特開2023-3580通信システム、光トランシーバ、通信システムの制御方法および光トランシーバの制御方法
(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】P2023003580
(43)【公開日】2023-01-17
(54)【発明の名称】通信システム、光トランシーバ、通信システムの制御方法および光トランシーバの制御方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/564 20130101AFI20230110BHJP
H04B 10/073 20130101ALI20230110BHJP
【ＦＩ】
H04B10/564
H04B10/073
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021104741
(22)【出願日】2021-06-24
(71)【出願人】
【識別番号】000154325
【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】小杉 優地
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AA51
5K102AD01
5K102AH01
5K102AH21
5K102AH24
5K102AH26
5K102AL13
5K102AL15
5K102LA21
5K102LA31
5K102LA53
5K102MA01
5K102MB02
5K102MC11
5K102MD01
5K102MD04
5K102MH03
5K102MH14
5K102MH22
5K102MH32
5K102PB01
5K102PH11
5K102PH31
5K102PH47
5K102PH48
5K102RD05
5K102RD26
5K102RD28
(57)【要約】 （修正有）
【課題】光信号を相互に送受信する光トランシーバの双方で通信エラーが発生している場合でも、光トランシーバの送受信特性を調整可能にする通信システム、光トランシーバ、及びそれらの制御方法を提供する。
【解決手段】第１光トランシーバは、固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部１２と、多値パルス振幅変調信号を光送信信号として送信する第１光送信部と、第２光トランシーバからの光調整信号を受信する第１光受信部と、第１制御部と、を備える。第２光トランシーバは、光送信信号を受信する第２光受信部と、光送信信号に含まれる固定ビットパターンのビット誤り率を測定する受信信号処理部１４と、ビット誤り率の情報を含む光調整信号を送信する第２光送信部と、第２制御部と、を備える。第１制御部は、光調整信号に含まれるビット誤り率に基づいて送信信号処理部を制御して光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【選択図】図１
【解決手段】第１光トランシーバは、固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部１２と、多値パルス振幅変調信号を光送信信号として送信する第１光送信部と、第２光トランシーバからの光調整信号を受信する第１光受信部と、第１制御部と、を備える。第２光トランシーバは、光送信信号を受信する第２光受信部と、光送信信号に含まれる固定ビットパターンのビット誤り率を測定する受信信号処理部１４と、ビット誤り率の情報を含む光調整信号を送信する第２光送信部と、第２制御部と、を備える。第１制御部は、光調整信号に含まれるビット誤り率に基づいて送信信号処理部を制御して光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１光トランシーバと、前記第１光トランシーバと対向して通信する第２光トランシーバと、を備える通信システムであって、
前記第１光トランシーバは、
固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、
前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信する第１光送信部と、
前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生する第１光受信部と、
前記送信信号処理部、前記第１光送信部および前記第１光受信部を制御する第１制御部と、
を備え、
前記第２光トランシーバは、
前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換する第２光受信部と、
前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、
前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信する第２光送信部と、
前記第２光受信部、前記受信信号処理部および前記第２光送信部を制御する第２制御部と、
を備え、
前記第１制御部は、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
通信システム。
前記第１光トランシーバは、
固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、
前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信する第１光送信部と、
前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生する第１光受信部と、
前記送信信号処理部、前記第１光送信部および前記第１光受信部を制御する第１制御部と、
を備え、
前記第２光トランシーバは、
前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換する第２光受信部と、
前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、
前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信する第２光送信部と、
前記第２光受信部、前記受信信号処理部および前記第２光送信部を制御する第２制御部と、
を備え、
前記第１制御部は、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
通信システム。
【請求項2】
対向する光トランシーバと光ファイバを介して通信する光トランシーバであって、
第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生する光受信部と、
固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、
前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、
前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、前記受信信号処理部により測定されたビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信する光送信部と、
前記光受信部、前記受信信号処理部、前記送信信号処理部および前記光送信部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記光受信部により再生された前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
光トランシーバ。
第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生する光受信部と、
固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、
前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、
前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、前記受信信号処理部により測定されたビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信する光送信部と、
前記光受信部、前記受信信号処理部、前記送信信号処理部および前記光送信部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記光受信部により再生された前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
光トランシーバ。
【請求項3】
第１光トランシーバと、前記第１光トランシーバと対向して光ファイバを介して通信する第２光トランシーバと、を備える通信システムの制御方法であって、
前記第１光トランシーバは、
固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、
前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信し、
前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生し、
前記第２光トランシーバは、
前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換し、
前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定し、
前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信し、
前記第１光トランシーバは、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光トランシーバに送信する前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
通信システムの制御方法。
前記第１光トランシーバは、
固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、
前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信し、
