(57)【要約】【課題】回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を向上させることが可能である信号処理装置及び信号処理方法を提供する。【解決手段】信号処理装置は、分配部と、処理性能の異なる複数の訂正部とを備える信号処理装置であって、分配部は、第１の訂正部に第１ビット量のビット系列を分配し、第１の訂正部より処理性能を低くした第２の訂正部に第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配し、第１の訂正部は、第１の訂正部に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行し、第２の訂正部は、第２の訂正部に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分配部と、処理性能の異なる複数の訂正部とを備える信号処理装置であって、
前記分配部は、第１の前記訂正部に第１ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部より処理性能を低くした第２の前記訂正部に第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配し、
第１の前記訂正部は、第１の前記訂正部に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行し、
第２の前記訂正部は、第２の前記訂正部に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する、
信号処理装置。
【請求項２】
第１の前記訂正部の動作周波数を第２の前記訂正部の動作周波数よりも高くする制御を実行する制御部を更に備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
符号化されたビット系列を前記分配部に出力する出力部を更に備え、
前記分配部は、前記符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、前記符号化されたビット系列を複数の前記訂正部に分配する、
請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
分配部と、処理性能の異なる複数の訂正部とを備える信号処理装置が実行する信号処理方法であって、
前記分配部は、第１の前記訂正部に第１ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部より処理性能を低くした第２の前記訂正部に第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配し、
第１の前記訂正部は、第１の前記訂正部に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行し、
第２の前記訂正部は、第２の前記訂正部に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する、
信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムの信号処理装置は、確率的整形（PS: Probabilistic Shaping）等によって送信信号を符号化する場合がある。信号処理装置は、符号化された送信信号に、前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction)に関する処理を実行する（非特許文献１参照）。信号処理装置を備える光送信機は、誤り訂正に関する処理が実行された送信信号を表す光信号を生成し、生成された光信号を光受信機に送信する。
【０００３】
符号化後の送信信号のスループット（伝送レート）は、符号化前の送信信号のスループットよりも高くなる場合がある。この場合、前方誤り訂正部には、符号化後の送信信号の高いスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが要求される。
【０００４】
また、信号処理装置は、確率的整形によって送信信号を符号化する場合、符号化された送信信号のスループットを変更する場合がある。この場合、前方誤り訂正部には、変更後のスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが要求される。
【０００５】
図１２は、従来の信号処理装置の構成の例を示す図である。信号処理装置１００は、符号化部１１０を備える。符号化部１１０は、例えば４００Ｇｂｐｓの送信信号を取得し、取得された送信信号を確率的整形によって符号化する。符号化部１１０は、確率的整形によって符号化された送信信号を、例えば６００Ｇｂｐｓのスループットで出力する。
【０００６】
信号処理装置１００は、複数の前方誤り訂正部として、訂正部１２０と、訂正部１３０と、訂正部１４０とを備える。訂正部１２０は、６００Ｇｂｐｓ以下のスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが可能である。訂正部１３０は、４００Ｇｂｐｓ以下のスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが可能である。訂正部１４０は、２００Ｇｂｐｓ以下のスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが可能である。
【０００７】
訂正部１２０と訂正部１３０と訂正部１４０とは、誤り訂正に関する処理のスループットを柔軟に変更することができない。このため、符号化部１１０は、６００Ｇｂｐｓの送信信号の出力先として、６００Ｇｂｐｓ以下のスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが可能である訂正部１２０を選択する。符号化部１１０は、選択された訂正部１２０に６００Ｇｂｐｓの送信信号を出力する。訂正部１２０は、６００Ｇｂｐｓのスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行する。また、訂正部１３０及び訂正部１４０は、選択されていないので使用されない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Yoshikuni Miyata, Kenya Sugihara, Wataru Matsumoto, et al., "A Triple-Concatenated FEC using Soft-Decision Decoding for 100 Gb/s Optical Transmission", OFC 2010 OThL3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来の信号処理装置は、高いスループットで送信信号の誤り訂正に関する処理を実行することが可能である前方誤り訂正部を、誤り訂正に関する処理のスループットごとに備える必要がある。このため、従来の信号処理装置は、回路規模を大きくしなければ、伝送の効率を向上させることができないという問題がある。
【００１０】
