JP5266546B2 - デジタル伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、誤り訂正符号を用いたデジタル伝送システム、特にフレーム伝送システムに係り、信号品質もしくはクライアント信号種別などに応じて、適応的に最適な誤り訂正符号回路へ切り替えを行うデジタル伝送システムに関する。

従来、光通信の分野では、無線通信などと比べると通信路における雑音の影響が小さいため、前方誤り訂正（以下、ＦＥＣ：Forward Error Correction）導入の必要性は少なかった。しかし、１９９０年以降、伝送容量増加に伴い、その必要性が増していった。光通信にＦＥＣを適用するメリットは、低ＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）の信号でも高感度に受信できるため、容易に伝送距離の長延化を図ることができることである。

現在では、４０Ｇｂｉｔ／ｓクラスのＯＴＮ（Optical Transport Network）を用いた大容量のデジタル伝送システムが既に商用化され、ＦＥＣが標準機能として搭載されている。ＯＴＮにおけるＦＥＣの適用方法は、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）により、勧告Ｇ．７０９（例えば、非特許文献１参照）にて標準ＦＥＣ（ＧＦＥＣ：Generalized Forward Error Correction、ＯＴＮでは、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号が用いられている）として規定されている。

しかし、高速なデジタル伝送においては、今まで以上に非線形光学効果や、偏波モード分散といった劣化要因の影響が顕著に現れてしまうため、ＧＦＥＣよりも優れた性能を持つ誤り訂正符号を適用する流れが世界的に進んでいる。そのため、誤り訂正能力を向上させた拡張型ＦＥＣ（ＥＦＥＣ：Enhanced Forward Error Correction）方式の研究開発が数多くなされており、現行のデジタル伝送システムには、ＧＦＥＣに併せてＥＦＥＣなど複数の誤り訂正符号を搭載するケースが大半である。

伝送容量の拡大と共に光ネットワークの形態も変化している。以前は、ポイント−ポイント間の通信であったが、現在は、リング型や、メッシュ型へと進化を遂げている。ネットワーク形態の進化に伴い、これまで固定的であった光パスを、サービスの要求に応じて動的に変化させることへの要求が高まっている。光パスを自律的、動的に変化させる技術として、ＩＥＴＦ（The Internet Engineering Task Force）により標準化されているＧＭＰＬＳ（Generalized Multi Protocol Label Switch）と呼ばれる制御プロトコルがある（例えば、非特許文献２参照）。

ＧＭＰＬＳは、従来、ラベル・スイッチ技術として、ＩＰ（Internet Protocol）網や、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）網に用いられてきたＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switch）技術を、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）を用いた光ネットワーク網に拡張したものである。光の波長をラベルとして扱い、動的なパス切り替え、故障の復旧、トラフィックコントロールなどの機能を備えている。

ＧＭＰＬＳの導入により、よりフレキシブルな光ネットワークを構成することが可能になったが、パス切替え時に生じる伝送路特性の変化が課題となっている。伝送路特性は、光ファイバの持つ分散量や、伝送損失特性、さらには敷設状況に大きく依存する。現在、数多くの光ファイバが敷設されているが、伝送経路によって受ける影響がそれぞれ異なってしまう。光通信の分野では、適応的な補償技術が十分には成熟していないため、新規にデジタル伝送システムを導入する際には、最悪の条件を仮定した上でシステム全体の設計を行なっている。

一方、無線通信の分野では、雑音や、干渉などの影響が時々刻々と変化するため、通信品質の劣化に対して適応的に誤り訂正能力を切替える誤り訂正方式が従来より提案されている（例えば、非特許文献３、特許文献１、特許文献２）。

図１１は、特許文献１に記載の送信装置の構成を示すブロック図である。図において、送信装置１では、入力バッファ２で入力信号のバッファリングを行い、交錯符号器３で、誤り訂正の符号化並びにインタリーブ処理を行う。送信部４は、受信装置へパケットデータを送信する。

一方、受信部５は、受信装置から送られてきたパケットデータを受信する。再送制御部７は、ＮＡＣＫ信号を受けた場合に欠落したパケットを入力バッファから再度読み込み制御を行う。ラウンド・トリップ時間決定部８は、送信から受信までの経過時間（ラウンド・トリップ時間）を受信装置からのデータを元に、推定を行う。ラウンド・トリップ時間記憶部９は、ラウンド・トリップ時間を一定期間保持する。