前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生し、
前記第２光トランシーバは、
前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換し、
前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定し、
前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信し、
前記第１光トランシーバは、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光トランシーバに送信する前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
通信システムの制御方法。
【請求項4】
対向する光トランシーバと通信する光トランシーバの制御方法であって、
第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生し、
固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定し、
前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、
前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、測定したビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信し、
再生した前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
光トランシーバの制御方法。
第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生し、
固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定し、
前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、
前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、測定したビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信し、
再生した前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する、
光トランシーバの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、通信システム、光トランシーバ、通信システムの制御方法および光トランシーバの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多値光信号を送受信する光伝送システムにおいて、光パワーの最小レベルと最大レベルとの比である消光比を光受信器により検出し、検出結果を光送信器にフィードバックして光パワーを調整する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
多値光信号を送信する光送信装置において、レーザ素子の入力電気信号と発光強度との関係に基づいて、光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように入力電気信号の各レベルの振幅を設定する手法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８－１１３３８６号公報
【特許文献2】特開２００７－２１６６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、互いに対向して光信号を相互に送受信する光トランシーバの少なくとも一方で通信エラーが発生し、通信エラーが発生した光トランシーバの光受信器で得られる情報を対向する他方の光トランシーバにフィードバックすることができない場合、多値光信号等の光パワーおよび各レベルの振幅を調整することができない。
【0006】
そこで、本開示は、光信号を相互に送受信する光トランシーバで通信エラーが発生した場合にも、光トランシーバの送受信特性を調整可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の通信システムは、第１光トランシーバと、前記第１光トランシーバと対向して通信する第２光トランシーバと、を備える通信システムであって、前記第１光トランシーバは、固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信する第１光送信部と、前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生する第１光受信部と、前記送信信号処理部、前記第１光送信部および前記第１光受信部を制御する第１制御部と、を備え、前記第２光トランシーバは、前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換する第２光受信部と、前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信する第２光送信部と、前記第２光受信部、前記受信信号処理部および前記第２光送信部を制御する第２制御部と、を備え、前記第１制御部は、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、光信号を相互に送受信する光トランシーバで通信エラーが発生した場合にも、光トランシーバの送受信特性を調整可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0011】
〔１〕本開示の一態様にかかる通信システムは、第１光トランシーバと、前記第１光トランシーバと対向して通信する第２光トランシーバと、を備える通信システムであって、前記第１光トランシーバは、固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信する第１光送信部と、前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生する第１光受信部と、前記送信信号処理部、前記第１光送信部および前記第１光受信部を制御する第１制御部と、を備え、前記第２光トランシーバは、前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換する第２光受信部と、前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信する第２光送信部と、前記第２光受信部、前記受信信号処理部および前記第２光送信部を制御する第２制御部と、を備え、前記第１制御部は、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【0012】
この通信システムでは、光トランシーバ間で通信エラーが発生したときに、固定ビットパターンのビット誤り率を光調整信号として送受信し、光送信信号の各レベルの光パワーを調整することで、通信エラー状態から自動的に復帰させることができる。
【0013】
〔２〕本開示の一態様にかかる光トランシーバは、対向する光トランシーバと光ファイバを介して通信する光トランシーバであって、第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生する光受信部と、固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定する受信信号処理部と、前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成する送信信号処理部と、前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、前記受信信号処理部により測定されたビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信する光送信部と、前記光受信部、前記受信信号処理部、前記送信信号処理部および前記光送信部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光受信部により再生された前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記送信信号処理部を制御して前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【0014】
この光トランシーバでは、光トランシーバ間で通信エラーが発生したときに、固定ビットパターンのビット誤り率を光調整信号として送受信し、光送信信号の各レベルの光パワーを調整することで、通信エラー状態から自動的に復帰させることができる。
【0015】
〔３〕本開示の一態様にかかる通信システムの制御方法は、第１光トランシーバと、前記第１光トランシーバと対向して通信する第２光トランシーバと、を備える通信システムの制御方法であって、前記第１光トランシーバは、固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、前記多値パルス振幅変調信号を光送信信号に変換し、前記光送信信号を送信し、前記第２光トランシーバから送信される光調整信号を受信し、前記光調整信号から調整信号を再生し、前記第２光トランシーバは、前記光送信信号を受信し、受信した前記光送信信号を受信信号に変換し、前記固定ビットパターンに関する前記受信信号のビット誤り率を測定し、前記ビット誤り率の測定情報を含む前記調整信号を前記光調整信号に変換し、前記光調整信号を送信し、前記第１光トランシーバは、再生された前記調整信号から前記ビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出した前記ビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光トランシーバに送信する前記光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【0016】
この通信システムの制御方法では、光トランシーバ間で通信エラーが発生したときに、固定ビットパターンのビット誤り率を光調整信号として送受信し、光送信信号の各レベルの光パワーを調整することで、通信エラー状態から自動的に復帰させることができる。
