(57)【要約】  光送信器（１０）において、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて光源（１２）を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信し、光受信器（３０）において、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタし、そのモニタ結果を光送信器（１０）へ送信し、光送信器（１０）において、光受信器（３０）から受信される前記モニタ結果に基づいて、光源（１２）の駆動条件を制御する。
2015087448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器と、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器と、を備え、
前記光受信器は、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光送信器へ送信する送信部と、を備え、
前記光送信器は、
前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部を備えた、マルチキャリア光伝送システム。
【請求項２】
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項１に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項３】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項２に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項４】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項３に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項５】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項６】
前記光送信器における前記制御部は、
前記モニタ結果と前記駆動条件との対応関係を予め記憶し、前記モニタ結果と前記対応関係とに基づいて前記駆動条件を決定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項７】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項８】
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項９】
光送信器において、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信し、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器において、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタし、そのモニタ結果を前記光送信器へ送信し、
前記光送信器において、前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する、マルチキャリア光伝送方法。
【請求項１０】
マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を生成するマルチキャリア変調部と、
前記変調信号を用いて駆動されることによりマルチキャリア変調信号光を送信する光源と、
前記マルチキャリア変調信号光を受信した光受信器においてモニタされた、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部と、を備えた、光送信器。
【請求項１１】
前記光受信器にてモニタされるサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項１０に記載の光送信器。
【請求項１２】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１１に記載の光送信器。
【請求項１３】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項１２に記載の光送信器。
【請求項１４】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記モニタ結果と前記駆動条件との対応関係を記憶し、前記モニタ結果と前記対応関係とに基づいて前記駆動条件を決定する、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１６】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１７】
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１８】
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器から送信された前記マルチキャリア変調信号光を受信して復調する光受信器であって、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光源の駆動条件を制御する情報として前記光送信器へ送信する送信部と、を備えた、光受信器。
【請求項１９】
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項１８に記載の光受信器。
【請求項２０】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１９に記載の光受信器。
【請求項２１】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項２０に記載の光受信器。
【請求項２２】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の光受信器。