上記事情に鑑み、本発明は、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を向上させることが可能である信号処理装置及び信号処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、分配部と、処理性能の異なる複数の訂正部とを備える信号処理装置であって、前記分配部は、第１の前記訂正部に第１ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部より処理性能を低くした第２の前記訂正部に第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部は、第１の前記訂正部に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行し、第２の前記訂正部は、第２の前記訂正部に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する、信号処理装置である。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、第１の前記訂正部の動作周波数を第２の前記訂正部の動作周波数よりも高くする制御を実行する制御部を更に備える。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の信号処理装置であって、符号化されたビット系列を前記分配部に出力する出力部を更に備え、前記分配部は、前記符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、前記符号化されたビット系列を複数の前記訂正部に分配する。
【００１４】
本発明の一態様は、分配部と、処理性能の異なる複数の訂正部とを備える信号処理装置が実行する信号処理方法であって、前記分配部は、第１の前記訂正部に第１ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部より処理性能を低くした第２の前記訂正部に第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配し、第１の前記訂正部は、第１の前記訂正部に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行し、第２の前記訂正部は、第２の前記訂正部に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する、信号処理方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における、通信システムの構成の例を示す図である。
【図２】第１実施形態における、光送信装置の構成の例を示す図である。
【図３】第１実施形態における、光受信装置の構成の例を示す図である。
【図４】第１実施形態における、誤り訂正符号化部の構成の例を示す図である。
【図５】第１実施形態における、誤り訂正復号部の構成の例を示す図である。
【図６】第１実施形態における、送信処理部の動作の例を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における、受信処理部の動作の例を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における、誤り訂正符号化部の構成の例を示す図である。
【図９】第２実施形態における、誤り訂正復号部の構成の例を示す図である。
【図１０】第３実施形態における、１６ＱＡＭのシンボルのマッピングの例を示す図である。
【図１１】第４実施形態における、６４ＱＡＭのシンボルのマッピングの例を示す図である。
【図１２】従来の信号処理装置の構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、通信システム１の構成の例を示す図である。通信システム１は、光送信装置２と、光受信装置３とを備える。通信システム１は、光ファイバ４及び増幅部５を伝送路として備える。光送信装置２及び光受信装置３は、伝送路を介して光信号で通信する。
【００１９】
光送信装置２及び光受信装置３は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置（非一時的な記録媒体）に、ソフトウェアプログラムを記憶してもよい。光送信装置２及び光受信装置３の機能の少なくとも一部は、ソフトウェアプログラムによって実現されてもよい。
【００２０】
光送信装置２は、送信装置インタフェース２０と、送信処理部２１と、ドライバ２２と、光送信器２３とを備える。送信装置インタフェース２０は、ビット系列をクライアント装置（不図示）から取得する。送信処理部２１は、取得されたビット系列を符号化する。ドライバ２２は、符号化されたビット系列に応じて、光送信器２３を駆動する。光送信器２３は、ドライバ２２による駆動に応じて光信号を生成する。光送信器２３は、生成された光信号を、伝送路を介して光受信装置３に送信する。
【００２１】
光受信装置３は、光受信器３０と、アンプ３１と、受信処理部３２と、受信装置インタフェース３３とを備える。光受信器３０は、光信号を光送信装置２から受信する。アンプ３１は、受信された光信号をアナログの受信信号に変換する。受信処理部３２は、アナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換する。受信処理部３２は、デジタルの受信信号に基づいてビット系列を復号する。受信装置インタフェース３３は、復号されたビット系列をクライアント装置（不図示）に送信する。
【００２２】
光ファイバ４は光信号を伝送する。増幅部５は、伝送路において、伝送された光信号の光の強度を増幅する。
【００２３】
次に、光送信装置２及び光受信装置３の各構成の例を説明する。
図２は、光送信装置２の構成の例を示す図である。送信処理部２１は、フレーマ２１０と、確率整形符号化部２１１と、誤り訂正符号化部２１２ａと、変調部２１３と、デジタル・アナログ変換部２１４とを備える。
【００２４】
なお、送信処理部２１が確率整形符号化部２１１を備えることは必須ではない。例えば、送信処理部２１は、確率整形符号化部２１１を備える代わりに、光送信装置２によって外部装置から取得されたビット系列のスループットよりも高いスループットのビット系列を出力する機能部を、ビット系列の出力部として備えてもよい。すなわち、送信処理部２１は、従来方式よりも高いスループットのビット系列を出力する機能部を備えてもよい。
【００２５】
フレーマ２１０は、ビット系列を送信装置インタフェース２０から取得する。フレーマ２１０は、取得されたビット系列を、予め定められた形式（フレーム）のビット系列に変換する。
【００２６】
確率整形符号化部２１１は、予め定められた形式のビット系列をフレーマ２１０から取得し、取得されたビット系列を符号化する。確率整形符号化部２１１は、例えば、確率的整形によってビット系列を符号化する。確率整形符号化部２１１によって符号化されたビット系列のスループットは、フレーマ２１０が送信装置インタフェース２０から取得したビット系列のスループットよりも高い。確率整形符号化部２１１は、符号化されたビット系列を誤り訂正符号化部２１２ａに出力する。誤り訂正符号化部２１２ａは、符号化されたビット系列に生じた誤りを訂正する。変調部２１３は、誤りが訂正されたビット系列に変調処理を実行する。
【００２７】
デジタル・アナログ変換部２１４−１は、互いに直交する第１偏光成分Ｘ及び第２偏光成分Ｙとのうち、第１偏光成分Ｘの同相（In-phase）信号であるＸＩ信号を、変調部２１３から取得する。デジタル・アナログ変換部２１４−１は、デジタル信号のＸＩ信号をアナログ信号のＸＩ信号に変換し、アナログ信号のＸＩ信号をドライバ２２に出力する。
【００２８】
デジタル・アナログ変換部２１４−２は、第１偏光成分Ｘの直交位相（Quadrature）信号であるＸＱ信号を、変調部２１３から取得する。デジタル・アナログ変換部２１４−２は、デジタル信号のＸＱ信号をアナログ信号のＸＱ信号に変換し、アナログ信号のＸＱ信号をドライバ２２に出力する。
【００２９】
