(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送装置に用いる光送信機であって、
Ｎ（Ｎは４以上の整数）次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、
Ｎ次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、
前記初期座標をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、
前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別して、入力されたビット情報を信号点配置することにより変調信号に変換するシンボルマッピング回路と、
前記変調信号により光を変調する光変調回路と
を備えたことを特徴とする光送信機。
【請求項２】
前記Ｎ次元の次元数が４であり、
振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−３、−１、１、３であり、
前記信号点配置の数が６４個であることを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項３】
前記Ｎ次元の次元数が４であり、
振幅レベル数は等間隔で６レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−５、−３、−１、１、３、５であり、
前記信号点配置の数が２５６個であることを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項４】
前記Ｎ次元の次元数が８であり、
振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−３、−１、１、３であり、
前記信号点配置の数が４０９６個であることを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項５】
前記シンボルマッピング回路は、
１シンボルにつきタイムスロットＮ／２個分の長さの変調信号を２系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記２系統の変調信号を１個の光変調器に入力し変調を行う
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
【請求項６】
前記シンボルマッピング回路は、
１シンボルにつきタイムスロットＮ／４個分の長さの変調信号を４系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記４系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う２個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
【請求項７】
前記シンボルマッピング回路は、
タイムスロットＮ／Ｍ（Ｍは２以上の整数）個分の長さの変調信号を４Ｍ系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記４Ｍ系統の変調信号を入力し、波長λ１〜λＭの両偏波について２Ｍ個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
【請求項８】
光伝送装置に用いる光送信機が行う光送信方法であって、
Ｎ（Ｎは４以上の整数）次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、
Ｎ次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、
前記初期座標をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、
前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別するシンボルマッピングステップを
有することを特徴とする光送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機及び光送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの基幹網において、近年の通信トラヒックの拡大により１００Ｇｂｐｓ級伝送で標準的に採用されている変調方式であるＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式（例えば、非特許文献１参照）に変わり、次世代の４００Ｇｂｐｓ級伝送では、ＤＰ−ＱＰＳＫより周波数利用効率の高い変調方式であるＤＰ−１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式（例えば、非特許文献２参照）が検討されている。ＤＰ−１６ＱＡＭでは、Ｘ偏波とＹ偏波に対してそれぞれの偏波が独立に１６ＱＡＭで変調されており、受信側では、コヒーレント受信機に入力後、アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ；Analog to Digital Converter）によりデジタル化された後、デジタル信号処理により、偏波分離が行われ、独立した信号としてシンボル判定が行われる。
【０００３】
更なる伝送容量を増加させる方式として、１Ｔｂｐｓ級伝送ではＤＰ−１６ＱＡＭよりも周波数利用効率の高いＤＰ−６４ＱＡＭ方式等の変調信号の更なる多値化が検討されている。しかしながら、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離が縮小され、雑音に対する耐性が低下し、伝送距離に制限がかかってしまう。
【０００４】
近年、周波数利用効率向上に伴う最小ユークリッド距離の縮小に対し、これまで独立の次元として扱われていた偏波や時間、波長方向に信号点配置の設計次元を広げ、周波数利用効率と最小ユークリッド距離の関係をＮ次元空間中の球充填問題の概要に帰着させることで、最小ユークリッド距離を拡大するＮ次元における信号点配置による変調方式が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、非特許文献３の方式の変調方式を実現するためには、従来のＤＰ−ＱＰＳＫやＤＰ−１６ＱＡＭに対して振幅レベル数が増大するため、デジタル／アナログ変換（ＤＡＣ；Digital to Analog Converter）のｂｉｔ分解能の要求条件が高くなる課題が存在する。
【０００６】
また非特許文献３の方式では、信号点配置に対称性が無いため、受信側のデジタル信号処理において、信号点配置の対称性を前提とした偏波分離アルゴリズム（例えば、非特許文献４参照）や搬送波位相推定アルゴリズム（例えば、非特許文献５参照）等の受信アルゴリズムを使用できなくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】OIF, "100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document".
