(57)【要約】  本発明は、サブキャリア多重通信方式において送信周波数制御を短時間かつ高精度に行うことを可能とする装置を提供する。送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置は、光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御するにあたり、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことでディザ制御を行う。
2018212148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置であって、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、
前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、
を備え、
前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う、ことを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
前記周波数制御手段は、グループの二分分割時に、二分分割された隣接グループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記周波数制御手段は、
前記ディザ制御を複数のステップに分割して実行し、
各ステップにおいてサブキャリアを複数のグループに二分分割し、
二分分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを付与し、
隣接するグループには逆位相のディザを与える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記周波数制御手段は、各サブキャリアのインデックスに対してグレイ符号を割り当て、
前記ディザ制御の各ステップでは、前記グレイ符号の対応するビット値に基づき、前記各サブキャリアに付与するディザの位相を決定する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項５】
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置と、
前記光送信装置から伝送路を介して送信された光信号を受信し各サブキャリアの受信信号の品質を取得し、受信品質情報を生成して前記光送信装置に送信する光受信装置と、
を備え、
前記光送信装置は、
前記光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、
前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、
を備え、
前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う、ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
前記周波数制御手段は、グループの二分分割時に、二分分割された隣接グループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置による送信周波数制御方法であって、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御し、その際、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことでディザ制御を行う、ことを特徴とする送信周波数制御方法。
【請求項８】
前記グループの二分分割時に、
二分分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを付与し、隣接グループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする請求項７に記載の送信周波数制御方法。
【請求項９】
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置におけるデジタル信号処理を行うプロセッサに、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する処理であって、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う処理を、実行させるプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１７−０９７３３７号（２０１７年５月１６日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、光送信装置、通信システム、送信周波数制御方法とプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば100Gb/s (Giga bits per second）超等の大容量基幹系光通信では、デジタルコヒーレント方式の採用によって、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)といった多値変調方式が実用化されつつある。現在では更なる大容量化を目指して32QAM/64QAMといった高次多値変調方式の研究開発が盛んに行われている。【０００３】