【0017】
〔４〕本開示の一態様にかかる光トランシーバの制御方法は、対向する光トランシーバと光ファイバを介して通信する光トランシーバの制御方法であって、第１光送信信号および前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を含む第１光調整信号を前記対向する光トランシーバから受信し、受信した前記第１光送信信号を第１受信信号に変換し、受信した前記第１光調整信号から第１調整信号を再生し、固定ビットパターンに関する前記第１受信信号のビット誤り率を測定し、前記固定ビットパターンを含む多値パルス振幅変調信号を生成し、前記多値パルス振幅変調信号を第２光送信信号に変換し、前記第２光送信信号を前記対向する光トランシーバに送信し、測定したビット誤り率の測定情報を含む第２調整信号を第２光調整信号に変換し、前記第２光調整信号を前記対向する光トランシーバに送信し、再生した前記第１調整信号から前記対向する光トランシーバにより測定されたビット誤り率の測定情報を抽出し、抽出したビット誤り率の測定情報に基づいて前記第２光送信信号の各レベルの光パワーを調整する。
【0018】
この光トランシーバの制御方法では、光トランシーバ間で通信エラーが発生したときに、固定ビットパターンのビット誤り率を光調整信号として送受信し、光送信信号の各レベルの光パワーを調整することで、通信エラー状態から自動的に復帰させることができる。
【0019】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光トランシーバを含む通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、同一の要素または対応する要素には同一の符号を付し、それらについては説明を省略する場合がある。１本の矢印で示す信号線は、複数本で構成される場合がある。
本開示の光トランシーバを含む通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、同一の要素または対応する要素には同一の符号を付し、それらについては説明を省略する場合がある。１本の矢印で示す信号線は、複数本で構成される場合がある。
【0020】
〔第１の実施形態〕
〔通信システムの構成〕
図１は、第１の実施形態にかかる光トランシーバを含む通信システムの一例を示すブロック図である。図１に示す通信システム１０００は、２芯の光ファイバ５０ａ、５０ｂを介して光信号を送受信する一対の光トランシーバ１００と、各光トランシーバ１００がそれぞれ接続されるホストボード２００とを有する。例えば、光ファイバ５０ａは一対の光トランシーバの一方から他方へ光信号を伝送し、光ファイバ５０ｂは一対の光トランシーバの他方から一方へ光信号を伝送する。
〔通信システムの構成〕
図１は、第１の実施形態にかかる光トランシーバを含む通信システムの一例を示すブロック図である。図１に示す通信システム１０００は、２芯の光ファイバ５０ａ、５０ｂを介して光信号を送受信する一対の光トランシーバ１００と、各光トランシーバ１００がそれぞれ接続されるホストボード２００とを有する。例えば、光ファイバ５０ａは一対の光トランシーバの一方から他方へ光信号を伝送し、光ファイバ５０ｂは一対の光トランシーバの他方から一方へ光信号を伝送する。
【0021】
図１において、矢印で示す信号線に付した括弧付きの符号の意味は次の通りである。符号ＨＥは、高速電気信号が伝送されることを示し、符号ＬＥは、低速電気信号が伝送されることを示す。例えば、高速電気信号のビットレート（伝送レート）は、低速電気信号のビットレートより大きい。符号ＨＯは、高速光信号が伝送されることを示し、符号ＬＯは、低速光信号が伝送されることを示す。
【0022】
例えば、高速光信号のビットレートは、低速光信号のビットレートより大きい。高速光信号のビットレートは、例えば、単一波長を有する光信号（単一光信号）に相当する１チャンネル当たりで５０Ｇｂｉｔ/ｓ以上である。光ファイバ５０ａ、５０ｂには、光トランシーバ１００の動作状態に応じて高速光信号または低速光信号が伝送される。例えば、通信エラーが起きていない状態では、高速光信号が伝送される。
【0023】
特に限定されないが、例えば、低速電気信号のビットレートは、高速電気信号のビットレートの１／１０００以下である。低速光信号のビットレートは、高速光信号のビットレートの１／１０００以下である。例えば、高速電気信号のビットレートは、５０Ｇｂｉｔ／ｓ以上である。光トランシーバ１００の動作状態については、図２から図９で説明される。
【0024】
以下では、一対の光トランシーバ１００の一方および他方を、それぞれ光トランシーバＡ、Ｂとも称する。光トランシーバＡに接続されるホストボード２００をホストボードＡとも称し、光トランシーバＢに接続されるホストボード２００をホストボードＢとも称する。光トランシーバＡ、Ｂは、例えば、互いに同じ回路構成を有する。なお、光トランシーバＡ、Ｂが互いに同等の性能および同等の機能を有する場合は、光トランシーバＡ、Ｂの回路構成は互いに相違していてもよい。
【0025】
光トランシーバ１００は、電気信号を送受信するホストボード２００等の通信装置に接続される。光トランシーバ１００は、例えば、プラガブル光トランシーバであって、ホストボード２００に実装されたケージ（不図示）に挿入可能な外形形状を有する。光トランシーバ１００は、ホストボードから受信した高速電気信号を高速光信号に変換し、例えば光コネクタ（不図示）を介して光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）に高速光信号を出力する機能を有する。出力された高速光信号は、光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）を介して対向の光トランシーバ１００に伝達される。
【0026】
また、光トランシーバ１００は、光ファイバ５０ｂ（または５０ａ）から光コネクタ（不図示）を介して受信した高速光信号を高速電気信号に変換し、ホストボード２００に送信する機能を有する。光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）は、必ずしも単一のケーブルでなくてもよい。図示していないが、通信システム１０００は、２芯の光ファイバ５０ａ、５０ｂの途中に、例えば光増幅器や光スイッチなどの機器、波長分割多重フィルタ等を含んで構成されていてもよい。
【0027】
光トランシーバ１００は、送信信号処理部１２、受信信号処理部１４、光送信器２０、光受信器３０および制御部４０を有する。例えば、送信信号処理部１２および受信信号処理部１４は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の半導体集積回路装置１０に含まれる。例えば、制御部４０は、１チップのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に含まれる。この場合、制御部４０の機能は、ＣＰＵが実行する制御プログラムにより実現されてもよい。
【0028】
送信信号処理部１２は、ホストボード２００から受信するデジタルの高速電気信号を、例えば、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によって高速電気信号に変換する。振幅において４つのレベルを有するＰＡＭ４信号は、多値パルス振幅変調信号の一例である。ＰＡＭ４信号は、例えば、電圧においてレベル０からレベル３の４つのレベル間を遷移する信号である。レベルｎ（ｎは１から３までの整数）の電圧は、レベルｎ－１の電圧より大きい。
【0029】
なお、送信信号処理部１２は、ホストボード２００から高速電気信号によって受信した符号化されたデータをＫＰ４－ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）等の手法によりさらに符号化する。送信信号処理部１２は、生成した高速電気信号を光送信器２０に出力する。なお、送信信号処理部１２による高速電気信号の符号化は、ホストボード２００により実施されてもよい。
【0030】
光送信器２０は、例えば、レーザーダイオードドライバおよびレーザーダイオードを有する。光送信器２０は、送信信号処理部１２から受信する高速電気信号ＨＥまたは制御部４０から受信する低速電気信号ＬＥを光信号に変換する。高速光信号ＨＯは、高速電気信号ＨＥから変換された光信号に相当する。低速光信号ＬＯは、低速電気信号ＬＥから変換された光信号に相当する。光送信器２０は高速電気信号ＨＥと低速電気信号ＬＥの一方のみを光信号に変換し、どちらを変換するかは制御部４０が決定する。
【0031】
例えば、光送信器２０が高速電気信号ＨＥを光信号に変換する場合は、制御部４０は低速電気信号ＬＥを光送信器２０に送信しない。光送信器２０が低速電気信号ＬＥを光信号に変換する場合は、事前に制御部４０が送信信号処理部１２に対して高速電気信号ＨＥの送信停止を指示し、送信信号処理部１２は光送信器２０に高速電気信号ＨＥを送信しない。
【0032】
光送信器２０は、高速光信号ＨＯまたは低速光信号ＬＯを光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）に出力する。例えば、光送信器２０から出力される高速光信号は、ＰＡＭ４信号である。なお、光送信器２０は、互いに異なる波長を有する複数の光信号（単一光信号）を生成して、複数の光信号を一つのＷＤＭ光信号（波長分割多重信号）に多重化して光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）に出力してもよい。なお、以下の説明では、送信する光信号が単一の波長を有する単一光信号の場合について説明する。
【0033】
例えば、低速光信号ＬＯの変調速度は、１ＭＢａｕｄ以下であり、高速光信号ＨＯの変調速度の１／１０００以下である。例えば、低速光信号はＮＲＺ（Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）信号である。ＮＲＺ信号は、２値振幅変調によって生成することができる。以下では、ＰＡＭ方式による高速光信号ＨＯは、高速ＰＡＭ光信号とも称され、ＮＲＺによる低速光信号ＬＯは、低速ＮＲＺ光信号とも称される。例えば、高速光信号ＨＯの変調速度は、２５ＧＢａｕｄ以上である。高速電気信号ＨＥの伝送する情報を含む高速光信号ＨＯは、光送信信号の一例である。低速光信号ＬＯは、光調整信号の一例である。