【非特許文献２】T. J. Xia, S. Gringeri, and M. Tomizawa, "High-capacity optical transport networks," IEEE Commun. Mag., vol. 50, no. 11, pp. 170-178, Nov. 2012.
【非特許文献３】Koike-Akino, Toshiaki, et al. "Eight-dimensional modulation for coherent optical communications." Proc. ECOCTu 3 (2013).
【非特許文献４】Yang, Jian, Jean-Jacques Werner, and Guy A. Dumont. "The multimodulus blind equalization and its generalized algorithms." IEEE Journal on Selected Areas in Communications 20.5 (2002): 997-1015.
【非特許文献５】Viterbi, Andrew. "Nonlinear estimation of PSK-modulated carrier phase with application to burst digital transmission." Information Theory, IEEE Transactions on 29.4 (1983): 543-551.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、従来の光送信機にあっては、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離が縮小され、雑音に対する耐性が低下し、伝送距離に制限がかかってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、雑音耐性が高く、長距離伝送を可能とする光送信機及び光送信方法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】
【００１０】
本発明は、光伝送装置に用いる光送信機であって、Ｎ（Ｎは４以上の整数）次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、Ｎ次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、前記初期座標をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別して、入力されたビット情報を信号点配置することにより変調信号に変換するシンボルマッピング回路と、前記変調信号により光を変調する光変調回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記Ｎ次元の次元数が４であり、振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−３、−１、１、３であり、前記信号点配置の数が６４個であることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、前記Ｎ次元の次元数が４であり、振幅レベル数は等間隔で６レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−５、−３、−１、１、３、５であり、前記信号点配置の数が２５６個であることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記Ｎ次元の次元数が８であり、振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−３、−１、１、３であり、前記信号点配置の数が４０９６個であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記シンボルマッピング回路は、１シンボルにつきタイムスロットＮ／２個分の長さの変調信号を２系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記２系統の変調信号を１個の光変調器に入力し変調を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記シンボルマッピング回路は、１シンボルにつきタイムスロットＮ／４個分の長さの変調信号を４系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記４系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う２個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記シンボルマッピング回路は、タイムスロットＮ／Ｍ（Ｍは２以上の整数）個分の長さの変調信号を４Ｍ系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記４Ｍ系統の変調信号を入力し、波長λ１〜λＭの両偏波について２Ｍ個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、光伝送装置に用いる光送信機が行う光送信方法であって、Ｎ（Ｎは４以上の整数）次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、Ｎ次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、前記初期座標をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別するシンボルマッピングステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離を拡大し雑音耐性を高めることで従来の方式より長距離伝送が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるＮ次元空間における信号点配置を探索する処理動作を示すフローチャートである。
【図２】初期座標の決定の概念を示す説明図である。
【図３】近接格子点算出の概念を示す説明図である。
【図４】探索した変調フォーマットの最小ユークリッド距離を示す説明図である。
【図５】探索した変調フォーマットによる結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。
【図７】探索された信号点配置を示す説明図である。
【図８】探索された信号点配置を示す説明図である。
【図９】探索された信号点配置を示す説明図である。
【図１０】本発明の第６実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による光送信機を説明する。始めに、Ｎ次元空間における信号点配置を探索する方法について説明する。図１は、Ｎ次元空間における信号点配置を探索する処理動作を示すフローチャートである。ここでは、Ｎ次元空間中における信号点配置を変調フォーマットと定義する。
【００２１】
まず光送信機は、探索する次元Ｎ（Ｎは４以上の整数）と探索を開始するＮ次元空間の初期座標の設定と探索する変調フォーマットの周波数利用効率の設定を行う（ステップＳ１）。初期座標をＮ次元ベクトルＡ０とした場合、Ａ０の値は任意に選択することが可能であり、設定した値によって信号点配置が変化する。ここでは紙面の都合上、図２を用いて２次元平面に射影した状態での概念的な説明を行う。図２の左図のように初期座標Ａ０を設定した場合、信号点は原点からの同心円上に配置されない。この状態を対称性無しとして定義する。同様に図２右図のようにＡ０を設定すると、原点からの同心円上に配置され、この状態を対称性有りと定義する。
【００２２】
次に、光送信機は、Ｎ次元の初期座標を中心座標として、中心座標に対するＮ次元空間での最密充填格子（参考文献１参照）の近接点を参考文献１の方法を用いて算出し、中心座標回りでの格子点の座標値を全て保持しておく（ステップＳ２）。
参考文献１：J.H.CONWAY, N.J.A.SLOANE "SPHERE PACKINGS, LATTICES AND GROUPS" Springer, 1999. pp.12-20, pp.94-135 Vol. 290.