さらに、このような多値化による大容量化と並行して、高度な信号帯域狭窄技術によって、波長多重（Wavelength-Division Multiplexing: WDM)伝送時のチャネル間隔を密にし、光ファイバ一本当たりの伝送容量を向上させるアプローチも、重要視されている。高度な信号帯域狭窄技術として、NRZ（Non-Return to Zero）伝送と比べて信号スペクトルの狭帯域化が可能なナイキスト（Nyquist）伝送方式や、信号ボーレートよりも更に帯域幅を狭くするスーパーナイキスト伝送がある。【０００４】
1Tbps（Tera bits per second）以上の光伝送システムでは、実現可能性を考慮すると、複数のサブキャリアを波長多重して該1Tbps以上の伝送を実現するサブキャリア多重通信方式が有力とされている。サブキャリア多重通信方式では、サブキャリア間の間隔が密になればなるほど、周波数利用効率が向上する。このため、如何にサブキャリア多重間隔を狭くするかが大きな技術課題となってくる。【０００５】
一般に、通信に用いる光源はその周波数に時間的なゆらぎ（揺らぎ）が存在する。このため、サブキャリア多重間隔を密にしすぎると、周波数のゆらぎによる変調光の周波数軸上での重なり(サブキャリア間クロストーク)による信号品質の劣化が発生する。こうした現象に対する最も簡単な対策は、例えばサブキャリア間の間隔を周波数ゆらぎの幅程度空けておくガードバンドを設ける方法である。しかし、この方法では、サブキャリア多重間隔が広がってしまう。【０００６】
周波数のゆらぎに起因する、さらなる問題として、ROADM（Re-configurable Optical Add/Drop Multiplexer）システムにおける波長選択性スイッチ(wavelength selective switch：WSS)を経由することに伴う、信号帯域の狭窄による信号品質劣化がある。【０００７】
なお、周波数ゆらぎに起因する問題の対策として、非特許文献１には、サブキャリアに周波数ディザ（Dither）（単に「ディザ」ともいう）を印加し、Q値などの誤差信号を用いて、常時、周波数ゆらぎを補償し続ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】小玉崇宏、他４名、「サブキャリア連携光周波数制御の一般化に向けた検討」、２０１６年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、B-10-43、2016年9月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以下に関連技術の分析を与える。【００１０】
非特許文献１に開示されている方法では、
(a)サブキャリア数に比例して制御ステップが増加するとともに、制御構造自体が複雑化し、制御時間が長くなる、
(b)ディザ印加によるサブキャリア間クロストークによる信号品質の劣化が避けられず、制御精度が悪化する、
という課題がある。【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、サブキャリア多重通信方式において、送信周波数制御の高速化、高精度化を可能とする光送信装置、通信システム、送信周波数制御方法と記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一つの側面によれば、送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置であって、前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、を備え、前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う光送信装置が提供される。【００１３】
本発明の他の一つの側面によれば、送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置と、前記光送信装置から伝送路を介して送信された光信号を受信し各サブキャリアの受信信号の品質を取得し、受信品質情報を生成して前記光送信装置に送信する光受信装置と、を備えた光通信システムが提供される。前記光送信装置は、前記光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、を備え、前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う。【００１４】
本発明のさらに別の一つの側面によれば、送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置の送信周波数制御方法であって、前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御し、その際、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことでディザ制御を行う送信周波数制御方法が提供される。【００１５】