デジタル・アナログ変換部２１４−３は、第２偏光成分Ｙの同相信号であるＹＩ信号を、変調部２１３から取得する。デジタル・アナログ変換部２１４−３は、デジタル信号のＹＩ信号をアナログ信号のＹＩ信号に変換し、アナログ信号のＹＩ信号をドライバ２２に出力する。
【００３０】
デジタル・アナログ変換部２１４−４は、第２偏光成分Ｙの直交位相信号であるＹＱ信号を、変調部２１３から取得する。デジタル・アナログ変換部２１４−４は、デジタル信号のＹＱ信号をアナログ信号のＹＱ信号に変換し、アナログ信号のＹＱ信号をドライバ２２に出力する。
【００３１】
ドライバ２２は、変調器ドライバ２２０−１〜２２０−４を備える。変調器ドライバ２２０−１〜２２０−４は、光送信器２３の偏波変調器を駆動する。変調器ドライバ２２０−１は、アナログ信号のＸＩ信号を光送信器２３に出力する。変調器ドライバ２２０−２は、アナログ信号のＸＱ信号を光送信器２３に出力する。変調器ドライバ２２０−３は、アナログ信号のＹＩ信号を光送信器２３に出力する。変調器ドライバ２２０−４は、アナログ信号のＹＱ信号を光送信器２３に出力する。
【００３２】
光送信器２３は、信号光源２３０と、偏波変調器２３１と、偏波ビーム・コンバイナ２３２（PBC: Polarization Beam Combiner）とを備える。信号光源２３０は、レーザ光を出力するレーザダイオード（Laser Diode）である。信号光源２３０は、レーザ光を偏波変調器２３１−１及び２３１−２に出力する。
【００３３】
偏波変調器２３１−１は、ＸＩ信号及びＸＱ信号に応じてレーザ光を変調することによって、第１偏光成分Ｘの光信号を生成する。偏波変調器２３１−１は、生成された第１偏光成分Ｘの光信号を、偏波ビーム・コンバイナ２３２に出力する。
【００３４】
偏波変調器２３１−２は、ＹＩ信号及びＹＱ信号に応じてレーザ光を変調することによって、第２偏光成分Ｙの光信号を生成する。偏波変調器２３１−２は、生成された第２偏光成分Ｙの光信号を、偏波ビーム・コンバイナ２３２に出力する。
【００３５】
偏波ビーム・コンバイナ２３２は、第１偏光成分Ｙの光信号と第２偏光成分Ｙの光信号とを合波する。偏波ビーム・コンバイナ２３２は、合波された光信号を、伝送路を介して光受信装置３に送信する。
【００３６】
図３は、光受信装置３の構成の例を示す図である。光受信器３０は、局発光源３００（Local Oscillator）と、９０度光ハイブリッド３０１（90°Optical Hybrid）と、バランス型光検出器３０２−１〜３０２−４とを備える。局発光源３００は、局発光としてのレーザ光を９０度光ハイブリッド３０１に出力する。
【００３７】
９０度光ハイブリッド３０１は、受信された光信号と局発光とをミキシングすることによって、同相信号と直交位相信号とを検出する機能部である。９０度光ハイブリッド３０１は、偏光ビーム・スプリッタ３０３を備える。偏光ビーム・スプリッタ３０３は、局発光源３００から出力された光の偏光成分を分離する。
【００３８】
バランス型光検出器３０２は、９０度光ハイブリッド３０１から出力された光における干渉光を、偏光成分ごとに検出する。ここで、バランス型光検出器３０２−１は、干渉光におけるＸＩ信号を表す電流信号を、アンプ３１に出力する。バランス型光検出器３０２−２は、干渉光におけるＸＱ信号を表す電流信号を、アンプ３１に出力する。バランス型光検出器３０２−３は、干渉光におけるＹＩ信号を表す電流信号を、アンプ３１に出力する。バランス型光検出器３０２−４は、干渉光におけるＹＱ信号を表す電流信号を、アンプ３１に出力する。
【００３９】
アンプ３１は、トランス・インピーダンス・アンプ３１０−１〜３１０−４を備える。トランス・インピーダンス・アンプ３１０−１は、ＸＩ信号を表す電流信号にインピーダンス変換を実行することによって、アナログ信号（電圧信号）のＸＩ信号を受信処理部３２に出力する。トランス・インピーダンス・アンプ３１０−２は、同様にアナログ信号（電圧信号）のＸＱ信号を受信処理部３２に出力する。トランス・インピーダンス・アンプ３１０−３は、同様にアナログ信号（電圧信号）のＹＩ信号を受信処理部３２に出力する。トランス・インピーダンス・アンプ３１０−４は、同様にアナログ信号（電圧信号）のＹＱ信号を受信処理部３２に出力する。
【００４０】
受信処理部３２は、アナログ・デジタル変換部３２０−１〜３２０−４と、復調部３２１と、誤り訂正復号部３２２ａと、確率整形復号部３２３と、フレーマ３２４とを備える。アナログ・デジタル変換部３２０−１は、アナログ信号のＸＩ信号を、デジタル信号のＸＩ信号に変換する。アナログ・デジタル変換部３２０−２は、アナログ信号のＸＱ信号を、デジタル信号のＸＱ信号に変換する。アナログ・デジタル変換部３２０−３は、アナログ信号のＹＩ信号を、デジタル信号のＹＩ信号に変換する。アナログ・デジタル変換部３２０−４は、アナログ信号のＹＱ信号を、デジタル信号のＹＱ信号に変換する。
【００４１】
復調部３２１は、デジタル信号のＸＩ信号、ＸＱ信号、ＹＩ信号及びＹＱ信号に、復調処理を実行する。誤り訂正復号部３２２ａは、復調されたビット系列に生じた誤りを訂正する。確率整形復号部３２３は、誤りが訂正されたビット系列に復号処理を実行する。フレーマ３２４は、フレーマ３２４は、復号されたビット系列を、予め定められた形式（フレーム）のビット系列に変換する。フレーマ２１０は、予め定められた形式のビット系列を、受信装置インタフェース３３に出力する。
【００４２】
次に、誤り訂正符号化部２１２ａ及び誤り訂正復号部３２２ａの構成の例を説明する。
図４は、誤り訂正符号化部２１２ａの構成の例を示す図である。誤り訂正符号化部２１２ａは、クロック部２１５と、分周部２１６−１と、分周部２１６−２と、分配部２１７と、第１誤り訂正符号化部２１８と、第２誤り訂正符号化部２１９と、結合部２２１とを備える。誤り訂正符号化部２１２ａは、分周部２１６と、第１誤り訂正符号化部２１８等の訂正部とを更に備えてもよい。
【００４３】
誤り訂正の性能（特性）は、符号化利得（NCG: Net Coding Gain）を用いて表される。第１誤り訂正符号化部２１８の符号化利得は、第２誤り訂正符号化部２１９の符号化利得よりも高く、例えば、１１．８である。第２誤り訂正符号化部２１９の符号化利得は、例えば、１１．３である。クロック部２１５は、所定の周波数のクロック信号を、各分周部２１６に出力する。
【００４４】
分周部２１６−１は、クロック部２１５から出力されたクロック信号を取得する。分周部２１６−１は、クロック信号を分周部２１６−２が分周する場合における分周比よりも小さな分周比で、分周部２１６−１によってクロック部２１５から取得されたクロック信号を分周する。分周部２１６−１は、分周部２１６−１によって分周されたクロック信号を、第１誤り訂正符号化部２１８に出力する。これによって、分周部２１６−１は、各訂正部に分配されるビット系列のビット量に応じて、符号化利得が高い第１誤り訂正符号化部２１８の動作周波数を、符号化利得が高くない第２誤り訂正符号化部２１９の動作周波数よりも高くする。
【００４５】
分周部２１６−２は、クロック部２１５から出力されたクロック信号を取得する。分周部２１６−２は、クロック信号を分周部２１６−１が分周する場合における分周比よりも大きな分周比で、分周部２１６−２によってクロック部２１５から取得されたクロック信号を分周する。分周部２１６−２は、分周部２１６−２によって分周されたクロック信号を、第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。これによって、分周部２１６−２は、各訂正部に分配されるビット系列のビット量に応じて、符号化利得が高くない第２誤り訂正符号化部２１９の動作周波数を、符号化利得が高い第１誤り訂正符号化部２１８の動作周波数よりも低くする。
【００４６】
