(57)【要約】【課題】受信感度が高く、かつ、ドライバ増幅器を狭帯域化できる符号化伝送方式の光伝送装置を提供する。【解決手段】トレリス符号化によって入力値から符号（変調符号）を出力するトレリス符号化部１２を備える光伝送装置であって、例えば、トレリス符号化部１２は、現在からｍ個前までの符号の値を反映した２＾ｍ個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、前回の入力値から出力した前回の符号と異なる符号を今回の入力値から出力するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレリス符号化によって入力値から符号を出力するトレリス符号化部
を備える光伝送装置であって、
前記トレリス符号化部は、
同一の符号を連続して出力しないことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記トレリス符号化部から出力された符号を用いて搬送波を変調する光変調部を更に備え、
前記トレリス符号化部は、
２＾ｎ値の前記入力値から２＾（ｎ＋1）値の前記符号を出力し、
前記光変調部は、
前記２＾（ｎ＋１）値の前記符号を用いて搬送波を位相変調することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記トレリス符号化部から出力された符号を用いて搬送波を変調する光変調部を更に備え、
前記トレリス符号化部は、
２＾ｎ値の前記入力値から２＾（ｎ＋1）値の前記符号を出力し、
前記光変調部は、
前記２＾（ｎ＋１）値の前記符号を用いて搬送波を直交振幅変調することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記トレリス符号化部は、現在からｍ個前までの前記符号の値を反映した２＾ｍ個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、前回の前記入力値から出力した前回の前記符号と異なる前記符号を今回の前記入力値から出力することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項５】
任意の値であるｎビットの入力値からｎ＋1ビットの符号を出力するトレリス符号化部と、
前記トレリス符号化部から出力されたｎ＋1ビットの前記符号を用いて搬送波を位相変調する光変調部と
を備える光伝送装置であって、
前記トレリス符号化部は、
前回の前記入力値から出力した前回の前記符号と異なる符号を、今回の前記入力値から出力し、
前記光変調部は、
前回の前記入力値に係る搬送波の位相と、今回の前記入力値に係る搬送波の位相とを３６０／（２＾（ｎ＋１））度以上変化させることを特徴とする光伝送装置。
【請求項６】
任意の値であるｎビットの入力値からｎ＋1ビットの符号を出力するトレリス符号化部と、
前記トレリス符号化部から出力されたｎ＋1ビットの前記符号を用いて搬送波を直交振幅変調する光変調部と
を備える光伝送装置であって、
前記トレリス符号化部は、
前回の前記入力値から出力した前回の前記符号と異なる符号を、今回の前記入力値から出力し、
前記光変調部は、今回の前記入力値に係る搬送波の位相または振幅の少なくとも一方を、前回の前記入力値に係る搬送波の位相または振幅と異なるようにすることを特徴とする光伝送装置。
【請求項７】
前記トレリス符号化部は、現在からｍ個前までの前記符号の値を反映した２＾ｍ個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、前回の前記入力値から出力した前回の前記符号と異なる前記符号を今回の前記入力値から出力することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光伝送装置。
【請求項８】
前記光変調部の前段又は後段に信号をＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）化するＲＺ化部を更に備えることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項５または請求項６の何れか１項に記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置に関する。特に、トレリス符号を用いる光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル光伝送システムの大容量化により、１シンボルに割り当てられる光量が少なくなっている。光量の減少によって、所望の信号品質を確保するための高受信感度の送受信機が要求されている。結果、送受信機の構成は複雑化し、大容量化によって得たコストメリットを相殺している。