【0034】
低速電気信号ＬＥを低速光信号ＬＯに変換する場合、レーザーダイオードに供給するバイアス電流を低速電気信号ＬＥの電圧に応じて変化させることで行われる。例えば、バイアス電流をレーザーダイオードの閾値電流よりも小さい値に変化させると、低速光信号ＬＯは光パワーの比較的小さい"０"状態になり、バイアス電流を閾値電流よりも大きい値に変化させると、低速光信号ＬＯは光パワーの比較的大きい"１"状態となる。このように、バイアス電流を２つの値の間で変化させることにより２値振幅変調が行われ、低速光信号ＬＯを生成することができる。光送信器２０は、第１光送信部および第２光送信部の一例である。
【0035】
光受信器３０は、例えば、フォトダイード等の光電変換素子と、トランスインピーダンスアンプ等の増幅器とを有する。光受信器３０は、光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）を介して高速光信号ＨＯまたは低速光信号ＬＯを受信し、受信した高速光信号ＨＯまたは低速光信号ＬＯを電流信号（光電流）に変換する。例えば、光受信器３０が受信する高速光信号は、ＰＡＭ４信号である。
【0036】
なお、光受信器３０は、光ファイバ５０ａ（または５０ｂ）から受けた一つのＷＤＭ光信号（波長分割多重信号）を互いに異なる波長を有する複数の光信号（単一光信号）に分離して、複数の単一光信号のそれぞれを光電変換素子によって電流信号に変換してもよい。以下の説明では、受信した光信号が単一の波長を有する単一光信号の場合について説明する。
【0037】
光受信器３０は、変換により得られた微弱な電流信号を増幅し、高速光信号ＨＯから変換された高速電気信号ＨＥを受信信号処理部１４に出力し、低速光信号ＬＯから変換された低速電気信号ＬＥを制御部４０に出力する。例えば、高速電気信号ＨＥはトランスインピーダンスアンプの出力であり、低速電気信号ＬＥはディスクリート部品で構成された電流モニタ回路の出力である。低速電気信号ＬＥはトランスインピーダンスアンプの電流モニタ機能を使用して生成されてもよい。高速電気信号ＨＥは、受信信号の一例である。高速電気信号ＨＥは、一対の相補信号から成る差動信号であってもよい。
【0038】
光受信器３０が低速光信号ＬＯを受信しているとき、制御部４０は低速電気信号ＬＥのクロックを認識し、低速電気信号ＬＥを受信する。光受信器３０が高速光信号ＨＯを受信しているとき、低速電気信号ＬＥは一定値であり、制御部４０は低速電気信号ＬＥを受信しない。したがって、制御部４０は、低速電気信号ＬＥを受信していないとき光受信器３０が高速光信号ＨＯを受信していると判断し、制御部４０が低速電気信号ＬＥを受信しているとき光受信器３０が低速光信号ＬＯを受信していると判断することができる。
【0039】
制御部４０は、例えば、光受信器３０から出力されるアナログの低速電気信号ＬＥをデジタル信号に変換することで低速電気信号ＬＥに含まれる情報を抽出する。抽出された情報は、例えば、デジタルデータとして制御部４０内のメモリに格納され、または、制御のために論理回路で使用される。電流信号に含まれる低速電気信号ＬＥは、調整信号の一例である。光受信器３０は、第１光受信部および第２光受信部の一例である。
【0040】
なお、光受信器３０から出力されるアナログの電気信号の電圧は、例えば、受信した光信号の強度（光パワー）に応じて変化する。光受信器３０は、アナログの電気信号の代わりにデジタルの電気信号を出力してもよい。このときには、デジタルの電気信号は、例えば、固定した０レベルと１レベルとの間を電圧が遷移するパルス信号となる。
【0041】
受信信号処理部１４は、光受信器３０から受信するアナログの高速電気信号ＨＥをデジタルの高速電気信号ＨＥに変換する。受信信号処理部１４は、デジタルに変換した高速電気信号ＨＥのＦＥＣによる誤り訂正を実施することで復調し、受信データ信号としてホストボード２００に出力する。また、受信信号処理部１４は、例えば、高速電気信号ＨＥの誤り訂正で通信フレームの受信に異常があった場合にフレームロスの発生を判定する。通信フレームの受信に異常がある場合とは、例えば、通信フレームの同期がとれない場合である。例えば、通信フレームのヘッダを検出できない場合には通信フレームの同期がとれなくなる。また、通信フレームがペイロードに格納されたデータに関するチェックサムを有する場合、チェックサムによってデータの誤りが検出された場合も受信に異常がある場合となり得る。
【0042】
受信信号処理部１４は、フレームロスの発生の有無を示す情報を、通信エラーの発生の有無を示す情報として制御部４０に出力する。なお、高速電気信号ＨＥの誤り訂正は、ホストボード２００により実施されてもよい。この場合、フレームロスの発生の有無を示す情報は、ホストボード２００から制御部４０に送信される。ホストボード２００と制御部４０との間の通信は、例えば、シリアル通信バスまたは専用の信号線を介して行われる。
【0043】
制御部４０は、通信システム１０００が光トランシーバ１００間で高速光信号ＨＯを送信する高速通信モード時に、自光トランシーバ１００の動作を制御する。また、制御部４０は、受信信号処理部１４からのフレームロスの発生を示す情報に基づいて、光トランシーバ１００間での通信エラーの発生を検出した場合、動作モードを高速通信モードから調整モードに移行する。そして、制御部４０は、通信エラーをなくすために、自光トランシーバ１００から送信される高速光信号ＨＯの特性を調整する。高速通信モードおよび調整モードでの制御部４０の動作の例は、図２から図９で説明される。
【0044】
〔光トランシーバＡ、Ｂの動作シーケンス〕
図２から図４は、図１の通信システム１０００の互いに対向する光トランシーバ１００間で通信する場合の動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図２から図４は、通信システム１０００の制御方法の一例および光トランシーバ１００の制御方法の一例を示す。図２から図４において、例えば、左側のフローは、光トランシーバＡの動作を示し、右側のフローは、光トランシーバＢの動作を示す。各光トランシーバＡ、Ｂの動作は、例えば、それぞれの制御部４０が制御プログラムを実行することで実施されてもよい。制御部４０は、例えば、マイクロコントローラであり、制御プログラムは、例えば、マイクロコントローラのメモリに格納されたファームウエアである。なお、制御部４０は、複数のマイクロコントローラや複数のロジックＩＣ等を含んで構成されていてもよい。
図２から図４は、図１の通信システム１０００の互いに対向する光トランシーバ１００間で通信する場合の動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図２から図４は、通信システム１０００の制御方法の一例および光トランシーバ１００の制御方法の一例を示す。図２から図４において、例えば、左側のフローは、光トランシーバＡの動作を示し、右側のフローは、光トランシーバＢの動作を示す。各光トランシーバＡ、Ｂの動作は、例えば、それぞれの制御部４０が制御プログラムを実行することで実施されてもよい。制御部４０は、例えば、マイクロコントローラであり、制御プログラムは、例えば、マイクロコントローラのメモリに格納されたファームウエアである。なお、制御部４０は、複数のマイクロコントローラや複数のロジックＩＣ等を含んで構成されていてもよい。
【0045】
光トランシーバＡ、Ｂは、起動されると通信状態Ａに遷移する。光トランシーバＡは、例えば、プラガブル光トランシーバである場合、ホストボードＡに実装されたケージにそれぞれ挿入されるとホストボードＡから電力の供給を受けて起動する。光トランシーバＡと同様に、光トランシーバＢは、例えば、プラガブル光トランシーバである場合、ホストボードＢに実装されたケージにそれぞれ挿入されるとホストボードＢから電力の供給を受けて起動する。
【0046】
光トランシーバＡ、Ｂの各々は、起動すると、例えば、制御部４０が所定のプログラムを実行して初期設定等を行い、光送信器２０、光受信器３０、送信信号処理部１２、および受信信号処理部１４がそれぞれの動作を行える状態にする。光トランシーバＡ、Ｂが高速光信号ＨＯの送受信が可能な状態になると、制御部４０は、ホストボードＡ、Ｂと通信可能な状態になる。
【0047】
通信状態Ａは、光トランシーバＡ、Ｂの起動後、光トランシーバＡ、Ｂ間で高速ＰＡＭ光信号による通信が実施される状態である。光トランシーバＡ、Ｂは、通信状態ＡのステップＳ１００、Ｓ２００において、自光送信器２０の特性データに基づいて、送信信号処理部１２が出力するＰＡＭ４信号の各レベルを設定する。各レベルの振幅は、各制御部４０が振幅を示す振幅情報を自送信信号処理部１２に出力することで設定される。制御部４０と送信信号処理部１２との間の通信は、例えば、シリアル通信バスを介して行われる。なお、ＰＡＭ４信号の各レベルの設定は、上述の初期設定において行われてもよい。
【0048】
ＰＡＭ４信号の各レベルが設定された後、光トランシーバＡ、Ｂは、ステップＳ１０２、Ｓ２０２において、高速ＰＡＭ光信号による通信を相互に実施する。高速ＰＡＭ光信号による通信は、２本の光ファイバ５０ａ、５０ｂを用いて全二重通信で行われる。ステップＳ１０２、Ｓ２０２による高速ＰＡＭ光信号の送受信の制御は、通信エラーが発生していない期間、繰り返し実施される。なお、通信エラーと関係なく、例えば、ホストボードＡから高速ＰＡＭ光信号による通信を停止するよう光トランシーバＡに命令が送られて高速ＰＡＭ光信号の送受信が停止する場合がある。同様に、ホストボードＢから高速ＰＡＭ光信号による通信を停止するよう光トランシーバＢに命令が送られて高速ＰＡＭ光信号の送受信が停止する場合がある。
【0049】
ステップＳ１０４またはステップＳ２０４により、光トランシーバＡ、Ｂのいずれかが通信エラーの発生を検出した場合、処理は、ステップＳ１０６、Ｓ２０６にそれぞれ移行される。例えば、ＰＡＭ４信号の通信エラーの発生は、ＫＰ４－ＦＥＣによるエラー訂正により検出可能である。例えば、制御部４０は、受信信号処理部１４からフレームロス発生の情報を受信することで通信エラーを検出する。
【0050】
