JPS6144429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバまたは同軸ケーブルによる
デイジタル通信方式に関する。特に、CMI符号に
よるデイジタル信号の中継伝送方式において、中
継器の障害を遠方から探索する方式に関するもの
である。ここにCMI（Coded Mark Inversion）
符号とは、クロツク周波数_０の入力２値符号系
列のマークが交互に「11」または「00」に符号変
換され、同じくスペースが「01」に符号変換され
たクロツク周波数２_０の２値符号をいう。

第１図は従来のこの種方式の構成例を示す図で
ある。PNG１は擬似ランダム符号系列発生器で
あつて、クロツク周波数が_０であるマーク率が
1/2に等しくない擬似ランダム符号系列PN１を発
生する。RASGは中継点指定信号発生器であつ
て、中継点指定信号RASを発生する。中継点指
定信号RASは、周期がTC（＝１／_０）でかつ
マーク周期とスペース期間とが等しい方形波信号
である。EXORは排他的論理和回路、MCはクロ
ツク周波数_０での〔Ｘ＋１〕なる多項式乗算回
路である。ただしＸは遅延演算子を示す。
CMICODはCMI符号変換器、Ｓは送信符号系
列、LINEは中継伝送路、Ｒは受信符号系列であ
る。中継器のDECは識別器、DRは識別出力符号
系列、CMIDECはCMI符号逆変換器、DOはCMI
復号符号系列である。DCIはクロツク周波数_０
で １／Ｘ＋１ なる多項式除算回路（Ｘは遅延演算子）、Ｄは
除算出力符号系列、BPFは_Cに同調した帯域
波器である。Ｂは転送信号であつて、介在対また
は別系統の通信系に送信される。

第２図はCMI符号変換の波係例である。INは
入力符号系列、OUTは出力符号系列を示す。
CMI符号変換器CMICODは入力２値符号系列の
マークを「11」または「00」に交互に符号変換
し、入力２値符号系列のスペースを「01」に符号
変換する。CMI符号逆変換器CMIDECはCMI符
号変換器CMICODと逆の符号変換を行う。

第３図は多項式乗算回路MCの構成図であつ
て、EXORは排他的論理和回路、DL１はT₀（＝
1/₀）なる遅延時間を有する遅延回路である。
多項式乗算回路MCは現時点の入力符号を現時点
より１ビツト前の入力符号との排他的論理和をと
つて出力符号とする回路である。

第４図は多項式除算回路DC１の構成図であつ
て、EXOR、DL₁は第３図において同一記号を付
した部分と同一のものである。多項式除算回路
DC₁は現時点よる１ビツト前の出力符号と現時点
の入力符号との排他的論理和をとつて出力符号と
する回路である。このような多項式除算回路DC₁
の動作の詳細によついては、例えば文献W.W.
Peterson著「Error―Correcting Codes」に述べ
られているので、ここでは詳しい説明を省くが、
入力符号をしてマークが入力される毎に出力符号
は位相反転を生ずる。

第５図は第１図の伝送系を簡略化して示す動作
説明用のブロツク図である。端子Ｔ１には識別器
符号誤りパルス、端子Ｔ２にはCMI符号逆変換器
符号誤りパルスが入力される。

いま、第１図の伝送系において、識別器DEC
で発生する符号誤りとCMI符号逆変換器
CMIDECで発生する符号誤りとが時間的にずれ
て発生する場合には、この両符号誤りがともに各
符号誤りの発生時点において、CMI復号符号系列
DCの符号誤りとして表われる。一方、識別器
DECで発生する符号誤りとCMI符号逆変換器
CMIDECで発生する符号誤りとが同一時点で発
生すると、前記両符号誤りは相殺されてCMI復号
符号系列DOの符号誤りとしては現われない。す
なわち、識別器DECで発生する符号誤りとCOI符
号逆変換器CMIDECで発生する符号誤りとの排
他的論理和演算出力が、CMI復号符号系列DOに
含まれる等価的な符号誤りとなるので、符号誤り
に関しては第１図の伝送系と第５図の伝送系とは
等価である。

第５図の伝送系は、送信器においてマーク率が
1/2に等しくない擬似ランダム符号系列を周期Tc
の中継点指定信号で変調し、これによつて中継器
内の多項式除算回路DC1の出力符号系列Ｄのスペ
クトルに、周波数_cの単一周波数成分を含むよ
うにし、識別器DCで符号誤りが発生すれば、前
記単一周波数成分の位相が反転する性質を利用し
て、符号誤りを発生している障害中継器を探索す
るものである。第５図の伝送系の動作の詳細は、
文献「電子通信学会論文誌J59―A.11.P.961
（1976）」に述べられているので、ここでは詳しい
説明は省く。

