(57)【要約】【課題】光直交周波数分割多重通信方法において伝送品質を向上する。【解決手段】光伝送路307を介して送信機側301〜306、313から受信機側308〜312に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信装置において、受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定回路313と、変調モード決定回路313で決定された変調方式によって各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調を行う変調回路302-1及び302-2と、受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて各偏波チャネルの周波数チャネルごとに所定の係数を乗算する振幅制御回路303-1及び303-2とを備えている。【選択図】図６
2010045571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、
前記送信機が、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、
変換されたパラレル信号に基づき、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
生成された複数周波数チャネルの変調信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、
前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、
前記増幅された送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップと
を行うことを特徴とする直交周波数分割多重通信方法。
【請求項２】
前記変調信号生成ステップでは、
前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記周波数チャネルごとに変調信号に対して所定の係数を乗算するかの少なくとも一方の制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の直交周波数分割多重通信方法。
【請求項３】
光伝送路の２つの偏波チャネルを介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、
前記送信機が、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、
変換されたパラレル信号に基づき、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、偏波チャネルごとに複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
生成された各偏波チャネル用の複数周波数チャネルの変調信号を、逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、
前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、
該２つの偏波用の送信データを対応する偏波チャネルで光信号に変換する電気・光変換ステップと
を行うことを特徴とする直交周波数分割多重通信方法。
【請求項４】
前記変調信号生成ステップでは、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記周波数チャネルごとに変調信号に対して所定の係数を乗算するかの少なくとも一方の制御を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の直交周波数分割多重通信方法。
【請求項５】
光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、
前記送信機が、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、
変換されたパラレル信号に基づき、複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
生成された複数周波数チャネルの変調信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、
前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、
前記増幅された送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップと
を行う際に、
前記変調信号生成ステップで、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記アンプステップで、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅を行うかの少なくとも一方の制御を行う
ことを特徴とする直交周波数分割多重通信方法。
【請求項６】
光伝送路の２つの偏波チャネルを介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、
前記送信機が、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、
変換されたパラレル信号に基づき、偏波チャネルごとに複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
生成された各偏波チャネル用の複数周波数チャネルの変調信号を、逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、
前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、
該２つの偏波用の送信データを対応する偏波チャネルで光信号に変換する電気・光変換ステップと
を行う際に、
前記変調信号生成ステップで、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記アンプステップで、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅を行うかの少なくとも一方の制御を行う
ことを特徴とする直交周波数分割多重通信方法。
【請求項７】
光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信装置であって、
