特開 2022-165539 光通信装置、光空間通信システム、光通信方法、及び光通信プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022165539

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】光通信装置、光空間通信システム、光通信方法、及び光通信プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/077 20130101AFI20221025BHJP

   H04B 10/112 20130101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

H04B10/077 190

H04B10/112

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070915

(22)【出願日】2021-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】301072650

【氏名又は名称】ＮＥＣスペーステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】松井 円絵

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA41

5K102AB07

5K102AH02

5K102AH11

5K102AL23

5K102AL28

5K102LA03

5K102LA04

5K102LA05

5K102LA22

5K102LA23

5K102LA24

5K102LA38

5K102LA52

5K102LA56

5K102PB01

5K102PC12

5K102PH01

5K102PH03

5K102PH31

5K102PH49

5K102PH50

5K102RD28

(57)【要約】

【課題】衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体でも実行可能にする。
【解決手段】第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する光送信手段と、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ラインを伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する光受信手段と、第１電気信号を光送信手段に出力すると共に、第２電気信号を光送信手段に出力すると共に、光受信手段から入力した第３電気信号を処理すると共に、光受信手段から入力した第４電気信号の正常性を検証するデータ処理手段とを含む。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、
第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する
光送信手段と、
空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、
前記自己検証光専用ラインを伝播してきた前記第２光信号を第４電気信号に復調する
光受信手段と、
前記第１電気信号を前記光送信手段に出力すると共に、
前記第２電気信号を前記光送信手段に出力すると共に、
前記光受信手段から入力した前記第３電気信号を処理すると共に、
前記光受信手段から入力した前記第４電気信号の正常性を検証する
データ処理手段と
を備えた光通信装置。

【請求項2】

前記第１光信号及び前記第２光信号は互いに異なる波長を有し、
前記光送信手段は、
前記第１光信号及び前記第２光信号の両方を出力する共通の光変調手段と、
前記光変調手段から入力した、前記第１光信号及び前記第２光信号を空間及び前記自己検証光専用ラインへ向けて分岐する第２光分岐手段と、
前記第２光分岐手段によって前記自己検証光専用ラインへ向けて分岐された光信号から前記第２光信号を選択的に前記自己検証光専用ラインに出力する第２フィルタ手段と
を備えた請求項１に記載の光通信装置。

【請求項3】

前記光送信手段は、前記第２光分岐手段によって空間へ向けて分岐された光信号から前記第１光信号を選択的に空間に出力する第１フィルタ手段を更に備えた
請求項２に記載の光通信装置。

【請求項4】

前記第２光信号及び前記第３光信号は互いに異なる波長を有し、
前記光受信手段は、
空間を伝播してきた前記第３光信号、及び前記自己検証光専用ラインを伝播してきた前記第２光信号を合流する第３光分岐手段と、
前記第３光分岐手段によって合流された前記第３光信号及び前記第２光信号を入力して、前記第３電気信号及び前記第４電気信号の両方を出力する共通の光復調手段と
を備えた請求項１乃至３の何れか１項に記載の光通信装置。

【請求項5】

前記データ処理手段は、前記光受信手段から入力した前記第４電気信号の正常性を繰り返し検証し、
前記データ処理手段は、前記光受信手段から入力した前記第３電気信号の正常性を検証し、
前記データ処理手段は、前記第３電気信号及び前記第４電気信号の正常性の検証結果に基づいて、前記第１光信号又は前記第３光信号の空間の伝播における異常を推定する
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光通信装置。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか１項に記載の光通信装置と、
空間を伝播してきた前記第１光信号を受信すると共に、
前記第３光信号を空間に送信する
地上局用の光通信装置と
を備えた光空間通信システム。

【請求項7】

第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、
第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する
光送信処理と、
空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、
前記自己検証光専用ラインを伝播してきた前記第２光信号を第４電気信号に復調する
光受信処理と、
前記第１電気信号を出力すると共に、
前記第２電気信号を出力すると共に、
前記第３電気信号を処理すると共に、
前記第４電気信号の正常性を検証する
データ処理と
を実行する光通信方法。