【請求項２３】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の光受信器。
【請求項２４】
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア光伝送システム、マルチキャリア光伝送方法、光送信器、及び、光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝送トラフィックの増加に伴い、光伝送システムの大容量化の需要が益々高まっている。また、短距離系伝送システムでは、大容量だけでなく、低コストかつ簡易な構成が求められる。【０００３】
そのため、離散マルチトーン（ＤＭＴ：Discrete Multi-tone）変調方式を光伝送システムに適用することが検討されている。ＤＭＴ変調方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術をベースとしたマルチキャリア伝送技術の１つであり、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等のＤＳＬ技術で利用されている。【０００４】
ＤＭＴ変調方式では、個々のサブキャリアに対して伝送特性に応じたビット数を割り当てる「ビットローディング」と呼ばれる手法を用いる。伝送特性の一例は、信号対雑音比（ＳＮＲ）やビットエラーレート（ＢＥＲ）等である。伝送特性は、伝送条件と称してもよい。例えば、伝送特性の高いサブキャリアには伝送特性の低いサブキャリアよりも多くのビットを割り当てる。したがって、周波数利用効率の向上が可能である。【０００５】
ＤＭＴ変調方式を光伝送システムに導入する場合、光送信器には、半導体レーザによる直接変調方式を用いた電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器を適用できる。また、光受信器には、ＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）等の受光素子を用いた光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器を適用できる。【０００６】
半導体レーザやＰＤは、汎用的な光デバイスであるため安価である。また、直接変調方式では、光源である半導体レーザの駆動電流を送信情報に応じて変調することによって変調信号を生成する。直接変調方式は、光源とは別に光変調器を用いる外部変調方式と比べると高速化は難しいものの、信号光の位相情報を利用しなくてよいので、小型化及び低コスト化が可能である。なお、直接変調方式に用いられる半導体レーザは、直接変調レーザ（ＤＭＬ）と称してもよい。【０００７】
したがって、光伝送システムにＤＭＴ変調方式を導入することで、周波数利用効率の向上（別言すると、伝送容量の向上）と小型化及び低コスト化とを図ることが可能な光伝送システムを提供することができる。【０００８】
なお、光伝送技術の一例として、下記の特許文献１及び２に記載された技術が知られている。【０００９】
特許文献１に記載の技術では、送信側において、送信アナログ信号に、当該送信アナログ信号の周波数帯と大きく離れた単一周波数で且つ振幅一定のパイロット信号を多重化し、多重化した信号を光伝送路へ送信する。そして、光伝送路の途中でパイロット信号をモニタすることにより光伝送路における伝送利得の変動をモニタし、そのモニタ値が一定になるように、光伝送路に設けられた可変利得増幅器の利得を制御する。【００１０】
特許文献２に記載の技術では、光受信部において、受信信号の歪の瞬時最悪値を検出して光送信部にフィードバックし、光送信部において、受信した瞬時最悪値を基に、送信する周波数多重デジタル信号光の変調度及び周波数多重チャンネル数を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１２７１１９号公報
【特許文献２】特開平６−３０３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
直接変調方式を用いた光伝送システムでは、光源の一例である半導体レーザの駆動条件（例えば、駆動電流の振幅及びバイアス電流）によって伝送特性が変化する。そのため、光伝送システムに求められる伝送特性を確保するためには半導体レーザの駆動条件を最適化することが求められる。【００１３】
また、ＤＭＴ変調方式は、ＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）方式とは異なり、伝送特性に応じて個々のサブキャリアのビット割当（多値度）や送信パワーを変えるため、伝送特性毎に半導体レーザの駆動条件を最適化することが求められる。【００１４】
しかしながら、少なくとも特許文献１及び２に記載された従来技術においては、光伝送システムにＤＭＴ変調方式を導入することに関して何ら検討されていない。そのため、伝送特性に応じて半導体レーザの駆動条件を最適化することに関しても何ら検討されていない。【００１５】
本発明の目的の１つは、マルチキャリア光伝送システムにおいて光源の駆動条件を最適化することにより伝送特性の劣化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
光伝送システムの一態様では、光送信器において、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信し、前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器において、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタし、そのモニタ結果を前記光送信器へ送信し、前記光送信器において、前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
マルチキャリア光伝送システムにおいて光源の駆動条件を最適化することにより伝送特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に例示するマルチキャリア光伝送システムにおけるサブキャリア配置の一例を示す図である。