前記送信機が、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定回路と、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、
シリアル・パラレル変換回路から入力された信号に基づき、前記変調モード決定回路で決定された変調方式によって、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調を行う変調回路と、
前記変調回路から出力された変調信号に対して、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに所定の係数を乗算する振幅制御回路と、
前記振幅制御回路の出力信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、
前記時系列の送信データの信号レベルを増幅し、電気・光変換回路に出力するアンプ回路と、
前記アンプ回路から入力された信号を各偏波チャネルの光信号に変換する電気・光変換回路と
を備えていることを特徴とする直交周波数分割多重通信装置。
【請求項８】
光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信装置であって、
前記送信機が、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定回路と、
送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、
シリアル・パラレル変換回路から入力された信号に基づき、前記変調モード決定回路で決定された変調方式によって、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調を行う変調回路と、
前記変調回路によって変調された変調信号に基づき、逆フーリエ変換によって時系列の送信データを得る逆フーリエ変換回路と、
前記時系列の送信データの信号レベルを、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅し、電気・光変換回路に出力するアンプ回路と、
前記アンプ回路から入力された信号を各偏波チャネルの光信号に変換する電気・光変換回路と
を備えていることを特徴とする直交周波数分割多重通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重変復調技術を用いた光伝送システムにおける光直交周波数分割多重通信方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
100Gb/s級の超高速の光信号は、波長分散(CD:Chromatic Dispersion)や偏波モード分散(PMD:Polarization Mode Dispersion)の影響によって伝送距離が著しく制限されてしまう問題がある。このため、従来は、精度の高い分散補償技術を用いるか、高コストな光/電気/光変換器を用いた再生中継器の数を増やす必要が生じていた。また、光信号の占有帯域もビットレートの上昇とともに広がるため、波長多重(WDM)伝送時の周波数利用効率の低下が課題となる。この課題を解決するために、光直交周波数分割多重(OFDM；Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の研究開発が進められてきている。光OFDM方式では、同一チャネルのデータを伝送速度が低い複数の直交するサブキャリアに分割して伝送し、波長分散や偏波モード分散の影響を低減することができ、伝送可能距離を延伸することができる。さらに、波長多重チャネル当たりの占有帯域を狭窄化することができ、周波数利用効率の向上が図られる。
【０００３】
ここで、図７を参照して本発明の背景となった技術について説明する。図７は光の伝送路を介し直交周波数分割多重方式により高速の通信速度を実現する直交周波数分割多重通信装置の構成例である。符号901はシリアル・パラレル変換回路、902は変調回路、903はIFFT（Inverse Fast Fourier Transform（逆FFT））回路、904は電気・光変換回路、905は光伝送路、906は光・電気変換回路、907はFFT（Fast Fourier Transform）回路、908は復調回路、909はパラレル・シリアル変換回路、である。ここで、回路901〜904が送信機を構成し、回路906〜909が受信機を構成している。
【０００４】
送信されるデータ信号は、シリアル・パラレル変換回路901に入力され、周波数チャネル数に分割され、変調回路902に入力される。変調回路902は、周波数チャネルごとに共通の予め定められた変調方式により変調を行い、IFFT回路903に出力を行う。IFFT回路903は、各周波数成分の信号を時系列の送信信号に変換し、トレーニング(training)信号の付与とガードインターバル信号の挿入を行った後、電気・光変換回路904に出力する。電気・光変換回路904は、電気信号を光信号に変換し、光伝送路905を介して受信機に送信を行う。
【０００５】
受信機では、受信された光信号を光・電気変換回路906において変換し、FFT回路907に出力する。FFT回路907では、信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数領域の情報に変換した後、復調回路908に出力を行う。復調回路908では、得られた周波数チャネルごとの信号にトレーニング信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路909に出力を行う。パラレル・シリアル変換回路909は入力された信号にパラレル・シリアル変換を行い、送信されたデータを得ることができる。
【０００６】
上記方式は、全ての周波数チャネルで同様の信号対干渉雑音比(SINR)がほぼ等しい場合には高い特性を得ることができる。しかし、実際には装置特性や、波長分散、偏波モード分散、非線形光学効果などの光伝送路の伝搬特性、フィルタ特性、により信号対干渉雑音比が低下する周波数チャネル(＝サブキャリア)が生じ、この周波数チャネルで生じる誤りが全体の特性を劣化させることとなる、例えば非特許文献1では、送信機の周波数特性によって誤り率が高いチャネルがあり、全体の特性を劣化させていることが報告されている。
【非特許文献１】Brendon J. C. Schmidt, et al., “Experimental Demonstrations of 20 Gbit/s Direct-Detection Optica1 OFDM and 12 Git/s with a colorless transmitter,”Optical Society of America, 2007, OFC2007, PDP18