例えば、通信エラーを検出した光トランシーバＢは、動作モードを通信状態Ａ（高速通信モード）から通信状態Ｂに移行する。通信状態Ｂは、ＰＡＭ４信号のレベルを調整する調整モードに含まれる。光トランシーバＢの送信信号処理部１２は、制御部４０の指示により、高速電気信号ＨＥの送信を停止する。そして、光トランシーバＢは、制御部４０により低速電気信号ＬＥを介して光送信器２０のレーザ電流を低速で変調することで、低速ＮＲＺ光信号を送信し、通信エラーの発生を光トランシーバＡに通知する。
【0051】
光トランシーバＡは、制御部４０が光受信器３０からの低速電気信号ＬＥをモニタすることで、光トランシーバＢでの通信エラーの発生を検出する。例えば、光トランシーバＢから通信エラーの発生を表す特定のバイナリデータを低速ＮＲＺ光信号で送信し、光トランシーバＡは、受信した低速ＮＲＺ光信号に特定のバイナリデータが含まれていることを検出して通信エラーの発生を検出する。すなわち、光トランシーバＡは、自送信信号処理部１２が生成するＰＡＭ４信号の各レベルの調整が必要であることを認識し、動作モードを通信状態Ａから通信状態Ｂに移行する。
【0052】
通信状態Ａから通信状態Ｂへの移行は、例えば、先に通信エラーを検出した光トランシーバＡ（またはＢ）が低速ＮＲＺ光信号の送信を開始して、低速ＮＲＺ光信号を受信した光トランシーバＢ（またはＡ）が低速ＮＲＺ光信号に含まれている通信エラーの発生を表す情報を検出して自らも低速ＮＲＺ光信号の送信を開始することで完了する。
【0053】
通信状態Ｂは、ＰＡＭ４信号の各レベルの調整に使用する測定条件等を光トランシーバＡ、Ｂ間で決定する状態である。通信状態Ｂにおいて、光トランシーバＡ、Ｂは低速ＮＲＺ光信号によって相互に送受信を行う。低速ＮＲＺ信号の変調速度は、高速ＰＡＭ光信号の変調速度よりも十分に遅いため、高速ＰＡＭ光信号では通信エラーが生じていた場合でもビットエラーが相対的に十分に小さくなり、光トランシーバＡ、Ｂの間で確実に通信を行うことができる。
【0054】
例えば、低速ＮＲＺ信号の変調速度は、高速ＰＡＭ光信号の変調速度の１／１０００以下に設定される。また、低速ＮＲＺ信号の振幅（レベル１とレベル０との差）が高速ＰＡＭ光信号の振幅（レベル３とレベル０との差）と同じとき、低速ＮＲＺ信号のアイ開口は、高速ＰＡＭ光信号のアイ開口の約３倍の大きさとなる。このアイ開口の拡大によってもエラーレートが大幅に向上する。これらにより、光トランシーバＡ、Ｂが通信状態Ｂに移行することで、通信エラーの発生状況やＰＡＭ４信号の各レベルの調整方法に関する情報を相互に交換可能になる。
【0055】
なお、ホストボードＡは、光トランシーバＡの通信状態Ａから通信状態Ｂへの移行を望まない場合、光トランシーバＡの起動時に通信状態Ｂへの移行の禁止を光トランシーバＡに通知する。この場合、光トランシーバＡは、光トランシーバＢから通信エラーの発生を示す低速ＮＲＺ光信号を受信しても、通信状態Ａに留まり続ける。光トランシーバＢは、例えば、低速ＮＲＺ光信号を送信した後に所定の時間の間に低速ＮＲＺ光信号を検出しないことで、光トランシーバＡがＰＡＭ４信号の振幅の調整に応じないことを確認することができる。
【0056】
同様に、ホストボードＢは、光トランシーバＢの通信状態Ａから通信状態Ｂへの移行を望まない場合、光トランシーバＢの起動時に通信状態Ｂへの移行の禁止を光トランシーバＢに通知する。この場合、光トランシーバＢは、光トランシーバＡから通信エラーの発生を示す低速ＮＲＺ光信号を受信しても、自ら低速ＮＲＺ光信号を送信せずに通信状態Ａに留まり続ける。光トランシーバＡは、低速ＮＲＺ光信号を送信した後に所定の時間の間に低速ＮＲＺ光信号を検出しないことで、光トランシーバＢがＰＡＭ４信号の振幅の調整に応じないことを確認することができる。
【0057】
ステップＳ１０６、Ｓ２０６において、光トランシーバＡ、Ｂは、各制御部４０により各光送信器２０のレーザ電流を低速で変調することで、低速ＮＲＺ光信号を相互に通信する。低速ＮＲＺ光信号による通信は、２本の光ファイバ５０ａ、５０ｂを用いて全二重通信で行うことができる。そして、光トランシーバＡ、Ｂは、ＰＡＭ４信号の各レベルを調整する順番を決定する。
【0058】
例えば、調整の順番は、光トランシーバＡ、Ｂのシリアル番号（製造番号）等の固有情報の値の大きさに基づいて決定されてもよい。例えば、光トランシーバＡのシリアル番号が光トランシーバＢのシリアル番号より小さい場合に、光トランシーバＡのＰＡＭ４信号のレベルの調整を、光トランシーバＢのＰＡＭ４信号のレベルの調整よりも先に行う。
【0059】
また、光トランシーバＡ、Ｂは、調整モードにおいてＰＡＭ４信号のレベルの調整を開始する前にビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）の測定に使用するＰＲＢＳＱ（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ）またはＳＳＰＲＱ（Ｓｈｏｒｔ Ｓｔｒｅｓｓ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒａｎｄｏｍ Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ）等のパターンの種類およびＢＥＲの測定時間等に関する情報を確認する。例えば、パターンとしてＰＲＢＳ１５Ｑが使用されてもよく、ＢＥＲの測定時間として５秒が設定されてもよい。なお、ＰＲＢＳＱ等の疑似乱数データではなく、特定のパターンを有するビット列を代わりに用いてもよい。ＰＲＢＳＱのパターンは、固定ビットパターンの一例である。
【0060】
調整モードで使用される情報は、例えば、制御部４０のメモリ内に格納される。なお、固定ビットパターンの仕様が予め決められている場合には、例えば、光トランシーバＡ、Ｂのそれぞれの制御部４０のメモリ内にその仕様に関する情報を格納しておいてもよい。その場合、固定ビットパターンは、光トランシーバＡ、Ｂにとって既知の情報となり、通信状態Ｂにおいて、光トランシーバＡ、Ｂ間での固定ビットパターンの仕様の確認を省略することができる。
【0061】
測定条件等の決定後、光トランシーバＡ、Ｂは、通信状態Ｂから図３の通信状態Ｃに移行する。通信状態Ｃにおいて、光トランシーバＡの送信信号処理部１２が生成するＰＡＭ４信号の各レベルを調整することで、光トランシーバＢとのインターオペラビリティを改善させる調整動作が実施される。通信状態Ｃでは、光トランシーバＡは、高速ＰＡＭ光信号を送信するとともに低速ＮＲＺ光信号を受信し、光トランシーバＢは、高速ＰＡＭ光信号を受信するとともに低速ＮＲＺ光信号を送信する。
【0062】
なお、光送信器２０が、高速ＰＡＭ４電気信号を高速ＰＡＭ光信号に変換するときに、変換の特性が非線形である場合には、高速ＰＡＭ光信号のレベル０／レベル１間振幅、レベル１／レベル２間振幅、レベル２／レベル３間振幅の比率は、高速ＰＡＭ４電気信号のレベル０／レベル１間振幅、レベル１／レベル２間振幅、レベル２／レベル３間振幅の比率と異なる。
【0063】
まず、光トランシーバＡは、ステップＳ１０８において、レーザ電流の低速変調を中止し、固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号の光トランシーバＢへの送信を開始する。例えば、このときにトランシーバＡは高速ＰＡＭ光信号の各レベルをステップＳ１０６およびステップ２０６において決めた初期値に設定する。光トランシーバＢの制御部４０は、例えば、低速電気信号ＬＥを受信しなくなることに基づいて、光トランシーバＡが通信状態Ｂから通信状態Ｃに移行したことを検出する。あるいは、光トランシーバＡが通信状態Ｂにおいて調整モードにおける高速ＰＡＭ光信号の送信開始を知らせる特定のバイナリデータを低速ＮＲＺ光信号によって送信し、光トランシーバＢは、受信した低速ＮＲＺ光信号にて特定のバイナリデータを検出することによって通信状態Ｃへ移行してもよい。
【0064】
光トランシーバＢは、光トランシーバＡが通信状態Ｂから通信状態Ｃに移行したことを検出した場合、例えば、通信状態Ｃへの移行を知らせる特定のバイナリデータを低速ＮＲＺ光信号によって送信する。そして、光トランシーバＢは、ステップＳ２０８において、光トランシーバＡから受信するＰＲＢＳＱ等の固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号のビット誤り率の検出を開始する。光トランシーバＡの制御部４０は、受信した低速ＮＲＺ光信号に光トランシーバＢの通信状態Ｃへの移行を知らせる特定のバイナリデータを検出して、光トランシーバＢが通信状態Ｂから通信状態Ｃに移行したことを確認することができる。
【0065】
固定ビットパターンの仕様は、図２の通信状態ＢのステップＳ１０６、Ｓ２０６により、光トランシーバＡ、Ｂ間で確認済みである。このため、光トランシーバＢは、受信した固定ビットパターンのビット誤り率を正しく算出することができる。
【0066】
例えば、ビット誤り率は、ステップＳ２０８によりトランシーバＡが高速ＰＡＭ光信号のレベルを変える毎に検出される。次に、光トランシーバＢは、ステップＳ２１０において、ビット誤り率を示すＢＥＲ情報を低速ＮＲＺ光信号により光トランシーバＡに送信する。ステップＳ２０８、Ｓ２１０は、光トランシーバＡが高速ＰＡＭ光信号の各レベルを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信するのに合わせて繰り返される。そして、光トランシーバＢは、光トランシーバＡから高速ＰＡＭ光信号を受信しなくなると、動作状態を通信状態Ｃから通信状態Ｂに移行する。
【0067】
光トランシーバＡは、ステップＳ１１０において、光トランシーバＢから低速ＮＲＺ光信号に含まれるＢＥＲ情報を受信する。なお、このときに、光トランシーバＡは、光トランシーバＢから低速ＮＲＺ光信号に含まれるＢＥＲ情報を受信するまでステップＳ１０８の高速ＰＡＭ光信号の送信を継続してもよい。それにより、各レベルを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信したことに対して確実にＢＥＲ情報を受信することができる。次に、光トランシーバＡは、ステップＳ１１２において、ＰＡＭ４信号の調整が完了したか否かを判定する。
【0068】
例えば、光トランシーバＡは、ＢＥＲ情報が示すビット誤り率に対応するビットエラーがＫＰ４－ＦＥＣ等により訂正可能ある場合、調整の完了を判定する。例えば、ＫＰ４－ＦＥＣでは、誤りが統計的にランダムなとき、ＢＥＲの値が２．４×１０－４以下であれば、ＫＰ４－ＦＥＣによって符号化される前のデータをＢＥＲの値が１×１０－１２以下となるように訂正可能である。したがって、例えば、ＫＰ４－ＦＥＣによって符号化したデータを送信する場合、光トランシーバＢから受信したＢＥＲの値が２．４×１０－４以下であれば、光トランシーバＡは調整を完了する。