ＡＣＫ受信タイマー１１は、送信部４がパケットを送信してラウンド・トリップ時間内にＡＣＫ信号を受信したか否かを判断する。また、切替判定部１０は、通信チャネルのパケット損失率を求め、一定条件下で誤り訂正符号方式を切替える。パケット・カウンタ１２は、送信部４から伝送されるパケットの数をカウントし、エラー・カウンタ１３は、受信装置又はＡＣＫ受信タイマー１１から送信されるＮＡＣＫ信号の数をカウントする。

符号器構成情報記憶部１５は、符号化回路の回路構成情報を保持する。符号器再構成部１４は、切替判定部１０からの信号を受け交錯符号器３の回路構成の変更を行う。

従特許文献１に記載の送信装置は、再構成可能なハードウェアを具備することで装置規模を削減し、さらに、所与のハードウェア量の範囲内で、通信チャネルの誤り率に応じて、パケット伝送のスループットが最大になるような適応的に誤り訂正符号の切り替えを行なうというものである。

特開２００５−２５２６２２号公報 特開２００４−３２２８３号公報

ITU-T G.709, "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)", p. 28, 94-95 IETF RFC3945, "Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture", p. 7-10 Jong-Suk Ahn, and John Heidmann, "An adaptive FEC algorithm for Mobile Wireless Networks", Technical Report ISI-TR-555, USC / Information Sciences Institute, March, 2002

しかしながら、上記従来技術は、再構成可能なハードウェアを用いていることから、無線通信よりもはるかに高速な光通信伝送システムにおいては、再構成可能なハードウェアによる誤り訂正回路の構成では、実現できる処理速度や、回路規模に制限が生じ、高い誤り訂正処理機能を実現することが困難である。

さらに、上記従来技術は、無線通信におけるパケット伝送システムに特化した方式であり、光通信等で主に用いられているフレーム単位の伝送システムにおいては、パケット単位でデータの同期を行わず、常に装置間の同期を図っている。そのため、パケット伝送を前提とした上記従来技術をそのまま光通信システムに適用すると、誤り訂正符号の切替時に各誤り訂正符号の処理時間の違いにより、一定時間データの欠落が生じてしまうという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、伝送路特性や、収容しているクライアントの種別、伝送システムなどの通信状況に柔軟に適応して高い誤り訂正処理を実現することができるデジタル伝送システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、送信側の伝送装置と受信側の伝送装置とからなるデジタル伝送システムにおいて、前記受信側の伝送装置は、前記送信側の伝送装置から受信した信号品質をモニタする信号品質モニタ手段と、それぞれが異なる誤り訂正方式により誤り訂正を行う複数の受信側誤り訂正回路を有する受信側誤り訂正処理部と、前記信号品質モニタ手段によりモニタした信号品質に基づいて、最適な誤り訂正方式を選択する誤り訂正方式選択手段と、前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式を通知する受信側通知手段と、前記送信側の伝送装置から通知される誤り訂正方式への切替タイミングに基づいて、前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式に対応する受信側誤り訂正回路への切替を行う受信側誤り訂正回路切替手段とを備え、前記送信側の伝送装置は、それぞれが異なる誤り訂正方式により誤り訂正の符号化を行う複数の送信側誤り訂正回路を有する送信側誤り訂正処理部と、前記受信側の伝送装置から通知される誤り訂正方式への切替タイミングを通知する送信側通知手段と、前記送信側通知手段により通知したタイミングで前記通知された誤り訂正方式に対応する送信側誤り訂正回路への切り替えを行う送信側誤り訂正回路切替手段とを備え、前記送信側の伝送装置は、基準フレームからの送信フレーム数をカウントする送信側フレームカウンタ部と、前記送信側フレームカウンタ部によりカウントされた送信フレーム数が所定フレーム数になった時点を前記送信側誤り訂正回路の切替タイミングとして決定し、該切替タイミングの指示を前記送信側誤り訂正回路切替手段に与える送信側切替タイミング制御手段とを更に備え、前記送信側誤り訂正回路切替手段は、前記送信側切替タイミング制御手段により決定された切替タイミングで前記通知された誤り訂正方式に対応する送信側誤り訂正回路への切替を行い、前記受信側の伝送装置は、前記基準フレームからの受信フレーム数をカウントする受信側フレームカウンタ部と、前記受信側フレームカウンタ部によりカウントされた受信フレーム数が前記所定フレーム数になった時点を前記受信側誤り訂正回路の切替タイミングとして決定し、該切替タイミングの指示を前記受信側誤り訂正回路切替手段に与える受信側切替タイミング制御手段とを更に備え、前記受信側誤り訂正回路切替手段は、前記受信側切替タイミング制御手段により決定された切替タイミングで、前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式に対応する受信側誤り訂正回路への切替を行うことを特徴とするデジタル伝送システムである。

