特許 6139322 光送信装置及び光受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139322

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】光送信装置及び光受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20170522BHJP

   H04B 10/516 20130101ALI20170522BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 110

   H04B10/516

   H04J14/02

【請求項の数】7

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-162777(P2013-162777)

(22)【出願日】2013年8月5日

(65)【公開番号】特開2015-33062(P2015-33062A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年1月28日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人情報通信研究機構「エラスティック光アグリゲーションネットワークの研究開発 課題ア エラスティック光リンク技術」委託研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100170667

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 浩次

(72)【発明者】

【氏名】竹島 公貴

(72)【発明者】

【氏名】釣谷 剛宏

【審査官】 吉江 一明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２５３７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｂ １０／５１６

Ｈ０４Ｊ １１／００

Ｈ０４Ｊ １４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を送信する光送信装置であって、
前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上のデータ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、
前記光送信装置は、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を決定する決定手段と、
前記決定手段が決定した変調方式を示す値を当該通知用シンボルで搬送し、前記決定手段が決定した変調方式に従い、データを当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルで搬送する様にサブキャリアを変調する変調手段と、
を備え、
前記通知用シンボルは、前記複数のサブキャリアのそれぞれに周期的に配置され、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルは、当該通知用シンボルと同じサブキャリアであり、かつ、当該通知用シンボルと同じサブキャリアにおいて当該通知用シンボルと当該通知用シンボルの時間的に１つ後に配置される通知用シンボルとの間に配置されるデータ用シンボルであることを特徴とする光送信装置。

【請求項2】

それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を送信する光送信装置であって、
前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上のデータ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、
前記光送信装置は、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を決定する決定手段と、
前記決定手段が決定した変調方式を示す値を当該通知用シンボルで搬送し、前記決定手段が決定した変調方式に従い、データを当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルで搬送する様にサブキャリアを変調する変調手段と、
を備え、
前記通知用シンボルは、前記複数のサブキャリアの１つに周期的に配置され、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルは、当該通知用シンボルと時間的に同じシンボル位置で、当該通知用シンボルとは異なるサブキャリアのデータ用シンボル、又は、当該通知用シンボルより時間的に後のシンボル位置で、当該通知用シンボルとは異なるサブキャリアのデータ用シンボルであることを特徴とする光送信装置。

【請求項3】

通知用シンボルの変調方式は、データ用シンボルに利用可能な変調方式を１つのシンボルで指定できるものであ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】

それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を送信する光送信装置であって、
前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上のデータ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、
前記光送信装置は、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を決定する決定手段と、
前記決定手段が決定した変調方式を示す値を通知用シンボルで搬送し、前記決定手段が決定した変調方式に従い、データを当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルで搬送する様にサブキャリアを変調する変調手段と、
を備え、
前記通知用シンボルの変調方式は、データ用シンボルに利用可能な変調方式を１つのシンボルで指定できるものであることを特徴とする光送信装置。

【請求項5】

前記通知用シンボルは、少なくとも１つのサブキャリアに周期的に配置されることを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。

【請求項6】

それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を受信する光受信装置であって、
前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上の前記データ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、
前記光受信装置は、
通知用シンボルから当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を判定する判定手段と、
前記判定手段が判定した変調方式に従い当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルを復調する復調手段と、
を備え、
前記通知用シンボルの変調方式は、データ用シンボルに利用可能な変調方式を１つのシンボルで指定できるものであることを特徴とする光受信装置。

【請求項7】

前記通知用シンボルは、少なくとも１つのサブキャリアに周期的に配置されることを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のサブキャリアを含む光信号で通信を行う光通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を光通信システムに適用した光ＯＦＤＭ通信システムを提案している。光ＯＦＤＭ通信システムでは、サブキャリア数、シンボルレート、サブキャリア毎の変調多値度を変更することで伝送速度を柔軟に変更でき、よって、エラスティック光ネットワークの通信方式として期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１８６６７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光ＯＦＤＭ通信において、光送信装置がサブキャリアの変調方式を変更することで、伝送速度を調整することを考える。これは、例えば、２つの局舎間に設定された複数の光伝送路の１つが障害となったときに、障害となった伝送路が復旧するまでの間、障害となった光伝送路が受け持っていたトラフィックを残りの光伝送路で負担する場合等に必要になる。なお、変調多値度を増加させることで信号対雑音比が劣化する。しかしながら、光ファイバの伝送特性は無線と異なり極めて安定しているため、品質劣化を起こさない変調多値度の最大値をサブキャリア毎に予め測定して求めておき、各サブキャリアの変調多値度をこの最大値以下で変更することで伝送品質の劣化を防ぐことができる。