本発明のさらにまた別の一つの側面によれば、送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置におけるデジタル信号処理を行うプロセッサに、前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する処理であって、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う処理を、実行させるプログラムが提供される。【００１６】
本発明によれば、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能な記録媒体（例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、又は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM））等の半導体ストレージ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のnon-transitory computer readable recording mediumが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、サブキャリア多重通信方式において、送信周波数制御の高速化、高精度化を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の例示的な第１、第２の実施形態の光通信システムを説明する図である。
【図２】本発明の例示的な第１の実施形態の光送信装置の構成を例示する図である。
【図３】本発明の例示的な第１の実施形態の光受信装置の構成を例示する図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態における送信周波数制御を説明する図である。
【図５】本発明の例示的な第１の実施形態における送信周波数制御を説明する図である。
【図６】本発明の例示的な第１の実施形態における送信周波数制御を説明する図である。
【図７】本発明の例示的な第１の実施形態における送信周波数制御を説明する図である。
【図８】本発明の例示的な第２の実施形態を説明する図である。
【図９】本発明の例示的な第２の実施形態における送信周波数制御を説明する図である。
【図１０】本発明の例示的な第３の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［実施形態１］
図１は、本発明の例示的な第１の実施形態の光通信システムを模式的に説明する図である。第１の実施形態の光通信システムは、光送信装置１０と光受信装置２０と伝送路（光伝送路）３０を備えている。光送信装置１０および光受信装置２０は伝送路３０を介して互いに接続されている。
【００２１】
第１の実施形態におけるサブキャリア周波数制御の概要を説明する。光送信装置１０は、入力された送信データに基づき送信光信号を伝送路３０に出力する。光送信装置１０は、サブキャリア多重伝送方式により多重化した光信号を送信する。すなわち、光送信装置１０は、入力データを複数の周波数チャネル（サブキャリア）に割り当て該複数の周波数チャネル（サブキャリア）に割り当てた信号を多重して伝送する。
【００２２】
光受信装置２０は、光送信装置１０から送信された光信号を伝送路３０を介して受信し、各サブチャネルの受信信号に分離した上で受信データを取得し、さらに各サブチャネルの受信品質を算定し、各サブチャネルの受信品質情報を、伝送路３０を介して光送信装置１０に通知する。
【００２３】
光送信装置１０は、受け取った受信品質情報をもとに、送信信号のサブキャリアの周波数制御を行う。受信品質情報は、光信号の品質を示すQ値又はビットエラー率（Bit Error Rate: BER）等であってもよい。すなわち、光送信装置１０は、受信品質情報を用いて複数のサブキャリアの送信周波数をディザ制御する。光送信装置１０は、送信周波数のディザ制御にあたり、サブキャリアを複数のグループに分割する二分分割を繰り返し行う。
【００２４】
図２は、図１の光送信装置１０の構成の一例を例示する図である。光送信装置１０は、品質情報受信部１１、サブキャリア周波数制御部１２、ｎ個（ｎはサブキャリア多重数）の送信信号生成部１３、ｎ個のサブキャリア生成部１４、ｎ個の光変調部１５、及び、波長多重部１６を備えている。以下、各部の概略を説明する。
【００２５】
品質情報受信部１１は、光受信装置２０から送信された受信品質情報を受信する。受信品質情報は、光受信装置２０から光信号で送信され、品質情報受信部１１は、不図示の光変調部を備え、受信品質情報を復調し、該受信品質情報の電気信号を取り出す。
【００２６】
サブキャリア周波数制御部１２は、品質情報受信部１１が受信した受信品質情報に基づき、サブキャリアの周波数制御を行う。すなわち、サブキャリア周波数制御部１２は、受信品質情報に応じてバイアスのかかったディザを印加するように、送信周波数をディザ制御する信号を生成し、送信周波数制御時に、送信周波数をディザ制御する信号を送信信号生成部１３に通知する。サブキャリア周波数制御部１２は、複数（ｎ個）のサブキャリアに対して、並列に同期的に周波数制御を行う。