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７を参照して説明したように、光伝送システムに直交周波数分割多重技術を適用した場合では、周波数チャネルによって伝送特性に差が生じ、この特性の違いが全体の伝送品質を低下させるという課題があった、
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光直交周波数分割多重通信方法及び装置における伝送品質の向上を目的とするものであって、より具体的には、周波数チャネルの伝送品質に応じて予め周波数チャネルに対する送信電力を制御し、また周波数チャネルごとに変調方式を決定し、伝送品質の向上を実現することができる光直交周波数分割多重通信方法及び装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、前記送信機が、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、変換されたパラレル信号に基づき、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、生成された複数周波数チャネルの変調信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、前記増幅された送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップとを行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記変調信号生成ステップでは、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記周波数チャネルごとに変調信号に対して所定の係数を乗算するかの少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、光伝送路の２つの偏波チャネルを介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、前記送信機が、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、変換されたパラレル信号に基づき、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、偏波チャネルごとに複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、生成された各偏波チャネル用の複数周波数チャネルの変調信号を、逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、該２つの偏波用の送信データを対応する偏波チャネルで光信号に変換する電気・光変換ステップとを行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記変調信号生成ステップでは、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記周波数チャネルごとに変調信号に対して所定の係数を乗算するかの少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、前記送信機が、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、変換されたパラレル信号に基づき、複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、生成された複数周波数チャネルの変調信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、前記増幅された送信データを光信号に変換する電気・光変換ステップとを行う際に、前記変調信号生成ステップで、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記アンプステップで、前記受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅を行うかの少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、光伝送路の２つの偏波チャネルを介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信方法であって、前記送信機が、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換ステップと、変換されたパラレル信号に基づき、偏波チャネルごとに複数周波数チャネルの変調信号を生成する変調信号生成ステップと、生成された各偏波チャネル用の複数周波数チャネルの変調信号を、逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する変換ステップと、前記時系列の送信データの送信電力を増幅するアンプステップと、該２つの偏波用の送信データを対応する偏波チャネルで光信号に変換する電気・光変換ステップとを行う際に、前記変調信号生成ステップで、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、前記周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、前記アンプステップで、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅を行うかの少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信装置であって、前記送信機が、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定回路と、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、シリアル・パラレル変換回路から入力された信号に基づき、前記変調モード決定回路で決定された変調方式によって、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調を行う変調回路と、前記変調回路によって変調された変調信号に基づき、逆フーリエ変換によって時系列の送信データを得る逆フーリエ変換回路と、前記時系列の送信データの信号レベルを増幅し、電気・光変換回路に出