。
【0039】
特定値ワード変換回路308は、送信データの値が「000000」または「111111」(第1の値)である場合には、これらの値を採る送信データを、所定の値(第2の値)の符号化データに変換し、P/S回路242に対して出力する。
つまり、特定値ワード変換回路308は、例えば、「000000」という値(第1の値)を採る送信データを、「00001111」という値(第2の値)の符号化データに変換し、「111111」という値(第1の値)を採る送信データを、「11110000」という値(第2の値)の符号化データに変換して、P/S回路242(図3)に対して出力する。
また、特定値ワード変換回路308は、送信データの値が「000000」および「111111」以外の値を採る場合には、ワード組立部306から入力される符号化データを、P/S回路242に対して出力する。
【0040】
符号化プログラム30の処理を、図7を参照してさらに説明する。
図7は、図6に示した符号化プログラム30の処理(S10)を示すフローチャートである。
図7に示すように、ステップ100(S100)において、データ処理部20(図3,図4)は、符号化部3(符号化プログラム30;図5)に対して、1ワード6ビット構成のパラレル形式の送信データを入力する。
【0041】
送信データの値が「000000」の場合は、ステップ102(S102)において、特定値ワード変換回路308が、送信データを「00001111」という値の符号化データに変換する。
また、送信データの値が「111111」の場合は、ステップ104(S104)において、特定値ワード変換回路308が、送信データを「11110000」という値の符号化データに変換する。
【0042】
送信データの値が「000000」または「111111」の場合以外は、符号化プログラム30は、S12の処理に進む。
ステップ120(S102)において、ワード分割部300は、送信データの6つのビットそれぞれにA〜Fという名前を付ける。
【0043】
ステップ122(S122)ワード分割部300は、ビットA〜CとビットD〜Fを、それぞれビット束1とビット束2とに分割する。
【0044】
ステップ130(S130)において、符号付加部302は、ビットA〜Cに対してビット束1という名前を付ける。
【0045】
ステップ132(S132)において、符号付加部302は、ビット束1に含まれる論理値1の個数を計数する。
符号化プログラム30は、ビット束1に含まれる論理値1の個数が0または1である場合にはS134の処理に進み、これ以外の場合にはS136の処理に進む。
【0046】
ステップ134(S134)において、符号付加部302は、ビット束1に論理値1の付加ビットを付加し、ビット束1「A,B,C」を、「A,B,C,1」と変換する。
【0047】
ステップ136(S136)において、符号付加部302は、ビット束1に論理値0の付加ビットを付加し、ビット束1「A,B,C」を、「A,B,C,0」と変換する。
【0048】
ステップ140(S140)において、符号付加部304は、ビットD〜Fに対してビット束2という名前を付ける。
【0049】
ステップ142(S142)において、符号付加部304は、ビット束2に含まれる論理値1の個数を計数する。
符号化プログラム30は、ビット束2に含まれる論理値1の個数が0または1である場合にはS144の処理に進み、これ以外の場合にはS146の処理に進む。
【0050】
ステップ144(S144)において、符号付加部304は、ビット束2に論理値1の付加ビットを付加し、ビット束2「D,E,F」を、「D,E,F,1」と変換する。
【0051】
ステップ146(S136)において、符号付加部304は、ビット束1に論理値0の付加ビットを付加し、ビット束2「D,E,F」を、「D,E,F,0」と変換する。
【0052】
ワード組立部306は、S130〜S146の処理により得られたビット束1,2を組み立てて符号化データを生成する。
さらに、特定値ワード変換回路308は、送信データの値に応じて、特定値ワード変換回路308が生成した符号化データまたは符号付加部302,304が生成した符号化データをP/S回路242に対して出力する。
以上説明した処理により、図6の右端の表の一番上と一番下のDCバランスの値は0.5となり、符号化プログラム30の処理により生成される符号化データのDCバランスは、0.375〜0.625の範囲内に保たれる。
【0053】
P/S回路242(図3)は、符号化部3(図3,図4(符号化プログラム30;図5〜図7))から入力された1ワード8ビット構成のパラレル形式の符号化データをシリアル形式に変換し、図2(D)に示した伝送データを生成し、送信回路244に対して出力する。
【0054】
送信回路244(図3)は、P/S回路242から入力されたシリアル形式の伝送データを、電気的な伝送信号(電流信号I)に変換し、EO変換回路246に対して出力する。
EO変換回路246は、送信回路244から入力された電気的な伝送信号を、光学的な伝送信号に変換し、光伝送路10を介して他の通信ノード2に対して伝送する。
【0055】
[受信部26]
以下、受信部26(図3)の構成および動作を説明する。
【0056】
OE変換回路220は、光伝送路10を介して他の通信ノード2から伝送されてきた光学的な伝送信号を電気的な伝送信号(電流信号I)に変換し、受信回路28に対して出力する。
【0057】
図8は、図3に示した受信回路28の構成を示す図である。
図8に示すように、受信回路28は、電流/電圧変換回路(I/V回路)280、閾値生成回路282および比較・識別回路284から構成される。
受信回路28において、I/V回路280は、受信部26のOE変換回路220と容量結合され、OE変換回路220から電流信号Iとして入力される伝送信号を、電圧信号Vに変換し、閾値生成回路282および比較・識別回路284に対して出力する。
【0058】
閾値生成回路282(図8)は、I/V回路280から入力される電圧信号Vの平均値をとり、閾値THとして比較・識別回路284に対して出力する。