【０００３】
ところで、コスト面から言えば、データ伝送における同一符号の連続も、送信機のコスト要因の１つである。同一符号の連続は、データ列に低い周波数成分を含むため、データをキャリア光に乗せるための光変調器とそれを駆動するドライバ増幅器（高速な電気の増幅器）は数メガヘルツから変調周波数の数十ギガヘルツまでという広範な帯域幅において低歪で高出力の増幅器が要求されるからである。同一符号が連続する例として、例えば、光伝送の標準技術であるＯＴＮ伝送では、同一符号が６０シンボル以上連続する場合がある。なお、Ｇ.７０９にて採用されているリードソロモン符号ＲＳ（２５５,２３９）のＦＥＣの利用も同一符合の連続を除去する効果はない。
【０００４】
一方、同一符号の連続を抑制（制限）する方策も考案されている。例えば、ＳＤＨ伝送システムにおいては、スクランブラ等を用いて同一符号の連続を抑制する方法が考案されている。また、イーサネット（登録商標）の場合は、８Ｂ／１０Ｂエンコーディングによって同一符号の連続が５ビット以下に抑制されるが、６４Ｂ／６６Ｂでは６６ビット連続する場合がある。
【０００５】
また、無線技術においては、オフセットＰＳＫまたはスタッガードＰＳＫ（π／４シフトＱＰＳＫ等）と呼ばれる変調方式によって、同一符号が連続しないようにして電力増幅器の電力効率の改善が講じられているものの、受信感度の改善に至っていない。
【０００６】
また、無線伝送においては、受信感度の改善策の１つとしてトレリス符号化伝送が研究され、既に衛星放送などの分野で実用化されている。トレリス符号化伝送は、受信感度の改善、換言すれば符号化利得の増大を優先課題として研究されているため、同一符号が多数連続する場合がある。即ち、現時点で、ドライバ増幅器への上述の要求条件を緩和させる効果はない。なお、トレリス符号化伝送は、ＯＦＤＭ伝送とともに用いられることもある。
【特許文献１】特開２００１−２６８０３９号公報
【非特許文献１】J.G.PROAKIS著（坂庭好一訳）「ディジタルコミュニケーション」科学技術出版1999年P.223-227
【非特許文献２】ＢＳデジタル放送、［online］、［平成２０年９月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.nhk.or.jp/strl/open98/happyo/kl/index.html＞
【非特許文献３】E.Biglieri他、Introduction to Trellis-Coded Modulation with Applications, Macmillian Publishing Company,1991.
【非特許文献４】Charan Langton、Trellis Coded Modulation、［online］、［平成２０年９月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.complextoreal.com/chapters/tcw.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上から、受信感度が高く、かつ、ドライバ増幅器を狭帯域化できる符号化伝送方式が存在しないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受信感度が高く、かつ、ドライバ増幅器を狭帯域化できる符号化伝送方式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】
【０００９】
上記問題を解決するために、本発明の一態様による光伝送装置は、トレリス符号化によって入力値から符号を出力するトレリス符号化部を備え、トレリス符号化部は、同一の符号を連続して出力しないことを特徴とする。
【００１０】
上記光伝送装置は、トレリス符号化部から出力された符号を用いて搬送波を変調する光変調部を更に備え、トレリス符号化部は、２＾ｎ値の入力値から２＾（ｎ＋1）値の符号を出力し、光変調部は、２＾（ｎ＋１）値の符号を用いて搬送波を位相変調してもよい。