誤り訂正符号化部２１２ａが分周部２１６を更に備えている場合も同様に、分周部２１６は、符号化利得が高い訂正部の動作周波数を、符号化利得が高くない訂正部の動作周波数よりも高くする。これによって、分周部２１６は、符号化利得が高い訂正部に多く分配されるビット系列のビット量に応じて、符号化利得が高い訂正部の動作周波数を、符号化利得が高くない訂正部の動作周波数よりも高くする。
【００４７】
分配部２１７は、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列を、ビット系列のビット量に応じて第１誤り訂正符号化部２１８及び第２誤り訂正符号化部２１９に分配する。分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８及び第２誤り訂正符号化部２１９のうちの誤り訂正用の処理性能を低くしていない訂正部（訂正符号化部）を優先して、ビット系列の符号化に使用する。すなわち、誤り訂正符号化部２１２ａは、誤り訂正用の処理性能が相対的に高い訂正部（訂正符号化部）に、多くのビット量のビット系列を分配する。これによって、分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８及び第２誤り訂正符号化部２１９を効率よく使用して、送信信号の符号化の特性を向上させることができる。第１誤り訂正符号化部２１８及び第２誤り訂正符号化部２１９の素子の性能は同じでもよく、例えば、第２誤り訂正符号化部２１９の内部処理によって、第２誤り訂正符号化部２１９の処理性能は意図的に低く設定されてもよい。
【００４８】
第１誤り訂正符号化部２１８は、分周部２１６−１から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、第１誤り訂正符号化部２１８に分配されたビット系列の誤り訂正用の処理を実行する。第１誤り訂正符号化部２１８は、特定の誤り訂正に限られない誤り訂正用の処理を実行する符号化部であり、例えば、前方誤り訂正部である。第１誤り訂正符号化部２１８は、第１誤り訂正符号化部２１８に分配されたビット系列に冗長なビットを追加する。
【００４９】
第２誤り訂正符号化部２１９は、分周部２１６−２から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、第２誤り訂正符号化部２１９に分配されたビット系列の誤り訂正用の処理を実行する。第２誤り訂正符号化部２１９は、特定の誤り訂正に限られない誤り訂正用の処理を実行する符号化部であり、例えば、前方誤り訂正部である。第２誤り訂正符号化部２１９は、第２誤り訂正符号化部２１９に分配されたビット系列に冗長なビットを追加する。
【００５０】
誤り訂正符号化部２１２ａが訂正部を更に備えている場合も同様に、その訂正部は、分周部２１６から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、訂正部に分配されたビット系列に、誤り訂正用の処理を実行する。
【００５１】
結合部２２１は、誤り訂正用の処理が実行されたビット系列を、第１誤り訂正符号化部２１８から取得する。結合部２２１は、誤り訂正用の処理が実行されたビット系列を、第２誤り訂正符号化部２１９から取得する。第１誤り訂正符号化部２１８から取得されたビット系列のビット量は、第２誤り訂正符号化部２１９から取得されたビット系列のビット量よりも多い。結合部２２１は、誤り訂正用の処理が実行された各ビット系列を結合する。結合部２２１は、結合結果であるビット系列を変調部２１３に出力する。
【００５２】
図５は、誤り訂正復号部３２２ａの構成の例を示す図である。誤り訂正復号部３２２ａは、クロック部３２５と、分周部３２６−１と、分周部３２６−２と、分配部３２７と、第１誤り訂正復号部３２８と、第２誤り訂正復号部３２９と、結合部３３０とを備える。誤り訂正復号部３２２ａは、分周部３２６と、第１誤り訂正復号部３２８等の訂正部とを更に備えてもよい。
【００５３】
第１誤り訂正復号部３２８の符号化利得は、第２誤り訂正復号部３２９の符号化利得よりも高く、例えば、１１．８である。第２誤り訂正復号部３２９の符号化利得は、例えば、１１．３である。クロック部３２５は、所定の周波数のクロック信号を、各分周部３２６に出力する。
【００５４】
分周部３２６−１は、クロック部３２５から出力されたクロック信号を取得する。分周部３２６−１は、クロック信号を分周部３２６−２が分周する場合における分周比よりも小さな分周比で、分周部３２６−１によってクロック部３２５から取得されたクロック信号を分周する。分周部３２６−１は、分周部３２６−１によって分周されたクロック信号を、第１誤り訂正復号部３２８に出力する。これによって、分周部３２６−１は、各訂正部に分配されるビット系列のビット量に応じて、符号化利得が高い第１誤り訂正復号部３２８の動作周波数を、符号化利得が相対的に低い第２誤り訂正復号部３２９の動作周波数よりも高くする。
【００５５】
分周部３２６−２は、クロック部３２５から出力されたクロック信号を取得する。分周部３２６−２は、クロック信号を分周部３２６−１が分周する場合における分周比よりも大きな分周比で、分周部３２６−２によってクロック部３２５から取得されたクロック信号を分周する。分周部３２６−２は、分周部３２６−２によって分周されたクロック信号を、第２誤り訂正復号部３２９に出力する。これによって、分周部３２６−２は、各訂正部に分配されるビット系列のビット量に応じて、符号化利得が高くない第２誤り訂正復号部３２９の動作周波数を、符号化利得が高い第１誤り訂正復号部３２８の動作周波数よりも低くする。
【００５６】
分配部３２７は、復調部３２１から取得されたビット系列を、ビット系列のビット量に応じて第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９に分配する。分配部３２７は、第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９のうちの誤り訂正の性能が高い訂正部を優先して、ビット系列に生じた誤りの訂正に使用する。すなわち、誤り訂正復号部３２２ａは、誤り訂正の処理性能が相対的に高い訂正部に、多くのビット量のビット系列を分配する。これによって、分配部３２７は、第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９を効率よく使用して、受信信号の誤り訂正の特性を向上させることができる。
【００５７】
第１誤り訂正復号部３２８は、分周部３２６−１から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、第１誤り訂正復号部３２８に分配されたビット系列の誤りを訂正する。第１誤り訂正復号部３２８は、例えば、前方誤り訂正部である。第１誤り訂正復号部３２８は、第１誤り訂正復号部３２８に分配されたビット系列の誤りを、そのビット系列に追加された冗長なビットに基づいて訂正する。
【００５８】
第２誤り訂正復号部３２９は、分周部３２６−２から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、第２誤り訂正復号部３２９に分配されたビット系列の誤りを訂正する。第２誤り訂正復号部３２９は、例えば、前方誤り訂正部である。第２誤り訂正復号部３２９は、第２誤り訂正復号部３２９に分配されたビット系列の誤りを、そのビット系列に追加された冗長なビットに基づいて訂正する。
【００５９】
誤り訂正復号部３２２ａが訂正部を更に備えている場合も同様に、訂正部は、分周部２１６から出力されたクロック信号により定まる動作周波数で、訂正部に分配されたビット系列の誤りを訂正する。
【００６０】
