(57)【要約】【課題】光信号を送信する光送信装置において、予等化の精度を高くする技術を提供する。【解決手段】伝達ビット取得部２０２０は、伝達するビットである伝達ビットを取得する。強度変調部２０４０は、伝達ビットに従って、光信号の強度変調を行う。伝達履歴格納部２０６０は、少なくとも、１つ前の伝達ビットを示す、伝達履歴を格納する。位相変調部２１００は、伝達履歴格納部２０６０伝達履歴を取得し、取得した伝達履歴と伝達ビット取得部２０２０によって取得された伝達ビットとに基づき、光送信装置２０００によって送信される光信号に対して位相変調を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信する光送信装置であって、
伝達するビットである伝達ビットを取得する伝達ビット取得手段と、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調手段と、
少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段と、
前記伝達ビット取得手段によって取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調手段と、
を有する光送信装置。
【請求項２】
前記位相変調手段が前記光信号に対して行うべき位相変調を表す変調情報を、前記伝達履歴及び前記伝達ビットの組み合わせに対応づけて格納する変調情報格納手段を有し、
前記位相変調手段は、前記伝達ビット取得手段によって取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに対応づけられている前記変調情報が示す位相変調を、前記光信号に対して施す、
請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記変調情報は、時間波形を表す複数の離散値で表されており、
前記位相変調手段は、前記変調情報が示す前記複数の離散値をアナログ変換したアナログ信号を用いて、前記光信号の位相を変調する、
請求項２に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記変調情報格納手段は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと変調情報との対応を、送信した前記光信号に対して起こる波長分散の分散量ごとに格納しており、
前記位相変調手段は、前記光信号に対して起こる波長分散の分散量に対応する前記変調情報によって示される位相変調を、前記光信号に対して施す、
請求項２又は３に記載の光送信装置。
【請求項５】
光信号を用いて、伝達するビットである伝達ビットを送信する光送信装置によって実行される、送信方法であって、
前記光送信装置は、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段を有し、
当該送信方法は、
伝達ビットを取得する伝達ビット取得ステップと、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調ステップと、
前記伝達ビット取得ステップで取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調ステップと、
を有する送信方法。
【請求項６】
光信号を用いて、伝達するビットである伝達ビットを送信する光送信装置として動作する機能をコンピュータに持たせるプログラムであって、
前記コンピュータは、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段を有し、
当該プログラムは、前記コンピュータに、
伝達ビットを取得する伝達ビット取得機能と、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調機能と、
前記伝達ビット取得機能で取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調機能と、
を持たせるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信装置、光送信方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
中・長距離系における光通信システムにおいて、高速化や大容量化がますます進んでいる。次世代の光通信方式として、光多値変調や光直交周波数分割多重（OFDM: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）等の方式が提案されている。これらの方式を用いて多値化や多重化を行うと共に、データである電気デジタル信号を光アナログ信号波形に変換して送信する光送信装置には、一般的に、マッハツェンダー型干渉計（MZI: Mach-Zehnder Interferometer）を構成する光変調器（以下、マッハツェンダー型光変調器）が用いられている。
【０００３】
ここで、光信号を高速で変調すると、光信号のスペクトルが広がる。また、光ファイバ中を進む光の速度は、光の周波数によって異なる。その結果、光信号が光ファイバ中を進むにつれ、光信号の時間波形が変化してしまう。この現象は、波長分散と呼ばれる。波長分散が起こると、伝送しようとした光信号と異なる時間波形の光信号が伝送されるため、受信装置においてエラーが発生してしまうことがある。
