特許 7755152 光送受信システム、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】

(24)【登録日】2025-10-07

(45)【発行日】2025-10-16

(54)【発明の名称】光送受信システム、光送信装置、及び光受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/516 20130101AFI20251008BHJP

   H04B 10/60 20130101ALI20251008BHJP

【ＦＩ】

H04B10/516

H04B10/60

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021207957

(22)【出願日】2021-12-22

(65)【公開番号】P2023092758

(43)【公開日】2023-07-04

【審査請求日】2024-06-11

【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）令和２年度、 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「ポスト５Ｇ情報通信システム基盤強化研究開発事業／ポスト５Ｇ情報通信システムの開発／ポスト５Ｇ情報通信システムにおけるテラビット光伝送システムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永沼 友浩

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９１５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３９５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３３８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２２９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２６３２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／４０ － １０／６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気的なデータ信号を光信号に変換して送信する光送信装置と、
前記光送信装置から光伝送路を介して入力される前記光信号を受信して前記データ信号に変換する光受信装置とを有し、
前記光送信装置は、
前記データ信号の周波数帯域のうち、帯域のパワーの上向きのピークが高周波数側にある第１係数と、前記データ信号の周波数帯域のうち、前記ピークより低周波数側の一部の帯域で周波数が低くなるに従って帯域のパワーが増加する第２係数とに基づき、前記光送信装置内で生ずる損失を補償する第１補償部を有し、
前記光受信装置は、
前記第２係数とは逆の増幅特性を有する第３係数に基づき、前記光伝送路内で生ずる損失を補償する第２補償部を有する、
ことを特徴とする光送受信システム。

【請求項2】

電気的なデータ信号を光信号に変換して送信する光送信装置と、
前記光送信装置から光伝送路を介して入力される前記光信号を受信して前記電気的なデータ信号に変換する光受信装置とを有し、
前記光送信装置は、
前記電気的なデータ信号に対して前記光送信装置内で生ずる損失を第１補償係数に基づき補償する第１補償部と、
前記第１補償部に対して前記第１補償係数を設定する第１設定部とを有し、
前記第１設定部は、前記光送信装置内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、高周波数側の帯域のパワーを増幅するための第１係数と、前記電気的なデータ信号の信号品質が所定値以上となるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、低周波数側の帯域のパワーを増幅するための第２係数とに基づいて前記第１補償係数を生成し、
前記光受信装置は、
前記電気的なデータ信号に対して前記光伝送路内で生ずる損失を第２補償係数に基づき補償する第２補償部と、
前記第２補償部に対して前記第２補償係数を設定する第２設定部とを有し、
前記第２設定部は、前記光伝送路内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号を増幅するための第３係数と、前記第２係数とは逆の増幅特性に基づき前記電気的なデータ信号を増幅するための第４係数とに基づいて前記第２補償係数を生成する、
ことを特徴とする光送受信システム。

【請求項3】

前記第１補償部は、デジタル形式の前記電気的なデータ信号をアナログ形式の前記電気的なデータ信号に変換する変換部の上限値以下に前記電気的なデータ信号のパワーを抑制する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光送受信システム。

【請求項4】

前記光送信装置は、前記第２係数を前記光受信装置に送信し、
前記第２設定部は、前記光受信装置が受信した前記第２係数に基づいて前記第４係数を生成する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光送受信システム。

【請求項5】

前記光送信装置は、前記電気的なデータ信号より低いボーレートの第１信号を用いて前記第２係数を前記光受信装置に送信する、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の光送受信システム。

【請求項6】

前記光送信装置は、前記電気的なデータ信号より低い多値度の第２信号を用いて前記第２係数を前記光受信装置に送信する、
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光送受信システム。

【請求項7】

前記光送信装置は、送信周波数が変調された第３信号を用いて前記第２係数を前記光受信装置に送信する、
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光送受信システム。

【請求項8】

前記第１設定部は、前記電気的なデータ信号のボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて前記第１係数を決定し、
前記第２設定部は、前記電気的なデータ信号のボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて前記第３係数を決定する、
ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光送受信システム。