比較・識別回路284は、I/V回路280から入力される電圧信号Vの電圧と閾値THの電圧とを比較し、例えば、電圧信号Vの電圧が閾値THの電圧よりも高い区間を論理値1と識別し、電圧信号Vの電圧が閾値THの電圧よりも低い区間を論理値0と識別し、シリアル形式の符号化データ(図2(D))として、S/P回路264に対して出力する。
【0059】
S/P回路264(図3)は、受信回路28(図3,図8)から入力されるシリアル形式の符号化データを、1ワード8ビット構成のパラレル形式の符号化データに変換し、復号回路4に対して出力する。
【0060】
[復号回路4]
復号回路4は、例えば、図4に示したハードウェア構成を採る。
つまり、受信部26において、復号回路4は、ソフトウェア処理により、符号化部3(図3,図4(符号化プログラム30;図5〜図7))により6B/8B符号化がなされた符号化データを復号し、元の送信データと同じ値の1ワード6ビット構成のパラレル形式の受信データとするために必要な構成部分を含んでいる。
【0061】
[第1の復号プログラム40]
図9は、図3および図4に示した復号回路4により実行され、本発明にかかる復号を実現する第1の復号プログラム40の構成を示す図である。
図9に示すように、復号プログラム40は、符号削除部400および符号変換部402から構成される。
復号プログラム40において、符号削除部400は、図6,図7に示したように符号化データに付加された付加ビットX,Yを削除し、受信データとして符号変換部402に対して出力する。
【0062】
符号変換部402は、符号化ビットが「00001111」という値をとる場合に、このビットを「000000」という受信ビットに変換し、また、符号化ビットが「11110000」という値をとる場合に、このビットを「111111」という受信データに変換する。
符号変換部402は、符号化ビットが「00001111」または「11110000」という値をとる場合には、符号変換部402が変換の結果として得た「000000」または「111111」という値の受信データをデータ処理部20に対して出力し、これ以外の場合には、符号削除部400が作成した受信データをデータ処理部20に対して出力する。
【0063】
復号プログラム40の動作を、図10を参照してさらに説明する。
図10は、図9に示した復号プログラム40の処理(S18)を示すフローチャートである。
図10に示すように、ステップ180(S180)において、S/P回路264は、8ビットパラレル形式の符号化データを復号回路4(図3,図4(復号プログラム40;図9))に対して入力する。
【0064】
ステップ182(S182)において、符号変換部402は、S/P回路264から入力された符号化データの値をチェックする。
符号化データの値が「00001111」である場合には、復号プログラム40はS164の処理に進み、符号化データの値が「11110000」である場合には、復号プログラム40はS166の処理に進み、符号化データの値がこれら以外である場合には、復号プログラム40はS168の処理に進む。
【0065】
ステップ164(S164)において、符号変換部402は、符号化データを「000000」という値の受信データに変換する。
【0066】
ステップ166(S166)において、符号変換部402は、符号化データを「111111」という値の受信データに変換する。
【0067】
ステップ168(S168)において、符号削除部400は、入力された符号化データの4番目と8番目に付加された付加ビットX,Y(図6)を削除し、受信データとして符号変換部402に対して出力する。
【0068】
ステップ170(S170)において、符号変換部402は、上述したように、符号化ビットの値に応じて、符号変換部402が作成した受信データ、または、符号削除部400が作成した受信データをデータ処理部20に対して出力する。
【0069】
[全体動作]
以下、光通信システム1の全体的な動作を説明する。
光通信システム1において、フレーム信号発生回路12は、光伝送路10を介して、通信ノード2−1〜2−mそれぞれに対してフレーム信号(図2(A))を供給する。
通信ノード2−1〜2−mそれぞれにおいて、タイミング生成部22(図3)は、光伝送路10からフレーム信号を受信してクロック信号(図2(B))を生成し、送信部24の符号化部3およびP/S回路242、および、受信部26の復号回路4およびS/P回路264に対して出力する。
【0070】
例えば、通信ノード2−1(図1)において、データ処理部20(図3)は、通信ノード2−2に対して伝送すべき送信データを生成し、送信部24の符号化部3(図3,図4(符号化プログラム30;図5〜図7))に対して出力する。
符号化部3(符号化プログラム30)は、図6および図7に示したように送信データを符号化し、P/S回路242に対して出力する。
【0071】
P/S回路242(図3)は、符号化部3(図3,図4(符号化プログラム30;図5〜図7))から入力された符号化データをシリアル形式の伝送データ(図2(D))に変換し、送信回路244に対して出力する。
送信回路244およびEO変換回路246(図3)は、P/S回路242から入力される伝送データを、光学的な伝送信号に変換し、通信ノード2−2(図1)などに対して伝送する。
【0072】
通信ノード2−2(図1)において、受信部26のOE変換回路220(図3)は、通信ノード2−1から光伝送路10を介して伝送されてきた伝送信号を電気的な伝送信号(電流信号I;図8)に変換し、OE変換回路220と容量結合された受信回路28に対して出力する。
受信回路28において、I/V回路280(図8)は、電流信号Iを電圧信号Vに変換して閾値生成回路282および比較・識別回路284に対して出力する。
【0073】
閾値生成回路282(図8)は、I/V回路280から入力される電圧信号Vの平均値をとり、閾値THとして比較・識別回路284に対して出力する。