【０００４】
光の分散は、群速度遅延で表すことができる。１ｋｍあたりの群速度遅延の単位は、光信号の波長成分（周波数成分）として、波長１ナノメートルあたりの遅延時間であらわし、ps/nm/km である。ここで、ps はピコ秒を表す。通常のシングルモードファイバ中で起こる分散は、1.55 ミクロン付近の光通信用波長帯においては、約 17-20ps/nm/km である。以下、代表値として、20ps/nm/km を用いる。
【０００５】
従来は、光ファイバ伝送路で波長分散が蓄積しないように、伝送路の途中に、逆方向の波長分散を与えられる分散補償ファイバを入れた伝送路が使われている。こうすることで、伝送路の途中で、波長分散の分散量を 0 付近まで減少させ、受信時には波長分散がほとんど無い状態にする。しかし、そのような分散補償ファイバでは、光の非線形効果が顕著に現れるため、チャネル間のクロストークが大きくなったり、伝送距離に制限が出てきたりするという問題がある。
【０００６】
この問題を解決する一つの方法として、非線形効果が比較的小さいことが知られている通常の光ファイバ線路のみとして伝送し、伝送中に受けた波長分散と逆の波長分散を受信装置で与えることで、光信号の時間波形を元に戻す方法が知られている。例としては、逆分散を与えられる光フィルタを用いたり、受信後のデジタル信号処理で元の時間波形に戻したり（デジタルコヒーレント）、受信後に電気分散補償器（Electrical Dispersion Compensator: EDC）を用いる等がある。
【０００７】
通常の光ファイバは、非線形効果が無視できる程小さいものの、波長分散の分散量が大きい。例えば通常の光ファイバにおける波長分散の分散量は、20ps/nm/km である。そのため、通常の光ファイバを用いて、10,000km の伝送を行うと、波長分散の分散量が 20 万 ps のオーダーとなり、莫大な量となる。
【０００８】
そこで、受信装置だけでなく、送信装置でも、分散補償を行うことが望ましい。具体的には、送信装置において、光信号に対し、デジタル信号処理を施して時間波形を整形するような予等化をあらかじめ行う。こうすることで、送信装置から出力される光信号の時間波形が、光ファイバ中で受ける分散の逆分散がかけられたような波形に整形される。この逆分散は光ファイバ中の伝送によって起こる波長分散で相殺されるため、受信装置で受信される光信号の時間波形は、送信装置から受信装置へ伝達したかった情報を示す時間波形となる。
【０００９】
例えば特許文献１は、光位相変調器と光強度変調器を直列に接続した光送信装置において、光位相変調器を用いて、伝送する光信号にレッドシフト（長波長側へシフト）又はブルーシフト（短波長側へシフト）のプリチャーピングを与える予等化の方法が開示されている。また例えば、特許文献２は、２つの光強度変調器を直列に接続した光送信装置において、各光強度変調器のαパラメータを算出して光強度変調器による変調を制御することで、予等化を行う方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２６０７５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２９６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者は、光送信装置によって過去に実行された強度変調を考慮することで、予等化の精度を高めることを検討した。光強度変調器によって光信号に対して施される強度変調は、過去にその光強度変調器が行った強度変調の影響を受ける。そのため、高い精度で予等化を行うためには、光強度変調器によって過去に行われた強度変調を考慮する必要がある。上記各特許文献は、この影響を考慮していない。
【００１２】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、光信号を送信する光送信装置において、予等化の精度を高くする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明が提供する光送信装置は、光信号を送信する。当該光送信装置は、伝達するビットである伝達ビットを取得する伝達ビット取得手段と、前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調手段と、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段と、前記伝達ビット取得手段によって取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴取得手段によって取得された前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調手段と、を有する。
【００１４】
本発明が提供する送信方法は、光信号を用いて、伝達するビットである伝達ビットを送信する光送信装置によって実行される。前記光送信装置は、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段を有する。当該送信方法は、伝達ビットを取得する伝達ビット取得ステップと、前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調ステップと、前記伝達ビット取得ステップで取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴取得ステップで取得された前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調ステップと、を有する。