【請求項9】

前記第１設定部は、前記電気的なデータ信号のボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて前記第１係数と前記第２係数の両方を決定し、
前記第２設定部は、前記電気的なデータ信号のボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて前記第３係数と前記第４係数の両方を決定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。

【請求項10】

光伝送路を介して入力される光信号を受信して電気的なデータ信号に変換する光受信装置に、前記電気的なデータ信号を前記光信号に変換して送信する光送信装置であって、
前記電気的なデータ信号に対して前記光送信装置内で生ずる損失を第１補償係数に基づき補償する第１補償部と、
前記第１補償部に対して前記第１補償係数を設定する第１設定部とを有し、
前記第１設定部は、前記光送信装置内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、高周波数側の帯域のパワーを増幅するための第１係数と、前記電気的なデータ信号の信号品質が所定値以上となるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、低周波数側の帯域のパワーを増幅するための第２係数とに基づいて前記第１補償係数を生成し、
前記光受信装置は、
前記電気的なデータ信号に対して前記光伝送路内で生ずる損失を第２補償係数に基づき補償する第２補償部と、
前記第２補償部に対して前記第２補償係数を設定する第２設定部とを有し、
前記第２設定部は、前記光伝送路内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号を増幅するための第３係数と、前記第２係数とは逆の増幅特性に基づき前記電気的なデータ信号を増幅するための第４係数とに基づいて前記第２補償係数を生成する、
ことを特徴とする光送信装置。

【請求項11】

電気的なデータ信号を光信号に変換して送信する光送信装置から、光伝送路を介して入力される前記光信号を受信して前記電気的なデータ信号に変換する光受信装置であって、
前記光送信装置は、
前記電気的なデータ信号に対して前記光送信装置内で生ずる損失を第１補償係数に基づき補償する第１補償部と、
前記第１補償部に対して前記第１補償係数を設定する第１設定部とを有し、
前記第１設定部は、前記光送信装置内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、高周波数側の帯域のパワーを増幅するための第１係数と、前記電気的なデータ信号の信号品質が所定値以上となるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、低周波数側の帯域のパワーを増幅するための第２係数とに基づいて前記第１補償係数を生成し、
前記光受信装置は、
前記電気的なデータ信号に対して前記光伝送路内で生ずる損失を第２補償係数に基づき補償する第２補償部と、
前記第２補償部に対して前記第２補償係数を設定する第２設定部とを有し、
前記第２設定部は、前記光伝送路内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号を増幅するための第３係数と、前記第２係数とは逆の増幅特性に基づき前記電気的なデータ信号を増幅するための第４係数とに基づいて前記第２補償係数を生成する、
ことを特徴とする光受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件は光送受信システム、光送信装置、及び光受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルコヒーレント光通信においては、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて、光送信装置や光受信装置、光伝送路で発生する信号性能を劣化させる要因を補償することで光信号の伝送特性を向上させている。信号性能を劣化させる要因としては、例えば帯域特性に起因するシンボル間干渉、スキュー、波長分散などがある。

【0003】

補償を実施する際に用いる手法としては、光送信装置や光受信装置、光伝送路で発生する性能劣化要因の逆特性を例えば主信号の信号特性に適用することで性能劣化要因を相殺する手法が挙げられる。光送信装置内の帯域特性に起因するシンボル間干渉の補償であれば、光送信装置内の性能劣化要因の逆特性をＤＳＰ内の予等化回路で信号特性に適用する手法がある。なお、信号特性に伝送路周波数特性の逆特性を乗算する手法は知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－０９６５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、光送信装置内のＤＳＰの後段には、ＤＡＣ（Digital Analogue Converter）が配置されるが、ＤＡＣが出力できる電気的な信号の信号強度（以下、パワーと記載）の特性には上限値がある。このため、仮に信号がこの上限値以上のパワーを含む場合には、そのパワー部分の信号の波形がＤＡＣの上限値に抑えられて変形し、信号の性能劣化が発生する。これにより、光信号の伝送特性が劣化する。このような信号の性能劣化の発生を抑制する場合、信号のパワーを性能劣化が発生しない程度にまで全体的に低減してからＤＡＣに入力することが想定される。