【図３】図１に例示するマルチキャリア光伝送システムにおけるＤＭＴ変調方式の概要を説明する図である。
【図４】図１に例示する光送信器に用いられる直接変調レーザの駆動電流に対する出力光パワーの特性例を示す図である。
【図５】図１に例示する光送信器に用いられる直接変調レーザの特性の１つである駆動電流振幅に対する二次高調波成分の特性例を示す図である。
【図６】図１に例示する光送信器に用いられる直接変調レーザの特性の１つである周波数に対する周波数応答の特性例を示す図である。
【図７】図１に例示する光送信器に用いられる直接変調レーザの特性の１つである周波数に対する相対雑音強度（ＲＩＮ）の特性例を示す図である。
【図８】図１に例示する光受信器でのモニタキャリアの設定例を説明する図である。
【図９】図１に例示する光受信器でのモニタキャリアの設定例を説明する図である。
【図１０】図１に例示する光受信器でのモニタキャリアの設定例を説明する図である。
【図１１】図１に例示する光送信器のレーザ駆動制御部が記憶するテーブルの一例を示す図である。
【図１２】図１に例示するマルチキャリア光伝送システムによる伝送方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すマルチキャリア光伝送システム１は、例示的に、光送信器１０と、光ファイバ等の光伝送媒体を用いた光伝送路５０を介して光送信器１０と接続された光受信器３０と、を備える。なお、光伝送路５０には、１又は複数の光増幅器が設けられてもよい。
【００２０】
光送信器１０は、ＤＭＴ変調方式で変調した送信データを直接変調方式で光信号に変換し、得られた送信変調信号光を光伝送路５０へ送信する。なお、ＤＭＴ変調方式は、マルチキャリア変調方式の一例である。送信変調信号光は、ＤＭＴ変調信号光と称してもよい。ＤＭＴ変調信号光は、マルチキャリア変調信号光の一例である。
【００２１】
光受信器３０は、光伝送路５０から受信されるＤＭＴ変調信号光を電気信号に変換しＤＭＴ復調することで受信データを得る。
【００２２】
（光送信器）
そのため、光送信器１０は、例示的に、ＤＭＴ変調部１１、直接変調レーザ（ＤＭＬ）１２、ＤＭＬドライバ１３、及び、レーザ駆動制御部１４を備える。
【００２３】
ＤＭＴ変調部１１は、マルチキャリア変調部の一例であり、電気信号である送信データをＤＭＴ変調してＤＭＴ変調信号を生成する。そのため、ＤＭＴ変調部１１は、例示的に、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１１１、マッパ１１２、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transformer）１１３及び合成部１１４を備える。
【００２４】
Ｓ／Ｐ変換部１１１は、送信データをＳ／Ｐ変換して送信サブキャリア数に応じた数のパラレルデータを生成しマッパに１１２に入力する。
【００２５】
マッパ１１２は、Ｓ／Ｐ変換部１１１から入力されるパラレルデータ（デジタルビット列）をサブキャリア毎に複素平面（ＩＱ平面）におけるシンボルにマッピングする。当該マッピングは、サブキャリア変調と称してもよい。サブキャリア配置の一例を図２に示す。図２には周波数領域においてＮ本（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアが設定された様子を例示している。なお、１〜Ｎは、サブキャリア番号を示す。
【００２６】
ＤＭＴ変調方式では、伝送特性の高いサブキャリアには伝送特性の低いサブキャリアよりも多くのビットを１シンボルに割り当てることができる。例えば図３に示すように、サブキャリア番号が小さいサブキャリアほど伝送特性が良い場合、サブキャリア番号が小さいサブキャリアに対してサブキャリア番号の大きいサブキャリアよりも多くのビットを１シンボルに割り当てることができる。
【００２７】
なお、割り当てられるビット数がサブキャリア変調の多値度に相当する。例えば、サブキャリア変調がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の場合、多値度は４である。サブキャリア変調が２Ｍ−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の場合、多値度はＭ（＝４，６，８等）である。
【００２８】
ＩＦＦＴ１１３は、マッパ１１２にてサブキャリア毎にシンボルにマッピングされた周波数領域の信号をＩＦＦＴ処理することにより時間領域の信号に変換する。
【００２９】
合成部１１４は、ＩＦＦＴ１１３により得られた時間領域の信号を合成することによりＤＭＴ変調信号を生成する。
【００３０】
ＤＭＬドライバ１３は、ＤＭＴ変調部１１（合成部１１４）で得られたＤＭＴ変調信号を、レーザ駆動制御部１４が定めた駆動条件（例示的に、バイアス電流及び振幅）となるように増幅して、ＤＭＬ１２の駆動電流を生成する。
【００３１】
ＤＭＬ１２は、光源の一例であり、例えば半導体レーザである。ＤＭＬ１２は、ＤＭＬドライバ１３から与えられる、ＤＭＴ変調された駆動電流に応じて発光パワーが変動することにより、ＤＭＴ変調信号光を生成して光伝送路５０へ出力する。
【００３２】
レーザ駆動制御部１４は、ＤＭＬドライバ１３によるＤＭＬ１２の駆動条件を制御する。なお、ＤＭＬ１２の駆動条件を「レーザ駆動条件」と称することがある。ここで、図４にＤＭＬ１２の駆動電流とＤＭＬ１２の出力光パワーとの関係の一例を示す。また、図５、図６及び図７に、それぞれ、駆動振幅が変化したときの二次高調波成分の特性、周波数特性、及び、周波数に対する相対強度雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）の特性の一例を示す。これらの特性は、ＤＭＬ１２の特性の一例である。なお、ＲＩＮは、レーザ光における誘導放出光と自然放出光との干渉に起因する光強度の揺らぎを平均光パワーにより正規化したものである。
【００３３】
図４に例示するように、バイアス電流値を基準にして駆動電流を正負に或る振幅で変動させることによりＤＭＬ１２の出力光パワーが変動する。なお、駆動電流の振幅を駆動振幅と称することがある。バイアス電流値及び駆動振幅を適切に設定することで、ＤＭＬ１２を線形領域で動作させることができる。