以上説明したように、従来の方式は符号誤りに
関しては等価的には第５図の構成となつている
が、実際には第１図の構成となつている。このよ
うに中継器に複雑なCMI符号逆変換器CMIDEC
を内蔵することが必要であるため、中継器構成が
複雑であつた。さらに前記したよにうに、識別器
DECで発生する符号誤りとOMI符号逆変換器
CMIDECで発生する符号誤りとの排他的論理和
演算出力が等価的にCMI復号符号系列DOに含ま
れる符号誤りとなるので、前記両符号誤りをを分
離して検出することが不可能になる。このため識
別器DECでは符号誤りを発生せず、したがつて
中継器主信号系の動作は正常であるにもかかわら
ず、CMI符号逆変換器CMIDECで符号誤りが発
生しているために、帯域波器BPFの出力の単一
周波数成分に位相反転を生じ、障害中継器と判定
されてしまう場合がある。また、識別器DECと
CMI符号逆変換器CMIDECとで同時に符号誤り
が発生すると、両符号誤りが相殺されて、障害を
発生しているにもかかわらず障害中継器と判定さ
れない場合がある。このように従来の方式は中継
器構成が複雑で、しかも高精度の障害探索が不可
能であるという欠点があつた。

本発明はこれらの欠点を除去するもので、中継
器に複雑なCMI符号逆変換器を内蔵することを不
要とし、しかも高精度の中継器障害探索を行うこ
とのできる障害探索方式を提供することを目的と
する。

本発明は、送信器において、擬似ランダム符号
系列とオールマーク符号系列とを周期的に交互に
初替えて得られるクロツク周波数_０の符号系列
にCMI符号変換を行い、さらにCMI符号系列のう
ちの擬似ランダムパタン対応ブロツク内のマーク
数が偶数個となるように制御した後に、中継点指
定パルスとの排他的論理和演算を行い、かつ中継
器において、 １／Ｘ＋１ なる多項式除算をクロツク周波数２_０で行うこ
とを特徴とする。

次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説
明する。

第６図は本発明実施例方式の構成図である。
PNGは擬似ランダム符号系列発生器であつて、
擬似ランダム符号系列PNを発生する。AMGはオ
ールマーク符号系列発生器であつて、オールマー
ク符号系列AMを発生する。SWSGは切替信号発
生器であつて、マーク期間とスペース期間とが、
周期TSWで交互に繰返す切替信号SWSを発生す
る。ただし、切替信号の１周期内のマーク期間長
をＴ_M、スペース期間長をＴ_Sとすると、 Ｔ_SW＝Ｔ_M＋Ｔ_S である。

擬似ランダム符号系列PNの出力とオールマー
ク符号系列AMの出力とを切替回路SWで、切替
信号SWSにより交互に切替えることにより、切
替信号のマーク期間は擬似ランダム符号系列が現
われ、切替信号のスペース期間はオールマーク符
号系列が現われるようにした２値符号系列が得ら
れる。この２値符号系列をCMI変換入力系列CI
としてCMI符号変換器CMICODに供給し、CMI
変換出力系列COを作成する。

次にこのCMI変換出力系列COと切替信号SWS
とをパリテイ計数回路PCの供給し、切替信号
SWSのマーク期間内、すなわちCMI変換出力系
列COのうちの擬似ランダムパタン対応ブロツク
内のマーク数を計数し、このマーク数が偶数とな
るように、偶パリテイ挿入回路EPIにおいて前記
擬似ランダムパタン対応ブロツクの最終ビツトを
偶パリテイビツトに変更して挿入し、偶パリテイ
挿入系列POを作成する。

中継点指定パルス発生器RAPGは、一定周期T
Ｃ／２毎に１ビツトのマークを有する中継点指定パ
ルスRAPを発生する。排他的論利和回路EXOR
は、偶パリテイ挿入系列POと中継点指定パルス
RAPとの排他的論理和演算を実行し、送信符号
系列Ｓを作成する。この送信符号系列Ｓは中継伝
送路LINEに伝送される。

中継器では、まず受信信号Ｒを識別器DECに
供給し、識別出力符号系列DRを得る。次に多項
式除算回路DCにおいて、識別出力符号系列DRに １／Ｘ＋１ なる多項式除算を施して除算出力符号系列Ｄを作
成し、帯域波器BPFにより帯域波して転送信
号Ｂを作成する。この転送信号Ｂは介在対などの
別系の通信系に送出され、図外で監視局で監視さ
れる。

第７図は多項式除算回路DCの構成図であつ
て、EXORは排他的論理和回路、DLはT₀／２
（＝１／２_０）の遅延時間を有する遅延回路で
ある。除算回路DCはクロツク周波数２_０で １／Ｘ＋１ なる多項式除算を実行する。