【0006】

しかしながら、信号のパワーを低減しても、信号の性能劣化が発生することがある。例えば、ＤＡＣでは量子化雑音や熱雑音といった雑音が生じる。このため、ＤＡＣを通過した信号には雑音が重畳される。すなわち、信号は雑音によって性能が劣化する。この劣化の度合いは信号のパワーに対する雑音のパワーの比率であるＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）によって相違する。ＳＮＲが十分に高い場合には信号の性能劣化は無視できるが、信号のパワーを低減するとＳＮＲが低下し、信号の性能が劣化する。したがって、結果的に光信号の伝送特性が劣化する。

【0007】

そこで、１つの側面では、光信号の伝送特性を向上する光送受信システム、光送信装置、及び光受信装置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】

【0008】

１つの実施態様では、光送受信システムは、電気的なデータ信号を光信号に変換して送信する光送信装置と、前記光送信装置から光伝送路を介して入力される前記光信号を受信して前記データ信号に変換する光受信装置とを有し、前記光送信装置は、前記データ信号の周波数帯域のうち、帯域のパワーの上向きのピークが高周波数側にある第１係数と、前記データ信号の周波数帯域のうち、前記ピークより低周波数側の一部の帯域で周波数が低くなるに従って帯域のパワーが増加する第２係数とに基づき、前記光送信装置内で生ずる損失を補償する第１補償部を有し、前記光受信装置は、前記第２係数とは逆の増幅特性を有する第３係数に基づき、前記光伝送路内で生ずる損失を補償する第２補償部を有する。

【0009】

１つの実施態様では、光送受信システムは、電気的なデータ信号を光信号に変換して送信する光送信装置と、前記光送信装置から光伝送路を介して入力される前記光信号を受信して前記電気的なデータ信号に変換する光受信装置とを有し、前記光送信装置は、前記電気的なデータ信号に対して前記光送信装置内で生ずる損失を第１補償係数に基づき補償する第１補償部と、前記第１補償部に対して前記第１補償係数を設定する第１設定部とを有し、前記第１設定部は、前記光送信装置内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、高周波数側の帯域のパワーを増幅するための第１係数と、前記電気的なデータ信号の信号品質が所定値以上となるように、前記電気的なデータ信号の周波数帯域のうち、低周波数側の帯域のパワーを増幅するための第２係数とに基づいて前記第１補償係数を生成し、前記光受信装置は、前記電気的なデータ信号に対して前記光伝送路内で生ずる損失を第２補償係数に基づき補償する第２補償部と、前記第２補償部に対して前記第２補償係数を設定する第２設定部とを有し、前記第２設定部は、前記光伝送路内で生ずる損失が補償されるように、前記電気的なデータ信号を増幅するための第３係数と、前記第２係数とは逆の増幅特性に基づき前記電気的なデータ信号を増幅するための第４係数とに基づいて前記第２補償係数を生成する。

【発明の効果】

【0010】

光信号の伝送特性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は光送受信システムの一例である。

【図2】図２（ａ）は送信側ＤＳＰの一例を示すブロック図である。図２（ｂ）は受信側ＤＳＰの一例を示すブロック図である。

【図3】図３は第１実施形態に係る送信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は第１実施形態に係る第１テーブルの一例である。

【図5】図５は第１実施形態に係る光送信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は第１係数の正規化例を説明する図である。

【図7】図７は増幅目標値の正規化例を説明する図である。

【図8】図８は第２係数の生成例を説明する図である。

【図9】図９は第１係数と第２係数の重畳例を説明する図である。

【図10】図１０は光送信装置からの出力信号の一例を説明する図である。

【図11】図１１（ａ）はＤＡＣの上限値の一例を説明する図である。図１１（ｂ）はクリッピングの一例を説明する図である。図１１（ｃ）はスケーリングの一例を説明する図である。

