JPH01268233A - 光並列伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバを用いた情報伝送方法に係り、特
に信頼性の高い並列伝送方法に関する。

〔従来の技術〕

処理すべき情報が増大するにつれ、雑音に強く大容量伝
送可能な光ファイバを利用した伝送が多く利用されてい
る。特に従来は時分割による直列データ伝送によって高
速大容量化するものが主体であったが、一方では並列デ
ータ伝送による光伝送（これを光並列伝送という）が要
望されている。

光並列伝送ではデータを並列に送るためにレーザをはじ
めとして光伝送装置の信頼性がとくに高いことが必要で
、伝送路の障害監視は必要不可欠である。

従来、光並列伝送方法としては、電子情報通信学会創立
７０周年記念全国大会講演番号２４０８によって発表さ
れたものがある。これは各並列ビットを伝送するデータ
線毎に逐次送るべき複数のビットをまとめて直列データ
とし、この直列データを複数のデータ線を用いて並列に
送る方式のものであった。

この従来例のものは長所として、データ線の数を拡張す
ることが容易にできること、および各直列データに冗長
性をもたせることにより、データ線に対応した伝送路の
符号がＯと１と同数の符号にし易い、すなわち伝送符号
の直流平衡がとり易いこと、さらにデータ線に対応した
伝送路の障害監視が冗長性を利用した符号誤り検出によ
り容易に行うことができることなどの良い点がある。

一方この従来例には次のような欠点があり、その解決を
要する課題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来例のものはデータ線毎に符号化および復号化を
することが必要であり、また直列データに符号誤り検出
のために冗長性をもたせて直列伝送するために直列デー
タのデータレートは必然的に伝送速度より小さくなり、
クロック数が多数必要になる。また直列データ伝送では
一度に送るべきデータを切り分けるためのチャネルヘッ
ダという特殊な符号を用いる必要があるが、このチャネ
ルヘッダによる符号の同期化の必要性もあり、論理回路
が複雑かつ大きなものとなるなどの欠点があった。

本発明は、例えばコンピュータ内の主記憶装置と演算装
置、交換機の多重化装置とスイッチ装置の問答大容量短
距離伝送において、障害監視ができ、データレートと伝
送速度が同じで論理回路の小さな光並列伝送方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明では、次の方法を講じ
た。

１、原データから複数ビット毎に誤り検出可能符号を生
成する符号化を行い、該誤り検出可能符号を並列に光伝
送し、さらに復号化により原データを再生するとともに
誤りビット装置指定を行う。

２、原データから複数ビット毎に誤り検出可能符号を生
成する符号化を行い、該誤り検出可能符号を並列に光伝
送し、さらに復号化により原データを再生するとともに
誤りビット位置指定を行い、かつ該誤りビット位置指定
情報から障害処理を行う。

３、上記第２項で、誤りビット位置検定情報からの障害
処理は、一定時間内に所定回数以上の誤りが発生したビ
ット位置に対応する伝送路に障害が発生したと判定して
行う。

４、上記第１項乃至第３項で、データを伝送していない
時は、すべての符号ビットに対応した伝送路上でＯ固定
あるいは１固定とならないようダミーデータを伝送する
。

〔作用〕

第１図に本発明を適用した装置構成の基本を示す。並列
におくるべきデータ（以下、並列データという）から複
数のビット（ｋビット）毎にｎビット（ｋ＜ｎ）の誤り
検出可能符号を生成する符号化装置１、ｎ箇の光送信器
からなる送信装置３、伝送路′４、ｎ箇の先受□信器か
らなる受信装置５、受信した符号から誤り検出をする機
能を有する復号化装置７、さらに要すれば該復号化装置
７からの誤りが発生した伝送路の情報を監視し所要の障
害処理指示を行う制御装置２０で構成される。

並列データはＯと１との任意の組合せのデータとなるか
ら誤り検出は難しいとされてきたが、本発明において、
上記のように並列のにビット毎にｎビットの誤り検出可
能符号化をし伝送路を通して復号化することは、誤り発
生のビット位置の指定および誤り訂正を可能とする。

誤り発生のビット位置の指定は、誤り発生の伝送路を指
定することとなり障害処理を容易にする。

一定時間内に所定回数以上の誤りが発生したビット位置
に対応する伝送路に障害が発生したと判定することは、
伝送路の障害とそれ以外の部品の劣化などによる障害を
区別するものである。所定回数は統計的に決められる。

データを伝送していないときは、すべての符号ビットに
対応した伝送路上でＯ固定あるいは１固定とならないよ
うダミーデータを伝送することは、データが伝送されて
いなくてもダミーデータを伝送することにより伝送路の
障害検出を可能とするもので、伝送路の信頼性を向上さ
せるものである。