【００１５】
本発明が提供するプログラムは、コンピュータに、本発明が提供する光送信装置として動作する機能を持たせる。当該プログラムは、前記コンピュータに、本発明が提供する光送信装置が有する各機能構成部の機能を持たせる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光信号を送信する光送信装置において、予等化の精度を高くする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る光送信装置を、その使用環境と共に示すブロック図である。
【図２】強度変調部によって行われる強度変調を概念的に示す図である。
【図３】伝達履歴格納部によって格納されている情報の構成を例示する図である。
【図４】実施形態１の光位相変調器の構成を例示する図である。
【図５】実施形態１の光送信装置のハードウエア構成を例示する図である。
【図６】実施形態１の光送信装置によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。
【図７】変形例１に係る光送信装置を、その使用環境と共に示すブロック図である。
【図８】実施形態２に係る光送信装置を、その使用環境と共に示すブロック図である。
【図９】変調情報格納部によって格納されている情報の構成を例示する図である。
【図１０】実施形態２の光送信装置によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１１】実施形態４の光位相変調器の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１９】
[実施形態１] 
図１は、実施形態１に係る光送信装置２０００を、その使用環境と共に示す図である。図１において、実線の矢印は光信号の流れを表し、点線の矢印は情報の流れを表している。また、図１において、各ブロックは、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。
【００２０】
光伝送システム１０は、光送信装置２０００、光源２０、光伝送路３０、及び光受信装置４０を有する。光送信装置２０００は、光伝送路３０を介して光受信装置４０と接続されている。光送信装置２０００は、光源２０から出力された、ベースとなる光信号に、光受信装置４０へ伝達する情報の一部又は全部を表すビット（以下、伝達ビット）に従った変調を施して、光受信装置４０へ送信する。光受信装置４０は、光伝送路３０を介して、光送信装置２０００によって変調された光信号を受信する。光受信装置４０は、受信した光信号を復調することで、光信号から伝達ビットを抽出する。このように、光送信装置２０００は、光伝送路３０を介して、光受信装置４０に対して情報を伝達する。
【００２１】
なお、光源２０は、光送信装置２０００の内部に設けられていてもよいし、外部に設けられてもよい。図１は、光源２０が光送信装置２０００の外部に設けられている場合を例示している。
【００２２】
光送信装置２０００から送信された光信号は、光伝送路３０を通る間、波長分散が起こる。そのため、光送信装置２０００が送信した際の光信号の時間波形と、光受信装置４０によって受信された際の光信号の時間波形とは、異なる場合がある。その結果、光受信装置４０は、受信した光信号から、伝達ビットを抽出できない場合がある。
【００２３】
そこで、本実施形態に係る光送信装置２０００は、光信号を送信する前に、光信号に対して波長分散を補償する処理（予等化）を行う。こうすることで、光送信装置２０００は、光受信装置４０が、受信した光信号から伝達ビットを抽出できるようにする。
【００２４】
以下、光送信装置２０００が有する各機能構成部について詳しく説明する。
【００２５】
＜伝達ビット取得部２０２０＞
光送信装置２０００は、伝達ビット取得部２０２０を有する。伝達ビット取得部２０２０は、伝達ビットを取得する。前述したように、伝達ビットは、光受信装置４０に対して伝達する情報の一部又は全部を構成するビットである。
【００２６】
＜強度変調部２０４０＞
光送信装置２０００は、強度変調部２０４０を有する。強度変調部２０４０は、伝達ビットに従って、光信号の強度変調を行う。強度変調部２０４０は、光信号の強度変調を行う光強度変調器を有する。光強度変調器に関する詳細は、後述する。
【００２７】
例えば強度変調部２０４０は、伝達ビットが１である場合に、光信号の強度の、単位時間における時間波形が、上に凸のパルスを表す時間波形となるように、光信号の強度を変調する。一方、強度変調部２０４０は、伝達ビットが０である場合に、光信号の強度の、単位時間における時間波形が、下に凸のパルスを表す時間波形となるように、光信号の強度を変調する。ただし、強度変調部２０４０による強度変調の方法は、この方法に限定されない。図２は、強度変調部２０４０が上述の例に従って強度変調を行う場合を例示する図である。
【００２８】
＜伝達履歴格納部２０６０＞
光送信装置２０００は、伝達履歴格納部２０６０を有する。伝達履歴格納部２０６０は、少なくとも、１つ前の伝達ビットを示す、伝達履歴を格納する。伝達履歴は、１つ前の伝達ビットに加え、２つ以上前の伝達ビットを併せて格納していてもよい。