【請求項8】

第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、
第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する
光送信処理と、
空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、
前記自己検証光専用ラインを伝播してきた前記第２光信号を第４電気信号に復調する
光受信処理と、
前記第１電気信号を出力すると共に、
前記第２電気信号を出力すると共に、
前記第３電気信号を処理すると共に、
前記第４電気信号の正常性を検証する
データ処理と
をコンピュータに実行させる光通信プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信装置等の自己検証技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ハイスループット衛星等のブロードバンド衛星通信サービスの進展に伴い、衛星通信の大容量化のニーズが高まっている。そのニーズを満足するための技術として、地上と衛星間の光空間通信技術に対する期待が高まっている。

【0003】

又、衛星通信の大容量化に伴い、衛星搭載用の光通信装置に、新規技術や、宇宙航空用でない一般的な用途の部品が取り込まれる機会が増大している。一般的な用途の部品は、宇宙航空用の部品に比べて、安価で入手可能であり、新規技術が早期に導入される一方、信頼性が低い。そのため、軌道上における光通信装置の正常性検証が必要になっている。又、衛星通信では、地上と衛星間の大気を伝搬する光信号に対する品質評価も必要である。

【0004】

地上と衛星間の光空間通信技術の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の光受信機は、衛星搭載用として宇宙環境で利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１１０９５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

地上と衛星間の光空間通信システムの一般的な技術では、地上局用の光通信装置から送信されたアップリンク光信号が、伝搬されて、衛星搭載用の光通信装置で受信される。又、衛星搭載用の光通信装置から送信されたダウンリンク光信号が、伝搬されて、地上局用の光通信装置で受信される。そのため、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認（正常性検証）では、地上局用の光通信装置を用意する必要がある。又、衛星間における光通信装置の健全性確認においても同様に、対向する他の衛星搭載用の光通信装置を用意する必要がある。ここで、特許文献１に記載の光受信機は、光受信機の健全性確認を単体で実行する機能を有していない。そのため、特許文献１に記載の光受信機のような、衛星搭載用の光通信装置には、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体で実行できないという問題があった。

【0007】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体でも実行可能にすることを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様において、光通信装置は、第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する光送信手段と、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ラインを伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する光受信手段と、第１電気信号を光送信手段に出力すると共に、第２電気信号を光送信手段に出力すると共に、光受信手段から入力した第３電気信号を処理すると共に、光受信手段から入力した第４電気信号の正常性を検証するデータ処理手段とを含む。

【0009】

本発明の一態様において、光空間通信システムは、第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する光送信手段と、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ラインを伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する光受信手段と、第１電気信号を光送信手段に出力すると共に、第２電気信号を光送信手段に出力すると共に、光受信手段から入力した第３電気信号を処理すると共に、光受信手段から入力した第４電気信号の正常性を検証するデータ処理手段とを含む光通信装置、及び空間を伝播してきた第１光信号を受信すると共に、第３光信号を空間に送信する地上局用の光通信装置を含む。

【0010】

本発明の一態様において、光通信方法は、第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する光送信処理と、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ラインを伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する光受信処理と、第１電気信号を出力すると共に、第２電気信号を出力すると共に、第３電気信号を処理すると共に、第４電気信号の正常性を検証するデータ処理とを実行する。

【0011】

本発明の一態様において、光通信プログラムは、コンピュータに、第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ラインに送信する光送信処理と、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ラインを伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する光受信処理と、第１電気信号を出力すると共に、第２電気信号を出力すると共に、第３電気信号を処理すると共に、第４電気信号の正常性を検証するデータ処理とを実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体でも実行可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態における光空間通信システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】本発明の第２実施形態における光通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】本発明の第２実施形態における第１送信光出力部（通信用）のみ動作時の信号ルートの一例を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態における第２送信光出力部（自己検証用）のみ動作時の信号ルートの一例を示す図である。