力するアンプ回路と、前記アンプ回路から入力された信号を各偏波チャネルの光信号に変換する電気・光変換回路とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、光伝送路を介して送信機側から受信機側に向けてデータ信号を伝送する直交周波数分割多重通信装置であって、前記送信機が、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定する変調モード決定回路と、送信されるデータ信号にシリアル・パラレル変換を行い信号の振り分けを行うシリアル・パラレル変換回路と、シリアル・パラレル変換回路から入力された信号に基づき、前記変調モード決定回路で決定された変調方式によって、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調を行う変調回路と、前記変調回路から出力された変調信号に対して、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに所定の係数を乗算する振幅制御回路と、前記振幅制御回路の出力信号を逆フーリエ変換によって時系列の送信データに変換する逆フーリエ変換回路と、前記時系列の送信データの信号レベルを、前記受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅し、電気・光変換回路に出力するアンプ回路と、前記アンプ回路から入力された信号を各偏波チャネルの光信号に変換する電気・光変換回路とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、直交周波数分割多重方式を用いた光通信において、相対的に伝送特性の低い周波数チャネルの送信出力をプリエンファシスしたり、変調方式を変更することができるので、特定チャネルの受信信号雑音比を改善し、伝送効率を向上させることができる。これにより特定周波数チャネルの特性が全体の特性を劣化させていた伝送システムの特性を改善すること、すなわち、伝送特性の低い、周波数チャネルあるいは偏波チャネルによる通信品質の劣化を軽減可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の種々の実施形態について、図を参照して説明する。図１は光の伝送路を介し直交周波数分割多重方式により高速の通信速度を実現する本発明における光直交周波数分割多重通信装置の第１の実施形態である。符号101はシリアル・パラレル変換回路、102は変調回路、103は振幅制御回路、104はIFFT回路、105はアンプ回路、106は電気・光変換回路、107は光伝送路、108は光・電気変換回路、109はフィルタ、110はFFT回路、111は復調回路、112はパラレル・シリアル変換回路、である。ここで、回路101〜106が送信機を構成し、回路108〜112が受信機を構成している。
【００１９】
送信されるデータ信号は、シリアル・パラレル変換回路101に入力され、周波数チャネル(＝サブキャリア)数に対応するようにシリアル・パラレル変換され、信号の振り分けが行われて、変調回路102に入力される。変調回路102では予め定められた変調方式によって、パラレル変換された各データによる各周波数チャネル(＝サブキャリア)の変調を行い、振幅制御回路103へ出力を行う。振幅制御回路103は各周波数チャネルの変調信号に各周波数チャネルの受信状態に応じて補正係数を乗算し、出力レベルを調整し、IFFT回路104に出力を行う。すなわち、変調回路102と振幅制御回路103とによって、変換されたパラレル信号に基づき、受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて、複数周波数チャネルの変調信号が生成されることになる。IFFT回路104は、周波数成分の信号を時系列の送信信号(＝送信データ)に変換し、予め決められているトレーニング信号の付与とガードインターバル信号の挿入を行った後、アンプ回路105に出力する。IFFT回路104から出力された送信信号は、アンプ回路105によってその送信電力が増幅され、電気・光変換回路106に出力される。電気・光変換回路106は、電気信号を光信号に変換し、光伝送路107を介して受信機に送信を行う。
【００２０】
受信機では、受信された光信号を光・電気変換回路108において変換し、フィルタ109を介し、FFT回路110に出力する。FFT回路110では、信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数領域の情報に変換した後、復調回路111に出力を行う。復調回路111では、得られた周波数チャネルごとの信号に、トレーニング信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路112に出力を行う。パラレル・シリアル変換回路は入力された信号にパラレル・シリアル変換を行い、送信されたデータを得ることができる。
【００２１】
本実施の形態では、送信機における振幅制御回路103が、あらかじめ受信機で得られる各周波数チャネルの情報から、補正係数を決定する。各周波数チャネルの情報は、受信機から送信機へフィードバックを行うことで得ることができる。各周波数チャネルにおける信号対干渉雑音比の情報、もしくは信号対雑音比と相関のあるパラメータから、周波数チャネルごとに、信号対雑音比、もしくは誤り率が同じになるように、補正係数を決定する。
【００２２】
図３〜図５を参照して補正係数の例について説明する。図３は、補正係数による補正を行う前の受信特性を示すものであって、1.25GHzの周波数帯域を用い、128のサブキャリアによりOFDM伝送を行った際の128の周波数チャネルの受信電力レベルを表している。送信機及び受信機と伝送路の特性によって、周波数チャネルの受信電力がばらついていることが分かる。このように周波数チャネルごとに伝送路で得られる通信品質が異なると、通信品質の悪い周波数チャネルの結果が全体の特性を劣化させる。
【００２３】
次に本発明による補正係数を用いた特性改善方法の一例を示す。図４は、図３に示す各周波数チャネルの受信レベルに基づいて求めた各周波数チャネルのレベル制御値を示す図である。図４に示すレベル制御値は、得られた各周波数チャネルの受信レベルに対し、最小自乗法により３次の関数でフィッティングを行った結果の逆数を取ったものである。なお、フィルタの関数は2.3e-2・S＋6.7e-4・S^2＋6.0e-6・S^3[dB]と設定されており、Sは周波数チャネル番号である。この図４に示すレベル制御値を各周波数チャネル(＝サブキャリア)で乗算する補正係数として用いて振幅制御回路103で送信信号に乗算を行うと、受信信号は図５のようになり、通信品質の極端な差が改善されたことが分かる。dB値での分散値は、1.39dBから0.14dBに改善されている。