本発明は、上記の発明において、前記送信側誤り訂正処理部は、前記複数の送信側誤り訂正回路から出力されるデータ間の遅延時間差を調整する送信側遅延差調整手段を更に備え、前記受信側誤り訂正処理部は、伝送中の遅延時間差、もしくは時間的な位相のずれを調整する受信側遅延時間差調整手段を更に備えることを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記受信側通知手段と前記送信側通知手段とは、ＯＴＮ（Optical Transport Network）、もしくはＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）のオーバーヘッドを用いて、誤り訂正方式または切替タイミングを通知することを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記受信側通知手段と前記送信側通知手段とは、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）を用いて、誤り訂正方式または切替タイミングを通知することを特徴とする。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、送信側の伝送装置と受信側の伝送装置とからなるデジタル伝送システムにおいて、前記送信側の伝送装置は、入力信号の種別に基づいて、該入力信号に信号種別の情報を付加する信号種別情報挿入手段と、それぞれが異なる誤り訂正方式を有し、前記信号種別情報挿入手段により付加された信号種別の情報に基づく誤り訂正方式により誤り訂正の符号化を行う複数の送信側誤り訂正回路を有する送信側誤り訂正処理部とを備え、前記受信側の伝送装置は、前記送信側の伝送装置から伝送されてきた信号に付加された信号種別の情報に基づいて、受信した信号の種別を識別する信号種別識別手段と、それぞれが異なる誤り訂正方式を有し、受信した信号に対して誤り訂正を行う複数の受信側誤り訂正回路を有する受信側誤り訂正処理部と、前記信号種別識別手段により識別された信号種別に基づいて、誤り訂正方式の決定を行う誤り訂正回路選択手段と、前記誤り訂正回路選択手段により決定された誤り訂正方式に対応する受信側誤り訂正回路への切り替えを行う受信側誤り訂正回路切替手段とを備えることを特徴とするデジタル伝送システムである。

本発明は、上記の発明において、前記受信側の伝送装置は、前記複数の誤り訂正回路の切替が完了するまで、信号を一時的にバッファリングするバッファ回路を更に備えることを特徴とする。

この発明によれば、伝送路特性や、収容しているクライアントの種別、伝送システムなどの通信状況に柔軟に適応して高い誤り訂正処理を実現することができるという利点が得られる。

本発明の第１実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。 本第３実施形態での切替タイミングを説明するための概念図である。 本第３実施形態において、誤り訂正回路切替えまでの制御フローを示す概念図である。 ＯＴＮのフレーム構成を示す図である。 ＳＤＨのフレーム構成を示す図である。 ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi Protocol Label Switch）を用いたときの通信手順を示す概念図である。 光パスの切り替えが伴う場合の、誤り訂正回路切替フローを示す概念図である。 光パス及び誤り訂正回路の切り替えを同時に行う場合の通信手順を示す概念図である。 特許文献１に記載の送信装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
本発明は、デジタル伝送システムにおいて、送信側と受信側がともに複数の誤り訂正回路を備え、受信側が受信した信号品質のモニタを行い、該信号品質に応じて誤り訂正方式を選択し、該選択した誤り訂正方式を送信側に通知し、送信側が誤り訂正回路の切り替えのタイミングを受信側に通知し、該通知したタイミングで通知された誤り訂正方式に従って誤り訂正回路の切り替えを行い、受信側が通知された切り替えのタイミングで誤り訂正回路の切り替えを行うことを特徴としている。

Ａ．第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。図において、伝送装置（送信部）２０は、入力された信号に対して誤り訂正用の冗長情報を付加する誤り訂正処理部２１、符号化されたデータを受信側へ送信する信号送信部２２、及び通知手段２３から構成される。誤り訂正処理部２１は、誤り訂正回路の切り替えを行う誤り訂正回路切替手段２１１を有する。

伝送装置（受信部）３０は、伝送されてきた信号を受信する信号受信部３１、送信側で付加された冗長情報により誤りを訂正する誤り訂正処理部３２、誤り訂正処理部３２の信号品質モニタ手段３２２から出力される信号品質データを元に誤り訂正方式の決定を行う誤り訂正回路選択手段３３、及び誤り訂正方式の切替指示を送信側の装置へ通知する誤り通知手段３４から構成される。信号受信部３１は、信号品質の監視する信号品質モニタ手段３１１を有する。誤り訂正処理部３２は、誤り訂正回路の切り替えを行う誤り訂正回路切替手段３２１、及び信号品質の監視する信号品質モニタ手段３２２を有する。