なお、ダミーデータには、Ｏ固定あるいは１固定に相当
する特定障害をも検出可能にするために、０固定あるい
は１固定とならないデータを伝送するものである。

また、ｋビットｎビット変換を並列に行い、ｎ箇の送受
信器で伝送することにより、データレートと伝送レート
を等しくできる。このことはクロックを増やすことを不
要にする。また、直列データ伝送をしていないのでチャ
ネルヘッダによる符号の同期化も不要になる。さらに符
号化および復号化装置はにビット毎に設ければ良く、全
並列ビットに対応して設ける必要もない。したがって本
発明を適用した装置は回路規模を小さくする。

本発明の欠点は、ｋビット単位あるいは誤り検出可能符
号によって制限されるビット単位の拡張性しかないこと
だが、コンピュータデータ等はワード単位の拡張性で良
く問題とならない。また、直列データの直流平衡がとれ
ないが、光フアイバ通信では送信装置と受信装置の絶縁
は自動的にとれていること、比較的短距離の場合入力信
号レベルが大きいということで直流直結あるいはそれに
近い回路で送受信器を構成できるので直流平衡は必須の
条件ではない。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した一実施例を第２〜８図により説
明する。

本実施例では、４ビット並列データ３０Ａ、３０Ｂ。

３０Ｇ、３０Ｄをファイバ４を用いて伝送して、４ビッ
ト並列データ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ，４０Ｄに再生す
る。また、データレートは送信元のクロックに同期し、
クロック線３０Ｑを伝送し、受信側で受信クロック線４
０Ｑに再生する。

この実施例では、伝送符号として１ビツトの誤り検出・
訂正可能符号の例としてハミング符号を用いた。

送信部は、送信データ線３０の４ビツトデータを７ビツ
トのハミング符号に変換する並列符号部１．１本の予備
を含む８つの光送信器３Ａ〜３Ｈからなるデータ光信号
送出部３、光送信器に障害があった時に予備回線を選択
するスイッチ部２、受信部からの指示でスイッチ部２を
制御する送信部制御回路部１０、送信クロック線を送出
する２つの光送信器１０３Ａ、　１０３Ｂからなるクロ
ック光信号送出部１０３で構成される。送信部の光出力
はファイバ４を通じて受信部に入力される。

受信部は、８箇の光受信器５Ａ〜５Ｈからなるデータ光
信号受信部５、障害時に予備回線に切り替えるスイッチ
部６、受信した７ビツトから４ビツトの原データを再生
する誤り検出・訂正機能付き並列復号部７、クロックを
受信する２箇の光受信器１０５Ａ、　１０５Ｂからなる
クロック光信号受信部１０５、必要に応じて１０５Ａと
１０５Ｂからクロックを選択するクロック切替部１０６
、並列復号部７から誤り検出情報の入力を得て、必要に
応じてスイッチ部６へ回線切替指示線６０を、送信部制
御回路部へ回線切替指示線４３を出力し、クロックの光
受信器からクロック断検出信号１４２の入力を得て、必
要に応じてクロック切替指示線６２を出力し、必要に応
じて、障害を表示し、別のシステムへ障害を知らせる受
信部制御回路部２０で構成される。

本実施例では、４ビツトデータは４ナノ秒毎に転送され
てくる。このため光送受信器３Ａ〜３Ｈのビットレート
は４ナノ秒毎、つまり２５０メガビット／秒となる。ま
た、クロックは２５０メガヘルツとなる。

この実施例では４ビツトデータを７ビツトのハミング符
号で伝送するもので、このような伝送符号については例
えば宮用他「符号理論」（コンピュータ講座１８）昭晃
堂発行４２〜４３ページに記述しである。すなわち４ビ
ツトデータ、７ビツト符号のいわゆる（７．４）符号の
ハミング符号では、データ（ｄｔ・・・ｄ４）を（Ｘよ
・・・・・・Ｘ７）のハミング符号にするものとすれば
、その符号化の規則は（１）式で与えられる。

第３図は第２図における並列符号部１の回路図を示すも
ので、（１）式を回路表示したものである。

第３図で３０Ａ　、　３０Ｂ　、　３０Ｇ　、　３０Ｄ
はそれぞれｄ　ｘ　＋ｄ２．ｄ３．ｄ４で３１Ｘ　、　
３１Ｙ　、　３１　Ｚ　、　３１Ａ　、　３１Ｂ。

３１Ｃ，３１Ｄはそれぞれｘｌ、　ｘｌ、　ｘ４．　ｘ
３．　Ｘ５ｔｘ６．ｘ、である。

この符号では誤り検査は以下のようにして行う。

すなわち検査行列（Ｈ）として を用い、誤り位置を与える行列（ｅ）としてを用いれば で与えられる。すなわちａｌｌ　８２９’ｅ３をそれぞ
れ第３ビツト、第２ビツト、第１ビツトとしてその値が
誤りビット位置を与える。例えば、”１１８ＺＴ　ｅ３
がそれぞれ０のときは誤りがないことを示す。ｅｌ、ｅ
２．ｅ３がＯ，０，１であれば１ビツト目が、０，１．
Ｏであれば２ビツト目が、０゜１．１であれば３ビツト
目が誤っていることを意味するように、誤りビット位置
が２進符号で示される。