結合部３３０は、誤りが訂正されたビット系列を、第１誤り訂正復号部３２８から取得する。結合部３３０は、誤りが訂正されたビット系列を、第２誤り訂正復号部３２９から取得する。第１誤り訂正復号部３２８から取得されたビット系列のビット量は、第２誤り訂正復号部３２９から取得されたビット系列のビット量よりも多い。結合部３３０は、誤りが訂正された各ビット系列を結合する。結合部３３０は、結合結果であるビット系列を確率整形復号部３２３に出力する。
【００６１】
次に、送信処理部２１及び受信処理部３２の動作の例を説明する。
図６は、送信処理部２１の動作の例を示すフローチャートである。分配部２１７は、符号化されたビット系列を、確率整形符号化部２１１から取得する（ステップＳ１０１）。分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８に、第１ビット量のビット系列を分配する（ステップＳ１０２）。分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８より処理性能を低くした第２誤り訂正符号化部２１９に、第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配する（ステップＳ１０３）。第１誤り訂正符号化部２１８は、第１誤り訂正符号化部２１８に分配された第１ビット量のビット系列に、誤り訂正符号化処理を実施する（ステップＳ１０４）。第２誤り訂正符号化部２１９は、第２誤り訂正符号化部２１９に分配された第２ビット量のビット系列に、誤り訂正符号化処理を実施する（ステップＳ１０５）。結合部２２１は、誤り訂正符号化された各ビット系列を結合する（ステップＳ１０６）。変調部２１３は、結合されたビット系列に変調処理を実行する（ステップＳ１０７）。
【００６２】
図７は、受信処理部３２の動作の例を示すフローチャートである。分配部３２７は、符号化されたビット系列を、復調部３２１から取得する（ステップＳ２０１）。分配部３２７は、誤り訂正の性能が高い第１誤り訂正復号部３２８に、第１ビット量のビット系列を分配する（ステップＳ２０２）。分配部３２７は、誤り訂正の性能が高くない第２誤り訂正復号部３２９に、第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配する（ステップＳ２０３）。第１誤り訂正復号部３２８は、第１誤り訂正復号部３２８に分配された第１ビット量のビット系列の誤りを訂正する（ステップＳ２０４）。第２誤り訂正復号部３２９は、第２誤り訂正復号部３２９に分配された第２ビット量のビット系列の誤りを訂正する（ステップＳ２０５）。結合部３３０は、誤りが訂正された各ビット系列を結合する（ステップＳ２０６）。確率整形復号部３２３は、結合されたビット系列に復号処理を実行する（ステップＳ２０７）。
【００６３】
以上のように、第１実施形態の誤り訂正符号化部２１２ａ（光送信装置２の信号処理装置）は、分配部２１７と、誤り訂正用の処理性能の異なる複数の訂正部とを備える。分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８（第１の訂正部）に、第１ビット量のビット系列を分配する。分配部２１７は、第１誤り訂正符号化部２１８より処理性能を低くした第２誤り訂正符号化部２１９（第２の訂正部）に、第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配する。第１誤り訂正符号化部２１８は、第１誤り訂正符号化部２１８に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する。第２誤り訂正符号化部２１９は、第２誤り訂正符号化部２１９に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する。
【００６４】
これによって、第１実施形態の誤り訂正符号化部２１２ａは、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を向上させることが可能である。第１実施形態の誤り訂正符号化部２１２ａは、訂正部ごとの誤り訂正用の処理性能に応じた符号化処理を実行することが可能である。
【００６５】
第１実施形態の誤り訂正復号部３２２ａ（光受信装置３の信号処理装置）は、分配部３２７と、誤り訂正の処理性能の異なる複数の訂正部とを備える。分配部３２７は、第１誤り訂正復号部３２８（第１の訂正部）に、第１ビット量のビット系列を分配する。分配部３２７は、第１誤り訂正復号部３２８より処理性能を低くした第２誤り訂正復号部３２９（第２の訂正部）に、第１ビット量よりも少ない第２ビット量のビット系列を分配する。第１誤り訂正復号部３２８は、第１誤り訂正復号部３２８に分配された第１ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する。第２誤り訂正復号部３２９は、第２誤り訂正復号部３２９に分配された第２ビット量のビット系列の誤り訂正に関する処理を実行する。
【００６６】
これによって、第１実施形態の誤り訂正復号部３２２ａは、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を向上させることが可能である。第１実施形態の誤り訂正復号部３２２ａは、訂正部ごとの誤り訂正の性能に応じた復号処理を実行することが可能である。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、各訂正部の動作周波数を制御する制御部を信号処理装置が備える点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。
【００６８】
図８は、誤り訂正符号化部２１２ｂの構成の例を示す図である。誤り訂正符号化部２１２ｂは、図４に示された誤り訂正符号化部２１２ａと同様に光送信装置２に備えられる。誤り訂正符号化部２１２ｂは、クロック部２１５と、分周部２１６−１と、分周部２１６−２と、分配部２１７と、第１誤り訂正符号化部２１８と、第２誤り訂正符号化部２１９と、結合部２２１と、制御部２２２とを備える。誤り訂正符号化部２１２ｂは、分周部２１６と、第１誤り訂正符号化部２１８等の訂正部とを更に備えてもよい。
【００６９】
分配部２１７は、誤り訂正の性能が高い訂正部に、多くのビット量のビット系列を分配する。図８では、分配部２１７は、分配部２１７から出力された例えば６００Ｇｂｐｓのビット系列のうち、例えば５００Ｇｂｐｓのビット系列を第１誤り訂正符号化部２１８に出力し、残りの１００Ｇｂｐｓのビット系列を第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。
【００７０】
制御部２２２は、第１誤り訂正符号化部２１８等の各訂正部の誤り訂正の性能（符号化利得）に応じて、各訂正部の動作周波数を制御する。制御部２２２は、各訂正部の動作周波数を調整することによって、各訂正部が誤り訂正を実行するビット系列のビット量を調整する。
【００７１】
例えば、制御部２２２は、クロック信号を分周部２１６−１が分周する場合における分周比を、分周部２１６−１に設定する。制御部２２２は、クロック信号を分周部２１６−２が分周する場合における分周比を、分周部２１６−２に設定する。ここで、制御部２２２は、符号化利得が高い第１誤り訂正符号化部２１８の動作周波数を、符号化利得が高くない第２誤り訂正符号化部２１９の動作周波数よりも高くする。すなわち、制御部２２２は、符号化利得が高い第１誤り訂正符号化部２１８のクロック信号の分周比を、符号化利得が高くない第２誤り訂正符号化部２１９ののクロック信号の分周比よりも小さくする。
【００７２】