【図12】図１２は第１実施形態に係る受信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図13】図１３第１実施形態に係る第２テーブルの一例である。

【図14】図１４は第１実施形態に係る光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図15】図１５は第３係数と第４係数の重畳例を説明する図である。

【図16】図１６は光受信装置からの出力信号の一例を説明する図である。

【図17】図１７は第２実施形態に係る送信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図18】図１８は情報生成部の一例を示すブロック図である。

【図19】図１９は第２実施形態に係る光送信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図20】図２０は第２実施形態に係る受信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図21】図２１は第２実施形態に係る光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図22】図２２は第３実施形態に係る送信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図23】図２３は第３実施形態に係る第１テーブルの一例である。

【図24】図２４は第３実施形態に係る光送信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図25】図２５は第３実施形態に係る受信側制御部の一例を示すブロック図である。

【図26】図２６は第３実施形態に係る第２テーブルの一例である。

【図27】図２７は第３実施形態に係る光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本件を実施するための形態について図面を参照して説明する。

【0013】

（第１実施形態）
図１に示すように、光送受信システムＳＴは、光送信装置１００と光受信装置２００とを有する。光送信装置１００と光受信装置２００は光伝送路３００を介して互いに接続されている。

【0014】

まず、光送信装置１００の詳細について説明する。光送信装置１００は、送信側ＤＳＰ（以下、ＴｘＤＳＰと記載）１１０と、ＤＡＣ１２０と、ＣＤＭ（Coherent Driver Modulator）１３０と、ＩＴＬＡ（Integrable Tunable Laser Assembly）１４０と、送信側制御部１５０とを有する。ＤＡＣ１２０は変換部の一例である。ＩＴＬＡ１４０は光源の一例である。送信側制御部１５０は第１設定部の一例である。図２（ａ）に示すように、ＴｘＤＳＰ１１０は、フレーマ１１１と、ＦＥＣ（Forward Error Correction）符号化回路１１２と、予等化回路１１３とを有する。予等化回路１１３は第１補償部の一例である。

【0015】

フレーマ１１１はデジタル形式である電気的なクライアント信号をクライアントネットワークから受信する。クライアント信号は、例えばイーサネット（登録商標）信号である。クライアント信号は主信号であってもよいし、伝送特性等を調整するパラメータのみを含む制御信号であってもよい。フレーマ１１１はクライアント信号をクライアントネットワークから受信し、ＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレームに変換してＦＥＣ符号化回路１１２に出力する。したがって、ＦＥＣ符号化回路１１２にはフレーマ１１１からＯＴＵフレームが入力される。

【0016】

ＦＥＣ符号化回路１１２は、ＯＴＵフレームの誤り訂正符号の一例としてＦＥＣを生成して、ＯＴＵフレームに挿入する。ＦＥＣ符号化回路１１２は、ＯＴＵフレームを電気的なデータ信号として予等化回路１１３に出力する。なお、ＦＥＣ符号化回路１１２と予等化回路１１３との間にマッピング回路を設けてもよい。マッピング回路は送信側制御部１５０から設定されたボーレート（Baud Rate）と変調方式（具体的には多値変調方式）に従ってデジタル変調処理を行うことにより、ＯＴＵフレームのビットデータをシンボルにマッピングする。マッピング回路は、デジタル変調処理で得た電気的なデータ信号を予等化回路１１３に出力する。

【0017】

予等化回路１１３は、データ信号に対し、光送信装置１００内で生ずる各種の損失を後述する第１補償係数に基づき予め補償する。例えば、予等化回路１１３は、スキュー補償や帯域特性補償などを行う。予等化回路１１３は、補償後のデータ信号をＤＡＣ１２０に出力する。