比較・識別回路284は、I/V回路280から入力される電圧信号Vと、閾値信号THとを比較し、電圧信号Vが示す論理値を識別し、シリアル形式の符号化データ(図2(D))としてS/P回路264(図3)に対して出力する。
S/P回路264は、受信回路28から入力されたシリアル形式の符号化データをパラレル形式に変換し、復号回路4(図3,図4(復号プログラム40(図9,図10))に対して出力する。
【0074】
復号回路4(図3,図4(復号プログラム40(図9,図10))は、図10に示したように、S/P回路264から入力される符号化データを復号し、受信データとしてデータ処理部20に対して出力する。
データ処理部20は、復号回路4(復号プログラム40)から入力された受信データの記憶・処理を行う。
【0075】
[変形例]
なお、以上説明した実施形態においては、通信ノード2の間でデータを伝送する伝送路として、光伝送路10が用いられる場合を具体例としたが、光伝送路10の代わりにメタリック伝送路を用いてもよい。
つまり、本発明にかかる符号化・復号は、光伝送路のDCバランスを採るだけではなく、メタリック伝送路のDCバランスを取るためにも用いられ得る。
また、符号化部3、復号回路4およびデータ処理部20は、それぞれ別々のハードウェアにより構成されても、同じハードウェアにより構成されてもよい。
【0076】
また、符号化部3は、nビット送信データをアドレス入力とし、n+kビット符号化データをデータ出力とし、送信データを符号化データに変更するためのデータを記憶したROMなどにより置換可能であるが、入出力関係が、符号化部3により実現される符号化と同じ符号化方法は、回路方式にかかわらず、本発明にかかる符号化方法と等価である(以下の実施形態においても同様)。
また、復号回路4は、符号化部3と同様に、変換用のROMなどにより置換可能であるが、入出力関係が、復号回路4により実現される符号化と同じ復号方法は、回路方式にかかわらず、本発明にかかる復号方法と等価である(以下の実施形態においても同様)。
【0077】
また、以上、1ワード6ビットのデータを2つに分割して符号化し、復号する方法を説明したが、第1の実施形態として述べた符号化方法および復号方法は、例えば、8ビットのデータを10ビットに符号化し、復号する処理に応用可能である(以下の実施形態においても同様)。
また、第1の実施形態として述べた符号化方法および復号方法は、例えば、12ビットのデータを4ビットずつの3つの部分に分割し、それぞれにビットをふかして15ビットに変換するなどの用途に応用可能である(以下の実施形態においても同様)。
また、実施形態において述べたビットの論理値および処理の手順などは例示であって、同様な目的を達成するために、適宜、変更することができる(以下の実施形態においても同様)。
【0078】
[第2実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態を説明する。
第2の実施形態として示す第2の符号化方法は、送信データを2つの部分に分け、一方の部分および他の部分に含まれる論理値1の個数に応じて、他の部分ビットの論理値を反転し、または、反転しないままとし、さらに、DCバランスを0.5に近づけるための付加ビットを付加することにより、符号化を行うように構成されている。
【0079】
[第2の符号化プログラム32]
図11は、図1に示した通信ノード2の符号化部3(図3,図4)において、第1の符号化プログラム30(図5〜図7)の代わりに用いられ、本発明にかかる第2の符号化方法を実現する第2の符号化プログラム32の構成を示す図である。
図12〜図15は、図11に示した第2の符号化プログラム32の処理を示す第1〜第4の図表である。
【0080】
図11に示すように、符号化プログラム32は、ワード分割部320、ビット計数部322、反転部324、フラグ付加部326、ワード組立部328および符号付加部330から構成される。
符号化プログラム32は、符号化プログラム30と同様に、記録媒体146(図4)などを介して符号化部3に供給され、実行される。
これらの構成部分により、符号化プログラム32は、1ワード8ビット構成のパラレル形式の送信データ(図3)を符号化する。
なお、第2の符号化プログラム32、および、後述する第2の復号プログラム42(図17,図18)は、第1の符号化プログラム30および第1の復号プログラム40とは異なり、8B/10B変換を行うので、第2の符号化プログラム32の動作に合わせて、通信ノード2の各構成部分(図1,図3など)の動作も、適宜、変更される必要がある。
【0081】
符号化プログラム32において、ワード分割部320は、図12〜図15の左端の表に示された送信データを、送信データに含まれる8つのビットA,B,C,D,E,F,G,H,I,G,Hの内の上位3ビットA,B,Cと、下位5ビットD,E,F,G,H,I,G,Hとに分割する。
ワード分割部320は、送信データの上位3ビットA,B,Cをビット束1としてビット計数部322およびワード組立部328に対して出力し、送信データの下位5ビットD,E,F,G,H,I,G,Hをビット束2として反転部324に対して出力する。
本発明にかかる第2の符号化方法においては、後述するようにビット束2の論理値に対する処理が行われた後に、さらに、DCバランスを0.5に近づけるためのビットが付加される。
従って、ワード分割部320が生成するビット束1,2のビット数は、同数であるよりも同数でない方が、より容易に、DCバランスを0.5に近づけることができる。
また、ビット束1,2には、奇数のビットが含まれることが望ましい。
【0082】
ビット計数部322は、ワード分割部320から入力されたビット束1の論理値1のビットの数を計数し、計数結果を反転部324に通知する。
【0083】
反転部324は、図12〜図15の左から2番目の表に示されるように、ビット束1の論理値1の個数、および、ビット束2の論理値1の個数に応じて、ビット束2の論理値を反転させ、または、反転させずにフラグ付加部326に対して出力する。
また、反転部324は、ビット束2を反転したか否かをフラグ付加部326に対して通知する。
【0084】