【００２９】
図３は、伝達履歴格納部２０６０に格納されている情報の構成を例示する図である。図３は、伝達履歴をテーブル形式で表している。このテーブルを、伝達履歴テーブル１００と表記する。伝達履歴テーブル１００は、履歴 ID １０２及び伝達ビット１０４を有する。例えば履歴 ID １０２は、対応づけられている伝達ビット１０４が、何回前に伝達された伝達ビットであるかを表す。図３の場合、１行目のレコードは、１回前に伝達された伝達ビットの値が０であることを表している。また例えば、履歴 ID １０２は、より新しい伝達ビットに対応する履歴 ID １０２ほど、大きい値となるように割り振られてもよい。この場合、最も値が大きい履歴 ID １０２に対応する伝達ビットが、前回伝達された伝達ビットとなる。
【００３０】
＜位相変調部２１００＞
光送信装置２０００は、位相変調部２１００を有する。位相変調部２１００は、伝達履歴格納部２０６０に格納されている伝達履歴と、伝達ビット取得部２０２０によって取得された伝達ビットとに基づく位相変調を、光送信装置２０００によって送信される光信号に対して施す。位相変調部２１００は、光信号の位相を変調する光位相変調器を有する。
【００３１】
＜光位相変調器及び光強度変調器の詳細＞
位相変調部２１００が有する光位相変調器は、例えば図４に示す構成を有する。光位相変調器３０００は、信号源３０２０及び電極３０４０を有する。また、電極３０４０上を光導波路７０が通過する。光導波路７０は、光信号が通過する導波路である。
【００３２】
光位相変調器３０００は、信号源３０２０によって変調された電圧を、電極３０４０に印加することで、光導波路７０の屈折率を変化させる。光位相変調器３０００は、信号源３０２０が、光信号に施す位相変調に応じた信号を発生するように、信号源３０２０を制御する。こうすることで、光位相変調器３０００は、光信号の強度を変調せずに、光信号の位相だけを変調する。光の位相φの時間に対する変化量と、光の周波数 f の変化量の関係は、次の数式（１）で表される。
【数１】
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【００３３】
光位相変調器３０００には、ニオブ酸リチウムを用いることもできるし、燐化インジウム（InP）やケイ素（Si）のような半導体を用いることもできる。ニオブ酸リチウムの場合は、完全に光強度一定で、光位相変調を起こすことができる。一方、InP のような半導体を用いると、位相変化と同時に若干の光吸収変化が発生するため、多少の強度変調が発生する。ただし、条件や設計によっては半導体を用いた光位相変調器でも、強度変調を無視できるレベルにすることができる。
【００３４】
強度変調部２０４０は、例えばマッハツェンダー型の光強度変調器（以下、MZ 型光強度変調器）を有する。MZ 型光強度変調器は、ニオブ酸リチウムを用いて構成することもできるし、InP や Si のような半導体を用いて構成することもできる。上記 MZ 型光強度変調器は、図４に示した光位相変調器３０００と同様の構成を有する。強度変調部２０４０は、MZ 型光強度変調器が有する信号源が、伝達ビットに応じた信号を発生するように、その信号源を制御する。
【００３５】
ここで、MZ 型光強度変調器は、MZ 型干渉計を構成している。そのため、通過する光信号の強度と位相の双方を変調してしまう。MZ 型光強度変調器による強度変調に位相変化は、光強度変調器を構成する材料に関わらず、原理的に発生する。その理由は、以下の通りである。光の強度が０から１、又は１から０に変化する際には、電圧が印加された電極下の光導波路部分の屈折率が動的に変化する状況となる。そのため、光から見た実効的な変調器長（屈折率 n × 変調器長 Ｌ）が変化する。その結果、その部分を通過する光の位相回転量φが変化する。したがって、式（１）の通り、強度が変化している間は、光の周波数 f も変化する。
【００３６】
＜ハードウエア構成＞
光送信装置２０００が有する各機能構成部は、例えば、個々に又は複数組み合わせられた状態で、少なくとも１つのハードウエア構成要素として実現される。その他にも例えば、各機能構成部は、少なくとも１つのソフトウエア構成要素として実現される。その他にも例えば、各機能構成部は、ハードウエア構成要素とソフトウエア構成要素の組み合わせにより実現される。
【００３７】
図５は、光送信装置２０００のハードウエア構成を例示するブロック図である。図４において、光送信装置２０００は、バス１０２０、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、及びストレージ１０８０を有する。ただし、光送信装置２０００のハードウエア構成は、図５に示す構成に限定されない。例えば光送信装置２０００は、ストレージ１０８０を備えず、各情報をメモリ１０６０に格納してもよい。
【００３８】
バス１０２０は、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、及びストレージ１０８０が相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。プロセッサ１０４０は、例えば CPU (Central Processing Unit)、GPU (Graphics Processing Unit)、DSP (Digital Signal Processor) などの演算処理装置である。メモリ１０６０は、例えば RAM (Random Access Memory) や ROM (Read Only Memory) などのメモリである。ストレージ１０８０は、例えばハードディスク、USB (Universal Serial Bus) メモリ、又は SSD (Solid State Drive) などの記憶装置である。また、ストレージ１０８０は、RAM や ROM 等のメモリであってもよい。