【００２７】
各サブキャリアに対応して設けられた送信信号生成部１３は、サブキャリア周波数制御部１２から通知された制御信号（送信周波数をディザ制御する信号）に基づき、送信信号にディザを印加して送信信号を生成し、生成した送信信号（ディザが印加された送信信号）を光変調部１５に供給する。なお、図２において、送信信号生成部１３に入力される送信データ1〜ｎは、例えば、送信する情報を誤り訂正符号化し、QPSK、16／32／64AQAM等の変調方式にしたがってシンボルにマッピングした信号であってよい。
【００２８】
各光変調部１５は、対応するサブキャリア生成部１４（各サブキャリアに対応する波長の光源（不図示））で発生させたサブキャリア（光信号）を、送信信号生成部１３から出力された送信信号（ディザが印加された送信信号）によって変調した光信号を出力する。
【００２９】
波長多重部１６（光結合器）は、各サブキャリアに対応する光変調部１５で変調された信号を、波長多重して伝送信号を生成する。
【００３０】
なお、光受信装置２０は、伝送路３０からの光信号を受信し、受信信号の品質を検出し、光送信装置１０に対して各サブキャリアの受信品質情報を通知する構成であれば、任意の構成であってよい。図３は、図１の光受信装置２０の構成の一例を例示する図であり、図２の光送信装置１０の構成に対応させている。図３を参照すると、光受信装置２０は、波長分離部２１、ｎ個の光復調部２２、ｎ個のサブキャリア生成部２３、ｎ個の受信信号品質検出部２４、及び、品質情報送信部２５を備えている。以下、各部の概略を説明する。
【００３１】
波長分離部２１（光分波器）は、波長分離フィルタ等を備え、受信した伝送信号を波長分離して光復調部２２に供給する。光復調部２２は、受信した光信号から、サブキャリア生成部２３（各サブキャリアに対応する波長の光源）からのサブキャリアを復調して受信信号を取り出し電気信号に変換し受信データを出力する。受信信号品質検出部２４は、受信データから各サブキャリアの受信品質としてQ値やBERを検出する。品質情報送信部２５は、受信信号品質検出部２４で検出された各サブキャリアの受信品質情報を光送信装置１０に送信する。品質情報送信部２５は受信品質情報を光信号にて光送信装置１０に送信し、光送信装置１０では受信品質情報を不図示の光変調部で変調し電気信号に変換して品質情報受信部１１に供給するようにしてもよい。
【００３２】
次に、第１の実施形態におけるサブキャリア周波数制御部１２による周波数制御について、サブキャリア多重数が８（図２のｎ＝８）の場合の例を用いて説明する。図４は、サブキャリア多重数が８の場合の周波数制御方法を説明する図である。図４（ａ）乃至（ｄ）において、横軸は周波数ｆ（光信号の周波数）であり、各サブキャリアを送信信号で変調した光信号の周波数スペクトル（パワースペクトル又は振幅スペクトル等）が模式的に図示されている。サブキャリア多重数が８の場合、図２のサブキャリア周波数制御部１２による送信周波数制御（ディザ制御）として、以下のステップ１〜４の４つステップの最適化を実施する。
【００３３】
＜ステップ１＞
図４（ａ）に示すように、ステップ１では、全てのサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）を１グループとして、グループ全体に共通にディザを与える。
【００３４】
すなわち、１グループ（ＳＣ０〜ＳＣ７）に共通にディザを与え、該全てのサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）の中心周波数ｆｃを、ＲＯＡＤＭ通過などにより狭窄された信号帯域の中心に移動させることで（図５（ａ）参照）、全体の受信品質を向上させる。
【００３５】
図５（ｂ）の例では、当該グループの全てのサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）の中心周波数ｆｃを、ＲＯＡＤＭ通過などにより狭窄された信号帯域の中心に移動させていない。中心周波数ｆｃが、ＲＯＡＤＭ通過などにより狭窄された信号帯域の中心よりも高い周波数であるため、サブキャリアＳＣ７に受信品質の劣化が生じている。
【００３６】
また、図５（ｃ）の例では、全てのサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）の中心周波数ｆｃが、ＲＯＡＤＭ通過などにより狭窄された信号帯域の中心よりも低い周波数であるため、サブキャリアＳＣ０に受信品質の劣化が生じている。
【００３７】
＜ステップ２＞
図４（ｂ）に示すように、ステップ２では、サブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）を、サブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ３）と、サブキャリア（ＳＣ４〜ＳＣ７）の二つのグループに分割（二分分割）する。これらの二つのグループを便宜的に「Ｇ２，０」、「Ｇ２，１」と呼称する。
【００３８】