つまり、反転部324は、ビット束1の論理値1の個数が0または1である場合であって、ビット束2の論理値1の個数が0〜2のいずれかである場合には、ビット束2に含まれる全部のビットの論理値を反転させたビット束2’をフラグ付加部326に対して出力し、ビット束2の論理値1の個数が3〜5のいずれかである場合には、ビット束2に含まれる全部のビットの論理値を反転させないまで、フラグ付加部326に対して出力する。
また、反転部324は、ビット束1の論理値1の個数が2または3である場合であって、ビット束2の論理値1の個数が3〜5のいずれかである場合には、ビット束2に含まれる全部のビットの論理値を反転させたビット束2’をフラグ付加部326に対して出力し、ビット束2の論理値1の個数が0〜2のいずれかである場合には、ビット束2に含まれる全部のビットの論理値を反転させないままで、フラグ付加部326に対して出力する。
【0085】
フラグ付加部326は、図12〜図15の右から2番目の表に示すように、反転部324から反転されたビット束2’が入力された場合には、ビット束2’に、反転されていることを示す論理値1のフラグ(第2の付加ビット;code1)を付加してワード組立部328に対して出力する。
また、フラグ付加部326は、図12〜図15の右から2番目の表に示すように、反転部324から非反転のビット束2が入力された場合には、ビット束2に、反転されていないことを示す論理値0のフラグを付加してワード組立部328に対して出力する。
【0086】
ワード組立部328は、図12〜図15の右から2番目の表に示すように、ワード分割部320から入力されたビット束1と、反転部324から入力される非反転のビット束2または反転されたビット束2’とを組み立て、ワード組立部328に対して出力する。
【0087】
符号付加部330は、図12〜図15の右から2番目の表に示すように、ワード組立部328から入力されるビットA〜Hと、これに付加されたフラグ(code1)のビットの内、論理値1をとるビットの個数を計数する。
符号付加部330は、係数の結果として得られたビットA〜H,code1の9ビットの論理値1の個数に応じて、DCバランスを改善するための付加ビット(第3の付加ビット;code2)の論理値を調整して付加する。
【0088】
つまり、符号付加部330は、係数の結果として得られたビットA〜Hおよびcode1の論理値1の個数が0〜4のいずれかである場合には、論理値1の付加ビット(code2)を付加する。
また、符号付加部330は、係数の結果として得られたビットA〜Hおよびcode1の論理値1の個数が5〜9のいずれかである場合には、論理値0の付加ビット(code2)を付加する。
符号付加部330は、以上のように、ビット束1、および、反転されたビット束2’または非反転のビット束2に、2つの付加ビット(code1,code2)が付加されて生成された符号化データ(図12〜図15の右端の表を参照)を、通信ノード2のP/S回路242(図1,図3)に対して出力する。
【0089】
図16を参照して、符号化プログラム32の処理をさらに説明する。
図16は、図15に示した符号化プログラム32の処理(S20)を示すフローチャートである。
図16に示すように、ステップ200(S200)において、データ処理部20が、送信部24の符号化部3(図3,図4(符号化プログラム32のワード分割部320;図11))に対して1ワード8ビット構成のパラレル形式の送信データを入力する。
【0090】
ステップ202(S202)において、ワード分割部320は、入力された送信データに含まれる8つのビットそれぞれに、A〜Hという名前をつける。
【0091】
ステップ204(S204)において、ワード分割部320は、送信データのビットA〜Hを分割し、ビットA〜Cをビット束1とし、ビットD〜Hをビット束2とする。
【0092】
ステップ206(S206)において、反転部324は、ビット束2に含まれる全てのビットの論理値を反転し、ビット束2’を作成する。
【0093】
ステップ208(S208)において、ビット計数部322は、ビット束1に含まれる論理値1の個数を計数し、反転部324に対して通知し、反転部324は、通知されたビット束1の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束1の論理値1の個数が0または1である場合にはS210の処理に進み、これ以外の場合はS230の処理に進む。
【0094】
ステップ210(S210)において、反転部324は、ビット束2の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束2の論理値1の個数が0〜2のいずれかである場合にはS212の処理に進み、これ以外の場合にはS220の処理に進む。
【0095】
ステップ212(S212)およびステップ214(S214)において、ワード組立部328は、ビット束1と論理値が反転されたビット束2’とを組み立て、ビット束2が反転されていることを示す論理値1のフラグ(code1;図12〜図15)を付加する。
【0096】
ステップ220(S220)およびステップ222(S222)において、ワード組立部328は、ビット束1と、論理値が非反転のビット束2とを組み立て、ビット束2が非反転であることを示す論理値0のフラグ(code1;図12〜図15)を付加する。
【0097】
ステップ230(S230)において、反転部324は、ビット束2の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束2の論理値1の個数が0〜2のいずれかである場合にはS232の処理に進み、これ以外の場合にはS240の処理に進む。
【0098】
ステップ232(S232)およびステップ234(S234)において、ワード組立部328は、ビット束1と論理値が非反転のビット束2とを組み立て、ビット束2が非反転であることを示す論理値0のフラグ(code1;図12〜図15)を付加する。
【0099】