【００２３】
この近接格子点の構成法によって振幅レベル数が変化する。具体的に図３を用いて説明を行う。紙面の都合上、図３はＮ次元空間中の２つの成分について２次元平面に射影した図であり、中心座標の周りにとり得る点が存在しており、どの点を取るかはここで図示していない他の次元の値によっても制限されるが、近接格子点は中心座標を中心に回転方向に対して自由度が存在する。構成例１に対して構成例２を採用した場合振幅レベル数が低減可能となる。
【００２４】
次に、光送信機は、初期座標回りでは全ての近接格子点が算出できているため、初期座標をシンボル候補点に追加する（ステップＳ３）。続いて、光送信機は、ここまでの処理で算出してきた格子点座標のノルムを計算し、最小値をとる格子点座標の全てに対して、前述したステップＳ２と同様な方法で近接格子点の算出を行い、算出した格子点の座標を保持しておく（ステップＳ４）。
【００２５】
次に、光送信機は、ステップＳ４で近接格子点の算出を行った格子点の座標をシンボル候補点に追加する（ステップＳ５）。続いて、光送信機は、ここまでの処理で算出したシンボル候補点の個数が、ステップＳ１で設定した周波数利用効率に対応したシンボル点数に以上であれば次に進み、シンボル候補点数が規定数に達していなければステップＳ４に戻る。
【００２６】
次に、光送信機は、送信電力に対する最小ユークリッド距離を最大化するために、シンボル候補点座標の原点からの距離（ノルム）を算出し、ノルムの小さいシンボル候補点から順に変調フォーマットのシンボル点に採用していくことによりシンボル点の選定を行う（ステップＳ７）。ノルムの値が同じ場合は、シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル候補点を採用することで、最小ユークリッド距離を保ちつつ振幅レベル数を低減することが可能となる。そして、採用されたシンボル数がステップＳ１で設定した周波数利用効率に対応したシンボル数になるまで処理を繰り返す。また振幅レベル数を更に低減する必要がある場合では、最大振幅レベルが小さいシンボル候補点から採用を行い、最大振幅が同じ候補点については、ノルムが小さい候補点から採用していくことも可能である。
【００２７】
図４は本実施形態におけるＮ次元における信号点配置を探索する方法によって算出された４次元と８次元における変調フォーマットと従来の２次元変調の最小ユークリッド距離の比較結果を示す図である。最小ユークリッド距離は送信パワー一定の条件で比較しており、従来の方式と比較して４次元においても８次元においても最小ユークリッド距離が拡大していることが確認できる。
【００２８】
図５は探索した変調フォーマットによる結果を示す図である。縦軸に周波数利用効率、横軸に最小ユークリッド距離から求められるＱＰＳＫからの所要ＯＳＮＲペナルティをとっており、従来技術は偏波多重の２次元変調である。図５から全ての周波数利用効率で改善が確認できる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による光送信機を説明する。図６は、同実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。図６の光送信機は、バイナリ情報である送信データを、第１実施形態で算出された変調フォーマットにより、シンボルマッピング回路１で多値の変調信号に変換する。そして、変調信号を光変調器３によって光信号に変換する。この時、Ｎ次元における信号点配置は、同相搬送波、直交位相搬送波、時間、偏波、波長、空間（マルチモード、マルチコア）に全てまたは一部にマッピングされる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態による光送信機を説明する。図７は前述の探索方法によって探索された４次元空間における周波数利用効率６ｂｐｓ／Ｈｚの信号点配置を示す図である。図７に示す信号点配置は次元数が４であり、振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−３，−１，１，３をとる。次元１と次元２、次元３と次元４が同時に振幅レベルの絶対値で３を取ることはなく、次元１と次元２、次元３と次元４の和を２で割った値が奇数でものをグループ１（図７中の○）、偶数であるものをグループ２（図７中の×）とした場合、取り得る信号点配置は、次元１，２の原点からの距離が√（２）であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループの全ての座標を取ることができ、次元１，２の原点からの距離が√（１０）であるとき次元３，４は次元１，２の座標と異なる座標でかつ次元１，２と同じグループの座標を取ることができ、信号点配置の数が６４個になる。
【００３１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態による光送信機を説明する。図８は前述の探索方法によって探索された４次元空間における周波数利用効率８ｂｐｓ／Ｈｚの信号点配置を示す図である。図８に示す信号点配置は、次元数が４であり、振幅レベル数は等間隔で６レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−５，−３，−１，１，３，５をとる。次元１と次元２、次元３と次元４が同時に振幅レベルの絶対値で５を取ることはなく、次元１と次元２、次元３と次元４の和を２で割った値が奇数でものをグループ１（図８中の○）、偶数であるものをグループ２（図８中の×）とした場合、次元１，２の原点からの距離が√（２）であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループの全ての座標を取ることができる。