【0005】

光受信装置は、光送信装置から受信するＯＦＤＭ変調された光信号（光ＯＦＤＭ信号）の復調のために、各サブキャリアの変調方式を知る必要がある。光送信装置が各サブキャリアの変調方式を変更せず、常に同じ変調方式を使用するのであれば、予め光受信装置にも各サブキャリアの変調方式を設定しておけば良い。しかし、光送信装置がサブキャリアの変調方式を必要に応じて変更する場合、光受信装置は、この変更を認識する必要がある。例えば、制御ネットワークを介して光受信装置にサブキャリアの変調方式を通知することが考えられるが、変更のタイミングを同期させることは難しい。

【0006】

本発明は、サブキャリアの変調方式の変更を光受信装置に通知する光送信装置と、当該光送信装置と通信する光受信装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面によると、それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を送信する光送信装置であって、前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上のデータ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、前記光送信装置は、通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を決定する決定手段と、前記決定手段が決定した変調方式を示す値を当該通知用シンボルで搬送し、前記決定手段が決定した変調方式に従い、データを当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルで搬送する様にサブキャリアを変調する変調手段と、を備え、前記通知用シンボルは、前記複数のサブキャリアのそれぞれに周期的に配置され、
通知用シンボルに関連するデータ用シンボルは、当該通知用シンボルと同じサブキャリアであり、かつ、当該通知用シンボルと同じサブキャリアにおいて当該通知用シンボルと当該通知用シンボルの時間的に１つ後に配置される通知用シンボルとの間に配置されるデータ用シンボルであることを特徴とする。

【0008】

本発明の一側面によると、それぞれが複数のシンボルを含む複数のサブキャリアを有する光信号を受信する光受信装置であって、前記複数のサブキャリアの複数のシンボルは、データを送信するためのデータ用シンボルと、１つ以上の前記データ用シンボルと関連し、関連するデータ用シンボルの変調方式を通知するための通知用シンボルを含み、前記光受信装置は、通知用シンボルから当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を判定する判定手段と、前記判定手段が判定した変調方式に従い当該通知用シンボルに関連するデータ用シンボルを復調する復調手段と、を備え、前記通知用シンボルの変調方式は、データ用シンボルに利用可能な変調方式を１つのシンボルで指定できるものであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

サブキャリアの変調方式の変更を効果的に光受信装置に通知できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態による光送信装置の概略的な構成図。

【図2】一実施形態による光受信装置の概略的な構成図。

【図3】一実施形態による光送信装置が送信する光ＯＦＤＭ信号の概略的な構成図。

【図4】一実施形態による光送信装置が送信する光ＯＦＤＭ信号の概略的な構成図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、光ＯＦＤＭ通信により実施形態の説明を行うが、本発明はＯＦＤＭに限定されず、複数のサブキャリアを含む光通信システムに適用できる。

【0012】

図３は、本実施形態において光送信装置が送信する光ＯＦＤＭ信号の説明図である。なお、図３の光ＯＦＤＭ信号は、＃１から＃８の８つのサブキャリアを使用し、＃１から＃７の７つのシンボルで１つのフレームを構成するものとしているが、使用するサブキャリア数や、１フレームを構成するシンボル数は任意である。図３の各四角形は、１つのサブキャリアの１つのシンボルを表し、網掛けされた四角形は、変調方式を通知するための通知用シンボルを示している。また、４、８、１６又は６４の数字が記載された四角形は、データを搬送するためのデータ用シンボルであり、４、８、１６又は６４の数字は、それぞれ、そのシンボルがＱＰＳＫ、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭで変調されていることを示している。