【図5】本発明の第２実施形態における第１変形例の光通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図6】本発明の第２実施形態における第２変形例の光通信装置の動作を示す模式図である。

【図7】本発明の各実施形態における光通信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、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。尚、全ての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の各実施形態の基本である本発明の第１実施形態について説明する。

【0015】

図１は、本発明の第１実施形態における光空間通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態における光空間通信システム１００は、衛星搭載用の光通信装置２００と、地上局用の光通信装置３００とを含む。

【0016】

光通信装置２００は、光送信部２１０と、光受信部２３０と、データ処理部２４０とを含む。光送信部２１０と光受信部２３０の間は、自己検証光専用ライン２２０によって接続される。自己検証光専用ライン２２０は、例えば、光ファイバである。

【0017】

光送信部２１０は、第１電気信号を用いて変調したダウンリンク用の第１光信号を空間に送信すると共に、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ライン２２０に送信する。

【0018】

光受信部２３０は、空間を伝播してきたアップリンク用の第３光信号を第３電気信号に復調すると共に、自己検証光専用ライン２２０を伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する。

【0019】

データ処理部２４０は、第１電気信号を光送信部２１０に出力すると共に、第２電気信号を光送信部２１０に出力する。又、データ処理部２４０は、光受信部２３０から入力した第３電気信号を処理すると共に、光受信部２３０から入力した第４電気信号の正常性を検証する。

【0020】

光通信装置３００は、空間を伝播してきた第１光信号を受信すると共に、第３光信号を空間に送信する。

【0021】

以上説明したように、本実施形態における光空間通信システム１００では、光送信部２１０は、第２電気信号を用いて変調した自己検証用の第２光信号を自己検証光専用ライン２２０に送信する。又、光受信部２３０は、自己検証光専用ライン２２０を伝播してきた第２光信号を第４電気信号に復調する。そして、データ処理部２４０は、第２電気信号を光送信部２１０に出力する。そして、データ処理部２４０は、光受信部２３０から入力した第４電気信号の正常性を検証する。つまり、データ処理部２４０は、例えば、第２電気信号と第４電気信号が表すデータが一致するか否かを検証することによって、光通信装置２００に含まれる、光送信部２１０、光受信部２３０、及びデータ処理部２４０が正常に動作しているか否かを検証できる。従って、本実施形態における光空間通信システム１００には、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体でも実行可能であるという効果がある。

【0022】

即ち、地上局用の光通信装置３００では、衛星搭載用の光通信装置２００に健全性確認を指示すればよく、特別な測定器等を必要としない。又、衛星搭載用の光通信装置２００では、光通信装置２００の健全性確認において、地上局用の光通信装置３００からのアップリンク光、及び、他の衛星搭載用の光通信装置からの入力光等を必要としない。又、衛星搭載用の光通信装置２００では、光通信装置２００の健全性確認において、光通信装置２００が出力するダウンリンク光を受信する地上局用の光通信装置３００、及び、光通信装置２００が出力する送信光を受信する、他の衛星搭載用の光通信装置等を必要としない。

【0023】

尚、本実施形態における光通信装置２００では、第１光信号及び第２光信号は互いに異なる波長を有してもよい（後述する第２実施形態を参照）。そして、光送信部２１０は、光変調部と、第２光分岐部と、第２フィルタ部とを含んでもよい。ここで、光変調部は、第１光信号及び第２光信号の両方を出力する。又、第２光分岐部は、光変調部から入力した、第１光信号及び第２光信号を空間及び自己検証光専用ライン２２０へ向けて分岐する。又、第２フィルタ部は、第２光分岐部によって自己検証光専用ライン２２０へ向けて分岐された光信号から第２光信号を選択的に自己検証光専用ライン２２０に出力する。この場合、光空間通信システム１００には、第１光信号及び第２光信号の両方において、光変調部が供用されるという効果がある。