伝送装置（送信部）２０の誤り訂正処理部２１には、複数の誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎが配され、誤り訂正回路２１の前段には、各誤り訂正回路２１に供給するクロック及び電源供給部２１２、それらを切替えるセレクタ回路２１３が具備されている。誤り訂正回路２１の前段のセレクタ回路２１３は、誤り訂正回路２１へ供給する電源、及びクロックを選択する役割を果たす。そのため、前段のセレクタ回路２１３によって、複数の誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎのうち、選択された誤り訂正回路以外の動作を停止させることで、消費電力の低減が可能になる。

なお、複数の誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎは、各々、異なる誤り訂正能力、異なる消費電力、異なるアルゴリズム、あるいはこれらを組み合わせた特性を有する。

また、セレクタ回路２１３は、誤り訂正回路切替の指示を受けた時点で、動作している誤り訂正回路に加え、切替え先の誤り訂正回路にクロック及び電源供給部２１２からの電源及びクロックを供給する。予め切替先の誤り訂正回路に電源及びクロックを供給することで、切替時にも安定動作が可能になる。切替後は、切替前に動作していた誤り訂正回路への電源及びクロックの供給を停止させ、消費電力を抑える。

次に、本第１実施形態の動作について説明する。
伝送装置（受信部）３０の信号受信部３１内の信号品質モニタ手段３１１、もしくは誤り訂正処理部３２内の信号品質モニタ手段３２２において、伝送装置（送信部）２０と伝送装置（受信部）３０との間で伝送される信号の品質をモニタし、信号品質データを誤り訂正回路選択手段３３に送る。信号品質データとしては、例えば、誤り訂正前後の符号誤り率、誤り訂正数、Ｑ値（Quality Factor）、ＯＳＮＲ，受信パワーなどがある。ＳＤＨや、ＯＴＮを用いた伝送システムでは、ＢＩＰ−８（bit-interleaved parity 8、例えば、非特許文献１、参考文献１「ITU-T G.707, “Network node interface for the Synchronous Digital Hierarchy (SDH)”, p. 66」）により伝送路上の符号誤り率の測定をすることが可能である。

誤り訂正回路選択手段３３では、受け取った信号品質データを基に、使用する誤り訂正符号を決定する。具体的な決定方法としては、例えば、信号品質データとして誤り訂正後の符号誤り率を受け取り、その符号誤り率が所定の閾値を越えて劣化した場合に、より誤り訂正能力の高い誤り訂正回路に切り替え、逆に符号誤り率が所定の閾値を越えて改善した場合には、誤り訂正能力は低いが、より低消費電力な誤り訂正回路に切り替える、といった方法が考えられる。符号誤り率が十分に低く（すなわち、信号の品質が高く）、誤り訂正を必要としないときには、誤り訂正回路を全く用いない構成としても良い（誤り訂正無し、を選択）。

また、誤り訂正符号には、様々なアルゴリズムが用いられており、それぞれのアルゴリズムにより、どのような種類の誤りに対して耐性を持っているかが異なっている。そのため、信号品質モニタ手段３１１（または３２２）において、例えば、誤り訂正が行われたビット（または、ブロック）の位置情報を基に、誤りのランダム性や、バースト性を識別することができるため、それらのエラー特性に効果の高い誤り訂正回路に切り替えるという適用方法も考えられる。

例えば、一般的に、ＢＣＨ符号は、ランダム誤りに、リード・ソロモン符号は、バースト誤りに強いとされており、適当な誤り訂正回路を選択することで、劣化要因に適した処理が可能となる。また、誤り訂正処理部２１においてインタリーブ処理を施すことで、バースト誤りをランダム化することが可能になり、誤りの性質に応じてインタリーブ処理の有無や、インタリーブ処理のパラメータを切り替えることもできる。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
現在、光通信システムでは、多様な種類のデータ（アプリケーション）が伝送されている。アプリケーションの一例としては音声、静止画、動画、電子メールといったものが挙げられる。これらのデータを伝送するときには、そのアプリケーションに応じて要求条件が異なる。例えば、音声の場合には、多少符号誤り率が悪くとも低遅延であることが求められたり、電子メールの場合には、遅延があっても低い符号誤り率が求められたりする。そのため、収容しているクライアント信号の種別に応じて誤り訂正符号を切り替えることで、それぞれのアプリケーションに適した伝送が可能となる。