【0018】

なお、詳細は後述するが、予等化回路１１３はデータ信号に対してスケーリングを行う。スケーリングはＤＡＣ１２０の上限値以下にデータ信号のパワー（例えば振幅レベル）を抑制する処理である。具体的には、スケーリングはＤＡＣ１２０の上限値以下にデータ信号のパワーを全体的に下げる処理である。これにより、データ信号のパワーがＤＡＣ１２０の上限値を超える場合に、ＤＡＣ１２０の上限値にデータ信号のパワーが部分的に張り付くクリッピングを回避することができる。

【0019】

図１に戻り、ＤＡＣ１２０はデータ信号をデジタル形式からアナログ形式に変換してＣＤＭ１３０に出力する。ＣＤＭ１３０は、光変調器、偏波ビームスプリッタ、及び偏波ビームコンバイナなどを有する。ＣＤＭ１３０は、ＩＴＬＡ１４０から入力された送信光をＨ偏波及びＶ偏波に分離して、データ信号により光変調する。ＣＤＭ１３０は、Ｈ偏波及びＶ偏波の変調光を合波することにより光信号を生成して光伝送路３００に出力する。このように、光送信装置１００はデータ信号を光信号に変換して光受信装置２００に向けて送信する。

【0020】

送信側制御部１５０は、プロセッサとメモリとを含み、図１に示すように、ＴｘＤＳＰ１１０、ＣＤＭ１３０、及びＩＴＬＡ１４０の各動作を制御する。プロセッサは例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。ＴｘＤＳＰ１１０の動作を制御する際には、送信側制御部１５０は、図２（ａ）に示すように、フレーマ１１１、ＦＥＣ符号化回路１１２、及び予等化回路１１３の動作を制御する。送信側制御部１５０は、操作端末１０（図１参照）からの制御に従い、フレーマ１１１、ＦＥＣ符号化回路１１２、及び予等化回路１１３に各種の設定を行う。操作端末１０はＰＣ（Personal Computer）であってもよいし、スマート端末（例えばタブレット端末等）であってもよい。送信側制御部１５０は、フレーマ１１１にラインレートを設定し、ＦＥＣ符号化回路１１２にＦＥＣの冗長度を設定する。

【0021】

また、送信側制御部１５０は上述した第１補償係数を生成し、予等化回路１１３に対して第１補償係数を設定する。送信側制御部１５０はこの第１補償係数を第１係数と第２係数とに基づいて生成する。具体的には、送信側制御部１５０はこの第１補償係数を第１係数と第２係数とを互いに重畳することにより生成する。第１係数はデータ信号の周波数帯域のうち、高周波数側の帯域のパワーを増幅するための係数である。第１係数により光送信装置１００内で生ずる損失（例えば帯域特性に起因するシンボル間干渉）を補償することができる。一方、第２係数はデータ信号の周波数帯域のうち、低周波数側の帯域のパワーを増幅するための係数である。第２係数によりデータ信号の信号品質（具体的にはＳＮＲ）を光信号の伝送性能の劣化を回避する所定値以上にすることができる。

【0022】

次に、光受信装置２００の詳細について説明する。図１に示すように、光受信装置２００は、受信側ＤＳＰ（以下、ＲｘＤＳＰと記載）２１０と、ＡＤＣ（Analogue Digital Converter）２２０と、ＩＣＲ（Integrated Coherent Receiver）２３０と、ＩＴＬＡ２４０と、受信側制御部２５０とを有する。ＩＴＬＡ２４０は光源の一例である。受信側制御部２５０は第２設定部の一例である。

【0023】

ＩＣＲ２３０には、光送信装置１００から送信され、光伝送路３００を経由した光信号が入力される。ＩＣＲ２３０は、偏波ビームスプリッタ及び光－電気変換器などを有する。ＩＣＲ２３０は、光信号をＨ偏波及びＶ偏波の各成分に分離して、ＩＴＬＡ２４０から入力された局発光により光信号を受信し、電気的なデータ信号に変換してＡＤＣ２２０に出力する。すなわち、光受信装置２００は光送信装置１００から光伝送路３００を介して入力される光信号を受信してデータ信号に変換する。ＡＤＣ２２０は、データ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換してＲｘＤＳＰ２１０に出力する。