【００３２】
また、次元１，２の原点からの距離が√（１０）であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループかつ原点からの距離が√（２）または√（１０）または３√（２）または√（２６）となる座標を取ることができる。また、次元１，２の原点からの距離が３√（２）であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループかつ原点からの距離が√（２）または√（１０）または３√（２）となる座標を取ることができる。また、次元１，２の原点からの距離が√（２６）であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループかつ原点からの距離が√（２）または√（１０）となる座標を取ることができる。また、次元１，２の原点からの距離が６であるとき次元３，４は次元１，２と同じグループかつ原点からの距離が√（２）となる座標を取ることができ、信号点配置は２５６個となる。
【００３３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態による光送信機を説明する。図９は前述の探索方法によって探索された８次元空間における周波数利用効率６ｂｐｓ／Ｈｚの信号点配置を示す図である。図９に示す信号点配置は、次元数が８であり、振幅レベル数は等間隔で４レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−３，−１，１，３である。次元１と次元２、次元３と次元４、次元５と次元６、次元７と次元８の和を２で割った値が奇数かつ次元１、次元３、次元５、次元７の振幅レベルが１または−３のものをグループ１（図９中の□）とする。奇数かつ次元１、次元３、次元５、次元７の振幅レベルが−１または３のものをグループ２（図９中の×）とする。偶数かつ次元１、次元３、次元５、次元７の振幅レベルが１または−３のものをグループ３（図９中の○）とする。偶数かつ次元１、次元３、次元５、次元７の振幅レベルが−１または３のものをグループ４（図９中の△）とする。
【００３４】
この場合、次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８の全てがグループ１に含まれる座標をとる。または次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８の全てがグループ２に含まれる座標をとる。または次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８のうち２つがグループ１に含まれる座標をとり残り２つがグループ２に含まれる座標をとる。または次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８の全てがグループ３に含まれる座標をとる。または次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８の全てがグループ４に含まれる座標をとる。または次元１，２、次元３，４、次元５，６、次元７，８のうち２つがグループ３に含まれる座標をとり残り２つがグループ４に含まれる座標をとることで、信号点配置の数は４０９６個となる。
【００３５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態による光送信機を説明する。図１０は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路１１と光変調回路２１の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路１１は、Ｎ次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてＮ次元ベクトルを算出する。そして、Ｎ次元ベクトルを２ポートの出力端子からＮ／２回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
【００３６】
光変調回路２１は、１個の光変調器２１１から構成され、シンボルマッピング回路１１から出力された２系統の変調信号（変調信号１、変調信号２）により同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行い、光信号を出力する。
【００３７】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態による光送信機を説明する。図１１は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路１２と光変調回路２２の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路１２は、Ｎ次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてＮ次元ベクトルを算出する。そして、Ｎ次元ベクトルを４ポートの出力端子からＮ／４回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
【００３８】