【００２４】
次に、図２を参照して本発明の他の実施の形態について説明する。図２は光の伝送路を介し直交周波数分割多重方式により高速の通信速度を実現する本発明における光直交周波数分割多重通信装置の第２の実施形態である。符号201はシリアル・パラレル変換回路、202-1と202-2は変調回路、203-1と203-2は振幅制御回路、204-1と204-2はIFFT回路、205-1と205-2はアンプ回路、206は電気・光変換回路、207は光伝送路、208は光・電気変換回路、209-1と209-2はフィルタ、210-1と210-2はFFT回路、211は復調回路、212はパラレル・シリアル変換回路である。ここで、回路201〜206が送信機を構成し、回路208〜212が受信機を構成している。
【００２５】
本実施の形態では、図１を参照して説明した第１の実施形態と異なり、変調回路202-1及び202-2、振幅制御回路203-1及び203-2、IFFT回路204-1及び204-2、アンプ回路205-1及び205-2と、フィルタ209-1及び209-2、FFT回路210-1及び210-2とが、それぞれ2系統に分けて設けられている。各系統は、各周波数チャネルにおいて直交関係にある偏波成分(偏波チャネル；Ｘ偏波成分、Ｙ偏波成分)に対応するように設けられたものである。
【００２６】
送信されるデータ信号は、シリアル・パラレル変換回路201に入力される。シリアル・パラレル変換回路201は入力された信号を、変調回路202-1と202-2において予め決定された変調方式に従って変調できるようにパラレルに分岐し、偏波チャネル毎に変調回路202-1と202-2に出力する。変調回路202-1と202-2では予め定められた変調方式により変調を行い、振幅制御回路203-1と203-2に出力する。振幅制御回路203-1と203-2は、各周波数チャネルの変調信号に所定の補正係数を乗算し、出力レベルを調整し、IFFT回路204-1と204-2に出力する。IFFT回路204-1と204-2では周波数成分の信号を時系列の送信信号に変換を行い、トレーニング信号の付与とガードインターバル信号の挿入を行った後、アンプ回路205-1と205-2を介し、電気・光変換回路206に出力する。電気・光変換回路206は、２つの偏波用の送信データを表す電気信号を、対応する偏波チャネルで光信号に変換し、光伝送路207を介して受信機に送信を行う。
【００２７】
受信機では、受信された2つの偏波成分に対応する光信号を光・電気変換回路208において電気信号に変換し、フィルタ209-1と209-2を介し、FFT回路210-1と210-2に出力する。FFT回路210-1と210-2では、信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数領域の情報に変換した後、復調回路211に出力を行う。復調回路211では、得られた周波数チャネルごとの信号に、トレーニング信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路212に出力を行い、送信されたデータを得ることができる。
【００２８】
上記振幅制御回路203-1と203-2は、図１を参照して説明した第１の実施形態と同様に、あらかじめ受信機で得られる各偏波チャネルの各周波数チャネルの情報から、補正係数を決定する。各周波数チャネルの情報は、装置設置者が試験伝送を行うことにより得るか、受信機から送信機へフィードバックを行うことで得ることができる。
【００２９】
なお、上述した第１と第２の実施形態における振幅制御回路103あるいは203-1と203-2を用いる代わりに、アンプ回路105または205-1と205-2に受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた補正係数と同様の周波数特性を与え、周波数チャネルの伝送品質のばらつきを低減することもできる。
【００３０】
また、補正係数が大きな幅を持つと、送信信号のPAPR（ピーク対平均電力比）を増大させることにもつながるため、補正係数の補正幅に制限を設けることもできる。例えば、図４の補正係数は最大で4.6dB程度電力を増加させるが、補正幅を3dBと設定し、補正係数の関数に3/4.6を乗算すれば、最大補正幅3dBの補正係数が得られる。
【００３１】
次に、図６を参照して本発明のさらに他の実施の形態について説明する。図６は光の伝送路を介し直交周波数分割多重方式によって高速の通信速度を実現する本発明における光直交周波数分割多重通信装置の第３の実施形態である。第２の実施形態と異なる点は変調モード決定回路313が具備されている点である。
【００３２】
符号301はシリアル・パラレル変換回路、302-1と302-2は変調回路、303-1と303-2は振幅制御回路、304-1と304-2はIFFT回路、305-1と305-2はアンプ回路、306は電気・光変換回路、307は光伝送路、308は光・電気変換回路、309-1と309-2はフィルタ、310-1と310-2はFFT回路、311は復調回路、312はパラレル・シリアル変換回路、そして313は変調モード決定回路である。ここで、回路301〜306と回路313が送信機を構成し、回路308〜312が受信機を構成している。ただし、変調モード決定回路313は、受信機側あるいは送受信機とは別に設けるようにしてもよい。
【００３３】
送信されるデータ信号は、シリアル・パラレル変換回路301に入力する。シリアル・パラレル変換回路301は入力された信号を、パラレルに分岐し、変調回路302-1と302-2に出力する。変調回路302-1と302-2では変調モード決定回路313によって指定された変調方式に従って偏波チャネル及び各周波数チャネルごとに変調を行い、振幅制御回路303-1と303-2に出力する。振幅制御回路303-1と303-2は、上記第１及び第２の実施形態と同様にして受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて各周波数チャネルの変調信号に所定の補正係数を乗算し、出力レベルを調整し、IFFT回路303-1と303-2に出力を行う。IFFT回路303-1と303-2では周波数成分の信号を時系列の送信信号に変換を行い、トレーニング信号の付与とガードインターバル信号の挿入を行った後、アンプ回路305-1と305-2を介し、電気・光変換回路306に出力する。電気・光変換回路306は、２つの偏波用の送信データを表す電気信号を対応する偏波チャネルで光信号に変換し、光伝送路307を介して受信機に送信を行う。