【0024】

図２（ｂ）に示すように、ＲｘＤＳＰ２１０は、固定等化回路２１１と、適応等化回路２１２と、ＦＥＣ復号化回路２１３と、デフレーマ２１４とを有する。固定等化回路２１１は第２補償部の一例である。

【0025】

固定等化回路２１１は、データ信号に対し、光送信装置１００や光受信装置２００、光伝送路３００で生じた損失を後述する第２補償係数に基づき固定的に補償する。例えば、固定等化回路２１１は、波長分散補償、スキュー補償、及び帯域特性補償を行う。固定等化回路２１１は、補償後のデータ信号を適応等化回路２１２に出力する。

【0026】

適応等化回路２１２は、データ信号に対し、光伝送路３００上で発生する偏波モード分散や偏波依存性損失により生じた光信号の波形歪みを動的なパラメータに基づいて適応的に補償する。適応等化回路２１２は補償後のデータ信号をＯＴＵフレームとしてＦＥＣ復号化回路２１３に出力する。なお、適応等化回路２１２とＦＥＣ復号化回路２１３との間にデマッピング回路を設けてもよい。デマッピング回路はデマッピング処理することによりシンボルを検出してビットデータに変換し、データ信号からＯＴＵフレームを復調する回路である。

【0027】

ＦＥＣ復号化回路２１３は、ＯＴＵフレームからＦＥＣを取り出してデータ誤り訂正を行う。ＦＥＣ復号化回路２１３は、ＯＴＵフレームをデフレーマ２１４に出力する。デフレーマ２１４はＦＥＣ復号化回路２１３からＯＴＵフレームを受信し、クライアント信号に変換してクライアントネットワークに送信する。

【0028】

受信側制御部２５０は、プロセッサとメモリとを含み、図１に示すように、ＲｘＤＳＰ２１０、ＩＣＲ２３０、及びＩＴＬＡ２４０の各動作を制御する。ＲｘＤＳＰ２１０の動作を制御する際には、受信側制御部２５０は、図２（ｂ）に示すように、固定等化回路２１１、適応等化回路２１２、ＦＥＣ復号化回路２１３、及びデフレーマ２１４の動作を制御する。受信側制御部２５０は、操作端末１０（図１参照）からの制御に従い、固定等化回路２１１、適応等化回路２１２、ＦＥＣ復号化回路２１３、及びデフレーマ２１４に各種の設定を行う。

【0029】

また、受信側制御部２５０は上述した第２補償係数を生成し、固定等化回路２１１に対して第２補償係数を設定する。受信側制御部２５０はこの第２補償係数を第３係数と第４係数とに基づいて生成する。具体的には、受信側制御部２５０はこの第２補償係数を第３係数と第４係数とを互いに重畳することにより生成する。第３係数はデータ信号を増幅するための係数である。第３係数により光受信装置２００内や光伝送路３００内で生ずる損失を補償することができる。第４係数は第２係数とは逆の増幅特性に基づきデータ信号を増幅（即ち減衰）するための係数である。第４係数により信号品質を一時的に改善することを目的に採用した第２係数を相殺させることができる。

【0030】

このように、第２係数に基づき光送信装置１００側で低周波数側の帯域のパワーを増幅して、データ信号の信号品質を所定値以上とし、光受信装置２００側で第２係数とは逆の増幅特性を有する第４特性に基づきデータ信号の信号品質を元に戻すため、信号全体の特性改善を図ることができる。