ステップ240(S240)およびステップ242(S242)において、ワード組立部328は、ビット束1と、論理値が反転されたビット束2’とを組み立て、ビット束2が反転されていることを示す論理値1のフラグ(code1;図12〜図15)を付加する。
【0100】
ステップ250(S250)において、符号付加部330は、以上の処理により生成されたビット列3(ビット束1と、反転されたビット束2’または非反転のビット束2と、これらに付加されたフラグ(code1;図12〜図15))の論理値1の個数を再び計数する。
【0101】
ステップ252(S252)において、符号化プログラム32は、S250の処理において計数されたビット列3の論理値1の個数が0〜4のいずれかである場合にはS254の処理に進み、これ以外の場合にはS256の処理に進む。
【0102】
ステップ254(S254)において、符号付加部330は、ビット列3に論理値1の付加ビット(code2;図12〜図15)を付加し、符号化データを生成する。
【0103】
ステップ256(S256)において、符号付加部330は、ビット列3に論理値0の付加ビット(code2;図12〜図15)を付加し、符号化データを生成する。
【0104】
ステップ258(S258)において、符号化プログラム32は、以上のように生成された符号化データを、P/S回路242(図3)に対して出力する。
以上の処理により、符号化プログラム32は、図12〜図15の右端の表に示すように、DCバランスを0.7〜0.3(ほとんどの場合0.6〜0.4)の範囲に保つことができる。
【0105】
[第2の復号プログラム42]
図17は、図1に示した通信ノード2の復号回路4(図3,図4)において、第1の復号プログラム40(図9,図10)の代わりに用いられ、本発明にかかる第2の復号方法を実現する第2の復号プログラム42の構成を示す図である。
図17に示すように、復号プログラム42は、フラグチェック部420、フラグ・符号除去部422、ワード分割部424、ビット反転部426およびワード組立部428から構成される。
復号プログラム42は、復号プログラム40と同様に、記録媒体146などを介して復号回路4に供給され、実行される。
復号プログラム42は、これらの構成部分により、符号化プログラム32(図11〜図16)により符号化された符号化データを復号する。
【0106】
フラグチェック部420は、S/P回路264から入力される符号化データ(図12〜図15)に付加されたフラグ(code2;図12〜図15)の値をチェックし、チェック結果をビット反転部426に対して通知する。
【0107】
フラグ・符号除去部422は、符号化データからフラグおよび付加ビット(code1,2;図12〜図15)を取り除き、ワード分割部424に対して出力する。
【0108】
ワード分割部424は、ワード分割部424から入力される符号化データをビット束1と、反転されたビット束2’または非反転のビット束2に分割し、ビット束1をワード組立部428に対して出力し、ビット束2またはビット束2’をワード組立部428に対して出力する。
【0109】
ワード組立部428は、フラグチェック部420から入力されるチェック結果が、ビット束2が反転されていることを示す場合、つまり、ワード分割部424から反転されたビット束2’が入力された場合には、ビット束2’に含まれる全てのビットの論理値を反転してビット束2に戻す。
また、ワード組立部428は、フラグチェック部420から入力されるチェック結果が、ビット束2が非反転であることを示す場合、つまり、ワード分割部424から非反転のビット束2が入力された場合には、ビット束2を反転せずにそのままとする。
さらに、ワード組立部428は、以上のように得られたビット束2と、ビット束1とを組み立て、受信データとしてデータ処理部20(図3)に対して出力する。
【0110】
図18を参照して、復号プログラム42の処理をさらに説明する。
図18は、復号プログラム42の処理(S28)を示すフローチャートである。
図18に示すように、ステップ280(S280)において、S/P回路264(図3)は、復号回路4(図3,図4(復号プログラム42;図17))に対して、1ワード10ビット構成のパラレル形式の符号化ビット(図12〜図15)を入力する。
【0111】
ステップ284(S284)において、フラグ・符号除去部422は、符号化データからフラグおよび付加ビット(code1,2;図12〜図15)を除去する。
【0112】
ステップ286(S286)において、フラグチェック部420、ワード分割部424、ビット反転部426およびワード組立部428は、図17を参照して説明したように符号化データを復号し、1ワード8ビット構成のパラレル形式の受信データとし、データ処理部20(図3)に対して出力する。
【0113】
[全体動作]
以下、第1の符号化プログラム30(図5など)および第1の復号プログラム40(図9など)の代わりに、第2の符号化プログラム32(図11〜図16)および第2の復号プログラム42(図17,図18)を用いた場合の光通信システム1の全体的な動作を説明する。
光通信システム1において、フレーム信号発生回路12は、光伝送路10を介して、通信ノード2−1〜2−mそれぞれに対してフレーム信号(図2(A))を供給する。
通信ノード2−1〜2−mそれぞれにおいて、タイミング生成部22(図3)は、光伝送路10からフレーム信号を受信してクロック信号(図2(C))を生成し、送信部24の符号化部3およびP/S回路242、および、受信部26の復号回路4およびS/P回路264に対して出力する。
【0114】
例えば、通信ノード2−1(図1)において、データ処理部20(図3)は、通信ノード2−2に対して伝送すべき送信データを生成し、送信部24の符号化部3(図3,図4(符号化プログラム32;図11〜図16))に対して出力する。
符号化部3(符号化プログラム32)は、図11〜図17に示したように送信データを符号化し、P/S回路242に対して出力する。
【0115】