【００３９】
伝達ビット取得モジュール１２２０は、光送信装置２０００に、伝達ビット取得部２０２０の機能を持たせるためのプログラムである。プロセッサ１０４０は、伝達ビット取得モジュール１２２０を実行することで、伝達ビット取得部２０２０の機能を実現する。
【００４０】
強度変調モジュール１２４０は、光送信装置２０００に、強度変調部２０４０の機能を持たせるためのプログラムである。プロセッサ１０４０は、強度変調モジュール１２４０を実行することで、強度変調部２０４０の機能を実現する。
【００４１】
位相変調モジュール１３００は、光送信装置２０００に、位相変調部２１００の機能を持たせるためのプログラムである。プロセッサ１０４０は、位相変調モジュール１３００を実行することで、位相変調部２１００の機能を実現する。
【００４２】
プロセッサ１０４０は、上記各モジュールを、メモリ１０６０に読み出してから実行してもよいし、メモリ１０６０に読み出さずに実行してもよい。
【００４３】
ストレージ１０８０は、伝達履歴１２６０を格納することで、伝達履歴格納部２０６０を実現する。ただし、伝達履歴１２６０は、メモリ１０６０に格納されてもよい。この場合、伝達履歴格納部２０６０は、メモリ１０６０によって実現される。
【００４４】
また、ストレージ１０８０は、伝達ビット取得モジュール１２２０、強度変調モジュール１２４０、及び位相変調モジュール１３００を格納する。ただし、これら各モジュールは、メモリ１０６０に格納されてもよい。
【００４５】
＜処理の流れ＞
図６は、実施形態１に係る光送信装置２０００によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１０２において、光源２０によって出力された光信号が、光送信装置２０００に入力される。ステップＳ１０４において、伝達ビット取得部２０２０は、伝達ビットを取得する。ステップＳ１０６において、強度変調部２０４０は、伝達ビットの値に従って、光源２０から出力された光信号に強度変調を施す。
【００４７】
ステップＳ１０８において、位相変調部２１００は、伝達履歴格納部２０６０から、伝達履歴を取得する。ステップＳ１１０において、位相変調部２１００は、取得した伝達履歴及び伝達ビットに基づいて、上記光信号に位相変調を施す。
【００４８】
＜作用・効果＞
以上の構成により、光送信装置２０００によれば、光信号を用いて伝達する情報を示す伝達ビットだけでなく、過去に伝達した伝達ビットの履歴も考慮して、光信号の位相変調が行われる。現在の光信号に加えられる強度変調は、過去に加えられた強度変調の影響を受ける。光送信装置２０００によれば、光信号に施す位相変調が、光信号に加える伝達ビットの値に加え、過去の伝達ビットの履歴も考慮して行われるため、伝達ビットの履歴を考慮しない場合と比較し、予等化の精度が高くなる。
【００４９】
＜変形例１＞
実施形態１の光送信装置２０００は、強度変調よりも先に位相変調を行ってもよい。この光送信装置２０００を、変形例１の光送信装置２０００と表記する。
【００５０】
図７は、変形例１の光送信装置２０００を、その使用環境と共に示すブロック図である。図７における矢印の意味は、図１と同様である。また、図７における各ブロックは、図１と同様に、機能単位の構成を示している。
【００５１】
図７において、光源２０から出力された光信号は、先に位相変調部２１００に入力される。位相変調部２１００は、伝達ビットと伝達履歴に応じた位相変調を、この光信号に施す。そして、強度変調部２０４０は、位相変調が施された光信号に対して、強度変調を施す。
【００５２】
[実施形態２]
図８は、実施形態２の光送信装置２０００を、その使用環境と共に示すブロック図である。図８における矢印の意味は、図１と同様である。また、図８における各ブロックは、図１と同様に、機能単位の構成を示している。
【００５３】
＜変調情報格納部２０８０＞
実施形態２の光送信装置２０００は、変調情報格納部２０８０を有する。変調情報格納部２０８０は、変調情報を格納する。変調情報は、位相変調部２１００が光信号に対して行うべき位相変調を表す。変調情報は、伝達履歴及び伝達ビットの組み合わせに対応づけられて格納されている。また、変調情報は、時間波形を表す複数の離散値を示す。この複数の離散値は、位相変調部２１００が光信号に施すべき位相変調を示す時間波形を、A/D コンバータでサンプリングしたデータに相当する。
【００５４】
図９は、変調情報を例示する図である。図９は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと、変調情報との対応関係を、テーブル形式で表している。このテーブルを、変調情報テーブル２００と表記する。変調情報テーブル２００は、伝達履歴２０２と伝達ビット２０４に対応づけて、変調情報２０６を示している。変調情報２０６は、時間波形を表す複数の離散値を示す。図９の場合、変調情報２０６は、５つの離散値を表している。この場合、例えば変調情報２０６が示す各離散値は、上記光信号において１つの伝達ビットを表す単位時間を、５分割した各時点における波形の振幅を示す。