【0069】
調整が完了した場合、光トランシーバＡは、動作状態を通信状態Ｃから通信状態Ｂに移行する。調整が完了していない場合、光トランシーバＡは、ステップＳ１１４を実施する。
【0070】
ステップＳ１１４において、光トランシーバＡは、ＰＡＭ４信号の各レベルを調整し、処理をステップＳ１０８に戻す。そして、光トランシーバＡから光トランシーバＢへの固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号の送信、光トランシーバＢによるビット誤り率の検出（ステップＳ２０８）、ビット誤り率の情報の低速ＮＲＺ光信号での送信（ステップＳ２１０）および光トランシーバＡによる高速ＰＡＭ光信号の各レベルの調整完了の判定（ステップＳ１１０、Ｓ１１２）が再び実施される。各レベルの調整については、図５を参照しながら後述する。
【0071】
光トランシーバＡは、図３の通信状態ＢのステップＳ１１６において、各レベルの調整の完了を低速ＮＲＺ光信号により光トランシーバＢに通知し、図３の通信状態Ｂから通信状態Ｄ（図４）に移行する。光トランシーバＢは、図３の通信状態ＢのステップＳ２１２において、低速ＮＲＺ光信号の受信に基づいて、光トランシーバＡによる各レベルの調整が完了したことを確認し、図３の通信状態Ｂから通信状態Ｄ（図４）に移行する。
【0072】
図４の通信状態Ｄでは、光トランシーバＢの送信信号処理部１２が生成するＰＡＭ４信号の各レベルを調整する動作が実施される。このため、通信状態Ｄにおいて、光トランシーバＡの処理フローは、図３の通信状態Ｃの光トランシーバＢの処理フローと同様であり、光トランシーバＢの処理フローは、図３の通信状態Ｃの光トランシーバＡの処理フローと同様である。
【0073】
光トランシーバＢは、ステップＳ２１４において、レーザ電流の低速変調を中止し、固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号の光トランシーバＡへの送信を開始する。例えば、このときにトランシーバＢは高速ＰＡＭ光信号の各レベルをステップＳ１０６およびステップ２０６において決めた初期値に設定する。光トランシーバＡの制御部４０は、例えば、低速電気信号ＬＥを受信しなくなることに基づいて、光トランシーバＢが通信状態Ｂから通信状態Ｄに移行したことを検出する。あるいは、光トランシーバＢが通信状態Ｂにおいて調整モードにおける高速ＰＡＭ光信号の送信開始を知らせる特定のバイナリデータを低速ＮＲＺ光信号によって送信し、光トランシーバＡは、受信した低速ＮＲＺ光信号にて特定のバイナリデータを検出することによって通信状態Ｄへ移行してもよい。
【0074】
光トランシーバＡは、ステップＳ１１８において、光トランシーバＢから受信するＰＲＢＳＱ等の固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号のビット誤り率を検出する。ビット誤り率は、例えば、ステップＳ１１８によりトランシーバＢが高速ＰＡＭ光信号のレベルを変える毎に検出される。次に、光トランシーバＡは、ステップＳ１２０において、ビット誤り率を示すＢＥＲ情報を低速ＮＲＺ光信号により光トランシーバＢに送信する。ステップＳ１１８、Ｓ１２０は、光トランシーバＢが高速ＰＡＭ光信号の各レベルを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信するのに合わせて繰り返される。そして、光トランシーバＡは、光トランシーバＢから高速ＰＡＭ光信号を受信しなくなると、動作状態を通信状態Ｄから通信状態Ｂに移行する。
【0075】
光トランシーバＢは、ステップＳ２１６において、光トランシーバＡから低速ＮＲＺ光信号に含まれるＢＥＲ情報を受信する。なお、このときに、光トランシーバＢは、光トランシーバＡから低速ＮＲＺ光信号に含まれるＢＥＲ情報を受信するまでステップＳ２１４の高速ＰＡＭ光信号の送信を継続してもよい。それにより、各レベルを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信したことに対して確実にＢＥＲ情報を受信することができる。
【0076】
次に、光トランシーバＢは、ステップＳ２１８において、ＰＡＭ４信号の各レベルの調整が完了したことを判定した場合、動作状態を通信状態Ｄから通信状態Ｂに移行する。この判定は、ステップＳ１１２と同様に、光トランシーバＡから受信したＢＥＲの値が所定の値（例えば、２．４×１０－４）以下のときに調整が完了したと行ってもよい。光トランシーバＢは、各レベルの調整が完了していない場合、ステップＳ２２０を実施する。
【0077】
ステップＳ２２０において、光トランシーバＢは、ＰＡＭ４信号の各レベルを調整し、処理をステップＳ２１４に戻す。そして、光トランシーバＢから光トランシーバＡへの固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号の送信（ステップ２１４）、光トランシーバＡによるビット誤り率の検出（ステップＳ１１８）、ビット誤り率の情報の低速ＮＲＺ光信号での送信（ステップＳ１２０）および光トランシーバＢによる高速ＰＡＭ光信号の各レベルの調整完了の判定（ステップＳ２１６、Ｓ２１８）が再び実施される。各レベルの調整については、図５を参照しながら後述する。
【0078】
光トランシーバＢは、図４の通信状態ＢのステップＳ２２２において、出力振幅の調整の完了を低速ＮＲＺ光信号により光トランシーバＡに通知し、処理を図２のステップＳ２０２に戻す。光トランシーバＡは、図４の通信状態ＢのステップＳ１２２において、低速ＮＲＺ光信号の受信に基づいて、光トランシーバＢにより各レベルの調整が完了したことを確認し、処理を図２のステップＳ１０２に戻す。
【0079】
そして、トランシーバＡ、Ｂのそれぞれにおける各レベルの調整が完了した後、光トランシーバＡ、Ｂ間での高速ＰＡＭ光信号による通信が再開される。上述したように、通信状態Ａから通信状態Ｃへの移行は、通信状態Ｂを介して行われる。また、通信状態Ｃから通信状態Ｄへの移行は、通信状態Ｂを介して行われる。さらに、通信状態Ｄから通信状態Ａへの移行は、通信状態Ｂを介して行われる。
【0080】
なお、図３に示した通信状態Ｃ、Ｂの動作と、図４に示した通信状態Ｄ、Ｂの動作との順序は入れ替えられてもよい。図３および図４の動作順は、図２の通信状態ＢのステップＳ１０６、Ｓ２０６での処理により決定される。
【0081】
〔ＰＡＭ４信号およびＮＲＺ信号の波形例〕
図５は、ＰＡＭ４信号のアイパターンとＮＲＺ信号のアイパターンとの例を示す説明図である。ＰＡＭ４信号は、レベル０からレベル３までの４値を取り得る。例えば、高速光信号ＨＯの場合、ＰＡＭ４信号は、強度（光パワー）について４つの値を取り得る。また、高速電気信号の場合、ＰＡＭ４信号は、例えば、電圧について４つの値を取り得る。多値変調においては、光受信器３０が出力する高速電気信号ＨＥにおいて、各レベルのノイズ量が同じ場合、各レベル間の振幅が均等になっているときにビット誤り率が最小となる。
図５は、ＰＡＭ４信号のアイパターンとＮＲＺ信号のアイパターンとの例を示す説明図である。ＰＡＭ４信号は、レベル０からレベル３までの４値を取り得る。例えば、高速光信号ＨＯの場合、ＰＡＭ４信号は、強度（光パワー）について４つの値を取り得る。また、高速電気信号の場合、ＰＡＭ４信号は、例えば、電圧について４つの値を取り得る。多値変調においては、光受信器３０が出力する高速電気信号ＨＥにおいて、各レベルのノイズ量が同じ場合、各レベル間の振幅が均等になっているときにビット誤り率が最小となる。
【0082】
すなわち、レベル１とレベル０との間の電圧差（振幅）、レベル２とレベル１との間の電圧差（振幅）、およびレベル３とレベル２との間の電圧差（振幅）が互いに同じときにビット誤り率は最小となる。この状態において、図５のＰＡＭ４信号の波形の中心部にて振幅方向に並ぶ３つのアイパターンのそれぞれのアイ開口は互いにほぼ同じ大きさになっている。ただし、各レベルのノイズ量が異なる場合には、各レベル間の振幅が均等とならないときにビット誤り率が最小となる。
【0083】
ところで、例えば、光トランシーバＡの送信信号処理部１２が出力する高速電気信号ＨＥの各レベル間の振幅が均等の場合にも、光トランシーバＢの受信信号処理部１４に入力される高速電気信号ＨＥの各レベル間の振幅が均等とはならない場合がある。このような状態は、多値変調の線形性が悪いと称され、光トランシーバＡの光送信器２０の特性、光ファイバ５０ａの伝送特性および光トランシーバＢの光受信器３０の特性の少なくともいずれかに起因して発生する。
【0084】
例えば、ＰＡＭ４信号のレベル０／レベル３間の振幅がＮＲＺ信号のレベル０／レベル１間の振幅と同じ場合、レベル０からレベル３までの各レベル間のＰＡＭ４信号の開口は、ＮＲＺ信号の開口に比べて小さい。このため、ＰＡＭ４信号は、ＮＲＺ信号に比べて伝送可能な情報量が多い反面、例えば、光受信器３０の光学的特性または電気的特性のばらつきに依存して、受信信号処理部１４での線形性の悪化の影響を受けやすい。
【0085】
ＰＡＭ４信号を処理する受信信号処理部１４で算出されるＢＥＲは、送信信号処理部１２でＰＡＭ４信号の各レベルを調整することで改善することが可能である。このため、図３の通信状態Ｃおよび図４の通信状態Ｄで説明したように、高速電気信号ＨＥとしてＰＡＭ４信号を生成する送信信号処理部１２において、受信側でのＢＥＲが小さくなるようにＰＡＭ４信号の各レベルが調整される。
【0086】
例えば、図３の通信状態Ｃにおいて、光トランシーバＡの制御部４０は、レベル０、３を一定にした状態で、光トランシーバＢによって検出されたＢＥＲをモニタしながら、光トランシーバＢで検出するＢＥＲが調整前よりも小さくなるように、レベル１を調整する。この後、光トランシーバＡの制御部４０は、レベル０、３を一定にした状態で、光トランシーバＢによって検出されたＢＥＲをモニタしながら、光トランシーバＢで検出するＢＥＲが調整前よりも小さくなるように、レベル２の出力振幅を調整する。
【0087】