図９は、誤り訂正復号部３２２ｂの構成の例を示す図である。誤り訂正復号部３２２ｂは、図５に示された誤り訂正復号部３２２ａと同様に光送信装置２に備えられる。誤り訂正復号部３２２ｂは、クロック部３２５と、分周部３２６−１と、分周部３２６−２と、分配部３２７と、第１誤り訂正復号部３２８と、第２誤り訂正復号部３２９と、結合部３３０と、制御部３３１とを備える。誤り訂正復号部３２２ｂは、分周部３２６と、第１誤り訂正復号部３２８等の訂正部とを更に備えてもよい。
【００７３】
分配部３２７は、誤り訂正の性能が高い訂正部に、多くのビット量のビット系列を分配する。図９では、分配部３２７は、分配部３２７から出力される例えば６００Ｇｂｐｓのビット系列のうち、例えば５００Ｇｂｐｓのビット系列を第１誤り訂正復号部３２８に出力し、残りの１００Ｇｂｐｓのビット系列を第２誤り訂正復号部３２９に出力する。
【００７４】
制御部３３１は、第１誤り訂正復号部３２８等の各訂正部の誤り訂正の性能（符号化利得）に応じて、各訂正部の動作周波数を制御する。制御部３３１は、各訂正部の動作周波数を調整することによって、各訂正部が誤り訂正を実行するビット系列のビット量を調整する。
【００７５】
例えば、制御部３３１は、クロック信号を分周部３２６−１が分周する場合における分周比を、分周部３２６−１に設定する。制御部３３１は、クロック信号を分周部３２６−２が分周する場合における分周比を、分周部３２６−２に設定する。ここで、制御部３３１は、符号化利得が高い第１誤り訂正復号部３２８の動作周波数を、符号化利得が高くない第２誤り訂正復号部３２９の動作周波数よりも高くする。すなわち、制御部３３１は、符号化利得が高い第１誤り訂正復号部３２８のクロック信号の分周比を、符号化利得が高くない第２誤り訂正復号部３２９ののクロック信号の分周比よりも小さくする。
【００７６】
以上のように、第２実施形態の誤り訂正符号化部２１２ｂ（光送信装置２の信号処理装置）は、制御部２２２を更に備える。制御部２２２は、第１誤り訂正符号化部２１８の動作周波数を第２誤り訂正符号化部２１９の動作周波数よりも高くする制御を実行する。
【００７７】
これによって、第２実施形態の誤り訂正符号化部２１２ｂは、より多くのビット量のビット系列の誤りを性能が高い訂正部に訂正させることが可能である。第２実施形態の誤り訂正符号化部２１２ｂは、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を更に向上させることが可能である。
【００７８】
第２実施形態の誤り訂正復号部３２２ｂ（光受信装置３の信号処理装置）は、制御部３３１を更に備える。制御部３３１は、第１誤り訂正復号部３２８の動作周波数を第２誤り訂正復号部３２９の動作周波数よりも高くする制御を実行する。
【００７９】
これによって、第２実施形態の誤り訂正復号部３２２ｂは、より多くのビット量のビット系列の誤りを性能が高い訂正部に訂正させることが可能である。第２実施形態の誤り訂正復号部３２２ｂは、回路規模を大きくしなくても、伝送の効率を更に向上させることが可能である。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態では、多値の直交振幅変調（QAM: Quadrature Amplitude Modulation）のシンボルのコードにおいてエラーレートが高いビットの誤り訂正を、誤り訂正の性能が高い訂正部が実行する点が、第２実施形態と相違する。第３実施形態では、第２実施形態との相違点を説明する。
【００８１】
第１実施形態及び第２実施形態では、誤り訂正の性能が高い訂正部（符号化利得が高い訂正部）は、誤り訂正の性能が高くない訂正部が訂正するビット系列のビット量と比較して、多くのビット量のビット系列における誤り訂正に関する処理を実行している。
【００８２】
第３実施形態では、誤り訂正の性能が高い訂正部は、１６ＱＡＭのシンボルのコードにおいてエラーレートが高いビット位置のビットの誤り訂正を実行する。すなわち、誤り訂正の性能が高くない訂正部は、シンボルのコードにおいてエラーレートが高いビット位置のビットの誤り訂正に関する処理を実行する。なお、第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と組み合わされてもよい。
【００８３】
分配部２１７は、符号化されたビット系列の特性に応じて、符号化されたビット系列を第１誤り訂正符号化部２１８及び第２誤り訂正符号化部２１９に分配する。ビット系列の特性とは、例えば、ビット系列のビット位置のエラーレートの特性である。すなわち、ビット系列の特性とは、例えば、シンボルのコードにおけるビット位置とエラーレートとの関係を表す特性である。
【００８４】
図１０は、１６ＱＡＭのシンボルのマッピング（コンスタレーションマップ）の例を示す図である。１６ＱＡＭのシンボルのコードのビット長は、４ビットである。コンスタレーションマップにおいてＩ軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、シンボルのコードにおける上位側の２ビットである。コンスタレーションマップにおいてＱ軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、シンボルのコードにおける下位側の２ビットである。
【００８５】
１６ＱＡＭでは、シンボルのコードにおけるビット位置に応じて、エラーレートが異なる。このため、分配部２１７は、エラーレートが高いビット位置のビットを、誤り訂正の性能が高い（符号化利得が高い）訂正部に分配することによって、伝送の特性を改善することが可能である。
【００８６】
シンボルのコードの上位側の２ビットにおけるＭＳＢ（Most Significant Bit）の値に応じて、シンボルの位置がＩ軸の正値又は負値のいずれであるかが定まる。同様に、シンボルのコードの下位側の２ビットにおけるＭＳＢの値に応じて、シンボルの位置がＱ軸の正値又は負値のいずれであるかが定まる。このように、１６ＱＡＭでは、シンボルのコードの上位側又は下位側の２ビットにおけるＭＳＢの値に応じて、コンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なる。したがって、１６ＱＡＭでは、ＭＳＢのエラーレートは高くない。
【００８７】
シンボルのコードの上位側の２ビットにおけるＬＳＢ（Least Significant Bit）の値のみが異なるコードのシンボルは、コンスタレーションマップにおいて隣接している。同様に、シンボルのコードの下位側の２ビットにおけるＬＳＢの値のみが異なるコードのシンボルは、コンスタレーションマップにおいて隣接している。このように、１６ＱＡＭでは、シンボルのコードの上位側又は下位側の２ビットにおけるＬＳＢの値に応じて、コンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なることがない。したがって、１６ＱＡＭでは、ＬＢＳのエラーレートは高い。
【００８８】
確率整形符号化部２１１から出力されたビット系列の各ビットがシンボルのコードのどのビット位置に割り当てられるかは既知である。分配部２１７は、ビット位置を表す情報を確率整形符号化部２１１から取得する。すなわち、分配部２１７は、ＭＳＢ又はＬＳＢを表す情報を、確率整形符号化部２１１から取得する。
【００８９】
分配部２１７は、ＬＳＢを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、第１誤り訂正符号化部２１８に出力する。分配部２１７は、ＭＳＢを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、第１誤り訂正符号化部２１８より処理性能を低くした第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。