P/S回路242(図3)は、符号化部3(図3,図4(符号化プログラム32;図11〜図16))から入力された符号化データをシリアル形式の伝送データ(図2(E))に変換し、送信回路244に対して出力する。
送信回路244およびEO変換回路246(図3)は、P/S回路242から入力される伝送データを、光学的な伝送信号に変換し、通信ノード2−2(図1)などに対して伝送する。
【0116】
通信ノード2−2(図1)において、受信部26のOE変換回路220(図3)は、通信ノード2−1から光伝送路10を介して伝送されてきた伝送信号を電気的な伝送信号(電流信号I;図8)に変換し、OE変換回路220と容量結合された受信回路28に対して出力する。
受信回路28において、I/V回路280(図8)は、電流信号Iを電圧信号Vに変換して閾値生成回路282および比較・識別回路284に対して出力する。
【0117】
閾値生成回路282(図8)は、I/V回路280から入力される電圧信号Vの平均値をとり、閾値THとして比較・識別回路284に対して出力する。
比較・識別回路284は、I/V回路280から入力される電圧信号Vと、閾値信号THとを比較し、電圧信号Vが示す論理値を識別し、シリアル形式の符号化データ(図2(E))としてS/P回路264(図3)に対して出力する。
S/P回路264は、受信回路28から入力されたシリアル形式の符号化データをパラレル形式に変換し、復号回路4(図3,図4(復号プログラム42(図17,図18))に対して出力する。
【0118】
復号回路4(図3,図4(復号プログラム42(図17,図18))は、図18に示したように、S/P回路264から入力される符号化データを復号し、受信データとしてデータ処理部20に対して出力する。
データ処理部20は、復号回路4(復号プログラム42)から入力された受信データの記憶・処理を行う。
【0119】
[変形例]
なお、符号化プログラム32(図11)および復号プログラム42(図17)の動作を適切に変更することにより、以下に示すように、8B/10B符号化およびその復号、例えば、6B/8B符号化およびその復号を行うことができる。
図19は、6B/8Bの符号化を行う際の符号化プログラム32(図11)の処理(S30)を示すフローチャートである。
図20は、図19に示した第2の符号化プログラム32による6B/8Bの符号化処理を示す図表である。
【0120】
図19に示すように、ステップ300(S300)において、データ処理部20が、送信部24の符号化部3(図3,図4(符号化プログラム32のワード分割部320;図11))に対して、図20の左端の表に示す1ワード6ビット構成のパラレル形式の送信データを入力する。
【0121】
ステップ302(S302)において、ワード分割部320は、入力された送信データに含まれる6つのビットそれぞれに、A〜Fという名前をつける。
【0122】
ステップ304(S304)において、ワード分割部320は、図20の左から2つ目の表に示すように、送信データのビットA〜Fを分割し、ビットA〜Cをビット束1とし、ビットD〜Fをビット束2とする。
【0123】
ステップ306(S306)において、反転部324は、ビット束2に含まれる全てのビットの論理値を反転し、ビット束2’を作成する。
【0124】
ステップ308(S308)において、ビット計数部322は、ビット束1に含まれる論理値1の個数を計数し、反転部324に対して通知し、反転部324は、通知されたビット束1の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束1の論理値1の個数が0または1である場合にはS310の処理に進み、これ以外の場合はS330の処理に進む。
【0125】
ステップ310(S310)において、反転部324は、ビット束2の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束2の論理値1の個数が0または1である場合にはS312の処理に進み、これ以外の場合にはS320の処理に進む。
【0126】
ステップ312(S312)およびステップ314(S314)において、ワード組立部328は、ビット束1と論理値が反転されたビット束2’とを組み立て、図20の右から2つ目の表に示すように、ビット束2が反転されていることを示す論理値1のフラグ(code1)を付加する。
【0127】
ステップ320(S320)およびステップ322(S322)において、ワード組立部328は、ビット束1と、論理値が非反転のビット束2とを組み立て、図20の右から2つ目の表に示すように、ビット束2が非反転であることを示す論理値0のフラグ(code1)を付加する。
【0128】
ステップ330(S330)において、反転部324は、ビット束2の論理値1の個数を判定する。
符号化プログラム32は、ビット束2の論理値1の個数が0または1である場合にはS332の処理に進み、これ以外の場合にはS340の処理に進む。
【0129】
ステップ332(S332)およびステップ334(S334)において、ワード組立部328は、ビット束1と論理値が非反転のビット束2とを組み立て、図20の右から2つ目の表に示すように、ビット束2が非反転であることを示す論理値0のフラグ(code1)を付加する。
【0130】
ステップ340(S340)およびステップ342(S342)において、ワード組立部328は、ビット束1と、論理値が反転されたビット束2’とを組み立て、図20の右から2つ目の表に示すように、ビット束2が反転されていることを示す論理値1のフラグ(code1)を付加する。
【0131】
ステップ350(S350)において、符号付加部330は、以上の処理により生成されたビット列3(ビット束1と、反転されたビット束2’または非反転のビット束2と、これらに付加されたフラグ(code1;図20))の論理値1の個数を再び計数する。
【0132】
ステップ352(S352)において、符号化プログラム32は、S350の処理において計数されたビット列3の論理値1の個数が0または1である場合にはS354の処理に進み、これ以外の場合にはS356の処理に進む。
【0133】