【００５５】
変調情報の生成方法は様々である。例えば変調情報は、光送信装置２０００の運用を開始する前に、光送信装置２０００の動作テストを行うことで生成される。例えば、光送信装置２０００に対して様々な順序で伝達ビットを与え、光送信装置２０００から出力される光信号と、光受信装置４０によって受信される光信号との差異を調べる。そして、その差異に基づいて、変調情報を生成する。また変調情報は、光送信装置２０００の運用開始後に、随時更新されてもよい。
【００５６】
＜位相変調部２１００＞
実施形態２の位相変調部２１００は、伝達履歴格納部２０６０に格納されている伝達履歴と、伝達ビット取得部２０２０によって取得された伝達ビットとの組み合わせに対応づけられている変調情報を取得する。そして、位相変調部２１００は、光送信装置２０００によって送信される光信号に対して、取得した変調情報が示す位相変調を施す。
【００５７】
位相変調部２１００は、時間波形を表す複数の離散値を示している変調情報を用いて、光信号を変調する。位相変調部２１００は、変調情報に示されている複数の離散値をアナログ変換することで得られる時間波形によって表される位相変調を、光信号に対して施す。例えば位相変調部２１００は、D/A コンバータを用いて、変調情報が示す複数の離散値から、アナログ信号を生成する。そして、位相変調部２１００は、生成したアナログ信号によって表される位相変調を、入力された光信号に対して施す。
【００５８】
例えば位相変調部２１００が図４で示す構成を有する場合、信号源３０２０が、上記 D/A コンバータとして機能する。そして、信号源３０２０によって生成されたアナログ信号によって変調された電圧を、電極３０４０に印加することで、光信号の位相を変調する。
【００５９】
なお、実施形態２の光送信装置２０００は、変形例１の光送信装置２０００と同様に、位相変調部２１００と強度変調部２０４０の位置が、実施形態１の光送信装置２０００と逆であってもよい。
【００６０】
＜処理の流れ＞
図１０は、実施形態２に係る光送信装置２０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。図１０において、ステップＳ２０２及びステップＳ２０４以外の処理は、図６に示されている同符号のステップと同様の処理である。
【００６１】
ステップＳ２０２において、位相変調部２１００は、変調情報格納部２０８０から、伝達ビットと伝達履歴に対応する変調情報を取得する。ステップＳ２０４において、位相変調部２１００は、光信号に対して、取得した変調情報に示されている位相変調を施す。
【００６２】
＜作用・効果＞
実施形態２の光送信装置２０００は、位相変調部２１００が行うべき位相変調を、変調情報格納部２０８０に予め格納している。そのため、光送信装置２０００によれば、光信号に施す位相変調を算出する複雑な計算をリアルタイムで行う必要がないため、予等化にかかる時間が短い。さらに、光送信装置２０００によれば、光信号に施すべき位相変調が、時間波形を表す複数の離散値によって示されている。そして、位相変調部２１００は、この複数の離散値によって表される位相変調を、光信号に対して施す。したがって、光送信装置２０００によれば、単純な形状の波形をフリーランニングさせることで予等化を行う場合と比較し、予等化の精度が高くなる。
【００６３】
[実施形態３]
実施形態３の光送信装置２０００の構成は、下記で説明する点を除き、上述した各実施形態又は変形例のいずれかと同様である。
【００６４】
位相変調部２１００が光信号に施すべき位相変調は、波長分散の分散量によって異なる。また、光送信装置２０００と光受信装置４０との間において、光信号に対して起こる波長分散の分散量は、光伝送路３０の長さに依存する。そのため、伝達ビットと伝達履歴との組み合わせが同じであっても、光伝送路３０の長さが異なると、位相変調部２１００が光信号に対して施すべき位相変調が異なる場合がある。
【００６５】
そこで、実施形態３の変調情報格納部２０８０は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと、変調情報との組み合わせを、光信号に対して起こる波長分散の分散量ごとに格納している。例えば、変調情報が、図９に示す変調情報テーブル２００で表されているとする。この場合、例えば変調情報格納部２０８０は、波長分散の分散量ごとに、変調情報テーブル２００を有する。
【００６６】
位相変調部２１００は、変調情報格納部２０８０の中から、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量に応じた変調情報を取得する。波長分散の分散量は、光送信装置２０００に対して手動で入力されてもよいし、外部の装置から入力されてもよい。また、光送信装置２０００は、外部の装置から、波長分散の分散量を取得する機能を有してもよい。
【００６７】
ここで、変調情報格納部２０８０が、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量に対応する変調情報を格納していない場合も考えられる。その場合、変調情報格納部２０８０は、変調情報格納部２０８０に格納されている各変調情報のうち、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量に近い分散量に対応している変調情報を用いる。