【００３４】
しかし、駆動振幅が大きくなり過ぎるとＤＭＬ１２が非線形領域で動作することになり、図５に例示するように、ＤＭＬ１２の光出力光パワーにおいて二次高調波成分が増加するため、伝送特性が劣化する。
【００３５】
一方、駆動電流が小さくなり過ぎると、図６に例示するように、周波数特性の帯域が狭くなる。例えば、符号Ａ〜Ｄでそれぞれ示すように駆動電流が４０ｍＡ，６０ｍＡ，８０ｍＡ及び１００ｍＡの時の周波数応答（ｄＢ）を比べると、駆動電流が最大の１００ｍＡの時と同じ周波数応答の得られる帯域が、駆動電流が小さくなるほど狭くなる。
【００３６】
また、図７に例示するように、駆動電流が小さくなるほどＲＩＮが増加し、伝送特性が劣化する。なお、図７には、符号Ａ〜Ｆで示すように駆動電流が１５ｍＡ，２５ｍＡ，３５ｍＡ，４５ｍＡ，５５ｍＡ及び６５ｍＡの時のそれぞれの周波数に対するＲＩＮ（ｄＢ／Ｈｚ）を例示している。
【００３７】
したがって、マルチキャリア光伝送システム１に求められる伝送特性（例えば、ＳＮＲやＢＥＲ等）を確保するためには、ＤＭＬ１２の駆動条件を最適化することが重要である。また、ＤＭＴ変調方式では、伝送特性に応じて個々のサブキャリアの多値度や送信パワーを最適化するため、伝送特性毎にＤＭＬ１２の駆動条件を最適化することが重要である。
【００３８】
ここで、ＤＭＬ１２の特性（以下「レーザ特性」とも称する。）は、上述したように周波数に依存してＲＩＮや周波数帯域の影響を受ける。そのため、ＲＩＮや周波数帯域の影響が他よりも大きいサブキャリア（周波数）が存在する。
【００３９】
そこで、本実施形態では、そのようなサブキャリア信号の受信特性（例えば、ＳＮＲやＢＥＲ等）を光受信器３０（後述のサブキャリアモニタ部３３）においてモニタ（測定）し、そのモニタ結果に基づいてＤＭＴ１２の駆動条件を制御する。
【００４０】
なお、モニタ結果は、図１には図示を省略した、光伝送路５０とは逆方向に光を伝送する光伝送路を通じて光送信器１０へ送信（フィードバック）することができる。その際、モニタ結果は、例示的に、監視制御信号光の一例であるＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）信号に載せることができる。
【００４１】
そのため、図１に例示するレーザ駆動制御部１４は、光受信器３０からフィードバックされたモニタ結果に基づいてＤＭＬ１２の駆動条件を決定する。例示的に、レーザ駆動制御部１４は、ＳＣモニタ結果とレーザ駆動条件との組み合せ（対応関係）を規定したテーブル１４１を記憶しておき、モニタ結果から当該テーブル１４１を参照して駆動条件を決定する。
【００４２】
テーブル１４１は、ＳＣモニタ結果−レーザ駆動条件テーブル１４１と称してもよい。当該テーブル１４１は、レーザ駆動制御部１４に備えられたメモリ等の記憶部（図示省略）に記憶される。テーブル１４１の内容例については、図１１により後述する。
【００４３】
（光受信器）
次に、図１に示す光受信器３０は、例示的に、受光素子の一例であるＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）３１と、ＤＭＴ復調部３２と、サブキャリア（ＳＣ）モニタ部３３と、ＳＣモニタ結果送信部３４と、を備える。
【００４４】
ＰＤ３１は、光伝送路５０から受光したＤＭＴ変調信号光を受光パワーに応じた振幅を有する電気信号に変換する。
【００４５】
ＤＭＴ復調部３２は、ＰＤ３１で得られた電気信号をＤＭＴ復調して受信データを得る。そのため、ＤＭＴ復調部３２は、例示的に、分割部３２１、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ：Fast Fourier Transformer）３２２、デマッパ３２３、及び、パラレル−シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部３２４を備える。
【００４６】
分割部３２１は、ＰＤ３１から入力される電気信号をサブキャリア数に分割しＦＦＴ３２２に入力する。
【００４７】
ＦＦＴ３２２は、分割部３２１から入力された各信号のそれぞれをＦＦＴ処理することにより時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。
【００４８】
デマッパ３２３は、ＦＦＴ３２２にて得られた周波数領域の信号から、サブキャリア毎にＩＱ平面における受信シンボルを識別して受信シンボルにマッピングされたビットを抽出（デマッピング）することにより、受信信号をサブキャリア復調（ＤＭＴ復調）する。
【００４９】
復調されたサブキャリア毎の受信信号（サブキャリア信号）はＰ／Ｓ変換部３２４にてＰ／Ｓ変換されることによりシリアルの受信データとして出力される。
【００５０】
サブキャリアモニタ部３３は、例示的に、デマッパ３２３からＰ／Ｓ変換部３２４へ入力されるサブキャリア信号のいずれか１又は複数の受信特性をモニタ（測定）する。受信特性の一例は、ＳＮＲやＢＥＲである。
【００５１】
なお、サブキャリアモニタ部３３に入力するサブキャリア信号は、予め定めたサブキャリア番号の信号に固定しておいてもよいし、設定に応じて異なるサブキャリア番号の信号に変更できるようにしてもよい。例えば、サブキャリアモニタ部３３の入力段に選択部を設けて、当該選択部に対する設定により、デマッパ３２３から出力される各サブキャリアの信号のうちの１つ又は複数を選択的にサブキャリアモニタ部３３へ入力するようにしてもよい。
【００５２】
サブキャリアモニタ結果送信部３４は、サブキャリアモニタ部３３でモニタ（測定）された、サブキャリア信号の受信特性（モニタ結果）を、光送信器１０のレーザ駆動制御部１４へ送信（フィードバック）する。サブキャリアモニタ結果送信部３４は、例示的に、ＯＳＣ送信部を用いて、光送信器１０へ送信するＯＳＣ光にモニタ結果を重畳することで実現してよい。
【００５３】
次に、サブキャリアモニタ部３３でモニタするサブキャリア（以下「モニタサブキャリア」と称することがある。）の設定例について説明する。モニタサブキャリアは、例示的に、既述のようにＤＭＬ１２の特性に影響を与える周波数に相当するサブキャリアに設定する。図８及び図９を参照して、モニタサブキャリアの設定例を説明する。