同様に、図４の通信状態Ｄにおいて、光トランシーバＢの制御部４０は、光トランシーバＡで検出するＢＥＲが最小になるように、レベル１、２の振幅を順次調整する。なお、光トランシーバＡ、Ｂの制御部４０は、ＢＥＲをモニタしながら、レベル１、２の両方を順次調整してもよい。例えば、ＢＥＲの真の最小値は、レベル２を固定しておいてレベル１について求めた最小値あるいはレベル１を固定しておいてレベル２について求めた最小値のいずれとも一致しない場合も起こり得る。ＢＥＲの最小値については、例えば、２つのパラメータに関する最適化問題のアルゴリズム等を用いて求めてもよい。
【0088】
〔各通信状態での動作例〕
図６は、図２の通信状態Ａにおいて、光トランシーバＡ、Ｂ間で高速ＰＡＭ光信号を送受信する場合の通信システム１０００の動作の様子を示す説明図である。太い矢印で示す信号線は、光トランシーバＡ、Ｂ間での高速ＰＡＭ光信号の送受信において信号が伝送される経路の例を示す。光トランシーバＡ、Ｂの動作は互いに同様であるため、以下では、光トランシーバＡ側の動作について説明される。
図６は、図２の通信状態Ａにおいて、光トランシーバＡ、Ｂ間で高速ＰＡＭ光信号を送受信する場合の通信システム１０００の動作の様子を示す説明図である。太い矢印で示す信号線は、光トランシーバＡ、Ｂ間での高速ＰＡＭ光信号の送受信において信号が伝送される経路の例を示す。光トランシーバＡ、Ｂの動作は互いに同様であるため、以下では、光トランシーバＡ側の動作について説明される。
【0089】
送信信号処理部１２は、ホストボードＡから受信した高速電気信号を符号化し、例えば、ＰＡＭ４信号に変換する。送信信号処理部１２は、変換したＰＡＭ４信号を高速電気信号ＨＥとして光送信器２０に出力する。光送信器２０は、送信信号処理部１２から受信する高速電気信号ＨＥを高速光信号ＨＯに変換し、変換した高速光信号を光ファイバ５０ａに出力する。
【0090】
光送信器２０は、例えば、レーザーダイオードを有し、高速電気信号ＨＥによってレーザダイオ―ドの駆動電流（変調電流）を変化させて高速光信号ＨＯを生成する。光送信器は、例えば、連続光（ＣＷ光）を生成する光源と、光源に接続される光変調器と、を備え、高速電気信号ＨＥによって光変調器を駆動してＣＷ光から高速光信号ＨＯを生成してもよい。
【0091】
一方、光受信器３０は、光ファイバ５０ａを介して高速光信号ＨＯを受信し、受信した高速光信号ＨＯを電流信号（光電流）に変換し、変換した電流信号を増幅してアナログの高速電気信号ＨＥとして受信信号処理部１４に出力する。光受信器３０から出力される高速電気信号ＨＥは、例えば、電流信号から変換された電気信号である。
【0092】
受信信号処理部１４は、光受信器３０から受信するアナログの高速電気信号ＨＥをデジタルの高速電気信号に変換し、例えば、誤り訂正を実施した後、ホストボード２００に出力する。このようにして、ホストボードＡから光トランシーバＡに入力された高速電気信号が含む情報は、光トランシーバＢにて再生されてホストボードＢに伝送される。ホストボードＡからホストボードＢへ伝送される情報は、バイナリデータの集合であり、伝送中にビットの論理値が反転することでビット誤りが発生する。
【0093】
また、受信信号処理部１４は、誤り訂正でのフレームロス発生の有無を判定し、通信エラーの発生の有無を示す情報として制御部４０に出力する。誤り訂正はホストボード２００で行われてもよく、この場合はホストボード２００から制御部４０にフレームロスの発生有無を示す情報を送信する。
【0094】
制御部４０は、ＢＥＲ情報の受信に基づいて、光トランシーバ１００間での通信エラーの発生を検出した場合、図２に示したように通信状態Ａから通信状態Ｂに移行する。例えば、フレームロスが発生しているときに、制御部４０は、調整モードにあることを示す値をメモリ内の特定のアドレスに格納して調整モードに入る。ホストボードＢは、特定のアドレスにアクセスして格納されている値をチェックすることで光トランシーバＢが調整モードにあることを知ることができる。制御部４０は、調整モードにおいて実行する処理プログラムを実行して、光トランシーバＢの制御を行う。なお、ここでいう調整モードは、通信状態Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかの状態にあることを表す。
【0095】
図７は、図２、図３および図４の通信状態Ｂにおける各種信号の伝送の様子を示す説明図である。太い矢印で示す信号線は、通信状態Ｂにおいて信号が伝送される経路の例を示す。光トランシーバＡ、Ｂの動作は互いに同様であるため、以下では、光トランシーバＡ側の動作について説明される。
【0096】
光トランシーバＡの制御部４０は、光トランシーバＢに送信する情報を示す低速電気信号（ＮＲＺ信号）を光送信器２０に出力する。光送信器２０は、制御部４０からの低速電気信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号に応じてレーザ電流（駆動電流）を変調する。光送信器２０は、変調したレーザ電流により低速光信号を生成し、生成した低速光信号を光トランシーバＢに送信する。例えば、レーザ電流をレーザーダイオードの閾値電流に対して大きくしたり小さくしたり変化させることで低速ＮＲＺ光信号を生成できる。なお、低速電気信号のアナログ信号への変換は、光送信器２０の外部（例えば、制御部４０内部）で行われてもよい。例えば、制御部４０は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）を備え、ＤＡＣによって低速電気信号のアナログ信号を生成してもよい。
【0097】
光トランシーバＡの光受信器３０は、光トランシーバＢから受信した低速ＮＲＺ光信号を低速電気信号ＬＥに変換し、変換した低速電気信号ＬＥを制御部４０に出力する。
【0098】
【0099】
光トランシーバＡにおいて、制御部４０は、ＰＲＢＳＱ等の固定ビットパターンを含むＰＡＭ４信号を送信信号処理部１２に生成させる。例えば、このときに、ＰＡＭ４信号のレベル０からレベル３は送信前に設定された値となっている。送信信号処理部１２は、生成した固定ビットパターンを含むＰＡＭ４信号を高速電気信号ＨＥとして光送信器２０に出力する。光送信器２０は、送信信号処理部１２から受信する固定ビットパターンを含む高速電気信号ＨＥを高速光信号ＨＯ（高速ＰＡＭ光信号）に変換し、変換した高速光信号ＨＯを光トランシーバＢに送信する。
【0100】
光トランシーバＢにおいて、光受信器３０は、光トランシーバＡからの固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号を高速光信号ＨＯとして受信する。光受信器３０は、受信した固定ビットパターンを高速電気信号ＨＥに変換して受信信号処理部１４に出力する。
【0101】
光トランシーバＢにおいて、受信信号処理部１４は、固定ビットパターンに基づいて高速電気信号ＨＥのＢＥＲを算出し、算出したＢＥＲを示すＢＥＲ情報を低速電気信号として制御部４０に出力する。なお、このときの受信信号処理部１４から制御部４０へのＢＥＲ情報の伝達は、例えば、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）またはＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのシリアル通信バスを介して行われてもよい。
【0102】
制御部４０は、受信信号処理部１４からのＢＥＲ情報に基づいて低速電気信号ＬＥを光送信器２０に出力する。光送信器２０のレーザ電流を低速電気信号ＬＥで変調することで、ＢＥＲ情報を含む低速光信号ＬＯを光トランシーバＡに送信する。
【0103】
光トランシーバＡにおいて、光受信器３０は、光トランシーバＢからＢＥＲ情報を含む低速光信号ＬＯを受信する。光受信器３０は、受信した低速光信号ＬＯを低速電気信号ＬＥに変換して制御部４０に出力する。制御部４０は、低速電気信号ＬＥに含まれるＢＥＲ情報に基づいて、通信エラーの原因のビットエラーがＫＰ４－ＦＥＣ等により訂正可能であるか否かを判定する。
【0104】
光トランシーバＡにおいて、制御部４０は、ＢＥＲが所定の値（閾値）より小さい場合、通信状態Ｃによる振幅の調整を完了する。一方、制御部４０は、ビットエラーが閾値より大きい場合、例えば、送信信号処理部１２から送信されるＰＡＭ４信号のレベル１およびレベル２のいずれか一方あるいは両方を調整する。閾値は、例えば、ＫＰ４－ＦＥＣ等により訂正可能なＢＥＲの値として設定される。このときの制御部４０と送信信号処理部１２との間の通信は、例えば、ＳＰＩまたはＩ２Ｃなどのシリアル通信バスを介して行われてもよい。
【0105】
送信信号処理部１２は、ＰＲＢＳＱのパターン等の固定ビットパターンを含み、各レベルが調整されたＰＡＭ４信号を高速電気信号ＨＥとして光送信器２０に出力する。光送信器２０は、高速電気信号ＨＥを高速光信号ＨＯに変換し、固定ビットパターンを含む高速光信号を光トランシーバＢに送信する。
【0106】
そして、ＢＥＲが閾値以下になるまで、光トランシーバＡによるＰＡＭ４信号の各レベルの調整および固定ビットパターンの送信と、光トランシーバＢによるＢＥＲの測定およびＢＥＲ情報の送信とが繰り返し実施される。
【0107】
図９は、図４の通信状態Ｄにおける各種信号の伝送の様子を示す説明図である。図９に示す動作は、図８の光トランシーバＡと光トランシーバＢとを入れ替えたときの動作と同じである。すなわち、図９では、ＢＥＲが所定の値（閾値）以下になるまで、光トランシーバＢによるＰＡＭ４信号の各レベルの調整および固定ビットパターンの送信と、光トランシーバＡによるＢＥＲの測定およびＢＥＲ情報の送信とが繰り返し実施される。
【0108】
以上、第１の実施形態では、光トランシーバＡ、Ｂ間での高速ＰＡＭ光信号の通信時に通信エラーが発生したときに、ホストボードＡ、Ｂによる制御を介在させることなく、通信エラー状態から所定の値（閾値）以下のＢＥＲにて高速通信可能な状態に自動的に復帰させることができる。すなわち、高速ＰＡＭ光信号を相互に送受信する光トランシーバＡ、Ｂで通信エラーが発生した場合にも、調整モードに移行して光トランシーバＡ、Ｂの送受信特性を調整可能にすることができる。さらに、ＢＥＲの値が閾値以下となるようにＰＡＭ４信号の各レベルを調整することで、高速通信モードに戻って高速ＰＡＭ光信号の通信を行うことができる。
【0109】
調整モードにおいて、ホストボードＡ、Ｂの介在を必要とせずに、制御部４０により生成される通信エラー状態から復帰させるための各種情報を、低速光信号により光トランシーバＡ、Ｂ間で送受信することができる。低速光信号の変調速度が高速光信号の変調速度より遅いため、例えば、高速光信号で通信エラーが発生していた状況であってもＢＥＲ情報を光トランシーバＡ、Ｂ間で誤りなく送受信することができる。そして、通信システム１０００を通信エラー状態から復帰させることができる。