【0024】

更に、本実施形態における光通信装置２００では、光送信部２１０は、第２光分岐部によって空間へ向けて分岐された光信号から第１光信号を選択的に空間に出力する第１フィルタ部を更に含んでもよい（後述する第２実施形態を参照）。この場合、光空間通信システム１００には、光通信装置３００が不必要な第２光信号を受信してしまう可能性がある場合にも、第２光信号の受信が抑制されるという効果がある。

【0025】

又、本実施形態における光通信装置２００では、第２光信号及び第３光信号は互いに異なる波長を有してもよい（後述する第２実施形態を参照）。そして、光受信部２３０は、第３光分岐部と、光復調部とを含んでもよい。ここで、第３光分岐部は、空間を伝播してきた第３光信号、及び自己検証光専用ライン２２０を伝播してきた第２光信号を合流する。又、光復調部は、第３光分岐部によって合流された第３光信号及び第２光信号をそれぞれ入力して、第３電気信号、第４電気信号を出力する。この場合、光空間通信システム１００には、第２光信号及び第３光信号の両方において、光復調部が供用されるという効果がある。

【0026】

又、本実施形態における光通信装置２００では、データ処理部２４０は、光受信部２３０から入力した第４電気信号の正常性を繰り返し検証してもよい（後述する第２実施形態を参照）。そして、データ処理部２４０は、光受信部２３０から入力した第３電気信号の正常性を検証してもよい。そして、データ処理部２４０は、第３電気信号及び第４電気信号の正常性の検証結果に基づいて、第１光信号又は第３光信号の空間の伝播における異常（雲や降水に起因する光信号の不達等）を推定してもよい。この場合、光空間通信システム１００には、第１光信号又は第３光信号の空間の伝播における異常を推定できるという効果がある。
（第２実施形態）
本発明の第１実施形態を基本とする本発明の第２実施形態について説明する。

【0027】

本発明の第２実施形態における、衛星搭載用の光通信装置は、軌道上における光通信装置の自己検証機能を有する。そして、衛星搭載用の光通信装置は、光通信装置内で生成した自己検証用の送信光を光変調部で変調する。そして、光通信装置は、変調した光信号を、自己検証光専用ラインを介して光受信部に入力する。そして、光通信装置は、入力された自己検証用の送信光を復調し、データ処理部に入力する。そして、光通信装置は、入力された復調データをデータ再生部で再生し、再生されたデータの検証を行う。

【0028】

本実施形態における構成について説明する。

【0029】

図２は、本発明の第２実施形態における光通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態における光通信装置２０５は、光送信部２１５と、光受信部２３５と、データ処理部２４５とを含む。光送信部２１５と光受信部２３５の間は、自己検証光専用ライン２２５によって接続される。自己検証光専用ライン２２５は、例えば、光ファイバである。

【0030】

光送信部２１５は、第１送信光出力部４１５と、第２送信光出力部４２５と、第１光分岐部４３５と、光変調部４４５と、第２光分岐部４５５と、第１光フィルタ部４６５と、第２光フィルタ部４７５とを含む。

【0031】

第１送信光出力部４１５は、通信時に下りで用いられる光（ダウンリンク光）を出力する。第１送信光出力部４１５は、例えば、レーザーダイオードである。

【0032】

第２送信光出力部４２５は、自己検証時に用いられる光（自己検証光）を出力する。通常、自己検証光は、ダウンリンク光と異なる波長を有する。第２送信光出力部４２５は、例えば、レーザーダイオードである。

【0033】

第１光分岐部４３５は、第１送信光出力部４１５及び第２送信光出力部４２５から入力した光を光変調部４４５へ出力する。第１光分岐部４３５は、例えば、ビームスプリッタである。

【0034】

第２光分岐部４５５は、光変調部４４５から入力した通信時に用いられる光信号を第１光フィルタ部４６５へ出力すると共に、光変調部４４５から入力した自己検証時に用いられる光信号を第２光フィルタ部４７５へ出力する。第２光分岐部４５５は、例えば、ビームスプリッタである。

【0035】

第１光フィルタ部４６５は、第２光分岐部４５５から入力した光信号のうち、通信時に用いられる光信号を選択的に外部へ出力する。第１光フィルタ部４６５は、例えば、バンドパスフィルタである。