【００３４】
受信機では、受信された2つの偏波成分に対応する光信号を光・電気変換回路308において電気信号に変換し、フィルタ309-1と309-2を介し、FFT回路310-1と310-2に出力する。FFT回路310-1と310-2では、信号の先頭位置を検出し、ガードインターバル信号を除いた位置でフーリエ変換を行い、周波数領域の情報に変換した後、復調回路311に出力を行う。復調回路311では、得られた周波数チャネルごとの信号に、トレーニング信号から得られたチャネル情報を用いて復調を行い、パラレル・シリアル変換回路312に出力を行い、送信されたデータを得ることができる。
【００３５】
本実施形態における変調モード決定回路313は、受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、周波数チャネル及び偏波チャネルごとに変調方式を決定するものでって、例えば、振幅制御回路303-1と303-2ではカバーしきれない振幅の減衰があるばあい、そのチャネルの変調符号を受信可能な変調符号に選択する機能を有する。たとえば、OFDM信号がQPSK(4相位相変調)符号を用いていた場合、QPSKに必要なS/N(信号対雑音比)を確保できないチャネルをBPSK(2相位相変調)に変更するという機能である。逆に特性の良いチャネルは8PSKや16QAM(16値直交振幅変調)などのより高密度な変調符号に変更する機能も有するようにしてもよい。
【００３６】
また、変調回路302-1と302-2と振幅制御回路303-1と303-2とによる受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じた複数周波数チャネルの変調信号を生成する際の制御は、両方同時に行うことも、いずれか一方のみを行うようにすることも可能である。すなわち、変調回路302-1と302-2と振幅制御回路303-1と303-2とによって、受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じて、各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、あるいは各偏波チャネルの周波数チャネルごとに変調信号に対して所定の係数を乗算するかの少なくとも一方の制御を行うようにすることができる。
【００３７】
また、第３の実施形態においても上述したように振幅制御回路303-1と303-2を用いる代わりに、アンプ回路305-1と305-2に受信機側における各偏波チャネルの各周波数チャネルの受信状態に応じた補正係数と同様の周波数特性を与えることで、周波数チャネルの伝送品質のばらつきを低減することもできる。すなわち、この場合には、変調回路302-1と302-2とアンプ回路305-1と305-2とによって、受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じて周波数チャネルごとに変調方式を変更するか、受信機側における各周波数チャネルの受信状態に応じた周波数特性を持たせて増幅を行うかの少なくとも一方の制御を行うようにすることが可能である。
【００３８】
以上説明したように、本発明の各実施形態における送信機では、各周波数チャネルの伝送品質に応じて予め各周波数チャネルに対する送信出力を制御し、また、さらに変調フォーマットを伝送品質に応じて周波数チャネルごとに選択するようにしている。例えば、受信S/Nが相対的に低下していたりあるいは受信限界を下回っていたりする周波数チャネルについては、送信出力をプリエンファシスし、また、例えばQPSK符号では、受信S/Nが足りない周波数チャネルは、BPSK符号に変調符号を変更することによって、特定チャネルの受信S/Nを改善するようにしている。これによって特定周波数チャネルの特性が全体の特性を劣化させていた伝送システムの特性を改善する効果を奏する。すなわち、本発明によれば、直交周波数分割多重方式を用いた光通信において、伝送特性の低い、周波数チャネル、偏波チャネルによる通信品質の劣化を軽減可能である。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限らず、例えば、第１の実施の形態に第３の実施の形態が有する変調モード決定回路を組み合わせたり、新たに各部における信号波形のスムージングやフィルタリングを行うための構成を追加したりする変更などが適宜可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態としての直交周波数分割多重光伝送装置(システム)の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態としての直交周波数分割多重光伝送装置(システム)の構成例を示すブロック図である。
【図３】送信信号の振幅補正前の周波数チャネルごとの受信信号レベルを示す図である。
【図４】図３の特性に基づいて求めた周波数チャネルごとの送信信号の振幅補正係数(レベル制御値)の一例を示す図である。
【図５】図４の補正係数を用いて送信信号の振幅補正を行った場合の周波数チャネルごとの受信信号レベルを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態としての直交周波数分割多重光伝送装置(システム)の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の背景技術における直交周波数分割多重光伝送システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
101、201、301  シリアル・パラレル変換回路
102、202-1、202-2、302-1、302-2  変調回路
103、203-1、203-2、303-1、303-2  振幅制御回路
104、204-1、204-2、304-1、304-2  IFFT回路
105、205-1、205-2、305-1、305-2  アンプ回路
106、206、306  電気・光変換回路
107、207、307  光伝送路
108、208、308  光・電気変換回路
109、209-1、209-2、309-1、309-2  フィルタ
110、210-1、210-2、310-1、310-2  FFT回路
111、211、311  復調回路
112、212、312  パラレル・シリアル変換回路
313  モード決定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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