【００１１】
上記光伝送装置は、トレリス符号化部から出力された符号を用いて搬送波を変調する光変調部を更に備え、トレリス符号化部は、２＾ｎ値の入力値から２＾（ｎ＋1）値の符号を出力し、光変調部は、２＾（ｎ＋１）値の符号を用いて搬送波を直交振幅変調してもよい。
【００１２】
上記光伝送装置のトレリス符号化部は、現在からｍ個前までの符号の値を反映した２＾ｍ個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、前回の入力値から出力した前回の符号と異なる符号を今回の入力値から出力するようにしてもよい。換言すれば、現在のシンボルからｍシンボル前の値までを反映した２のｍ乗個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、同一の符号を連続して出力しないようにしてもよい。
【００１３】
上記問題を解決するために、本発明の他の一態様による光伝送装置は、任意の値であるｎビットの入力値からｎ＋1ビットの符号を出力するトレリス符号化部と、トレリス符号化部から出力されたｎ＋1ビットの符号を用いて搬送波を位相変調する光変調部とを備え、トレリス符号化部は、前回の入力値から出力した前回の符号と異なる符号を、今回の入力値から出力し、光変調部は、前回の入力値に係る搬送波の位相と、今回の入力値に係る搬送波の位相とを３６０／（２＾（ｎ＋１））度以上変化させることを特徴とする。
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明の他の一態様による光伝送装置は、任意の値であるｎビットの入力値からｎ＋1ビットの符号を出力するトレリス符号化部と、トレリス符号化部から出力されたｎ＋1ビットの符号を用いて搬送波を直交振幅変調する光変調部とを備え、トレリス符号化部は、前回の入力値から出力した前回の符号と異なる符号を、今回の入力値から出力し、光変調部は、今回の入力値に係る搬送波の位相または振幅の少なくとも一方を、前回の入力値に係る搬送波の位相または振幅と異なるようにすることを特徴とする。
【００１５】
上記光伝送装置のトレリス符号化部は、現在からｍ個前までの符号の値を反映した２＾ｍ個の状態の中の一つの状態を記憶し、一の状態において一の入力値を取得した場合に、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することよって、前回の入力値から出力した前回の符号と異なる符号を今回の入力値から出力するようにしてもよい。
【００１６】
上記光伝送装置は、前記光変調部の前段又は後段に信号をＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）化するＲＺ化部を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光変復調部に入力される変調符号の値が連続しないため、換言すれば、光変調器に入力される信号が連続するシンボルで同一とならないため、変調器ドライバとして狭帯域な電気の増幅器を使用できるようになる。よって、低価格の増幅器を提供できるようになる。また、トレリス符号化伝送をベースとしているため、受信感度をある程度、高いレベルに維持することができるようになる。更に、一般的に狭帯域な電気の増幅器は、広帯域の増幅器に比べて効率がよいため、消費電力の低減と電源回路の簡素化とを図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光伝送装置の一例である送信装置１を説明するための図である。なお、Ａ＾Ｂは、ＡのＢ乗を示す。
【００１９】
送信装置１は、図１（ａ）に示すように、レーザ部１１、トレリス符号化部１２、ドライバ（ドライバ増幅器）１３および光変調部（光変調器）１４を有する。レーザ部１１はキャリア光（搬送波）を出力する。トレリス符号化部１２は、トレリス符号化によってデータ（入力値）から符号（変調符号）を出力する。ドライバ１３は、トレリス符号化部１２から出力された符号をキャリア光に重畳させるために光変調部１４を駆動する。光変調部１４は、ドライバ１３の制御によって、符号によってキャリア光を変調する。変調されたキャリア光は、光ファイバ９に送出され、必要に応じて光増幅器３等により中継されて受信装置２に伝送される。なお、光変調部１４は後述する光復調部２４（後述）の機能を有し、光復調部２４は光変調部１４の機能を有していてもよい。