【0036】

第２光フィルタ部４７５は、第２光分岐部４５５から入力した光信号のうち、自己検証時に用いられる光信号を選択的に自己検証光専用ライン２２５へ出力する。第２光フィルタ部４７５は、例えば、バンドパスフィルタである。

【0037】

データ処理部２４５は、データ生成部６１５と、光変調部制御部６２５と、第１送信光出力部制御部６３５と、第２送信光出力部制御部６４５と、光復調部制御部６５５と、データ再生部６６５と、データ検証部６７５とを含む。

【0038】

データ生成部６１５は、送信データを表す電気信号を出力する。

【0039】

光変調部制御部６２５は、光変調部４４５の動作を制御する。

【0040】

第１送信光出力部制御部６３５は、第１送信光出力部４１５の動作を制御する。

【0041】

第２送信光出力部制御部６４５は、第２送信光出力部４２５の動作を制御する。

【0042】

光復調部制御部６５５は、光復調部５２５の動作を制御する。

【0043】

光変調部４４５は、通信時に、データ生成部６１５から入力した電気信号を用いて、第１送信光出力部４１５から入力した光を変調することによって、送信用の光信号（ダウンリンク光信号）を生成し、第１光フィルタ部４６５を介して外部へ出力する。又、光変調部４４５は、自己検証時に、データ生成部６１５から入力した電気信号を用いて、第２送信光出力部４２５から入力した光を変調することによって、自己検証用の光信号（自己検証光信号）を生成し、第２光フィルタ部４７５を介して自己検証光専用ライン２２５へ出力する。光変調部４４５は、例えば、エレクトロリフラクティブ変調器、又はエレクトロアブソープション変調器である。光変調器は当業者に広く知られているので、詳細な説明を省略する。

【0044】

光受信部２３５は、第３光分岐部５１５と、光復調部５２５とを含む。

【0045】

第３光分岐部５１５は、外部（地上局）から入力したアップリンク光信号、及び自己検証光専用ラインから入力した自己検証光信号を光復調部５２５へ出力する。第３光分岐部５１５は、例えば、ビームスプリッタである。

【0046】

光復調部５２５は、通信時に、第３光分岐部５１５から入力したアップリンク光信号を復調することによって、アップリンクデータに変換し、アップリンクデータをデータ再生部６６５へ出力する。又、光復調部５２５は、自己検証時に、自己検証光専用ライン２２５を経由して第３光分岐部５１５から入力した自己検証光信号を復調することによって、自己検証用データに変換し、自己検証用をデータ再生部６６５へ出力する。光復調部５２５は、例えば、デジタルコヒーレント光受信器である。光復調器は当業者に広く知られているので、詳細な説明を省略する。

【0047】

データ再生部６６５は、光復調部５２５から入力したアップリンクデータを処理すると共に、自己検証用データをデータ検証部６７５へ出力する。

【0048】

データ検証部６７５は、データ再生部６６５から入力した自己検証用データに基づいて、光通信装置２０５の健全性確認を行う。

【0049】

本実施形態における動作について説明する。

【0050】

図３は、本発明の第２実施形態における第１送信光出力部（通信用）のみ動作時の信号ルートの一例を示す図である。図４は、本発明の第２実施形態における第２送信光出力部（自己検証用）のみ動作時の信号ルートの一例を示す図である。図３及び図４において、使用されない信号ルートを点線で示している。

【0051】

第１光フィルタ部４６５は、第２光分岐部４５５から入力した光信号のうち、ダウンリンク光を選択的に外部へ出力する（図３）。一方、第２光フィルタ部４７５は、第２光分岐部４５５から入力した光信号のうち、自己検証光信号を選択的に自己検証光専用ライン２２５へ出力する（図４）。従って、第１送信光出力部４１５から出力された光は、ダウンリンク光信号にのみ使用され、自己検証光信号に使用されない（図３）。又、第２送信光出力部４２５から出力された光は、自己検証光信号にのみ使用され、ダウンリンク光信号に使用されない（図４）。