誤りがないときの復号゛化データを（ｆ□・・・ｆ４）
とすれば、所要のデータは（５）式で与えられる。

誤りが発生したときは上記のように誤りビット位置がわ
かるので、誤りビット位置に対応するビットを反転して
訂正すればよい。

第４図は第２図における並列復号部７の５回路図を示す
もので、（４）式および（５）式を回路表示したもので
ある。すなわち第３図の符号に対応する４１Ｘ、　４１
Ｙ　、　４１Ｚ、、　４１Ａ、　４１Ｂ　、　４１Ｃ、
４１Ｄの符号から（４）式で与えやれる誤りビット位置
情報信号４２Ａ、、　４２Ｂ　、　４２Ｇと（５）式で
与えられるデータ出力４０Ａ、、　４０Ｂ　、４０Ｇ、
　４０Ｄを得るものである。。

第５図に第２図における受信部制御回路部２０のブロッ
ク図を示す。並列復号部７で検出された誤りピット位置
情報信号４２を３ビツトレジスタＲＯにラッチする。こ
のラッチした信号がＯかどうか（Ｏのとき誤りなし、０
でないときは誤り李りを示す）を判定回路２３で判定す
る。もし、Ｏでなけ−１２−。

れば、レジスタＲＯの内容を１タイムスロツト（４ナノ
秒）後にレジスタＲ１にラッチする。レジスタＲ１には
初期値をＯとし、前回誤ったビット位置情報がラッチさ
れている。毎回の誤りビット位置情報レジスタＲＯは毎
回、前回の誤りビット位置情報レジスタＲ１の内容を比
較器ＣＭＰで比較される。もし、誤りビット位置情報が
Ｏでなく等しい時は、カウンタＣＮＴの値を＋１する。

もし、０でなく等しくない時はＣＮＴの値を０にする。

この様にして、レジスタＲ１に示されたビット誤り位置
での連続誤りがＣＮＴに計数される。

（丸だし、ＣＮＴの値は誤り数−１となっている。

）さらに、タイマＴＩＭで一定時間毎にＣＮＴはリセッ
トされる。この様にして、一定時間内の連　、続誤り数
を知ることができる。

本実施例では、１２０ミ′り秒内で同じビット位置で連
続３回誤ったとき（ビットエラレートで１０−７に相当
）伝送路に障害を生じていると判定している。このため
に、タイマＴＩＭから１２０ミリ秒間隔のリセット信号
を出力し、カウンタＣＮＴの値が２以−ヒになったとき
伝送路に障害を生じたとして、レジスタＲ２にビット誤
り位置をレジスタＲ１からラッチする。レジスタＲ２は
初期値をＯとし、Ｒ１からラッチされたピッ１−誤り位
置信号をスイッチ部６への回線切替指示線６０と送信部
への回線切替指示線４３に出力する。

第６図に第２図におけるスイッチ部２、第７図に第２図
におけるスイッチ部６の回路図を示す。

回線切替指示線６１（３ビット６］、Ａ　、　６１Ｂ　
、　６１Ｃで構成される。）と回線切替指示線６０（３
ビツト６０Ａ　、　６０Ｂ　、　６０Ｃで構成される。

）により、障害の起こっていると考えられる伝送路を回
避する。図中、１６１と１６２はデコーダ回路である。

第６図の６１Ａ、　６１Ｂ、　６１Ｃと第７図の６０Ａ
、６０Ｂ、６０Ｃに同じ値を入れることによって回線切
り替えを行うことができる。

第８図に伝送路に誤りが発生しなかったとしたときのス
イッチ部２と６の論理を示す。８本のうち丸で囲った１
本の伝送路を回避して７ビツトのデータが伝送されてい
る。指示線６０と６１の初期値（障害が発生していない
状況）は０なので、伝送路３２Ｈから４２Ｈへの伝送路
■）が予備回線となっている。障害が発生したときは、
その発生した伝送路が指示線６０．６１により回避され
、予備回線が使用される。例えば、誤りビット位置信号
が００１となればΦ）の伝送路（３２Ｇから４２Ｇへの
伝送路）が回避され、それまで予備回線であった■）伝
送路がり。とじて使用されることになる。