【００２０】
トレリス符号化部１２は、ｎビットのデータ信号からｎ＋１ビットを出力する。つまり、トレリス符号化部１２は、２＾ｎ値のデータ（入力値）から２＾（ｎ＋1）値の符号を出力する。例えば、トレリス符号化部１２は、２ビット（４値）のデータを入力した場合、現在のシンボル（符号）から２シンボル前の値までの値を反映した４状態を記憶し、それをもとに３ビット（８値）の符号を出力する。
【００２１】
また、トレリス符号化部１２は、データ（入力値）がどのようなものであっても、同一の符号を連続して出力しない。具体的には、トレリス符号化部１２は、データ（入力値）と符号とを対応付けた複数の状態、および、現在の状態を記憶し、ある状態においてある入力値を取得した場合、当該状態において当該入力値に対応付けられている符号を出力し、かつ、当該符号に対応付けられていない他の状態を現在の状態として記憶することによって、同一の符号を連続して出力しないようにしている。
【００２２】
光変調部１４は、データ（入力値）が２＾ｎ値の場合、トレリス符号化部１２によって２＾（ｎ＋1）値の符号が出力されるため、２＾（ｎ＋１）値の多値変調を行う。変調を行う際にドライバ１３の復号には、主としてビタビアルゴリズムを用いる。変調・復調は、教科書に記載されているため詳述しないが、光変調方式としては８値の場合には８相位相変調、１６値の場合には１６ＱＡＭ変調などが用いられる。つまり、変復調に関しては、公知の技術を用いることができる。
【００２３】
なお、送信装置１は、図１（ｂ）に示すように、光変調部１４の前段または後段にＲＺ（Return-to-Zero）パルス化のための光変調部１５を有していてもよい。長距離伝送特性への影響を低減させるためである。即ち、位相変調においては、シンボル（入力値）とシンボル間で位相の変化があるため、シンボルの変わり目に、長距離伝送の障害となる瞬時周波数の変化（チャープ）が生じる。特に、本発明の如く変調器ドライバ増幅器を狭帯域化した場合には、シンボル間の切り替わり時間が長くなるため、チャープが生じている時間が相対的に多くなる。ＲＺパルス化することによってシンボルの変わり目の電界強度が小さくなり、チャープによる長距離伝送特性への影響を低減させることができる。
【００２４】
受信装置２は、図１（ａ）に示すように、受光部（受光器）２１、トレリス復号部２２、ドライバ（ドライバ増幅器）２３および光復調部（光復調器）２４を有する。受光部２１は、送信装置１から送出された変調されたキャリア光を電気のデータ信号に戻す。ドライバ２３は、受光部２１からから出力されたデータ信号を復調するために光復調部２４を駆動する。光復調部２４は、ドライバ２３の制御によって、データ信号を復調する。トレリス復号部２２は、トレリス復号化によって符号からデータ（出力値）を出力する。
【００２５】
トレリス復号部２は、連続して受信したＭシンボル（Ｍ＞ｍ)からトレリスの遷移状態を考慮しFanoアルゴリズムやViterbiアルゴリズムを用いて復号する。これらのアルゴリズムは、たとえば図３のトレリスに従う場合、ある時刻に０、２、４、６を受信したとするとそれはＳ１もしくはＳ３の状態から送信されたものであり、その前のシンボルはＳ２もしくはＳ４の状態から送信されているはずであるため１、３、５、７のいずれかで有る必要があり、そのようになっていない場合はエラーが発生したとして訂正の候補となる。このようにトレリスに従って遷移するシンボルの系列を最も矛盾少なく再現できるデータ列を正しいデータ列であると判断する。受信する各シンボルは１シンボルあたりnビット、すなわち２＾n値であり、復号されるのはトレリス符号化前の１シンボルあたり（ｎ−１）ビットである。
【００２６】
続いて、トレリス符号化部１２によるトレリス符号化を、従来のトレリス符号化によるトレリス符号化部と対比して説明する。なお、２ビット（４値）のデータ（入力値）を入力した場合（８値を８相位相変調する場合）を例に説明する。図５は、従来の２ビット、４状態のトレリス符号の遷移図（トレリス図）である。図２は、８値を８相位相変換した場合の信号点配置図（Constellation diagram）である。図５において、Ｓ１〜Ｓ４は、従来のトレリス符号化部の遷移し得る状態（遷移状態）である。例えば、従来のトレリス符号化部は、現在の状態が状態Ｓ１の場合、出力した符号に応じて状態Ｓ１または状態Ｓ３へと遷移する。具体的には、従来のトレリス符号化部は、現在の状態が状態Ｓ１の場合に、符号０、４を出力したときは状態Ｓ１のまま遷移せず、符号２、６を出力したときは状態Ｓ３へと遷移する。同様に、従来のトレリス符号化部は、現在の状態が状態Ｓ２の場合に、符号１、３を出力したときは状態Ｓ１へと遷移し、符号５、７を出力したときは状態Ｓ３へと遷移する。現在の状態が状態Ｓ３、Ｓ４の場合も同様である。