次にこのように構成された方式の動作を設明す
る。まず中継点指定パルスRAPがない場合の動
作について記述する。

第８図は第６図の本発明実施例方式において、
中継点指定パルスRAPがない場合の動作説明図
である。SWS、CI、CO、POおよびＤは第６の
対応する符号の点の信号を示す。CPNは擬似ラ
ンダム符号系列PNのCMI変換系列、DCPNは
CMI変換系列CPNの除算出力系列、CAMはオー
ルマーク符号系列AMのCMI変換系列、DCAMは
CMI変換系列CAMの除算出力系列である。ま
た、はDCPNの補符号系列、DCAMは
DCAMの補符号系列である。

前記したように、CMI変換入力系列CIとして
は、切替信号SWSのマーク期間には擬似ランダ
ム符号系列PNが現われ、切替信号SWSのスペー
ス期間にはオールマーク符号系列AMが現われ
る。したがつて、CMI変換出力系列COとして
は、切替信号SWSのマーク期間には擬似ランダ
ム符号系列PNのCMI変換系列CPNが現われ、切
替信号SWSのスペース期間にはオールマーク符
号系列AMのCMI変換系列CAMが現われる。

次に偶パリテイ挿入回路EPIにより偶パリテイ
ビツトEPが挿入されるため、偶パリテイ挿入系
列POには擬似ランダムパタン対応ブロツク内の
マーク数は偶数個である。また偶パリテイ挿入系
列POにおける前記オールマータパタン対応ブロ
ツク内では「11」、「00」が交互に現われ、マーク
は必ず「11」の形で２ビツト対となつて現われる
から、オールマークパタン対応ブロツク内のマー
ク数も偶数個である。すなわち、偶パリテイ挿入
系列POでは、各ブロツク内のマーク数は常に偶
数個となつている。

このような偶パリテイ挿入系列POが中継伝送
路LINEを通して伝送され、受信符号系列Ｒとな
り、識別器DECにより識別されて、多項式除算
回路DCに入力される。前記したように多項式除
算回路は入力符号としてマークが入力される毎に
出力符号に位相反転を生ずる。したがつて、識別
器DECにおいて符号誤りが発生しなければ、除
算出力符号系列Ｄでは、各ブロツクの最後のビツ
トは常に「１」であるかまたは常に「０」である
かのいずれかであつて、ブロツクの経過により変
化しない。除算出力符号系列Ｄで各ブロツクの最
終ビツトが「１」であるときを正モード、各ブロ
ツクの最終ビツトが「０」であるときを負モード
とすると、正負モードの符号パタンは相互に補符
号パタンとなつている。

第９図は動作波形例の詳細説明図である。この
図面から明らかなように除算出力符号系列Ｄのオ
ールマークパタン対応ブロツク内のマーク率は、
それぞれ正モードのとき3/4、負モードのとき1/4
となつている。また、除算出力符号系列Ｄの擬似
ランダムパタン対応ブロツク内のマーク率を、正
モードのときｒとすれば、負モードのときは（１
―ｒ）である。したがつて、除算出力符号系列Ｄ
の総合的なマーク率は、正のモードのとき式(1)の
m₁となり、負モードのをとき式(2)のm₂となる。

m₁＝ra＋３／４（１―ａ） (1) m₂＝（１―ｒ）ａ＋１／４（１―ａ） (2) ただし、ａは式(3)の値である。

ａ＝Ｔ_M／（Ｔ_M＋Ｔ_S） (3) また、式(1)、式(2)から、常に m₁＋m₂＝１ (4) となつている。ここで、ｒ≠3/4のとき、式(1)の
m₁、式(2)のm₂は ａ≠１／４／３／４−ｒ (5) と選ぶことにより、 m₁≠1/2、m₂≠1/2 (6) とすることできる。一方、ｒ＝3/4のときは、式
(1)のm₁、式(2)のm₂は、ａの値によらずに m₁＝3/4、m₂＝1/4 (7) となる。すなわち、いずれの場合も除算出力符号
系列Ｄの総合的なマーク率は1/2に等しくなくす
ることができる。以上は第６図において、中継点
指定パルスRAPがない場合の動作である。

次に中継点指定パルスRAPとして、第１０に
示すように、周期Tc/2（＝1/2ｃ）で１ビツト
のマークを有するパルス系列を用いる場合製動作
について説明する。第１０図で、PO、RAP、
DR、ＤおよびＢは第６図の対応する符号の点の
信号を示す。またＸは符号誤りパルスを示す。中
継点指定パルスRAPを使用すると、第１０図に
示すように中継点指定パルスRAPが入力される
毎に除算出力符号系列Ｄは位相反転を生じ、補符
号系列に変換される。したがつて、除算出力符号
系列Ｄのマーク率はTc/2の時間間隔で、式(1)の
m₁と式(2)のm₂とに交互に切替えるため、除算出
力符号系列Ｄは周波数ｃの単一周波数成分をも
つ。この単一周決数成分を第６図の帯域波器
BPFで抽出して監視局に転送すれば、監視局にお
いて周波数_cの正弦波信号を受信することがで
きる。