図２は、本第２実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。図において、伝送装置（送信部）２０は、入力されたクライアント信号の種別に応じて、信号種別の情報を付加する信号種別情報挿入手段２４、クライアント信号の種別に応じた誤り訂正の符号化を行う誤り訂正処理部２１、及び符号化されたデータを受信側へ送信する信号送信部２２から構成される。誤り訂正処理部２１は、上述した第１実施形態と同様に、誤り訂正回路の切り替えを行う誤り訂正回路切替手段２１を有する。なお、誤り訂正処理部２１の構成は、上述した第１実施形態と同様であるので、図１と同じ符号を付けて説明を省略する。

伝送装置（受信部）３０は、伝送されてきた信号を受信する信号受信部３１、識別された信号種別に応じて誤り訂正方式の決定を行う誤り訂正回路選択手段３３、送信側で付加された冗長情報により誤りを訂正する誤り訂正処理部３２から構成される。信号受信部３１は、受信した信号に付加された信号種別の情報に基づき信号の種別を識別する信号種別識別手段３１２を有する。また、誤り訂正処理部３２は、誤り訂正回路の切り替えを行う誤り訂正回路切替手段３２１を有する。

また、伝送装置（受信部）３０の誤り訂正処理部３２には、セレクタ回路３２４の前段にバッファ回路３２３が設けられ、誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切り替えが完了するまで、信号を一時的にバッファリングする。誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの信号の種別による切り替えは、予め伝送装置（送信部）２０にて、クライアント信号の種別に応じた誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えを行うため、上述した第１実施形態における通知手段２３、３４を用いずに、受信側で誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切り替えが可能になる。

クライアント信号の種別を識別するには、例えば、ＯＴＮを伝送方式として用いている場合、ＰＳＩ（Payload Structure Identifier）中のＰＴ（Payload Type）の値や、ネットワークオペレーションシステムからの情報を誤り訂正回路選択手段３３に送信することで識別することが可能となる。低遅延の求められるアプリケーションであれば、符号誤り率がそのアプリケーションの許容値を満たす範囲において、最も処理時間の短い誤り訂正回路を用いることで、当該アプリケーションに最適な動作をさせることが可能となる。

Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図３は、本第３実施形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、伝送装置（送信部）２０は、送信フレーム数をカウントする送信フレームカウンタ部２５、及び、切替タイミングの決定を行い、フレームカウント数から切替タイミングを判断する切替タイミング制御手段２６を更に備える。同様に、伝送装置（受信部）３０は、受信フレーム数をカウントする受信フレームカウンタ部３５、及び、切替タイミングの決定を行い、フレームカウント数から切替タイミングを判断する切替タイミング制御手段３６を更に備える。

また、送信側の誤り訂正処理部２１には、各誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎから出力されるデータ間の遅延時間差を調整する遅延差調整手段２１６が設けられている。また、受信側の誤り訂正処理部３２には、伝送中の遅延時間差、もしくは時間的な位相のずれを調整する遅延時間差調整手段３２７が設けられている。

切替タイミング制御手段２６、３６は、カウンタ開始の基準となるフレームの位置及び切替を行うフレームの位置を決定する（図４参照）。送信及び受信側では、それぞれ、基準フレームからカウンタを動作させ、切替タイミング通知信号を基にＮフレーム後のフレームから誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎ、３２５−１〜３２５−Ｎの切替を行う。また、ＯＴＮへの適用を鑑みた場合、ＭＦＡＳ（Multi Frame Alignment Signal）を基準に切り替えを行うことも可能である。ＭＦＡＳは、マルチフレームの識別番号であり、２５６フレーム周期で個々のフレームに番号が割り当てられている。そのため、カウンタを用いずに、切替タイミング制御手段２６、３６にて基準フレーム及び切替開始フレームの位置を指示することも可能である。

送信側の遅延差調整手段２１６は、各誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎから出力されるデータの遅延差を補償する手段であり、最も処理遅延の大きい誤り訂正回路の遅延時間に合わせ、各誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの前段、もしくは後段、もしくはその両方で遅延を与える（図３では後段に遅延差調整手段２１６を設けている）。処理遅延時間の調整を行うことで、信号断のない誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えが可能となる。