【００２７】
図６は、図５に示す遷移図による符号化の動作例である。図６に示す従来の符号化は、２ビットの入力ａ１，ａ２（ａ１：上位ビット、ａ２：下位ビット）に対して、３ビットの出力ｙ１，ｙ２，ｙ３（ｙ１：最上位ビット、ｙ２：２番目のビット、ｙ3：最下位ビット）を得るものであって、Ｒ１、Ｒ２の２ビットにより、符号化部が取り得る４つの状態を記憶するものである。なお、図６中のＴは１シンボルの遅延を表す。図６に示す従来の符号化では、現在の状態が状態Ｓ１（Ｒ１＝０，Ｒ２＝０）または状態Ｓ３（Ｒ１＝１，Ｒ２＝０）の場合、最下位に値０である１ビットを付加し、現在の状態が状態Ｓ２（Ｒ１＝０，Ｒ２＝１）または状態Ｓ４（Ｒ１＝１，Ｒ２＝１）の場合、最下位に値１である１ビットを付加するように動作する。つまり、出力の最下位ビットｙ３の値は、Ｒ２の値となる。
【００２８】
具体的には、ある時刻Ｔ１における状態が状態Ｓ１の場合に、入力値（０,０）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号０（０,０,０）を出力し、次の時刻Ｔ２における状態は状態Ｓ１となる。
【００２９】
また、入力値（１,０）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号４（１,０,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ１となる。
【００３０】
また、入力値（０,１）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号２（０,１,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ２となる。
【００３１】
また、入力値（１,１）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号６（１,１,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ２となる。
【００３２】
つまり、トレリス符号化部が、時刻Ｔ１における状態Ｓ１にて出力し得る符号は０（０,０,０）、２（０,１,０）、４（１,０,０）、６（１,１,０）の何れかであるが、続く時刻Ｔ２における状態が状態Ｓ１、Ｓ３であるときは、再度、０（０,０,０）、２（０,１,０）、４（１,０,０）、６（１,１,０）を出力し得るため、同一符号が連続出力される場合がある。具体的には、時刻Ｔ１における状態Ｓ１にて、入力値（０,０）を入力したときは、状態Ｓ１のままであるから、時刻Ｔ２にて、入力値（０,０）を入力したときは、符号０を連続して出力する。また、入力値（１,０）を入力したときも、状態Ｓ１のままであるから、次回も、入力値（１,０）を入力したときは、符号４を連続して出力する。時刻Ｔ１の状態が状態Ｓ２〜Ｓ４の場合も同様である。以上のように、従来のトレリス符号化部では、同一符号が連続出力される場合がある。これは状態数が８状態以上に増えた場合でも同じである。
【００３３】
上述のように、従来のトレリス符号化部によって２ビット（４値）のデータ（入力値）が３ビット（８値）の符号にマッピングされるため、従来のトレリス符号化部の後段の光変調部は、例えば、図２に示すように、位相差が４５度ずつ異なる８値の符号を用いてキャリア光を位相変調する。つまり、従来のトレリス符号化部の後段の光変調部は、従来のトレリス符号化部が２＾ｎ値のデータ（入力値）から２＾（ｎ＋1）値の符号を出力したときは、２＾（ｎ＋１）値の符号を用いて搬送波を位相変調または直交振幅変調する。但し、位相変調をする場合において、従来のトレリス符号化部から同一符号が連続して出力された場合には、連続するデータ（入力値）、つまり、前回のデータ（入力値）と今回のデータ（入力値）に係る搬送波の位相は変化せず、直交振幅変調をする場合においても、連続するデータ（入力値）の位相および振幅は変化しない。