グループＧ２，０、Ｇ２，１は、各グループ内では同位相（同極性）のディザを与えるが、隣り合うグループＧ２，０、Ｇ２，１に与えられるディザは逆位相（逆極性）となる。グループＧ２，０（ＳＣ０〜ＳＣ３）に正極性（図４の周波数ｆの増大する向きの矢印で示す）のディザを与える場合、Ｇ２，１（ＳＣ４〜ＳＣ７）には負極性（図４の周波数ｆの減少する向きの矢印で示す）のディザを与え、グループＧ２，０（ＳＣ０〜ＳＣ３）に負極性のディザを与える場合、Ｇ２，１（ＳＣ４〜ＳＣ７）には正極性のディザを与える。Δｆ２０は、Ｇ２，１（ＳＣ４〜ＳＣ７）とＧ２，０（ＳＣ０〜ＳＣ３）の周波数差（各中心周波数の差）である。
【００３９】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、Ｇ２，０に属するサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ３）には、平行な（同極性の）ディザを与えるが、Ｇ２，１に属するサブキャリア（ＳＣ４〜ＳＣ７）には平行、かつ、Ｇ２，０とは反対（逆極性）のディザを加える。
【００４０】
このようにディザを与えることで、サブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ７）の中心周波数ｆｃには影響を与えずに、二つのグループＧ２，０、Ｇ２，１の周波数差Δｆ２０を最適化することで、ＳＣ３―ＳＣ４間のクロストーク（周波数軸上での重なり）による影響を排除しつつ、サブキャリア間隔が拡がりすぎないように調整することができる。図６（ｃ）は、Ｇ２，０に属するサブキャリア（ＳＣ０〜ＳＣ３）とＧ２，１に属するサブキャリア（ＳＣ４〜ＳＣ７）とは互いに反対の極性のディザを与え、その結果、サブキャリアＳＣ３―ＳＣ４間のクロストークが発生し、受信品質の劣化が発生する例を模式的に説明する図である。
【００４１】
＜ステップ３＞
図４（ｃ）に示すように、ステップ３では、さらにグループＧ２，０、Ｇ２，１をそれぞれ二つに分割し、サブキャリアを四つのグループに分割する。これらのグループを便宜的に「Ｇ３，０」〜「Ｇ３，３」と呼称する。Ｇ３，０とＧ３，１の二つのグループおよびＧ３，２とＧ３，３の二つのグループそれぞれを、ステップ２と同様、図７（ｂ）に示すように、同一グループ内では同位相のディザを与え、隣り合うグループでは逆位相のディザを与える。
【００４２】
この動作により、グループＧ３，０、Ｇ３，１の周波数差Δｆ３０、および、グループＧ３，２、Ｇ３，３の周波数差Δｆ３１を並列に最適化することで、サブキャリアＳＣ１−ＳＣ２間、および、サブキャリアＳＣ５−ＳＣ６間のクロストークによる影響を排除しつつ、サブキャリア間隔が拡がり過ぎないように調整することができる。
【００４３】
なお、図７（ｂ）は、隣接グループＧ３，２、Ｇ３，３間の周波数差Δｆ３１（図４（ｃ）参照）が狭すぎ、サブキャリアＳＣ５、ＳＣ６間にクロストークが生じる様子を模式的に示している。図７（ｂ）の例では、グループＧ２，０を二分分割したＧ３，０とＧ３，１（隣接グループ）について、低周波数側のＧ３，０のサブキャリアに負極性、高周波数側のＧ３，１のサブキャリアに正極性のディザを与え、グループＧ２，１を二分分割したＧ３，２とＧ３，３（隣接グループ）について、低周波数側のＧ３，２のサブキャリアに正極性、高周波数側のＧ３，３のサブキャリアに負極性のディザが与えている。この例では、Ｇ３，２の端部のサブキャリアＳＣ５と、隣接するＧ３，３の端部のサブキャリアＳＣ６間にクロストークが生じている（図７（ｂ）の「受信品質劣化」参照）。また、図７（ｃ）は、隣接グループＧ３，０、Ｇ３，１の周波数差Δｆ３０（図４（ｃ）参照）が狭すぎ、サブキャリアＳＣ１−ＳＣ２間にクロストークが生じる様子を模式的に示している。図７（ｃ）の例では、グループＧ２，０を二分分割したＧ３，０とＧ３，１（隣接グループ）について、低周波数側のＧ３，０のサブキャリアに正極性、高周波数側のＧ３，１のサブキャリアに負極性のディザが与え、グループＧ２，１を二分分割したＧ３，２とＧ３，３（隣接グループ）について、低周波数側のＧ３，２のサブキャリアに負極性、高周波数側のＧ３，３のサブキャリアに正極性のディザが与えている。Ｇ３，０の端部のサブキャリアＳＣ１と、隣接するＧ３，１の端部のサブキャリアＳＣ２間にクロストークが生じている（図７（ｃ）の「受信品質劣化」参照）。隣接するグループのうち、低周波数側のグループのサブキャリアに正極性のディザを与え、高周波数側のグループのサブキャリアに負極性のディザを与える場合、グループ間の周波数差が狭いとクロストークが生じ受信品質が劣化する。また、隣接するグループのうち、低周波数側のグループのサブキャリアに負極性のディザを与え、高周波数側のグループのサブキャリアに正極性のディザを与える場合、グループ間の周波数差が広いとサブキャリア間隔が拡がりすぎる場合が生じる。
【００４４】