次に識別器DECで符号誤りＸが発生したとす
ると、第１０図に示すように、符号誤り発生時点
以後は除算出力符号系列Ｄが補符号系列に変換さ
れる。したがつて、転送信号Ｂの位相が変化する
ので、この位相変化を検出すれば中継器における
符号誤りを検出することができ障害中継器を高精
度に判別することができる。

なお、以上の説明は第６図に示すように除算出
力符号系列Ｄに含まれる周波数_cの成分をこの
周波数_cに同調した帯域波器BPFで抽出して
転送する構成について説明したが、帯域波器
BPFで抽出した前記周波数_cの成分をさらに別
の周波数_lで変調して転送する構成などによつ
ても同様に本発明を実施することができる 以上説明したように、本発明によればCMI符号
伝送系において、中継器には極めて簡単な回路を
設けるだけで中継器の符号誤りを高精度に検出す
ることが可能となる。本発明の方式では、CMI符
号を使用する中継伝送方式の障害中継器探索およ
び中継器符号誤りの遠隔測定が極めて簡単に、し
かも高精度に実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例方式の構成図。第２図はCMI符
号変換の波形例を示す図。第３図は多項式乗算回
路MCの構成図。第４図は従来例方式の多項式除
算回路DC１の構成図。第５図は第１図の伝送系
の簡略化した動作説明用のブロツク図。第６図は
本発明実施例方式の構成図。第７図は本発明の実
施例における多項式除算回路DCの構成図。第８
図は本発明の実施例において中継点指定パルスが
ない場合の動作説明図。第９図は動作波形例の詳
細説明図。第１０図は本発明の実施例において中
継点指定パルスがある場合の動作説明図。 PNG１，PNG…擬似ランダム符号系列発生
器、PN１，PN…擬似ランダム符号系列、RASG
…中継点指定信号発生器、RAS…中継点指定信
号、EXOR…排他的論理和回路、MC…多項式乗
算回路、CMICOD…CMI符号変換器、Ｓ…送信
符号系列、LINE…中継伝送路、Ｒ…受信符号系
列、DEC…識別器、DR…識別出力符号系列、
CMIDEC…CMI符号逆変換器、DO…CMI復号符
号系列、DC１，DC…多項式除算回路、Ｄ…除算
出力符号系列、BPF…帯域波器、Ｂ…転送信
号、DL１，DL…遅延回路、AMG…オールマー
ク符号系列発生器、AM…オールマーク符号系
列、SWSG…切替信号発生器、SWS…切替信
号、CI…CMI変換入力系列、CO…CMI変換出力
系列、PC…パリテイ計数回路、EPI…偶パリテ
イ挿入回路、PO…偶パリテイ挿入系列、RAPG
…中継点指定パルス発生器、RAP…中継点指定
パルス、Ｔ_M…切替信号のマーク期間長、Ｔ_S…切
替信号のスペース期間長、Ｔ_BW…切替信号の周
期、CPN…擬似ランダム符号系列PNのCMI変換
系列、DCPN…CMI変換系列CPNの除算出力系
列、CAM…オールマーク符号系列AMのCMI変換
系列、DCAM…CMI変換系列CAMの除算出力系
列、…DCPの補符号系列、…DCAM
の補符号系列。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロツク周波数_０の２値符号系列のマーク
   を交互に「11」または「00」に符号変換し２値符
   号系列のスペースを「01」に符号変換してクロツ
   ク周波数２_０のCMI符号系列を作成する手段
   と、このCMI符号系列を伝送する手段とを含むデ
   イジタル伝送中継方式の障害探索方式において、 送信側に、 擬似ランダム符号系列とオールマーク符号系列
   とも周期的に交互に切替えてクロツク周波数_０
   の符号系列を得る手段と、 この手段の出力信号にCMI符号変換を行う手段
   と、 この手段の出力信号のCMI符号系列のうち擬似
   ランダムパタン対応ブロツク内のマーク数が偶数
   個となるように制御する手段と、 この手段の出力信号と同期的に１ビツトのマー
   クを有する中継器指定パルスとの排他的論理和を
   とる手段と、 この手段の出力を中継伝送路に送出する手段と
   を備え、 中継器側に、 受信符号系列にクロツク周波数２_０にて １／Ｘ＋１（ただしＸは遅延演算子） なる多項式除算を施す手段と、 この手段の出力に得られる信号から上記中継器
   指定パルスのマーク発生周期の２倍の周期の信号
   を抽出する手段と、 この手段の出力を監視局に送信する手段と、 を備え、 監視局に、 この送信する手段の出力信号の位相反転を検出
   する手段 を備えた ことを特徴とするデイジタル伝送中継方式の障
   害探索方式。