ステップ354(S354)において、符号付加部330は、図20の右から2番目の表に示すように、ビット列3に論理値1の付加ビット(code2)を付加し、符号化データを生成する。
【0134】
ステップ356(S356)において、符号付加部330は、図20の右から2番目の表に示すように、ビット列3に論理値0の付加ビット(code2)を付加し、符号化データを生成する。
【0135】
ステップ358(S358)において、符号化プログラム32は、以上のように生成された符号化データを、P/S回路242(図3)に対して出力する。
以上の処理により、符号化プログラム32は、図20の右端の表に示すように、DCバランスを0.625〜0.375の範囲に保つことができる。
【0136】
図21は、図19および図20に示したように符号化された符号化データを復号するための復号プログラム42(図17)の処理(S38)を示すフローチャートである。
図21に示すように、ステップ360(S360)において、S/P回路264(図3)は、復号回路4(図3,図4(復号プログラム42;図17))に対して、1ワード8ビット構成のパラレル形式の符号化ビット(図20)を入力する。
【0137】
ステップ364(S364)において、フラグ・符号除去部422は、符号化データからフラグおよび付加ビット(code1,2;図20)を除去する。
【0138】
ステップ366(S366)において、フラグチェック部420、ワード分割部424、ビット反転部426およびワード組立部428は、図17を参照して説明したように符号化データを復号し、1ワード6ビット構成のパラレル形式の受信データとし、データ処理部20(図3)に対して出力する。
【0139】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる符号化装置およびその方法によれば、任意のビット数のデータを符号化してDCバランスを取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる符号化方法および復号方法が適応される光通信システムの構成を示す図である。
【図2】図1に示した光通信システムにおいてデータが伝送されるタイミングを示す図であって、(A)はフレーム信号発生回路12が通信ノード2に対して供給するフレーム信号を示し、(B),(C)はそれぞれ、通信ノード2がフレーム信号から再生する8ビット構成の伝送データ用のクロック信号と10ビット構成の伝送データ用のクロック信号とを示し、(D),(E)はそれぞれ、通信ノード2の間で伝送される8ビット構成の伝送データと10ビット構成の伝送データとを示す。
【図3】図1に示した通信ノードの構成を示す図である。
【図4】図3に示した符号化部および復号回路のハードウェア構成を例示する図である。
【図5】図3および図4に示した符号化部により実行され、本発明にかかる第1の符号化方法を実現する第1の符号化プログラムの構成を示す図である。
【図6】図5に示した第1の符号化プログラムの処理を示す図表である。
【図7】図6に示した符号化プログラムの処理(S10)を示すフローチャートである。
【図8】図3に示した受信回路の構成を示す図である。
【図9】図3および図4に示した復号回路により実行され、本発明にかかる復号を実現する第1の復号プログラムの構成を示す図である。
【図10】図9に示した復号プログラムの処理(S18)を示すフローチャートである。
【図11】図1に示した通信ノードの符号化部(図3,図4)において、第1の符号化プログラム(図5〜図7)の代わりに用いられ、本発明にかかる第2の符号化方法を実現する第2の符号化プログラムの構成を示す図である。
【図12】図11に示した第2の符号化プログラムの処理を示す第1の図表である。
【図13】図11に示した第2の符号化プログラムの処理を示す第2の図表である。
【図14】図11に示した第2の符号化プログラムの処理を示す第3の図表である。
【図15】図11に示した第2の符号化プログラムの処理を示す第4の図表である。
【図16】図15に示した符号化プログラムの処理(S20)を示すフローチャートである。
【図17】図1に示した通信ノードの復号回路(図3,図4)において、第1の復号プログラム(図9,図10)の代わりに用いられ、本発明にかかる第2の復号方法を実現する第2の復号プログラムの構成を示す図である。
【図18】図18は、復号プログラム42の処理(S28)を示すフローチャートである。
【図19】6B/8Bの符号化を行う際の符号化プログラム(図11)の処理(S30)を示すフローチャートである。
【図20】図19に示した第2の符号化プログラムによる6B/8Bの符号化処理を示す図表である。
【図21】図19および図20に示したように符号化された符号化データを復号するための復号プログラム(図17)の処理(S38)を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1・・・光通信システム、
10・・・光伝送路、
12・・・フレーム信号発生回路、
2・・・通信ノード、
20・・・データ処理部、
22・・・タイミング生成部、
220・・・OE変換回路、
222・・・クロック・フレーム再生回路、
24・・・送信部、
3・・・符号化部、
140・・・CPU、
142・・・メモリ、
144・・・記録装置、
146・・・記録媒体、
30,32・・・符号化プログラム、
300,320・・・ワード分割部、
302,304・・・符号付加部、
306,328・・・ワード組立部、
322・・・ビット計数部、
324・・・反転部、
326・・・フラグ付加部、
242・・・P/S回路、
246・・・EO変換回路、
26・・・受信部、
28・・・受信回路、
280・・・I/V回路、
282・・・閾値生成回路、
284・・・比較・識別回路、
4・・・復号回路、
40,42・・・復号プログラム、
400・・・符号削除部、
402・・・符号変換部、
420・・・フラグチェック部、
422・・・フラグ・符号除去部、
424・・・ワード分割部、
426・・・ビット反転部、