【0013】

本実施形態において、各フレームの先頭に設けられた通知用シンボルは、同じサブキャリアの同じフレームの各データ用シンボルの変調方式を示している。例えば、図３において、フレーム＃１のサブキャリア＃１の通知用シンボルは、８ＱＡＭを示し、フレーム＃２のサブキャリア＃１の通知用シンボルは、１６ＱＡＭを示している。なお、通知用シンボル自体の変調方式は固定的であり、その変調方式は、データ用シンボルに使用可能な変調方式の種別数を１シンボルで搬送できるものとする。例えば、本実施形態では、ＱＰＳＫ、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの４種類の変調方式をデータ用シンボルに使用するため、４つの値を１シンボルで搬送できるＱＰＳＫとする。そして、例えば、値００をＱＰＳＫ、値０１を８ＱＡＭ、値１０を１６ＱＡＭ、値１１を６４ＱＡＭとする。なお、データ用シンボルに使用する変調方式の数である４つの値を１シンボルで搬送できる、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを通知用シンボルの変調方式とすることもできる。

【0014】

本実施形態の光受信装置は、フレームの先頭にある通知用シンボルを復調し、当該フレームのデータ用シンボルの変調方式を判定することで、当該フレームのデータ用シンボルを復調する。なお、図３においては、簡単のため、フレーム内には、変調方式の通知用シンボルとデータを搬送するデータ用シンボルのみとしているが、実際には、トレーニング用のシンボル等が所定の位置に所定の変調方式で挿入される。

【0015】

上記構成により、光送信装置は、事前に光受信装置と使用する変調方式について交渉等を行うことなく、データ用シンボルに使用する変調方式を自由に変更することができる。なお、本実施形態では、各サブキャリアに対してＱＰＳＫ、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの４種類の変調方式を適用可能としているが、サブキャリア単位で使用できる変調方式に制限を加えることができる。例えば、図３のサブキャリア＃８に対応する周波数の伝送特性が良くない場合、伝送品質を保つため、サブキャリア＃８に対しては、６４ＱＡＭを使用せず、多値数が１６以下の変調方式のみを使用するとの制限を設けることができる。また、本実施形態において、通知用シンボルは、当該通知用シンボルと、当該通知用シンボルとは同じサブキャリアで、かつ、時間的に１つ後の通知用シンボルまでの間にあるデータ用シンボルの変調方式を示していた。しかしながら、通知用シンボルは、当該通知用シンボルの時間的に１つ後の通知用シンボルから、その次の通知用シンボルまでのデータ用シンボルの変調方式を示す構成とすることもできる。つまり、通知用シンボルと同じサブキャリアで、かつ、当該通知用シンボルより時間的に後のデータ用シンボルであって、当該通知用シンボルとの関連が光送信装置と光受信装置で一致すれば良い。

【0016】

図４は、光送信装置が送信する光ＯＦＤＭ信号の他の実施形態の説明図である。図３の構成では、通知用シンボルを時間方向において周期的に設け、各通知用シンボルは、同じサブキャリアの次の時間位置の通知用シンボルまでのデータ用シンボルの変調方式を示していた。図４の実施形態では、１つのサブキャリアを通知用シンボルのみとし、各通知用シンボルは、次の時間位置の、当該通知用シンボルとは異なる総てのサブキャリアのシンボルの変調方式を示している。例えば、図４のフレーム＃１の時間位置＃１から＃３の通知用シンボルは８ＱＡＭを示し、フレーム＃１の時間位置＃４からフレーム＃２の時間位置＃３の通知用シンボルは１６ＱＡＭを示し、フレーム＃２の時間位置＃４のシンボルからフレーム＃３の時間位置＃２の通知用シンボルは６４ＱＡＭを示している。なお、図４の構成では、各通知用シンボルは、１つ後の時間位置の総てのデータ用シンボルの変調方式を示すものとしたが、同じ時間位置のデータ用シンボルの変調方式を示すものであっても、２つ以上後の時間位置のデータ用シンボルの変調方式を示すものであっても良い。上記構成により、光送信装置は、事前に光受信装置と使用する変調方式について交渉等を行うことなく、自由にデータ用シンボルの変調方式を変更することができる。