【0052】

光変調部制御部６２５は、自己検証光信号の使用時に、アップリンク光信号が入力されないように、対向する光通信装置の動作を制御する。光変調部制御部６２５は、例えば、自己検証光信号の使用時に、アップリンク光信号を抑止させるコマンドを対向する地上局用の光通信装置３００へ送信する。

【0053】

そして、光変調部制御部６２５は、第２送信光出力部４２５を動作させた上で、データ生成部６１５に、自己検証用データを表す電気信号を出力させる。第１送信光出力部４１５と第２送信光出力部４２５は、並行して動作してもよいし、排他的に動作してもよい。

【0054】

データ検証部６７５は、データ再生部６６５から入力した自己検証用データに基づいて、光通信装置２０５の健全性確認を行う。データ検証部６７５は、例えば、送信された自己検証用データを正しく受信できるか否かを判定することによって、光通信装置２０５の健全性確認を行う。自己検証用データを用いて確認できる項目は、自己検証用光信号の送信、光変調部４４５の正常動作、光復調部５２５の正常動作、及びデータ処理部２４５の正常動作を含む。

【0055】

以上説明したように、本実施形態の光通信装置２０５では、ダウンリンク光信号の光送信部２１５、アップリンク光信号の光受信部２３５、及びデータ処理部２４５の健全性確認が、衛星搭載用の光通信装置２０５単体でも実行可能である。従って、本実施形態における光通信装置２０５には、衛星搭載用の光通信装置の健全性確認を単体でも実行可能であるという効果がある。

【0056】

本実施形態における変形例について説明する。
（第１変形例）
図５は、本発明の第２実施形態における第１変形例の光通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、本変形例における光通信装置２０６は、光送信部２１６、光受信部２３５、データ処理部２４５を含む。

【0057】

光送信部２１６は、第１送信光出力部４１５と、第２送信光出力部４２５と、第１光分岐部４３５と、光変調部４４５と、第２光分岐部４５５と、第２光フィルタ部４７５とを含む。即ち、光送信部２１６は、第１光フィルタ部４６５を含まない。

【0058】

本変形例におけるその他の構成は、上述した第２実施形態における構成と同じである。

【0059】

ダウンリンク光信号を受信する地上局用の光通信装置３００において、自己検証光信号をダウンリンク光信号から除去できる等の理由によって、自己検証光信号がダウンリンク光信号の受信を妨害する恐れが無い場合には、光通信装置２０５の代わりに光通信装置２０６が用いられてもよい。

【0060】

本変形例の光通信装置２０６には、光通信装置２０５に比べて構成を単純化できるという効果がある。
（第２変形例）
地上と衛星間の大気を伝搬する光信号では、雲や降水等によって高速な信号強度のレベル変動及び瞬断が発生することがある。そのため、地上と衛星間における通信ができず、異常箇所の特定が困難な場合がある。

【0061】

図６は、本発明の第２実施形態における第２変形例の光通信装置の動作を示す模式図である。本変形例における光通信装置２０７は、特に説明しない限り、上述した光通信装置２０５と同じ構成を有することとする。そして、光通信装置２０７は、軌道上において、光通信装置２０５と同様に、衛星搭載用の光通信装置２０７単体でも、光通信装置２０７の健全性確認を実行可能であることとする。

【0062】

光通信装置２０７の光変調部制御部６２５は、第１送信光出力部４１５と第２送信光出力部４２５を並行して動作させることによって、ダウンリンク光信号を地上局用の光通信装置３００に送信すると共に、光通信装置２０７の自己検証を行う。即ち、光通信装置２０７のデータ検証部６７５は、データ再生部６６５から入力した自己検証用データに基づいて、光通信装置２０７の健全性確認を繰り返し行う。又、光通信装置２０７のデータ検証部６７５は、データ再生部６６５から入力した通信用データに基づいて、光通信装置２０７と光通信装置３００間の通信における健全性確認を行う。