【００５４】
図８の左側に例示するグラフＡ〜Ｆは、図７と同じく、レーザ特性の１つである、周波数に対するＲＩＮ特性の一例を示す。図８の右側に例示するグラフＡ〜Ｃは、それぞれ周波数が１ＧＨｚ、７ＧＨｚ及び２０ＧＨｚである時の駆動電流に対するＲＩＮの特性の一例を示す。
【００５５】
図８から分かるように、７ＧＨｚという周波数は、ＤＭＬ１２の緩和振動周波数近傍の周波数であるため、駆動電流の変化によるＲＩＮの変動が他周波数に比べて大きい傾向にある。したがって、７ＧＨｚに相当するサブキャリアをサブキャリアモニタ部３３でのモニタサブキャリアに設定することにより、レーザ特性の１つであるＲＩＮ特性がＤＭＴ変調信号の伝送特性に与える影響を感度良くモニタすることが可能となる。なお、緩和振動周波数は、当該周波数を超える周波数においてＤＭＬ１２の出力光に波長揺らぎ（チャーピング）が発生し、駆動電流に対する応答特性が急激に劣化する周波数である。
【００５６】
また、図９の左側に例示するグラフＡ〜Ｄは、図６と同じくレーザ特性の１つである周波数特性の一例を示す。図９の右側に例示するグラフＡ〜Ｃは、それぞれ周波数が２ＧＨｚ、７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚである時のそれぞれの駆動電流に対する周波数応答特性の一例を示す。
【００５７】
図９から分かるように、周波数が２８ＧＨｚである時に駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数に比べて大きく帯域変動の影響が大きい傾向にある。したがって、２ＧＨｚ、７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚのうち、より高周波側の２８ＧＨｚに相当するサブキャリアをモニタサブキャリアに設定する。これにより、レーザ特性の１つである周波数（帯域）特性がＤＭＴ変調信号の伝送特性に与える影響を感度良くモニタすることが可能となる。
【００５８】
以上より、本実施形態では、非限定的な一例として、図１０に示すように７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの２つのサブキャリアをモニタサブキャリアに設定し、サブキャリアモニタ部３３にてそれぞれの受信特性をモニタする。
【００５９】
レーザ駆動制御部１４は、各モニタサブキャリアのモニタ結果からＤＭＬ１２の動作状況を認識し、ＤＭＬ１２の駆動条件を制御する。例えば、レーザ駆動制御部１４は、サブキャリアモニタ部３３でモニタされたサブキャリア信号の受信特性を基に、当該受信特性とＤＭＬ１２の駆動条件とを対応付けたテーブル１４１を参照して、ＤＭＬ１２の動作条件を決定する。
【００６０】
図１１に、レーザ駆動制御部１４がメモリ等の記憶部に記憶するテーブル１４１の一例を示す。図１１には、例示的に、受信特性の一例であるＳＮＲと駆動条件の一例であるバイアス電流及び駆動振幅との組み合わせとして４つのエントリがテーブル１４１に設定された様子を示している。
【００６１】
第１のエントリは、７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの各モニタキャリアの受信特性（例示的に、ＳＮＲ）がそれぞれ２０ｄＢ及び１０ｄＢであった場合に、ＤＭＬ１２のバイアス電流及び駆動振幅をそれぞれ６０ｍＡ及び４０ｍＡに設定するデータを有する。
【００６２】
第２のエントリは、各モニタキャリアのＳＮＲがそれぞれ２０ｄＢ及び１２ｄＢであった場合に、ＤＭＬ１２のバイアス電流及び駆動振幅をそれぞれ８０ｍＡ及び４０ｍＡに設定するデータを有する。
【００６３】
第３のエントリは、各モニタキャリアのＳＮＲがそれぞれ２５ｄＢ及び１０ｄＢであった場合に、ＤＭＬ１２のバイアス電流及び駆動振幅をそれぞれ６０ｍＡ及び６０ｍＡに設定するデータを有する。
【００６４】
第４のエントリは、各モニタキャリアのＳＮＲがそれぞれ２５ｄＢ及び１２ｄＢであった場合に、ＤＭＬ１２のバイアス電流及び駆動振幅をそれぞれ８０ｍＡ及び６０ｍＡに設定するデータを有する。
【００６５】
レーザ駆動制御部１４は、例示的に、モニタサブキャリアの受信特性を基に以上の４つのエントリのいずれかを選択して、選択したエントリにおいて示されるレーザ駆動条件にＤＭＬドライバ１３を設定、制御する。
【００６６】
なお、レーザ駆動制御部１４は、テーブル１４１を用いる代わりに、例えばテーブル１４１の内容を数式化あるいは近似式化して演算によりレーザ駆動条件を制御するようにしても構わない。ただし、テーブル１４１を用いれば、駆動制御の応答速度の高速化を図ることができる。
【００６７】
（動作説明）
次に、図１２に例示するフローチャートを参照して、上述したマルチキャリア光伝送システム１におけるＤＭＬ１２の駆動制御の一例について説明する。
【００６８】
まず、モニタサブキャリアの番号をサブキャリアモニタ部３３及びレーザ駆動制御部１４にそれぞれ設定し（処理Ｐ１１）、レーザ駆動制御部１４に対してＤＭＬ１２の駆動条件（例えば、バイアス電流及び駆動振幅）の初期値を設定する（処理Ｐ１２）。
【００６９】
光送信器１０は、ＤＭＴ変調部１１にてＤＭＴ変調信号を生成し（処理Ｐ１３）、当該ＤＭＴ変調信号を、レーザ駆動制御部１４が定めた駆動条件（初期値）となるようにＤＭＬドライバ１３にて増幅して、ＤＭＬ１２に駆動電流として入力する。これにより、ＤＭＴ変調信号がＤＭＬ１２によって光信号に変換されて光伝送路５０へ伝送される（処理Ｐ１４）。
【００７０】
光受信器３０では、光伝送路５０からＤＭＴ変調信号光をＰＤ３１にて受光して受光パワーに応じた電気信号に変換し、当該電気信号をＤＭＴ復調部３２にて復調する（処理Ｐ１５）。その際、ＤＭＴ復調部３２は、処理Ｐ１１で設定されたモニタサブキャリア番号の受信信号を抽出してサブキャリアモニタ部３３に入力する（処理Ｐ１６）。
【００７１】
サブキャリアモニタ部３３は、ＤＭＴ復調部３２から入力されたモニタサブキャリアの信号の受信特性をモニタする（処理Ｐ１７）。サブキャリアモニタ部３３は、モニタしたサブキャリア信号の受信特性が所定値よりも良好であるか否かを判定する（処理Ｐ１８）。
【００７２】