クロックについては、正常および予備の２系統の伝送を
行い、正常回線が信号断となった時、クロック切替部１
０６で予備回線に切替る。

以上により、誤り検出可能符号によるデータ線の障害検
出と予備回線への切替、クロックの障害検出と予備回線
へ°の切替動作が可能となる。

また、データを伝送していないときは、ダミーデータ’
ｏｏｏｏ’　と’１１１１’　を交互に伝送することに
より、データ’ｏ　ｏ　ｏ　ｏ’　に対する符号は’ｏ
　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ’であり、データ１１１１１
′に対する符号は’１１１１１１１’であるので、すへ
ての伝送路上で′０′と１１′が交互に伝送され、Ｏ固
定や１固定となるような特定障害を含む障害検出が可能
となるとともに、常時障害検出をすることになるので障
害の発見を容易にしている。

上記実施例では、データ線の拡張は４ビツト毎となるこ
とは自明である。

上記実施例では、７ビツトハミング符号を伝送している
がハミング符号に限らず、各種の１ビツト以上の誤り検
出可能符号が適用できる。このときは必ずしもビットご
とではなく２ビツト以上のブロック毎に検出できる符号
を適用し、ブロックごとに障害を回避するようにできる
。

上記実施例では、各送信器に１本のファイバを割り当て
ているが、波長多重あるいは周波数多重等の空間多重に
よりファイバの本数を減らすことも可能である。

上記実施例では、】２０ミリ秒に３箇連続して同じビッ
ト位置で誤りを生じたとき、それに対応した伝送路に障
害ありと判定したが、障害判定法の時間・回数等はシス
テムにより変更できる。

また、実施例では３箇連続して同じビット位置での誤り
を監視しているが、すべてのビット位置の誤りを計数す
る等、監視の方法もシステムにより変更できる。

また、障害処理についても実施例に示したちの以外に種
々のものがありうる。

〔発明の効果〕 本発明で、データの複数ビットごとに誤り検出可能符号
を用いて符号化し、これを光並列伝送し、復号化して誤
りビット位置指定をすることにより障害監視可能な光並
列伝送をすることができ、しかもデータレートと伝送レ
ートとを同じにすることができて小さな回路規模で光並
列伝送が実現できる。

さらに誤りビット位置指定情報から障害処理を行うこと
により並列伝送路の障害処理を容易に行うことができ、
並列伝送の信頼性の向上を図ることができる。

一定時間内に所定回数以上の誤りが発生したピッＩ・位
置に対応する伝送路に障害が発生したと判定して障害処
理をすることにより、伝送路の障害が部品の劣化と区別
され、処理が確実にできる。

データを伝送していないときにも、Ｏ固定あるいは１固
定とならないようにデータを伝送することにより、常時
障害監視ができ、並列伝送路の信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した装置構成の基本図、第２図は
本発明を適用した一実施例のブロック図、第３図は第２
図の符号化部の回路図、第４図は第２図の復号化部の回
路図、第５図は第２図の受信部制御回路部のブロック図
、第６図は第２図の送信部スイッチ部の回路図、第７図
は第２図の受信部スイッチ部の回路図、第８図は予備回
線の切り替論理回路図である。 １・・・符号化装置または並列符号部 ３・・・送信装置またはデータ光信号送出部４・・・伝
送路またはファイバ ５・・・受信装置 ７・・・復号化装置または並列復号部 ２０・・・制御装置または受信部制御回路部３０・・・
送信データ線 ４０・・・受信データ線 代理人弁理士　　中　村　純之助 く才くｌす寸−↑＼？（才

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データの構成ビットを所要の形に符号化し、この符
   号を光ファイバの伝送路を介して並列に光伝送し、復号
   化によりデータを再生する光並列伝送において、原デー
   タから複数ビット毎に誤り検出可能符号を生成する符号
   化を行い、該誤り検出可能符号を並列に光伝送し、さら
   に復号化により原データを再生するとともに誤りビット
   位置指定を行うことを特徴とする光並列伝送方法。 ２、データの構成ビットを所要の形に符号化し、この符
   号を光ファイバの伝送路を介して並列に光伝送し、復号
   化によりデータを再生する光並列伝送において、原デー
   タから複数ビット毎に誤り検出可能符号を生成する符号
   化を行い、該誤り検出可能符号を並列に光伝送し、さら
   に復号化により原データを再生するとともに誤りビット
   位置指定を行い、かつ該誤りビット位置指定情報から障
   害処理を行うことを特徴とする光並列伝送方法。 ３、上記誤りビット位置指定情報からの障害処理は、一
   定時間内に所定回数以上の誤りが発生したビット位置に
   対応する伝送路に障害が発生したと判定して行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光並列伝送方法
   。 ４、データを伝送していない時は、すべての符号ビット
   に対応した伝送路上で０固定あるいは１固定とならない
   ようダミーデータを伝送することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第３項記載の光並列伝送方法。