図５（ａ）、（ｂ）は、本第３実施形態において、誤り訂正回路切替えまでの制御フローを示す概念図である。伝送装置２０（Ａ）、３０（Ｂ）間で信号品質のモニタを行い、伝送装置３０（Ｂ）で信号品質の変化が検知された場合（Ｓａ１）、伝送装置３０（Ｂ）から伝送装置２０（Ａ）へ信号品質変化通知信号を送信する（Ｓａ２）。伝送装置２０（Ａ）では、信号品質変化通知信号を受け、誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切替タイミングを指示する切替タイミング通知信号を伝送装置３０（Ｂ）へ送信し（Ｓａ３）、伝送装置３０（Ｂ）では、指示されたタイミングで切り替え可能な場合、伝送装置２０（Ａ）へＡＣＫ信号を送信し（Ｓａ４）、指示されたタイミングで誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切り替えを行う。ＡＣＫ信号を受信した伝送装置２０（Ａ）は、伝送装置３０（Ｂ）で切り替えのタイミングを了解したと認識し、指示したタイミングで誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えを行う（Ｓａ５）。

Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態は、上述した第１実施形態、または第３実施形態による伝送装置間で用いる通信手段で用いるフレーム構成に関する。

図６は、ＯＴＮのフレーム構成を示す図である。上述した第１から第３実施形態において、通知手段２３、２４として、ＯＴＮを用いた場合、図６に示すＯＴＵ（Optical Channel Transport Unit）オーバーヘッド内の一般通信用のチャネルＧＣＣ（General Communication Channel）バイト、または未使用領域のバイトを用いて通知信号を伝送することが可能である。

図７は、ＳＤＨのフレームのオーバーヘッド構成を示す図である。上述した第１実施形態、または第３実施形態において、通知手段２３、２４として、ＳＤＨを用いた場合、ＯＴＮと同様に、図７に示すＳＯＨ（Section Overhead）内の一般通信用チャンネルＤＣＣ（Data Communication Channel）バイト、または未使用領域のバイトを用いて通知信号を伝送することができる。また、主信号とは別波長で伝送されるＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）を用いて通知してもよい。

Ｅ．第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、上述した第１実施形態、または第３実施形態において、通知手段２３、２４としてＧＭＰＬＳ（Generalized Multi Protocol Label Switch）を用いたときの通信手順を示す概念図である。伝送装置２０（Ａ）、３０（Ｂ）は、光ネットワークに接続され、光ネットワーク内には、光パス切替のためのＯＸＣ（Optical Cross Connect）が具備されている。図８（ａ）に示されているように、誤り訂正回路切替の前後で、伝送経路の切替が伴わない場合（点線と破線との経路が同じ場合）、前述した第１実施形態から第３実施形態に記載の切替フローに従って誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎ、３２５−１〜３２５−Ｎの切替を行うことが可能である。

すなわち、伝送装置２０（Ａ）、３０（Ｂ）間で信号品質のモニタを行い、信号品質の変化が検知された場合、伝送装置３０（Ｂ）からＢＥＲ劣化通知信号を伝送装置２０（Ａ）に通知し（Ｓｂ１）、伝送装置２０（Ａ）では、ＢＥＲ劣化通知信号を受け、誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切替タイミングを指示する切替タイミング通知信号を伝送装置３０（Ｂ）へ送信し（Ｓｂ２）、伝送装置３０（Ｂ）では、指示されたタイミングで切り替え可能な場合、伝送装置２０（Ａ）へＡＣＫ信号を送信し（Ｓｂ３）、指示されたタイミングで誤り訂正回路の切り替えを行う。ＡＣＫ信号を受信した伝送装置２０（Ａ）は、伝送装置３０（Ｂ）で切り替えのタイミングを了解したと認識し、指示したタイミングで誤り訂正回路の切り替えを行う（Ｓｂ４）。

なお、通知手段２３、２４において、信号品質変化通知信号や、切替タイミング指示信号等は、ＧＭＰＬＳの制御プレーンを介して通知される（例えば、参考文献２「Adrian Farrel and Igor Bryskin, “GMPLS Architecture and Applications”, Morgan Kaufmann Publishers, 2005年12月, p. 47-48」）。

図９（ａ）、（ｂ）は、光パスの切替が伴う場合の、誤り訂正回路切替フローを示す概念図である。光パスの切替発生事象（障害復旧、サービスの変更、支障移転などによる光パスの切替）に伴い、各ＯＸＣ（１）からＯＸＣ（４）の制御部（図示略）では、パスの空きを確認するＰａｔｈ信号、及びパスの予約を行うＲｅｓｖ信号を用いて、新規の光パスを設定する（Ｓｃ１）。誤り訂正回路の切り替えは、光パスの切替が完了した時点で行う。