【0017】

なお、更なる実施形態として、通知用シンボルを、例えば、各フレームの先頭シンボルの特定の１つのサブキャリアにのみ設け、各フレームの総てのデータ用シンボルの変調方式を、同じフレームの通知用シンボルで示す形態とすることもできる。より一般的には、各通知用シンボルを、１つ以上のデータ用シンボルに関連付け、各通知用シンボルは、関連するデータ用シンボルの変調方式を示すものとし、この通知用シンボルとデータ用シンボルの関連が、光送信装置と光受信装置で既知であれば良い。なお、通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの時間位置は、当該通知用シンボルと同じか、当該通知用シンボルより後とする。したがって、各フレームの通知用シンボルは任意の数にすることができる。さらに、通知用シンボルの配置パターンを、フレーム毎の繰り返しではなく、複数のフレーム毎の繰り返しにすることもできる。つまり、例えば、複数のフレームに１つの通知用シンボルを配置することもできる。

【0018】

図１は、上述した光ＯＦＤＭ信号を生成する光送信装置１００の概略的な構成図である。変調種別通知部１１は、１つの通知用シンボルに関連するデータ用シンボル毎に変調方式を決定してマッピング部１０に通知する。例えば、図３に示す光ＯＦＤＭ信号の場合、ある通知用シンボルに関連するデータ用シンボルは、当該通知用シンボルと同じサブキャリアで、当該通知用シンボルと当該通知用シンボルの時間的に１つ後にある通知用シンボルとの間にあるデータ用シンボルである。変調種別通知部１１は、例えば、外部の管理装置から入力される伝送速度や、光送信装置１００に入力されるデータの伝送速度等に基づき、各通知用シンボルに関連するデータ用シンボルの変調方式を決定する。

【0019】

光送信装置１００が各サブキャリアに使用する変調方式を変更することで、光送信装置１００の伝送速度は変化する。マッピング部１０には、光送信装置１００の伝送速度に応じた速度でデータが入力される。マッピング部１０は、シンボル期間毎に、入力されたデータを各サブキャリアに分配し、変調種別通知部１１から通知された変調方式に従い、各サブキャリアについてデータに対応する複素値を逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部１２に出力する。なお、この処理は、データ用シンボルに対して行う。さらに、マッピング部１０は、変調種別通知部１１から通知された変調方式を示す値に基づき、通知用シンボルの変調方式に従い、変調方式を示す値に対応する複素値を逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部１２に出力する。この処理は、通知用シンボルに対して行う。以上、マッピング部１０での処理は、変調種別通知部１１が決定した変調方式を示す値を通知用シンボルで搬送し、変調種別通知部１１が決定した変調方式に従い、データを通知用シンボルに関連するデータ用シンボルで搬送する様にサブキャリアを変調するものである。

【0020】

ＩＤＦＴ部１２は、入力される各サブキャリアの複素値を逆離散フーリエ変換し、時間的に離散なＯＦＤＭ信号を送信部１３に出力する。送信部１３は、時間的に離散なＯＦＤＭ信号をアナログ変換して、時間的に連続なＯＦＤＭ信号を生成する。そして、連続光を時間的に連続なＯＦＤＭ信号で変調することで光ＯＦＤＭ信号を生成し、生成した光ＯＦＤＭ信号を光受信装置に送信する。

【0021】

図２は、図１の光送信装置１００が送信した光ＯＦＤＭ信号を受信する光受信装置２００の概略的な構成図である。光受信部２０は、受信した光ＯＦＤＭ信号の光電気変換を行い、時間的に連続なＯＦＤＭ信号に変換する。その後、光受信部２０は、時間的に連続なＯＦＤＭ信号をサンプリングし、時間的に離散なＯＦＤＭ信号を離散フーリエ変換（ＤＦＴ）部２１に出力する。ＤＦＴ部２１は、時間的に離散なＯＦＤＭ信号を離散フーリエ変換し、各サブキャリアの複素値を復調部２２と、変調種別判定部２３に出力する。変調種別判定部２３は、所定の変調方式で変調された通知用シンボルを復調し、それに関連するデータ用シンボルの変調方式を判定し、判定した変調方式を復調部２２に通知する。復調部２２は、変調種別判定部２３から通知された変調方式に従い各データ用シンボルを復調する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】