【００６８】
例えば変調情報格納部２０８０は、変調情報格納部２０８０に格納されている各変調情報のうち、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量に最も近い分散量に対応している変調情報を用いる。
【００６９】
その他にも例えば、変調情報格納部２０８０は、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量に近い分散量に対応している複数の変調情報を用いる。例えば、光伝送路３０を通過する際に、光送信装置２０００から送信される光信号に対して発生する波長分散の分散量が 11,000ps/nm であったとする。そして、変調情報格納部２０８０には、波長分散の分散量が 8,000ps/nm の場合、10,000ps/nm の場合、12,000ps/nm の場合、14,000ps/nm の場合それぞれに対して、変調情報が格納されているとする。この場合、例えば位相変調部２１００は、波長分散の分散量が 10,000ps/nm の場合の変調情報と、12,000ps/nm の場合の変調情報を用いる。例えば位相変調部２１００は、線形補間の原理に基づき、上記２つの変調情報それぞれが示す波形から、波長分散の分散量が 11,000ps/nm の場合の波形を生成し、その波形によって表される位相変調を、光信号に対して施す。
【００７０】
＜作用・効果＞
実施形態３の光送信装置２０００は、波長分散の分散量ごとに、変調情報を格納している。したがって、波長分散の分散量が変化する場合でも、その変化に応じて利用する変調情報を変更することで、精度が高い予等化を行うことができる。前述したように、光伝送路３０の長さが変化した場合、波長分散の分散量が変化する。そのため、実施形態３の光送信装置２０００は、光伝送路３０の長さが変化する場合でも、精度が高い予等化を行うことができる。
【００７１】
[実施形態４]
実施形態３の光送信装置２０００の構成は、下記で説明する点を除き、上述した各実施形態又は変形例のいずれかと同様である。
【００７２】
実施形態４の光送信装置２０００において、強度変調部２０４０が有する光強度変調器、又は位相変調部２１００が有する光位相変調器、又はその双方は、光導波路の屈折率を変化させる電極を複数有する。このような光変調器を、分割電極型光変調器と呼ぶ。
【００７３】
図１１は、実施形態４の位相変調部２１００が有する光位相変調器３０００の構成を例示する図である。図１１の位相変調部２１００は、図４の光位相変調器３０００と異なり、電極３０４０が複数の電極で構成されている。実施形態４の光強度変調器も、図１１の光位相変調器３０００と同様の構成を有する。
【００７４】
＜作用・効果＞
分割電極型変調器の場合、電圧を印加する電極の数を変更することで、光導波路の屈折率を変化させる度合いを変更することができる。例えば、５つの電極を有する場合、印加する電圧の大きさを、５段階で調整できる。そのため、１つの電極を用いて光導波路の屈折率を変化させる場合と比較し、１つの電極に加える電圧を細かく制御する必要がない。したがって、電極に加える電圧を制御する回路の構成が単純となり、光変調器を小型化することができる。その結果、光送信装置２０００を小型化することができる。
【００７５】
また、電極に対して加える電圧を細かく制御する場合と比較し、光変調器の制御にかかる時間が短くなる。そのため、より短い時間間隔で光信号を変調することができる。よって、光送信装置２０００のデータ通信速度を、より速くすることができる。
【００７６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態及び変形例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記各実施形態及び変形例を組み合わせた構成や、上記実施形態や変形例以外の様々な構成を採用することもできる。
【００７７】
以下、参考形態の例を付記する。
１．  光信号を送信する光送信装置であって、
伝達するビットである伝達ビットを取得する伝達ビット取得手段と、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調手段と、
少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段と、
前記伝達ビット取得手段によって取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調手段と、
を有する光送信装置。
２．  前記位相変調手段が前記光信号に対して行うべき位相変調を表す変調情報を、前記伝達履歴及び前記伝達ビットの組み合わせに対応づけて格納する変調情報格納手段を有し、
前記位相変調手段は、前記伝達ビット取得手段によって取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに対応づけられている前記変調情報が示す位相変調を、前記光信号に対して施す、
１．に記載の光送信装置。
３．  前記変調情報は、時間波形を表す複数の離散値で表されており、
前記位相変調手段は、前記変調情報が示す前記複数の離散値をアナログ変換したアナログ信号を用いて、前記光信号の位相を変調する、
２．に記載の光送信装置。