さらに、図４（ｃ）のステップ３では、グループＧ２，０（Ｇ３，０、Ｇ３，１の親グループ）とＧ２，１（Ｇ３，２、Ｇ３，３の親グループ）も逆位相（逆極性）となるようにディザを与える。この時、グループＧ３，１とＧ３，２には、同位相（同極性）のディザが印加されるため（図４（ｃ）のＧ３，１とＧ３，２の上の矢印参照）、図４（ｂ）のステップ２で最適化した、サブキャリアＳＣ３−ＳＣ４間の周波数差は、ステップ３でも維持される。このため、ステップ３において、サブキャリアＳＣ３、ＳＣ４間には、クロストークによる受信品質の劣化は発生しない。こうすることで、ステップ２とステップ３における相互依存を排除し、完全に独立した、サブキャリア間の周波数差の最適化を実施することが可能となる。
【００４５】
＜ステップ４＞
図４（ｄ）に示すように、ステップ４では、グループＧ３，０〜Ｇ３，３をそれぞれ二分分割する。このステップ４では、八つのグループを有し、各グループに一つのサブキャリアが属するようになる。サブキャリアＳＣ０とＳＣ１、ＳＣ２とＳＣ３、ＳＣ４とＳＣ５、ＳＣ６とＳＣ７がそれぞれ逆位相となるように、ディザを印加することで、それぞれのサブキャリアの組（（ＳＣ０，ＳＣ１），（ＳＣ２，ＳＣ３），（ＳＣ４，ＳＣ５），（ＳＣ６，ＳＣ７））の周波数差（Δｆ４０、Δｆ４１、Δｆ４２、Δｆ４３）を最適化する。
【００４６】
さらに、この時、
・図４（ｃ）のグループＧ３，０とＧ３，１も逆位相となり、
・図４（ｃ）のグループＧ３，２とＧ３，３も逆位相となり、
・図４（ｂ）のグループＧ２，０とＧ２，１も逆位相となるように、ディザを与える。（図４（ｄ）では、サブキャリアＳＣ１とＳＣ２に同位相（同極性）のディザを与え、サブキャリアＳＣ３とＳＣ４に同位相（同極性）のディザを与え、サブキャリアＳＣ５とＳＣ６に同位相（同極性）のディザが与えている。図４（ｃ）のステップ３で最適化したサブキャリアＳＣ１、ＳＣ２間、ＳＣ３、ＳＣ４間、ＳＣ５、ＳＣ６間の周波数差は、ステップ４でも維持される。ステップ４において、サブキャリアＳＣ１、ＳＣ２間、ＳＣ３、ＳＣ４間、ＳＣ５、ＳＣ６間には、クロストークによる受信品質の劣化等の発生を回避可能としている。
【００４７】
こうすることで、図４（ｃ）のステップ３と同様に、図４（ｄ）のステップ４でのサブキャリア間の周波数間隔の調整において、図４（ａ）のステップ２と図４（ｃ）のステップ３での調整との相互依存を排除し、完全に独立して実施することが可能となる。
【００４８】
図２のサブキャリア周波数制御部１２では、送信周波数制御として、以上の四つのステップ（ステップ１〜４）を繰り返し実施する。
【００４９】
＜実施形態２＞
次に、本発明の例示的な第２の実施形態として、サブキャリア多重数ｎが一般の場合の制御フローの例について説明する。例示的な第２の実施形態の光通信システムにおいて、光送信装置、光受信装置の構成は、前記第１の実施形態と同様である。図８は、第２の実施形態におけるサブキャリア周波数制御部１２（図２）による制御フローを説明する図である。
【００５０】
ステップＳ１０１では、まず、各サブキャリアについて、インデクシングを行う。インデクシングは、例えば、低周波数側から高周波数側に、０から順番に番号を振る。そして、各インデックスに対し、グレイコード（Gray code）を割り当てる。
g[i] = Gray(i)  (i=0,…,n-1)
【００５１】
最後に、ディザ制御ループのループ変数ｋに０を代入し（ステップＳ１０２）、初期化を完了する。
【００５２】
初期化完了後、ディザ制御ループを開始する。ディザ制御ループにおいては、各サブキャリアにおいて、例えば最上位（Most Significant Bit: MSB）からｋ番目のビットが０である場合には、サブキャリアＳＣ０と同位相でのディザを印加し（ステップＳ１０４）、１である場合には、サブキャリアＳＣ０と逆位相のディザを印加する（ステップＳ１０５）。ただし、ｋ＝０である場合には、全てのサブキャリアＳＣ０〜ＳＣ７に同位相のディザを印加するものとする。
【００５３】
図９は、このようにディザを加えることで、前記第１の実施形態で説明したステップ分割によるサブキャリア周波数制御が可能であることを示している。なお、図９には、上記のグレイ符号による制御が、ｎ＝８とした場合の具体例に則して示されている。
【００５４】
図９（ａ）〜（ｄ）には、各サブキャリアＳＣ０〜ＳＣ７に割り当てられたグレイコードが示されており、図８のｋ＝０〜３に対応するディザ制御ループの各ループにおいてステップＳ１０３で参照されるビットを太字で示している。図９（ｂ）では、各ＳＣ０〜ＳＣ７に割り当てられたグレイコードのＭＳＢから１番目のビットが０であるサブキャリア（ＳＣ０，ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３）（グループＧ２，１）にサブキャリアＳＣ０と同位相のディザを印加し、１番目のビットが１であるサブキャリア（ＳＣ４，ＳＣ５，ＳＣ６，ＳＣ７）（グループＧ２，１）にサブキャリアＳＣ０と逆位相のディザを印加している。図９（ｃ）では、グレイコードのＭＳＢから２番目のビットが０のサブキャリア（ＳＣ０，ＳＣ１），（ＳＣ６，ＳＣ７）（グループＧ３，０、Ｇ３，３）にサブキャリアＳＣ０と同位相のディザを印加し、２番目のビットが１のサブキャリア（ＳＣ２，ＳＣ３），（ＳＣ４，ＳＣ５）（グループＧ３，１，Ｇ３，２）にサブキャリアＳＣ０と逆位相のディザを印加している。図９（ｄ）では、グレイコードのＭＳＢから３番目のビットが０のサブキャリア（ＳＣ０，ＳＣ３，ＳＣ４，ＳＣ７）にサブキャリアＳＣ０と同位相のディザを印加し、３番目のビットが１のサブキャリア（ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ５，ＳＣ６）にサブキャリアＳＣ０と逆位相でのディザを印加している。