【００３４】
一方、本発明に係るトレリス符号化１２では、同一符号が連続出力されることはない。図３は、本発明に係る２ビット、４状態のトレリス符号の遷移図（トレリス図）である。図３において、Ｓ１〜Ｓ４は、トレリス符号化部１２の遷移し得る状態である。例えば、トレリス符号化部１２は、現在の状態が状態Ｓ１の場合に、符号０、４を出力したときは状態Ｓ２へと遷移し、符号２、６を出力したときは状態Ｓ４へと遷移する。同様に、トレリス符号化部１２は、現在の状態が状態Ｓ２の場合に、符号１、３を出力したときは状態Ｓ１へと遷移し、符号５、７を出力したときは状態Ｓ３へと遷移する。現在の状態が状態Ｓ３、Ｓ４の場合も同様である。なお、トレリス符号化部１２は、従来のトレリス符号化部と同様、現在の状態が状態Ｓ１または状態Ｓ３の場合、最下位に値０である１ビットを付加し、現在の状態が状態Ｓ２または状態Ｓ４の場合、最下位に値１である１ビットを付加するものとする。
【００３５】
トレリス符号化部１２のある時刻Ｔ１における状態が状態Ｓ１の場合に、入力値（０,０）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号０（０,０,０）を出力し、次の時刻Ｔ２における状態は状態Ｓ２となる。
【００３６】
また、入力値（１,０）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号４（１,０,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ２となる。
【００３７】
また、入力値（０,１）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号２（０,１,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ４となる。
【００３８】
また、入力値（１,１）を入力したときは、最下位にビット（０）を付加して符号６（１,１,０）を出力し、次の時刻Ｔ２おける状態は状態Ｓ４となる。
【００３９】
つまり、トレリス符号化部１２が、時刻Ｔ１における状態Ｓ１にて出力し得る符号は０（０,０,０）、２（０,１,０）、４（１,０,０）、６（１,１,０）の何れかであるが、続く時刻Ｔ２における状態は状態Ｓ２、Ｓ４となって、状態Ｓ２、Ｓ４にて出力し得る符号は１（０,０,１）、３（０,１,１）、５（１,０,１）、７（１,１,１）の何れかであるため、トレリス符号化部１２は、同一符号を連続して出力することはない。時刻Ｔ１の状態が状態Ｓ２〜Ｓ４の場合も同様である。
【００４０】
上述のように、トレリス符号化部１２によって２ビット（４値）のデータ（入力値）が３ビット（８値）の符号にマッピングされるため、トレリス符号化部１２の後段の光変調部１４は、従来のトレリス符号化部の後段の光変調部と同様、例えば、図２に示すように、位相差が４５度ずつ異なる８値の符号を用いてキャリア光を位相変調する。つまり、光変調部１４は、トレリス符号化部１２が２＾ｎ値のデータ（入力値）から２＾（ｎ＋1）値の符号を出力したときは、２＾（ｎ＋１）値の符号を用いて搬送波を位相変調または直交振幅変調する。また、位相変調をする場合において、トレリス符号化部１２から同一符号が連続して出力されないため、連続するデータ（入力値）に係る搬送波の位相は３６０／（２＾（ｎ＋１））度以上変化し、直交振幅変調をする場合においても、連続するデータ（入力値）に係る搬送波の位相または振幅の少なくとも一方が変化する。
【００４１】
図３に示すトレリス符号化部１２は、２状態トレリスと同様の遷移を行うため、符号化利得は１．１ｄＢであり、従来の方式の３ｄＢに比べて利得が低い。しかし、２ビット、８状態のトレリス符号を用いることで、従来の２ビット、４状態のトレリス符号と同等の遷移を行うように構成できるため、３ｄＢの利得を確保することができる。なお、従来のトレリス符号を用いて８状態とした場合の利得は４．７ｄＢである。つまり、符号化利得を若干犠牲にして、同一符号の連続を回避している。また、状態数を２倍にすることで犠牲とした利得を回復することができる。状態数を２倍にするにはデータレジスタを１段増やせばよい。なお、利得の算出方法は非特許文献３（P74）に記載されている。
【００４２】