すなわち、図８（ａ）、（ｂ）の切替フローと同様に、光パスの切替完了後、信号品質のモニタを行い、信号品質の変化が検知された場合、伝送装置３０（Ｂ）からＢＥＲ劣化通知信号を伝送装置２０（Ａ）に通知し（Ｓｃ２）、伝送装置２０（Ａ）では、ＢＥＲ劣化通知信号を受け、誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切替タイミングを指示する切替タイミング通知信号を伝送装置３０（Ｂ）へ送信し（Ｓｃ３）、伝送装置３０（Ｂ）では、指示されたタイミングで切り替え可能な場合、伝送装置２０（Ａ）へＡＣＫ信号を送信し（Ｓｃ４）、指示されたタイミングで誤り訂正回路の切り替えを行う。ＡＣＫ信号を受信した伝送装置２０（Ａ）は、伝送装置３０（Ｂ）で切り替えのタイミングを了解したと認識し、指示したタイミングで誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えを行う（Ｓｃ５）。

図１０（ａ）、（ｂ）は、光パス及び誤り訂正回路の切り替えを同時に行う場合の通信手順を示す概念図である。誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎ、３２５−１〜３２５−Ｎの切り替えには、仮切替と本切替との２段階を有する。まず、仮切替では、伝送装置２０（Ａ）がパスの切替通知を受けた時、伝送装置２０（Ａ）は、切替タイミング指示信号をＰａｔｈ信号内の未使用領域バイト内に格納し、伝送装置３０（Ｂ）に通知する（Ｓｄ１）。その際、ＯＸＣ（１）→ＯＸＣ（２）→ＯＸＣ（３）→ＯＸＣ（４）の各制御部（図示略）では、Ｐａｔｈ信号のメッセージを元にパスの空き確認を行う。

伝送装置３０（Ｂ）では、切替タイミングの指示を受け、所望のタイミングで誤り訂正回路の切替が可能な場合、ＡＣＫ信号をＲｅｓｖ信号内の未使用領域バイト内に格納し、伝送装置２０（Ａ）へ送信する（Ｓｄ２）。その際、ＯＸＣ（４）→ＯＸＣ（３）→ＯＸＣ（２）→ＯＸＣ（１）の各制御部（図示略）では、Ｒｅｓｖ信号のメッセージを元にパスの予約を行う。

伝送装置２０（Ａ）では、ＡＣＫ信号を受信した後、所望のタイミングで誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えを行う（Ｓｄ３）。ここまでが仮切替であり、ここでは、誤り訂正能力が最も高い誤り訂正回路へ切替を行う。本切替では、図８（ａ）、（ｂ）の切替フローと同様に信号品質のモニタを行い、伝送路特性に適した誤り訂正回路へ切替を行う。

すなわち、伝送装置２０（Ａ）、３０（Ｂ）間で信号品質のモニタを行い、信号品質の変化が検知された場合、伝送装置３０（Ｂ）からＢＥＲ劣化通知信号を伝送装置２０（Ａ）に通知し（Ｓｄ４）、伝送装置２０（Ａ）では、ＢＥＲ劣化通知信号を受け、誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切替タイミングを指示する切替タイミング通知信号を伝送装置３０（Ｂ）へ送信し（Ｓｄ５）、伝送装置３０（Ｂ）では、指示されたタイミングで切り替え可能な場合、伝送装置２０（Ａ）へＡＣＫ信号を送信し（Ｓｄ６）、指示されたタイミングで誤り訂正回路３２５−１〜３２５−Ｎの切り替えを行う。ＡＣＫ信号を受信した伝送装置２０（Ａ）は、伝送装置３０（Ｂ）で切り替えのタイミングを了解したと認識し、指示したタイミングで誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎの切り替えを行う（Ｓｄ７）。

前述した図９に示す切替方式では、光パス切替時に伝送路特性が劣化するような場合、誤り訂正回路２１４−１〜２１４−Ｎ、３２５−１〜３２５−Ｎが切替るまで信号品質が劣化し、データが欠落してしまう恐れがある。そのため、図１０に示す方式では、まず、初期の段階でパスの切り替えと同時に、誤り訂正能力の高い誤り訂正回路（図示の例では、誤り訂正回路（２））に切替えることで、信号品質の劣化を抑えることが可能になる。

上述した第１から第５実施形態によれば、光通信による高速なフレーム伝送システムであっても、伝送路特性や収容しているクライアントの種別などに応じて、適応的に誤り訂正回路を最適なものに切り替えることができる。