【００９０】
誤り訂正復号部３２２ｂの分配部３２７も同様に動作する。分配部３２７は、符号化されたビット系列の特性に応じて、符号化されたビット系列を第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９に分配する。すなわち、シンボルのコードの上位側又は下位側の２ビットにおけるＬＳＢの値を復調部３２１から取得した場合、その値を誤り訂正の性能が高い第１誤り訂正復号部３２８に出力する。分配部２１７は、シンボルのコードの上位側又は下位側の２ビットにおけるＭＳＢの値を復調部３２１から取得した場合、その値を誤り訂正の処理性能を低くした第２誤り訂正復号部３２９に出力する。
【００９１】
以上のように、第３実施形態の誤り訂正符号化部（光送信装置２の信号処理装置）は、確率整形符号化部２１１（出力部）を更に備える。確率整形符号化部２１１は、１６ＱＡＭの確率的整形等によって符号化されたビット系列を、分配部２１７に出力する。分配部２１７は、符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、符号化されたビット系列を複数の訂正部に分配する。
【００９２】
これによって、第３実施形態の誤り訂正符号化部は、回路規模を大きくしなくても、１６ＱＡＭの多値変調の光信号の伝送の効率を向上させることが可能である。
【００９３】
第３実施形態の復号訂正部（光受信装置３の信号処理装置）は、復調部３２１（出力部）を更に備える。復調部３２１は、１６ＱＡＭの確率的整形等によって符号化されたビット系列を、分配部３２７に出力する。分配部３２７は、符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、符号化されたビット系列を第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９に分配する。
【００９４】
これによって、第３実施形態の復号訂正部は、回路規模を大きくしなくても、１６ＱＡＭの多値変調の光信号の伝送の効率を向上させることが可能である。
【００９５】
なお、ＬＳＢの値に応じてコンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なり、ＭＳＢの値に応じてコンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なることがない場合には、ＬＢＳのエラーレートは、ＭＢＳのエラーレートと比較して高くない。シンボルのコードにおけるビット位置とエラーレートとに、このような関係がある場合には、分配部２１７は、ビット系列を逆に分配する。すなわち、分配部２１７は、ＭＳＢを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高い第１誤り訂正符号化部２１８に出力する。分配部２１７は、ＬＳＢを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高くない第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。誤り訂正復号部３２２ｂの分配部３２７も同様に動作する。
【００９６】
（第４実施形態）
第４実施形態では、１６ＱＡＭに制限されない多値の直交振幅変調のシンボルのコードにおいてエラーレートが高いビットの誤り訂正を、誤り訂正の性能が高い訂正部が実行する点が、第３実施形態と相違する。第４実施形態では、第３実施形態との相違点を説明する。
【００９７】
第４実施形態では、誤り訂正の性能が高い訂正部は、ビット系列の直交振幅変調のシンボルのコードにおいてエラーレートが高いビット位置のビットの誤り訂正を実行する。すなわち、誤り訂正の性能が高くない訂正部は、シンボルのコードにおいてエラーレートが高くないビット位置のビットの誤り訂正を実行する。第３実施形態では、１６ＱＡＭに制限されない多値の直交振幅変調を、光送信装置２が実行する。なお、第４実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と組み合わされてもよい。
【００９８】
図９は、６４ＱＡＭのシンボルのマッピング（コンスタレーションマップ）の例を示す図である。６４ＱＡＭのシンボルのコードのビット長は、６ビットである。コンスタレーションマップにおいてＩ軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、シンボルのコードにおける上位側の３ビットである。コンスタレーションマップにおいてＱ軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、シンボルのコードにおける下位側の３ビットである。
【００９９】
多値の直交振幅変調では、シンボルのコードにおけるビット位置に応じて、エラーレートが異なる。このため、分配部２１７は、エラーレートが高いビット位置のビットを、誤り訂正の性能が高い（符号化利得が高い）訂正部に分配することによって、伝送の特性を改善することが可能である。
【０１００】
Ｎ２（Ｎ＝４、８、１６…）ＱＡＭのシンボルのコードのビット長は、対数を用いて表現されることが可能であり、（２×ｌｏｇ２Ｎ）ビットである。コンスタレーションマップの軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、その軸ごとに、（ｌｏｇ２Ｎ）ビットで構成されるビット群で表現される。この（ｌｏｇ２Ｎ）ビットで構成されるビット群におけるビット位置は、最上位のビットから最下位のビットの順に、第１ビット、…、第（ｌｏｇ２Ｎ）ビットと表現される。
【０１０１】
例えば、６４（＝８２）ＱＡＭのシンボルのコード（ビット長＝６ビット）において、コンスタレーションマップの軸方向の位置に影響を及ぼすビット群は、その軸ごとに、３（＝ｌｏｇ２８）ビットで構成されるビット群で表現される。この３ビットで構成されるビット群におけるビット位置は、最上位のビットから最下位のビットの順に、第１ビット、第２ビット、第３ビットと表現される。
【０１０２】
コンスタレーションマップにおいて、シンボルのコードは、第１ビットの値に応じて、Ｉ軸又はＱ軸に関して線対称に割り当てられている。すなわち、シンボルは、第１ビットの値に応じて、Ｉ軸又はＱ軸の正値側若しくは負値側にまとまって配置される。
【０１０３】
例えば、Ｉ軸方向の位置に影響を及ぼす第１ビットの値が０であるシンボルは、Ｉ軸の負値側に纏まって配置されている。図１１では、Ｉ軸方向の位置に影響を及ぼす第１ビットには、Ｉ軸の負値側から正値側に向けて、（０，０，０，０，１，１，１，１）が割り当てられている。
【０１０４】
例えば、Ｑ軸方向の位置に影響を及ぼす第１ビットの値が０であるシンボルは、Ｑ軸の正値側に纏まって配置されている。図１１では、Ｑ軸方向の位置に影響を及ぼす第１ビットには、Ｑ軸の負値側から正値側に向けて、（１，１，１，１，０，０，０，０）が割り当てられている。
【０１０５】
このように、コンスタレーションマップにおいて、第１ビットの１の群は、軸の正値側及び負値側に分割されずに、軸の正値側又は負値側にまとまっている。同様に、第１ビットの０の群は、軸の正値側及び負値側に分割されずに、軸の正値側又は負値側にまとまっている。
【０１０６】
図１１では、Ｉ軸方向の位置に影響を及ぼす第２ビットには、Ｉ軸の負値側から正値側に向けて、（０，０，１，１，０，０，１，１が割り当てられている。Ｑ軸方向の位置に影響を及ぼす第２ビットには、Ｑ軸の負値側から正値側に向けて、（１，１，０，０，１，１，０，０）が割り当てられている。
【０１０７】