【００５５】
各ループで一定時間、ディザ制御を行ったあと、ｋを１つカウントアップして（ステップＳ１０７のｋ＝ｋ＋１）、次の制御ステップＳ１０３に移る。
【００５６】
ディザ制御ループにおいて、ｋをカウントアップしてゆき、ｋが[log_2 ｎ]に達すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、ステップＳ１０２に移り、ｋ＝０として、次のディザ制御ループに入る。ｋ＝[log_2 ｎ]＋１回目の制御において、最終の制御ステップ（ｋ＝[log_2 8]＋１＝４、図９（ｄ）のステップ４）に到達する。なお、[ｘ]は天井関数（ceiling function）であり、実数ｘに対してｘより小さくない最小の整数を表す。
【００５７】
このように、第２の実施形態によれば、グレイ符号を用いることで、いかなるｎについても１ループあたり[log_2 n]＋１ステップの制御を実行できる。グレイ符号を用いる以外にも、二分分割を実現する方法は多数存在する。すなわち、本発明は、グレイ符号を用いて二分分割する構成に制限されるものでなく、グレイ符号以外の方法を用いてもよいことは勿論である。
【００５８】
第２の実施形態によれば、すべてのサブキャリアの周波数を受信品質が最大となるように保持することが可能となる。
【００５９】
キャリア数がｎの場合に一般化して適用した場合、制御ステップ数は[log_2 ｎ]＋１となる。このステップ数は、非特許文献１で示されるステップ数ｎより小さく、短い時間で制御ループを回すことができる。さらに、各制御ステップにおける相互依存を完全に排除できるため、高精度な制御が可能となる。
【００６０】
図１０は、本発明の別の実施形態として、図２の光送信装置１０のサブキャリア周波数制御部１２、送信信号生成部１３のデジタル信号処理を、デジタルシグナルプロセッサ（DSP）等のプロセッサで実装した構成を例示した図である。図１０を参照すると、光送信装置１０は、プロセッサ（DSP（Digital Signal Processor））１０１、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の少なくともいずれかを含む記憶装置１０２と、通信装置１０３を備えている。通信装置１０３は、図２の品質情報受信部１１、サブキャリア生成部１４、光変調部１５に対応させることができる。記憶装置１０２に、前記実施形態のサブキャリア周波数制御部１２、送信信号生成部１３の処理を実現するプログラムを記憶しておき、プロセッサ１０１が、該プログラムを読み出して実行することで、上記した実施形態の光送信装置１０を実現するようにしてもよい。
【００６１】
なお、上記非特許文献１の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【００６２】
上記した実施形態は例えば以下のように付記される（ただし、以下に制限されない）。
【００６３】
(付記１)
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置であって、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、
前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、
を備え、
前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う、ことを特徴とする光送信装置。
【００６４】
(付記２）
前記周波数制御手段は、グループの二分分割時に、分割された隣接グループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００６５】
(付記３）
前記周波数制御手段は、
前記ディザ制御を複数のステップに分割して実行し、
各ステップにおいてサブキャリアを複数のグループに二分分割し、分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを付与し、隣接するグループには逆位相のディザを与える、ことを特徴とする付記１又は２に記載の光送信装置。
【００６６】
(付記４）
前記周波数制御手段は、各サブキャリアのインデックスに対してグレイ符号を割り当て、
前記ディザ制御の各ステップでは、前記グレイ符号の対応するビット値に基づき、前記各サブキャリアに付与するディザの位相を決定する、ことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の光送信装置。
【００６７】
(付記５）
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置と、
前記光送信装置から伝送路を介して送信された光信号を受信し各サブキャリアの受信信号の品質を取得し、受信品質情報を生成して前記光送信装置に送信する光受信装置と、
を備え、