また、従来技術に示されているパケット伝送システムではなく、光通信で通常用いられているフレーム伝送システムに適用可能な適応型の誤り訂正を実現することができる。より具体的には、誤り訂正回路切替時に生じるデータ伝送の遅延時間差を補償することで、装置間の同期はずれを生じさせることなく、適応的に誤り訂正回路を切替えることができる。

２０ 伝送装置（送信部）
２１、３２ 誤り訂正処理部
２１１、３２１ 誤り訂正回路切替手段
２２ 信号送信部
２３、３４ 通知手段
３０ 伝送装置（受信部）
３１ 信号受信部
３１１、３２２ 信号品質モニタ手段
２１２、３２２ クロック及び電源供給部
２１３、２１５、３２４、３２６ セレクタ回路
２１４−１〜２１４−Ｎ、３２５−１〜３２５−Ｎ 誤り訂正回路
２４ 信号種別挿入手段
３３ 誤り訂正回路選択手段
３１２ 信号種別識別手段
３２３ バッファ回路
２５ 送信フレームカウンタ部
２６、３６ 切替タイミング制御手段
３５ 受信フレームカウンタ部
２１６、３２７ 遅延差調整手段

Claims (4)

1. 送信側の伝送装置と受信側の伝送装置とからなるデジタル伝送システムにおいて、
   前記受信側の伝送装置は、
   前記送信側の伝送装置から受信した信号品質をモニタする信号品質モニタ手段と、
   それぞれが異なる誤り訂正方式により誤り訂正を行う複数の受信側誤り訂正回路を有する受信側誤り訂正処理部と、
   前記信号品質モニタ手段によりモニタした信号品質に基づいて、最適な誤り訂正方式を選択する誤り訂正方式選択手段と、
   前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式を通知する受信側通知手段と、
   前記送信側の伝送装置から通知される誤り訂正方式への切替タイミングに基づいて、前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式に対応する受信側誤り訂正回路への切替を行う受信側誤り訂正回路切替手段と
   を備え、
   前記送信側の伝送装置は、
   それぞれが異なる誤り訂正方式により誤り訂正の符号化を行う複数の送信側誤り訂正回路を有する送信側誤り訂正処理部と、
   前記受信側の伝送装置から通知される誤り訂正方式への切替タイミングを通知する送信側通知手段と、
   前記送信側通知手段により通知したタイミングで前記通知された誤り訂正方式に対応する送信側誤り訂正回路への切り替えを行う送信側誤り訂正回路切替手段と
   を備え、
   前記送信側の伝送装置は、
   基準フレームからの送信フレーム数をカウントする送信側フレームカウンタ部と、
   前記送信側フレームカウンタ部によりカウントされた送信フレーム数が所定フレーム数になった時点を前記送信側誤り訂正回路の切替タイミングとして決定し、該切替タイミングの指示を前記送信側誤り訂正回路切替手段に与える送信側切替タイミング制御手段と
   を更に備え、
   前記送信側誤り訂正回路切替手段は、
   前記送信側切替タイミング制御手段により決定された切替タイミングで前記通知された誤り訂正方式に対応する送信側誤り訂正回路への切替を行い、
   前記受信側の伝送装置は、
   前記基準フレームからの受信フレーム数をカウントする受信側フレームカウンタ部と、
   前記受信側フレームカウンタ部によりカウントされた受信フレーム数が前記所定フレーム数になった時点を前記受信側誤り訂正回路の切替タイミングとして決定し、該切替タイミングの指示を前記受信側誤り訂正回路切替手段に与える受信側切替タイミング制御手段と
   を更に備え、
   前記受信側誤り訂正回路切替手段は、
   前記受信側切替タイミング制御手段により決定された切替タイミングで、前記誤り訂正方式選択手段により選択した誤り訂正方式に対応する受信側誤り訂正回路への切替を行う
   ことを特徴とするデジタル伝送システム。
2. 前記送信側誤り訂正処理部は、
   前記複数の送信側誤り訂正回路から出力されるデータ間の遅延時間差を調整する送信側遅延差調整手段を更に備え、
   前記受信側誤り訂正処理部は、
   伝送中の遅延時間差、もしくは時間的な位相のずれを調整する受信側遅延時間差調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のデジタル伝送システム。
3. 前記受信側通知手段と前記送信側通知手段とは、
   ＯＴＮ（Optical Transport Network）、もしくはＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）のオーバーヘッドを用いて、誤り訂正方式または切替タイミングを通知することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のデジタル伝送システム。
4. 前記受信側通知手段と前記送信側通知手段とは、
   ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）を用いて、誤り訂正方式または切替タイミングを通知することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のデジタル伝送システム。

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