例えば、モニタ（測定）する受信特性がＢＥＲであれば、サブキャリアモニタ部３３は、ＢＥＲが閾値よりも小さいか否かを判定する。また、例えば、モニタ（測定）する受信特性がＳＮＲであれば、サブキャリアモニタ部３３は、ＳＮＲが閾値よりも大きいか否かを判定する。
【００７３】
判定の結果、モニタしたサブキャリア信号の受信特性が所定値よりも良好であれば（処理Ｐ１８でＹＥＳの場合）、ＤＭＬ１２の駆動条件を変更しなくてもよいので、サブキャリアモニタ部３３は、モニタ結果をＳＣモニタ結果送信部３４へ与えずに処理を終了する。
【００７４】
これに対し、モニタしたサブキャリア信号の受信特性が所定値よりも良好でない（例えば、ＢＥＲが閾値以上、あるいはＳＮＲが閾値以下である）場合（処理Ｐ１８でＮＯの場合）、サブキャリアモニタ部３３は、モニタ結果をＳＣモニタ結果送信部３４へ与える。ＳＣモニタ結果送信部３４は、モニタ結果を光送信器１０へ送信し、光送信器１０は、受信したモニタ結果をレーザ駆動制御部１４に与える（処理Ｐ１９）。
【００７５】
レーザ駆動制御部１４は、与えられたモニタサブキャリアの信号の受信特性を基に、図１１に例示したテーブル１４１を参照して、ＤＭＬ１２の駆動条件を決定し（処理Ｐ２０）、決定した駆動条件となるようにＤＭＬドライバ１３を制御する。これにより、ＤＭＬ１２の駆動条件が初期値から変更される（処理Ｐ２１）。したがって、光受信器３０で得られたモニタ結果は、光送信器１０のＤＭＬ１２の駆動条件を制御する制御情報の一例である。
【００７６】
駆動条件の変更後は、処理Ｐ１３に戻り、再び、光送信器１０からＤＭＴ変調信号光が光伝送路５０へ送信される。以降、処理Ｐ１３〜Ｐ２１に示す処理が、モニタサブキャリアの受信特性が所定値よりも良好な値を示すまで（処理Ｐ１８でＹＥＳと判定されるまで）繰り返される。
【００７７】
以上のように、上述した実施形態によれば、ＤＭＴ変調信号に含まれる（１又は複数）のサブキャリア信号のいずれかの受信特性（例えば、ＢＥＲやＳＮＲ等）をモニタし、そのモニタ結果に基づいてＤＭＬ１２の駆動条件（例えば、バイアス電流及び駆動振幅）を制御する。
【００７８】
したがって、ＤＭＬ１２の駆動条件を最適化することができ、レーザ特性の一例である周波数（帯域）特性やＲＩＮ特性に起因するＤＭＴ変調信号の伝送特性の劣化を抑圧することができる。
【００７９】
ここで、モニタサブキャリアを、レーザ特性に起因してＤＭＴ変調信号の伝送特性に対して他周波数よりも大きな影響を与えるサブキャリアに設定することで、ＤＭＴ変調信号の伝送特性の変動を感度良くモニタ（あるいは検出）することができる。
【００８０】
例えば、モニタサブキャリアを緩和振動周波数（例えば７ＧＨｚ）近傍のサブキャリアに設定することで、ＤＭＬ１２のＲＩＮ特性に起因する伝送特性の変動を感度良くモニタすることができる。したがって、ＲＩＮ特性に起因する伝送特性の変動に応じてＤＭＬ１２の駆動条件を確実に最適化することができる。
【００８１】
また、モニタサブキャリアを高周波側（例えば２８ＧＨｚ）のサブキャリアに設定することで、ＤＭＬ１２の周波数（帯域）特性に起因する伝送特性の変動を感度良くモニタすることができる。したがって、周波数特性に起因する伝送特性の変動に応じてＤＭＬ１２の駆動条件を確実に最適化することができる。
【００８２】
さらに、レーザ駆動制御部１４は、図１１に例示した、モニタサブキャリアの受信特性とＤＭＬ１２の駆動条件との対応関係を規定したテーブル１４１に基づいて駆動条件を決定（制御）するので、ＤＭＬ１２の駆動制御の高速応答化を図ることができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、非限定的な一例として、モニタサブキャリアを７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの２つサブキャリアに設定したが、モニタサブキャリアは１つ（例えば、７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの一方）に設定してもよい。また、３つ以上のサブキャリアをモニタサブキャリアに設定してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  マルチキャリア光伝送システム
１０  光送信器
１１  ＤＭＴ変調部（マルチキャリア変調部）
１１１  シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部
１１２  マッパ
１１３  逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
１１４  合成部
１２  直接変調レーザ（ＤＭＬ）（光源）
１３  ＤＭＬドライバ
１４  レーザ駆動制御部
１４１  テーブル
３０  光受信器
３１  受光素子（ＰＤ）
３２  ＤＭＴ復調部
３２１  分割部
３２２  高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
３２３  デマッパ
３２４  パラレル−シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部
３３  サブキャリア（ＳＣ）モニタ部
３４  ＳＣモニタ結果送信部
５０  光伝送路
【図１】
2015087448.tif 000003
【図２】
2015087448.tif 000004
【図３】
2015087448.tif 000005
【図４】
2015087448.tif 000006
【図５】
2015087448.tif 000007
【図６】
2015087448.tif 000008
【図７】
2015087448.tif 000009
【図８】
2015087448.tif 000010
【図９】
2015087448.tif 000011
【図１０】
2015087448.tif 000012
【図１１】
2015087448.tif 000013
【図１２】
2015087448.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月5日(2016.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器と、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器と、を備え、