光変調回路２２は、Ｘ偏波の変調を行う光変調器（Ｘ偏波）２２１とＹ偏波の変調を行う光変調器（Ｙ変調）２２２から構成され、シンボルマッピング回路１２から出力された４系統の変調信号（変調信号１〜４）により、Ｘ偏波とＹ偏波のそれぞれ同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行い、合波器２２３によりＸ偏波とＹ偏波を合成した光信号を出力する。
【００３９】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態による光送信機を説明する。図１１は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路１３と光変調回路２３の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路１３は、Ｎ次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてＮ次元ベクトルを算出する。そして、使用する波長数をＭ（Ｍは２以上Ｎ／４以下の整数）とすると、Ｎ次元ベクトルを４Ｍポートの出力端子からＮ／４Ｍ回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
【００４０】
光変調回路２３は、全ての波長に対してＸ偏波とＹ偏波の変調を行う２Ｍ個の光変調器２３１−１、２〜２３Ｍ−１、２から構成され、シンボルマッピング回路１３から出力された４Ｍ系統の変調信号により、全ての波長においてＸ偏波とＹ偏波のそれぞれ同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行う。そして、Ｘ偏波とＹ偏波を合波器２３２−１〜Ｍによって合成後、合波器２３３によって全ての波長が多重された光信号を出力する。
【００４１】
このように、Ｎ次元における信号点配置を探索する方法において、Ｎ次元空間中の最密充填格子を用い、探索された信号点配置は、振幅レベル数の制限が可能で、信号点配置の対称性を有するようにした。
【００４２】
また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、入力されたビット情報を、前述のＮ次元における信号点配置探索方法によって探索されたＮ次元における信号点配置により、変調信号に変換する回路を備え、光変調回路は、前記変調信号により光を変調する変調器を備えるようにした。
【００４３】
また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、１シンボルにつきタイムスロットＮ／２個分の長さの変調信号を２系統出力するポートを備え、光変調回路は２系統の変調信号を１個の光変調器に入力し変調を行うようにした。
【００４４】
また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、１シンボルにつきタイムスロットＮ／４個分の長さの変調信号を４系統出力するポートを備え、光変調回路は４系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う２個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成するようにした。
【００４５】
また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、タイムスロットＮ／Ｍ（Ｍは２以上の整数）個分の長さの変調信号を４Ｍ系統出力するポートを備え、光変調回路は、４Ｍ系統の変調信号を入力し、波長λ１〜λＭの両偏波について２Ｍ個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成するようにした。
【００４６】
以上説明したように、最密充填格子を用い、信号点配置が対称性を有し、振幅レベル数の制限が可能な、Ｎ次元における信号点配置の探索方法により設計されたＮ次元における信号点配置をもとに、複数の次元わたり光信号の変調を行う光送信機を実現することができる。
【００４７】
この構成によれば、Ｎ次元信号点空間にて、最小ユークリッド距離を拡大し、信号点配置に対称性を有し、振幅レベル数の制限が可能な、Ｎ次元における信号点配置を探索する方法を提供することができる。また、このＮ次元における信号点配置を用いることで、最小ユークリッド距離を拡大し雑音耐性を高めることで従来の方式より長距離伝送可能であり、ＤＡＣの要求条件を満たすことができ、受信側の信号処理アルゴリズムの複雑化が解消される光送信機を提供することができる。
【００４８】
前述した実施形態における光送信機をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００４９】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
雑音耐性が高く、長距離伝送を可能とすることが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１１、１２、１３・・・シンボルマッピング回路、２、２１１、２２１、２２２、２３１、２３Ｍ・・・光変調器、２１、２２、２３・・・光変調回路、２２３、２３２、２３３・・・合波器
【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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