【0063】

光通信装置２０７のデータ検証部６７５は、光通信装置２０７と光通信装置３００間の通信の健全性確認、及び光通信装置２０７の直近の健全性確認に基づいて、光通信装置２０７と光通信装置３００間の大気における光信号（アップリンク光及びダウンリンク光）の品質を推定する。

【0064】

つまり、光通信装置２０７のデータ検証部６７５は、衛星搭載用の光通信装置２０７（図６の箇所（ｂ））と大気を伝搬する光信号（図６の箇所（ｃ））について、その双方の異常を検出することができる。

【0065】

あるいは、地上局用の光通信装置３００が、大気を伝搬する光信号の品質を推定してもよい。例えば、光通信装置３００は、予め、衛星搭載用の光通信装置２０７の健全性確認結果を（図６の箇所（ｂ））光通信装置２０７から定期的に受信する。そして、光通信装置３００は、光通信装置２０７との間の通信における正常性（図６の箇所（ａ））を確認する。そして、光通信装置３００は、光通信装置２０７との間の通信における異常を検出した際に、光通信装置２０７から直近に受信した光通信装置２０７の健全性確認結果が異常でなければ、大気を伝搬する光信号の品質が低下している（図６の箇所（ｃ））と推定する。一方、光通信装置３００は、光通信装置２０７との間の通信における異常を検出した際に、光通信装置２０７から直近に受信した光通信装置２０７の健全性確認結果が異常ならば、光通信装置２０７の健全性が喪失している（図６の箇所（ｂ））と推定する。

【0066】

図７は、本発明の各実施形態における光通信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【0067】

光通信装置９０１は、記憶装置９０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０３と、キーボード９０４と、モニタ９０５と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）装置９０８とを備え、これらが内部バス９０６によって接続されている。記憶装置９０２は、データ処理部２４０、２４５、光送信部２１０、２１５、２１６、光受信部２３０、２３５等（以下、「データ処理部等」と称す）のＣＰＵ９０３の動作プログラムを格納する。ＣＰＵ９０３は、光通信装置９０１の全体を制御し、記憶装置９０２に格納された動作プログラムを実行し、Ｉ／Ｏ装置９０８によってデータ処理部等のプログラムの実行やデータの送受信を行なう。尚、上記の光通信装置９０１の内部構成は一例である。光通信装置９０１は、必要に応じて、キーボード９０４、モニタ９０５を接続する装置構成であってもよい。

【0068】

上述した本発明の各実施形態における光通信装置９０１は、専用の装置によって実現してもよいが、Ｉ／Ｏ装置９０８が外部との通信を実行するハードウェアの動作以外は、コンピュータ（情報処理装置）によっても実現可能である。この場合、係るコンピュータは、記憶装置９０２に格納されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３において実行する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図１、２、及び５に示した、光通信装置の各部の機能を実現可能な記述がなされていればよい。但し、これらの各部には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム（コンピュータ・プログラム）は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。

【0069】

以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、人工衛星搭載用の光通信装置に利用できる。

【符号の説明】

【0071】

１００ 光空間通信システム
２００、２０５、２０７ 光通信装置
２１０、２１５、２１６ 光送信部
２２０、２２５ 自己検証光専用ライン
２３０、２３５ 光受信部
３００ 光通信装置
４１５ 第１送信光出力部
４２５ 第２送信光出力部
４３５ 第１光分岐部
４４５ 光変調部
４５５ 第２光分岐部
４６５ 第１光フィルタ部
４７５ 第２光フィルタ部
５１５ 第３光分岐部
５２５ 光復調部
６１５ データ生成部
６２５ 光変調部制御部
６３５ 第１送信光出力部制御部
６４５ 第２送信光出力部制御部
６５５ 光復調部制御部
６６５データ再生部
６７５ データ検証部
９０１ 光通信装置
９０２ 記憶装置
９０３ ＣＰＵ
９０４ キーボード
９０５ モニタ
９０６ 内部バス
９０８ Ｉ／Ｏ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】