前記光受信器は、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光送信器へ送信する送信部と、を備え、
前記光送信器は、
前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部を備えた、マルチキャリア光伝送システム。
【請求項２】
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項１に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項３】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項２に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項４】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項３に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項５】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項６】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
【請求項７】
光送信器において、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信し、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器において、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタし、そのモニタ結果を前記光送信器へ送信し、
前記光送信器において、前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する、マルチキャリア光伝送方法。
【請求項８】
マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を生成するマルチキャリア変調部と、
前記変調信号を用いて駆動されることによりマルチキャリア変調信号光を送信する光源と、
前記マルチキャリア変調信号光を受信した光受信器においてモニタされた、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部と、を備えた、光送信器。
【請求項９】
前記光受信器にてモニタされるサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項８に記載の光送信器。
【請求項１０】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項９に記載の光送信器。
【請求項１１】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項１０に記載の光送信器。
【請求項１２】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記モニタ結果と前記駆動条件との対応関係を記憶し、前記モニタ結果と前記対応関係とに基づいて前記駆動条件を決定する、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１４】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１５】
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器から送信された前記マルチキャリア変調信号光を受信して復調する光受信器であって、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光源の駆動条件を制御する情報として前記光送信器へ送信する送信部と、を備えた、光受信器。
【請求項１６】
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、請求項１５に記載の光受信器。
【請求項１７】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１６に記載の光受信器。
【請求項１８】
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、請求項１７に記載の光受信器。
【請求項１９】
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の光受信器。
【請求項２０】
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の光受信器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
なお、上述した実施形態では、非限定的な一例として、モニタサブキャリアを７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの２つサブキャリアに設定したが、モニタサブキャリアは１つ（例えば、７ＧＨｚ及び２８ＧＨｚの一方）に設定してもよい。また、３つ以上のサブキャリアをモニタサブキャリアに設定してもよい。
（付記）
（付記１）
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器と、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器と、を備え、
前記光受信器は、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光送信器へ送信する送信部と、を備え、
前記光送信器は、
前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部を備えた、マルチキャリア光伝送システム。