このように、コンスタレーションマップにおいて、第２ビットの１の群は、軸の正値側及び負値側に分割されている。同様に、第２ビットの０の群は、軸の正値側及び負値側に分割されている。
【０１０８】
図１１では、Ｉ軸方向の位置に影響を及ぼす第３ビットには、Ｉ軸の負値側から正値側に向けて、（０，１，１，０，０，１，１，０）が割り当てられている。Ｑ軸方向の位置に影響を及ぼす第３ビットには、Ｑ軸の負値側から正値側に向けて、（０，１，１，０，０，１，１，０）が割り当てられている。
【０１０９】
シンボルのコードの上位側のビット群における第１ビットの値に応じて、シンボルの位置がＩ軸の正値又は負値のいずれであるかが定まる。同様に、シンボルのコードの下位側のビット群における第１ビットの値に応じて、シンボルの位置がＱ軸の正値又は負値のいずれであるかが定まる。このように、多値の直交振幅変調では、シンボルのコードの上位側又は下位側のビット群において上位ビットであるほど、そのビットの値に応じて、コンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なる。したがって、多値の直交振幅変調では、シンボルのコードの上位側又は下位側のビット群における、第１ビットのエラーレートは高くない。
【０１１０】
シンボルのコードの上位側のビット群における第３ビットの値のみが異なるコードのシンボルは、コンスタレーションマップにおいて隣接している。同様に、シンボルのコードの下位側のビット群における第３ビットの値のみが異なるコードのシンボルは、コンスタレーションマップにおいて隣接している。このように、多値の直交振幅変調では、シンボルのコードの上位側又は下位側のビット群において下位ビットであるほど、そのビットの値に応じて、コンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なることがない。したがって、多値の直交振幅変調では、シンボルのコードの上位側又は下位側のビット群における、第３ビットのエラーレートは高い。
【０１１１】
確率整形符号化部２１１から出力されたビット系列の各ビットがシンボルのコードのどのビット位置に割り当てられるかは既知である。分配部２１７は、ビット位置を表す情報を確率整形符号化部２１１から取得する。すなわち、分配部２１７は、シンボルのコードのビット位置を表す情報を、確率整形符号化部２１１から取得する。
【０１１２】
図１１では、分配部２１７は、（第ｌｏｇ２Ｎ）ビット等の下位ビットを表す情報を取得した場合、下位ビットのエラーレートは高いので、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高い第１誤り訂正符号化部２１８に出力する。分配部２１７は、第２ビットから第（（ｌｏｇ２Ｎ）−１）ビットまでの中位ビットを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、第１誤り訂正符号化部２１８又は第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。第１誤り訂正符号化部２１８又は第２誤り訂正符号化部２１９のいずれに出力するかは、例えば、ビット位置ごとに予め定められる。分配部２１７は、第１ビット等の上位ビットを表す情報を取得した場合、上位ビットのエラーレートは高くないので、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高くない第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。
【０１１３】
以上のように、第４実施形態の誤り訂正符号化部（光送信装置２の信号処理装置）は、確率整形符号化部２１１（出力部）を更に備える。確率整形符号化部２１１は、確率的整形等によって符号化されたビット系列を、分配部２１７に出力する。分配部２１７は、符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、符号化されたビット系列を複数の訂正部に分配する。
【０１１４】
これによって、第４実施形態の誤り訂正符号化部は、回路規模を大きくしなくても、多値の変調の光信号の伝送効率を向上させることが可能である。
【０１１５】
第４実施形態の復号訂正部（光受信装置３の信号処理装置）は、復調部３２１（出力部）を更に備える。復調部３２１は、１６ＱＡＭの確率的整形等によって符号化されたビット系列を、分配部３２７に出力する。分配部３２７は、符号化されたビット系列のビット位置のエラーレートの特性に応じて、符号化されたビット系列を第１誤り訂正復号部３２８及び第２誤り訂正復号部３２９に分配する。
【０１１６】
これによって、第４実施形態の復号訂正部は、回路規模を大きくしなくても、多値の変調の光信号の伝送効率を向上させることが可能である。
【０１１７】
なお、下位ビットの値に応じてコンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なり、上位ビットの値に応じてコンスタレーションマップにおけるシンボルの位置が大きく異なることがない場合には、下位ビットのエラーレートは、上位ビットのエラーレートと比較して高くない。シンボルのコードにおけるビット位置とエラーレートとに、このような関係がある場合には、分配部２１７は、ビット系列を逆に分配する。すなわち、分配部２１７は、上位ビットを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高い第１誤り訂正符号化部２１８に出力する。分配部２１７は、上位ビット及び下位ビットの中間のビットを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、第１誤り訂正符号化部２１８又は第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。分配部２１７は、下位ビットを表す情報を取得した場合、確率整形符号化部２１１から取得されたビット系列のビットを、誤り訂正の性能が高くない第２誤り訂正符号化部２１９に出力する。誤り訂正復号部３２２ｂの分配部３２７も同様に動作する。
【０１１８】
以上、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。
【符号の説明】
【０１１９】
１…通信システム、２…光送信装置、３…光受信装置、４…光ファイバ、５…増幅部、２０…送信装置インタフェース、２１…送信処理部、２２…ドライバ、２３…光送信器、３０…光受信器、３１…アンプ、３２…受信処理部、３３…受信装置インタフェース、１００…信号処理装置、１１０…符号化部、１２０…訂正部、１３０…訂正部、１４０…訂正部、２１０…フレーマ、２１１…確率整形符号化部、２１２ａ，２１２ｂ…誤り訂正符号化部、２１３…変調部、２１４…デジタル・アナログ変換部、２１５…クロック部、２１６…分周部、２１７…分配部、２１８…第１誤り訂正符号化部、２１９…第２誤り訂正符号化部、２２０…変調器ドライバ、２２１…結合部、２３０…信号光源、２３１…偏波変調器、２３２…偏波ビーム・コンバイナ、３００…局発光源、３０１…９０度光ハイブリッド、３０２…バランス型光検出器、３０３…偏光ビーム・スプリッタ、３１０…トランス・インピーダンス・アンプ、３２０…アナログ・デジタル変換部、３２１…復調部、３２２ａ，３２２ｂ…誤り訂正復号部、３２３…確率整形復号部、３２４…フレーマ、３２５…クロック部、３２６…分周部、３２７…分配部、３２８…第１誤り訂正復号部、３２９…第２誤り訂正復号部、３３０…結合部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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