【0110】
〔第２の実施形態〕
〔光トランシーバＡ、Ｂの動作シーケンス〕
図１０から図１２は、第２の実施形態において、光トランシーバＡ、Ｂ間で通信する場合の動作の一例を示すフロー図である。図２から図４と同様の処理については同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。図１０から図１２に示す処理を実施する光トランシーバＡ、Ｂの構成および光トランシーバＡ、Ｂを含む通信システムの構成は、図１の光トランシーバＡ、Ｂの構成および図１の通信システム１０００の構成と同様である。
〔光トランシーバＡ、Ｂの動作シーケンス〕
図１０から図１２は、第２の実施形態において、光トランシーバＡ、Ｂ間で通信する場合の動作の一例を示すフロー図である。図２から図４と同様の処理については同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。図１０から図１２に示す処理を実施する光トランシーバＡ、Ｂの構成および光トランシーバＡ、Ｂを含む通信システムの構成は、図１の光トランシーバＡ、Ｂの構成および図１の通信システム１０００の構成と同様である。
【0111】
長距離伝送用の光トランシーバＡ、Ｂでは、増幅効果を有するアバランシェフォトダイオードまたは半導体光増幅器等の受光素子を光受信器３０に搭載することで、長距離の伝送による受信パワーの低下を補うことができる。一方、長距離伝送用の光トランシーバ１００が短距離で使用される場合、受信パワーの低下量が小さい。このため、受信信号を光受信器３０で増幅するときに信号対雑音比が悪化しやすく、受信信号処理部１４での受信処理において通信エラーが発生するおそれがある。
【0112】
この実施形態では、伝送距離が比較的短く、受信側の光トランシーバ（例えば、光トランシーバＢ）の受信パワーが大きい場合にも、送信側の光トランシーバ（例えば、光トランシーバＡ）の送信パワーを適切に調整することで、通信エラーの発生を抑制することができる。したがって、伝送距離が事前に分からない場合にも、通信システム１０００の伝送距離に応じて、互いに対向する光トランシーバ間で送信パワーを調整することで受信パワーを調整することができる。
【0113】
図１０の通信状態Ａでは、図２のステップＳ１００、Ｓ２００の代わりに、ステップＳ１００Ａ、Ｓ２００Ａが実施される。ステップＳ１００Ａ、Ｓ２００Ａでは、光トランシーバＡ、Ｂは、通信システム１０００の最大伝送距離を想定して光送信器２０が出力するパワー（送信パワー）を設定する。各光送信器２０の送信パワーは、各制御部４０により設定される。例えば、最大伝送距離に対する送信パワーの情報は、各制御部内のメモリに予め格納されている。各制御部４０は、それぞれのメモリから送信パワーの情報を読み出して設定してもよい。通信状態Ａでのその他の動作は、図２の通信状態Ａの動作と同様である。
【0114】
図１０の通信状態Ｂの動作は、ＰＡＭ４信号の各レベルの調整に必要な情報のやりとりの代わりに、光送信器２０のパワーの調整に必要な情報のやりとりが実施されることを除き、図２の通信状態Ｂの動作と同様である。低速ＮＲＺ信号の変調速度は、高速ＰＡＭ光信号の変調速度よりも十分に遅い。また、低速ＮＲＺ信号の振幅（レベル１とレベル０との差）が高速ＰＡＭ光信号の振幅（レベル３とレベル０との差）と同じとき、低速ＮＲＺ信号のアイ開口は、高速ＰＡＭ光信号のアイ開口の約３倍の大きさとなる。これらの効果により信号対雑音比が向上する。これにより、光トランシーバＡ、Ｂが通信状態Ｂに移行することで、通信エラーの発生状況やＰＡＭ４信号の送信パワーの調整方法に関する情報を相互に交換可能になる。光トランシーバＡは、ステップＳ１０６の後、処理を図１１のステップＳ１０８に移行する。光トランシーバＢは、ステップＳ２０６の後、処理を図１１のステップＳ２０８Ａに移行する。
【0115】
図１１の通信状態Ｃでは、図３のステップＳ２０８、Ｓ２１０、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４の代わりに、ステップＳ２０８Ａ、Ｓ２１０Ａ、Ｓ１１０Ａ、Ｓ１１２Ａ、Ｓ１１４Ａが実施される。通信状態Ｃでのその他の動作は、図３の通信状態Ｃの動作と同様である。
【0116】
ステップＳ２０８Ａでは、光トランシーバＢの制御部４０は、光受信器３０が光トランシーバＡから受信する固定ビットパターンを含む高速ＰＡＭ光信号の受信パワーを検出する。すなわち、この実施形態では、図８に示すトランシーバＢの制御部４０は、受信信号処理部１４からＢＥＲ情報を受信する代わりに、光受信器３０の受信パワーを検出する。なお、例えば、制御部４０は、受信する高速ＰＡＭ光信号に応じて光受信器３０が出力する光電流から受信パワーを算出することができる。あるいは、光受信器３０は、高速ＰＡＭ光信号の受信パワーを検出し、検出した受信パワーの情報を制御部４０に送信してもよい。
【0117】
ステップＳ２１０Ａでは、光トランシーバＢの制御部４０は、検出した受信パワーを示す情報を低速ＮＲＺ光信号により光トランシーバＡに送信する。ステップＳ２０８Ａ、Ｓ２１０Ａは、光トランシーバＡが高速ＰＡＭ光信号の送信パワーを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信するのに合わせて繰り返される。そして、光トランシーバＢは、光トランシーバＡから高速ＰＡＭ光信号を受信しなくなると、動作状態を通信状態Ｃから通信状態Ｂに移行する。
【0118】
ステップＳ１１０Ａでは、光トランシーバＡは、光トランシーバＢから受信する低速ＮＲＺ光信号に含まれる受信パワーを示す情報を受信する。なお、このときに、光トランシーバＡは、光トランシーバＢから低速ＮＲＺ光信号に含まれる受信パワーの情報を受信するまでステップＳ１０８の高速ＰＡＭ光信号の送信を継続してもよい。それにより、各レベルを変えて高速ＰＡＭ光信号を送信したことに対して確実に受信パワーの情報を受信することができる。
【0119】
次に、光トランシーバＡは、ステップＳ１１２Ａにおいて、光送信器２０の送信パワーの調整が完了したか否かを判定する。調整が完了した場合、光トランシーバＡは、動作状態を通信状態Ｃから通信状態Ｂ（ステップＳ１１６）に移行する。調整が完了していない場合、光トランシーバＡは、ステップＳ１１４Ａを実施する。例えば、光トランシーバＡは、光トランシーバＢでの受光パワーが所定の範囲内にある場合、調整の完了を判定する。光トランシーバＡは、光トランシーバＢでの受信パワーが所定の範囲外にある場合、調整を継続する。
【0120】
ステップＳ１１４Ａでは、光トランシーバＡの制御部４０は、光送信器２０の送信パワーを調整し、処理をステップＳ１０８に戻す。例えば、光送信器２０の高速光信号ＨＯを生成するレーザダイオ―ドのレーザ電流（駆動電流）を下げることで、光送信器２０から送信される高速光信号ＨＯの送信パワーを小さくする。そして、光トランシーバＡから光トランシーバＢへの固定ビットパターンを含む高速光信号ＨＯの送信、光トランシーバＢによる受信パワーの検出および光トランシーバＡによる送信パワーの調整完了の判定が再び実施される。
【0121】
図１１の通信状態Ｂの動作は、出力振幅の調整の完了の通知を送受信する代わりに、光送信器２０のパワーの調整の完了の通知が送受信されることを除き、図３の通信状態Ｂの動作と同様である。光トランシーバＡは、ステップＳ１１６の後、処理を図１２のステップＳ１１８Ａに移行する。光トランシーバＢは、ステップＳ２１２の後、処理を図１２のステップＳ２１４に移行する。
【0122】
図１２の通信状態Ｄでは、図３のステップＳ１１８、Ｓ１２０、Ｓ２１６、Ｓ２１８、Ｓ２２０の代わりに、ステップＳ１１８Ａ、Ｓ１２０Ａ、Ｓ２１６Ａ、Ｓ２１８Ａ、Ｓ２２０Ａが実施される。通信状態Ｄでのその他の動作は、図４の通信状態Ｄの動作と同様である。
【0123】
図１２の通信状態Ｄでは、光トランシーバＡの光受信器３０が高速ＰＡＭ光信号を受信する際の受信パワーに基づいて、光トランシーバＢの光送信器２０の送信パワーを調整する動作が実施される。このため、通信状態Ｄにおいて、光トランシーバＡの処理フローは、図１１の通信状態Ｃの光トランシーバＢの処理フローと同様であり、光トランシーバＢの処理フローは、図１１の通信状態Ｃの光トランシーバＡの処理フローと同様である。
【0124】
図１２の通信状態Ｂの動作は、高速ＰＡＭ４光信号の各レベルの調整の完了の通知を送受信する代わりに、光送信器２０の送信パワーの調整の完了の通知が送受信されることを除き、図４の通信状態Ｂの動作と同様である。光トランシーバＡは、ステップＳ１２２の後、処理を図１０のステップＳ１０２に戻す。光トランシーバＢは、ステップＳ２２２の後、処理を図１０のステップＳ２０２に戻す。
【0125】
以上、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、光信号を相互に送受信する光トランシーバＡ、Ｂで通信エラーが発生した場合にも、光トランシーバＡ、Ｂの送受信特性を調整可能にすることができる。例えば、伝送距離が比較的短く、受光パワーが大きい場合にも、送信側の送信パワーを調整して受信パワーを適切に調整することで、通信エラーの発生を抑制することができる。換言すれば、伝送距離が事前に分からない場合にも、通信システム１０００の伝送距離に応じて、受信パワーを調整することができる。
【0126】
以上、本開示の実施形態などについて説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0127】
１０ 半導体集積回路装置
１２ 送信信号処理部
１４ 受信信号処理部
２０ 光送信器
３０ 光受信器
４０ 制御部
５０ａ、５０ｂ 光ファイバ
１００ 光トランシーバ
２００ ホストボード
１０００ 通信システム
ＨＥ 高速電気信号
ＨＯ 高速光信号
ＬＥ 低速電気信号
ＬＯ 低速光信号
１２ 送信信号処理部
１４ 受信信号処理部
２０ 光送信器
３０ 光受信器
４０ 制御部
５０ａ、５０ｂ 光ファイバ
１００ 光トランシーバ
２００ ホストボード
１０００ 通信システム
ＨＥ 高速電気信号
ＨＯ 高速光信号
ＬＥ 低速電気信号
ＬＯ 低速光信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】