前記光送信装置は、
前記光受信装置から送信された受信品質情報を受信する手段と、
前記受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する周波数制御手段と、
を備え、
前記周波数制御手段は、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う、ことを特徴とする通信システム。
【００６８】
(付記６）
前記周波数制御手段は、グループの二分分割時に、分割された隣接グループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする付記５に記載の通信システム。
【００６９】
(付記７）
前記周波数制御手段は、
前記ディザ制御を複数のステップに分割して実行し、
各ステップにおいてサブキャリアを複数のグループに二分分割し、分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを付与し、隣接するグループには逆位相のディザを与える、ことを特徴とする付記５又は６に記載の通信システム。
【００７０】
(付記８）
前記周波数制御手段は、各サブキャリアのインデックスに対してグレイ符号を割り当て、
前記ディザ制御の各ステップでは、前記グレイ符号の対応するビット値に基づき、前記各サブキャリアに付与するディザの位相を決定する、ことを特徴とする付記５乃至７のいずれかに記載の通信システム。
【００７１】
(付記９）
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置による送信周波数制御方法であって、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御し、その際、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことでディザ制御を行う、ことを特徴とする送信周波数制御方法。
【００７２】
(付記１０）
前記グループの二分分割時に、分割された隣接サブキャリアグループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする付記９に記載の送信周波数制御方法。
【００７３】
(付記１１）
前記ディザ制御を複数のステップに分割して実行し、
各ステップにおいてサブキャリアを複数のグループに二分分割し、分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを印加し、隣接するグループには逆位相のディザを与える、ことを特徴とする付記９又は１０に記載の送信周波数制御方法。
【００７４】
(付記１２）
各サブキャリアのインデックスに対してグレイ符号を割り当て、
前記ディザ制御の各ステップでは、前記グレイ符号の対応するビット値に基づき、前記各サブキャリアに付与するディザの位相を決定する、ことを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の送信周波数制御方法。
【００７５】
(付記１３）
送信情報を周波数の異なる複数のサブキャリアに割り当て多重化して送信する光送信装置におけるデジタル信号処理を行うプロセッサに、
前記光送信装置からの信号を受信する光受信装置から送信された受信品質情報に基づき、前記複数のサブキャリアのそれぞれの送信周波数をディザ制御する処理であって、サブキャリアの複数のグループへの二分分割を行うことで前記ディザ制御を行う処理を、実行させるプログラム。
【００７６】
(付記１４）
前記ディザ制御を行う処理は、前記グループの二分分割時に、分割された隣接サブキャリアグループ間での極性が相反するようにディザを付与する、ことを特徴とする付記１３に記載のプログラム。
【００７７】
(付記１５）
前記ディザ制御を行う処理は、前記ディザ制御を複数のステップに分割して実行し、
各ステップにおいてサブキャリアを複数のグループに二分分割し、分割後の同一グループに属するサブキャリアには同位相のディザを印加し、隣接するグループには逆位相のディザを与える、ことを特徴とする付記１３又は１４に記載のプログラム。
【００７８】
(付記１６）
前記ディザ制御を行う処理は、各サブキャリアのインデックスに対してグレイ符号を割り当て、
前記ディザ制御の各ステップでは、前記グレイ符号の対応するビット値に基づき、前記各サブキャリアに付与するディザの位相を決定する、ことを特徴とする付記１３乃至１５のいずれかに記載のプログラム。
【符号の説明】
【００７９】
１０  光送信装置
１１  品質情報受信部
１２  サブキャリア周波数制御部
１３  送信信号生成部
１４  サブキャリア生成部
１５  光変調部
１６  波長多重部
２０  光受信装置
２１  波長分離部
２２  光復調部
２３  サブキャリア生成部
２４  受信信号品質検出部
２５  品質情報送信部
３０  光通信路
１０１  プロセッサ
１０２  記憶装置
１０３  通信装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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