（付記２）
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、付記１に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記３）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記２に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記４）
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、付記３に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記５）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記２〜４のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記６）
前記光送信器における前記制御部は、
前記モニタ結果と前記駆動条件との対応関係を予め記憶し、前記モニタ結果と前記対応関係とに基づいて前記駆動条件を決定する、付記１〜５のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記７）
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、付記１〜６のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記８）
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、付記１〜７のいずれか１項に記載のマルチキャリア光伝送システム。
（付記９）
光送信器において、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信し、
前記光送信器が送信したマルチキャリア変調信号光を受光して前記変調信号を復調する光受信器において、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタし、そのモニタ結果を前記光送信器へ送信し、
前記光送信器において、前記光受信器から受信される前記モニタ結果に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する、マルチキャリア光伝送方法。
（付記１０）
マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を生成するマルチキャリア変調部と、
前記変調信号を用いて駆動されることによりマルチキャリア変調信号光を送信する光源と、
前記マルチキャリア変調信号光を受信した光受信器においてモニタされた、前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性に基づいて、前記光源の駆動条件を制御する制御部と、を備えた、光送信器。
（付記１１）
前記光受信器にてモニタされるサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、付記１０に記載の光送信器。
（付記１２）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記１１に記載の光送信器。
（付記１３）
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、付記１２に記載の光送信器。
（付記１４）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記１１〜１３のいずれか１項に記載の光送信器。
（付記１５）
前記制御部は、
前記モニタ結果と前記駆動条件との対応関係を記憶し、前記モニタ結果と前記対応関係とに基づいて前記駆動条件を決定する、付記１０〜１４のいずれか１項に記載の光送信器。
（付記１６）
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、付記１０〜１５のいずれか１項に記載の光送信器。
（付記１７）
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、付記１０〜１６のいずれか１項に記載の光送信器。
（付記１８）
光源を備え、マルチキャリア変調方式で変調した変調信号を用いて前記光源を駆動することによりマルチキャリア変調信号光を送信する光送信器から送信された前記マルチキャリア変調信号光を受信して復調する光受信器であって、
前記変調信号に含まれるサブキャリア信号のいずれかの受信特性をモニタするモニタと、
前記モニタによるモニタ結果を前記光源の駆動条件を制御する情報として前記光送信器へ送信する送信部と、を備えた、光受信器。
（付記１９）
前記モニタにてモニタするサブキャリア信号は、前記光源の駆動条件の変化が前記マルチキャリア変調信号光の伝送特性に与える影響が他よりも大きい周波数の信号である、付記１８に記載の光受信器。
（付記２０）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による相対強度雑音の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記１９に記載の光受信器。
（付記２１）
前記周波数は、前記光源の緩和振動周波数に相当する周波数である、付記２０に記載の光受信器。
（付記２２）
前記周波数は、前記光源の駆動電流の変化による周波数応答の変動が他周波数よりも大きい周波数である、付記１９〜２１のいずれか１項に記載の光受信器。
（付記２３）
前記マルチキャリア変調方式は、離散マルチトーン変調方式である、付記１８〜２２のいずれか１項に記載の光受信器。
（付記２４）
前記受信特性は、ビットエラーレート又は信号対雑音比である、付記１８〜２３のいずれか１項に記載の光受信器。
【国際調査報告】
2015087448.tif 000015
2015087448.tif 000016
2015087448.tif 000017
2015087448.tif 000018