４．  前記変調情報格納手段は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと変調情報との対応を、送信した前記光信号に対して起こる波長分散の分散量ごとに格納しており、
前記位相変調手段は、前記光信号に対して起こる波長分散の分散量に対応する前記変調情報によって示される位相変調を、前記光信号に対して施す、
２．又は３．に記載の光送信装置。
５．  光信号を用いて、伝達するビットである伝達ビットを送信する光送信装置によって実行される、送信方法であって、
前記光送信装置は、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段を有し、
当該送信方法は、
伝達ビットを取得する伝達ビット取得ステップと、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調ステップと、
前記伝達ビット取得ステップで取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調ステップと、
を有する送信方法。
６．  前記光送信装置は、位相変調ステップが前記光信号に対して行うべき位相変調を表す変調情報を、前記伝達履歴及び前記伝達ビットの組み合わせに対応づけて格納する変調情報格納手段を有し、
前記位相変調ステップは、前記伝達ビット取得ステップで取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに対応づけられている前記変調情報が示す位相変調を、前記光信号に対して施す、
５．に記載の送信方法。
７．  前記変調情報は、時間波形を表す複数の離散値で表されており、
前記位相変調ステップは、前記変調情報が示す前記複数の離散値をアナログ変換したアナログ信号を用いて、前記光信号の位相を変調する、
６．に記載の送信方法。
８．  前記変調情報格納手段は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと変調情報との対応を、送信した前記光信号に対して起こる波長分散の分散量ごとに格納しており、
前記位相変調ステップは、前記光信号に対して起こる波長分散の分散量に対応する前記変調情報によって示される位相変調を、前記光信号に対して施す、
６．又は７．に記載の送信方法。
９．  光信号を用いて、伝達するビットである伝達ビットを送信する光送信装置として動作する機能をコンピュータに持たせるプログラムであって、
前記コンピュータは、少なくとも、１つ前の前記伝達ビットを示す伝達履歴を格納する伝達履歴格納手段を有し、
当該プログラムは、前記コンピュータに、
伝達ビットを取得する伝達ビット取得機能と、
前記伝達ビットの値に従って前記光信号の強度を変調する強度変調機能と、
前記伝達ビット取得機能で取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに基づく位相変調を、前記光信号に対して施す位相変調機能と、
を持たせるプログラム。
１０．  前記コンピュータは、位相変調機能が前記光信号に対して行うべき位相変調を表す変調情報を、前記伝達履歴及び前記伝達ビットの組み合わせに対応づけて格納する変調情報格納手段を有し、
前記位相変調機能は、前記伝達ビット取得機能で取得された前記伝達ビットと前記伝達履歴格納手段に格納されている前記伝達履歴との組み合わせに対応づけられている前記変調情報が示す位相変調を、前記光信号に対して施す、
９．に記載のプログラム。
１１．  前記変調情報は、時間波形を表す複数の離散値で表されており、
前記位相変調機能は、前記変調情報が示す前記複数の離散値をアナログ変換したアナログ信号を用いて、前記光信号の位相を変調する、
１２．  前記変調情報格納手段は、伝達ビット及び伝達履歴の組み合わせと変調情報との対応を、送信した前記光信号に対して起こる波長分散の分散量ごとに格納しており、
前記位相変調機能は、前記光信号に対して起こる波長分散の分散量に対応する前記変調情報によって示される位相変調を、前記光信号に対して施す、
１０．又は１１．に記載のプログラム。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 光伝送システム
２０ 光源
３０ 光伝送路
４０ 光受信装置
７０ 光導波路
１００ 伝達履歴テーブル
１０２ 履歴 ID
１０４ 伝達ビット
２００ 変調情報テーブル
２０２ 伝達履歴
２０４ 伝達ビット
２０６ 変調情報
１０２０ バス
１０４０ プロセッサ
１０６０ メモリ
１０８０ ストレージ
１２２０ 伝達ビット取得モジュール
１２４０ 強度変調モジュール
１２６０ 伝達履歴
１３００ 位相変調モジュール
２０００ 光送信装置
２０２０ 伝達ビット取得部
２０４０ 強度変調部
２０６０ 伝達履歴格納部
２０８０ 変調情報格納部
２１００ 位相変調部
３０００ 光位相変調器
３０２０ 信号源
３０４０ 電極
【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】
2014192725.tif 000010
【図８】
2014192725.tif 000011
【図９】
2014192725.tif 000012
【図１０】
2014192725.tif 000013
【図１１】
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