428・・・ワード組立部、
Claims (8)
- それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化装置であって、
前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、
前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割する第2のワード分割手段と、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとするデータビット反転手段と、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加する第2のビット付加手段と、
前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加する第3のビット付加手段と
を有する符号化装置。 - 前記第2のワード分割手段は、前記データワードを奇数のビットを含む前記第1のワード部分と、前記第1のワード数と異なる奇数のビット数の第2のワード部分に分割する請求項1に記載の符号化装置。
- 前記第2のワード分割手段は、前記データワードを、それぞれ1つの第1のワード部分および第2のワード部分に分割し、
前記データビット反転手段は、前記第1のワード部分および第2のワード部分において、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分に含まれる全てのデータビットの論理値を反転またはそのままとし、
前記第2のビット付加手段は、前記第1のワード部分および第2のワード部分に対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加する
請求項1または2に記載の符号化装置。 - それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加し、前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号する復号装置であって、
前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとするデータビット復元手段と、
前記付加された第2の付加ビットを除去するビット除去手段と、
前記付加された第3の付加ビットを除去するビット除去手段と
を有する復号装置。 - それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行う符号化方法であって、
前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加し、
前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加する
符号化方法。 - それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加し、前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号する復号方法であって、
前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとし、
前記付加された第2の付加ビットを除去し、
前記付加された第3の付加ビットを除去する
復号方法。 - それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードの符号化を行うプログラムであって、
前記データワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割するステップと、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとするステップと、
前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを論理値で示す第2の付加ビットを付加するステップと、
前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。 - それぞれ第1の論理値または第2の論理値をとる複数のデータビットを含むデータワードを、1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第1のワード部分と、前記1つ以上のワード部分それぞれに対応し、それぞれ1つ以上の前記データビットを含む1つ以上の第2のワード部分とに分割し、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれにおいて、前記第1の論理値の数と前記第2の論理値の数とが近づくように、前記第2のワード部分それぞれに含まれるデータビットの論理値を反転またはそのままとし、前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第2のワード部分のデータビットの論理値が反転されたか否かを第1の論理値または第2の論理値により示す第2の付加ビットを付加し、前記第2の付加ビットが付された前記第1のワード部分およびこれに対応する第2のワード部分それぞれに対して、前記第1の論理値のビットの数と前記第2の論理値のビットの数とが近づくように、前記第1の論理値または前記第2の論理値をとる第3の付加ビットを付加することにより符号化された符号データを復号する復号プログラムであって、
前記付加された第2の付加ビットの論理値に応じて、前記第2のワード部分それぞれのデータビットの論理値を反転またはそのままとするステップと、
前記付加された第2の付加ビットを除去するステップと、
前記付加された第3の付加ビットを除去するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
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