続いて、光変調部１４について簡単に補説する。図４は、光８ＰＳＫ変調器である光変調部１４の構成例である。８ＰＳＫであるため、１シンボル（入力値）あたり３ビットで変調する。図４（ａ）は、光変調部１４が１台の光位相変調器１４ａとして実装される例である。ドライバ１３は、光位相変調器１４ａ用のドライバ１３ａとして実装される。
【００４３】
図４（ａ）において、同一符号が連続しない場合には（実際、トレリス符号化部１２の後段に設置されるため同一符号が連続しない）、１シンボル毎に、少なくとも±３６０／（２＾３）度、つまり、少なくとも±４５度の位相変化を生じさせるため、ドライバ１３ａの低周波側の帯域はボーレートの１／８まであれば足りる。また、ドライバ１３ａの高周波側の帯域は最大±１８０度の位相変化があるので、通常の場合と同様にボーレートの１／２となる。
【００４４】
図４（ｂ）および図４（ｃ）は、光変調部１４がビット毎の３台の光位相変調器１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、または、３台の光位相変調器１４ｅ、１４ｆ、１４ｇをとして実装される例である。ドライバ１３は、位相変調器１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ用の３台のドライバ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、または、各位相変調器１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ用の３台のドライバ１３ｅ、１３ｆ、１３ｇとして実装される。
【００４５】
図４（ｂ）は、π、π／２、π／４位相変調する位相変調器１４ｂ、１４ｃ、１４ｄをカスケードしたものである。図４（ｃ）は、マッハツェンダ干渉計の各腕（位相変調器１４ｅ、１４ｆ）でπの位相変調を行い、Ｑ軸側の位相をπ／２ずらして合波して４相位相変調を行った後、π／４の位相変調を行うことで８ＰＳＫを生成する。図３に示すトレリス符号化部１２によるトレリス符号化の場合、１シンボル毎に、必ず“Ｄ”のビットが反転する。即ち、Ｄ用のドライバ１３ｄ、１３ｇは、ボーレートの半分の帯域にピークを持つ狭帯域のドライバであればよい。Ｉ用、Ｑ用は、通常と同様のドライバを使用する。なお、位相変調器（π）は、多くの場合、強度変調器を反転させて使用している。
【００４６】
つまり、光変調部１４が光８ＰＳＫ変調器の場合、ドライバ１３を狭帯域化することができる。なお、光変調部１４が１６ＱＡＭなどの直交振幅変調の場合も、８ＰＳＫ変調などの位相変調の場合と同様、トレリス符号化１２から出力される変調符号が１シンボル毎に変化するため、ドライバ１３を狭帯域化することができる。
【００４７】
以上、本発明によれば、光変復調部に入力される変調符号の値が連続しないため、換言すれば、光変調器に入力される信号が連続するシンボルで同一とならないため、変調器ドライバとして狭帯域な電気の増幅器を使用できるようになる。よって、低価格の増幅器を提供できるようになる。また、トレリス符号化伝送をベースとしているため、受信感度をある程度、高いレベルに維持することができるようになる。更に、一般的に狭帯域な電気の増幅器は、広帯域の増幅器に比べて効率がよいため、消費電力の低減と電源回路の簡素化とを図ることができるようになる。
【００４８】
なお、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る光伝送装置の一例である送信装置１を説明するための図である。
【図２】８値を８相位相変換した場合の信号点配置図である。
【図３】本発明に係る２ビット・４状態のトレリス符号の遷移図である。
【図４】光８ＰＳＫ変調をする場合の光変調部１４の構成例である。
【図５】従来の２ビット、４状態のトレリス符号の遷移図である。
【図６】図５に示す遷移図による符号化の動作例である。
【符号の説明】
【００５０】
１  送信装置  ２  受信装置  ３  光増幅器  ９  光ファイバ  １１  レーザ部  １２  トレリス符号化部  １３  ドライバ  １４  光変調部  １５  光変調部（ＲＺ化部）  ２１  受光部  ２２  トレリス復号部  ２３  ドライバ  ２４  光復調部      
【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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