【0031】

次に、図３から図１１を参照して、第１実施形態に係る送信側制御部１５０の詳細について説明する。

【0032】

まず、図３に示すように、送信側制御部１５０は、第１テーブル１５１、モード設定部１５２、及び目標設定部１５３を含んでいる。また、送信側制御部１５０は、第１選択部１５４、第１生成部１５５、及び第１重畳部１５６を含んでいる。第１テーブル１５１は、図４に示すように、動作モード番号、ボーレート、変調方式、及び第１係数を互いに関連付けて含んでいる。第１テーブル１５１における動作モード番号は光送信装置１００の動作モードを識別する識別子である。動作モード番号が指定されると、指定された動作モード番号に関連付けられたボーレート、変調方式、及び第１係数を決定することができる。これにより、指定された動作モード番号に応じたボーレート、変調方式、及び第１係数で光送信装置１００を動作させることができる。なお、動作モード番号を設けずに、ボーレート及び変調方式の少なくとも一方を指定し、指定したボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて第１係数を決定してもよい。

【0033】

図５に示すように、モード設定部１５２は操作端末１０からの制御に従い動作モード番号を自身に設定する（ステップＳ１）。動作モード番号が設定されると、目標設定部１５３は操作端末１０からの制御に従い増幅目標値を自身に設定する（ステップＳ２）。増幅目標値は増幅させる低周波数側の帯域のパワーの目標値である。ステップＳ１とＳ２の処理は同じタイミングであってもよいし、異なるタイミングであってもよい。

【0034】

増幅目標値が設定されると、第１選択部１５４はモード設定部１５２に設定された動作モード番号に応じた第１係数をボーレート及び変調方式と共に第１テーブル１５１から選択する（ステップＳ３）。第１選択部１５４は選択したボーレート、変調方式、及び第１係数を第１重畳部１５６に出力する。第１係数については、第１選択部１５４は第１生成部１５５にも出力する。第１選択部１５４から第１係数が出力されると、第１生成部１５５は目標設定部１５３に設定された増幅目標値と第１係数とに基づいて第２係数を生成する（ステップＳ４）。

【0035】

具体的には、図６に示すように、まず、第１生成部１５５は第１係数の特性を正規化する。正規化は第１係数における最大パワーを「０（ゼロ）」とするように第１係数の特性を全体的に下げる処理である。ＤＡＣ１２０の上限値とするように正規化するようにしてもよい。第１係数の特性を正規化すると、第１生成部１５５は周波数成分ごとにパワー「０」を基準とした相対的な減衰量を算出する。

【0036】

次に、図７に示すように、第１生成部１５５は第１係数に対する正規化と同様に増幅目標値の特性を正規化する。具体的には、第１生成部１５５は第１係数の特性の減衰量と同じ減衰量で増幅目標値の特性を周波数成分毎に全体的に減衰する。これにより、パワー「０」より低い正規化後の増幅目標値の特性を得る。正規化後の増幅目標値の特性を得ると、第１生成部１５５は正規化後の増幅目標値と正規化後の第１係数との差分（正規化後の増幅目標値－正規化後の第１係数）を周波数成分毎に算出する。ここで、正規化後の増幅目標値が正規化後の第１係数以下となった場合（即ち差分≦０）には、第１生成部１５５は正規化後の増幅目標値として正規化後の第１係数を採用する。これにより、第１生成部１５５は高周波側に正規化後の第１係数を部分的に含む正規化後の増幅目標値の特性を得る。なお、正規化後の増幅目標値が正規化後の第１係数を上回っている周波数帯域（即ち差分＞０）を、本明細書では低周波数帯域と記載する。

【0037】

次に、図８に示すように、第１生成部１５５は差分から第１係数を差し引いて（即ち差分－正規化前の第１係数）、第２係数を生成する。言い換えれば、第１生成部１５５は差分から第１係数を差し引いた特性を第２係数の特性として生成する。

【0038】

なお、第２係数の特性がパワー「０」を下回る場合、第１生成部１５５は第２係数の特性をパワー「０」に固定する。仮に第２係数の特性がパワー「０」を下回ると、第２係数によるデータ信号の信号品質が所定値未満となる可能性がある。第２係数の特性をパワー「０」に固定することで、この可能性を回避することができる。第１生成部１５５は生成した第２係数を第１重畳部１５６に出力する。なお、操作端末１０は第１生成部１５５にアクセスして第２係数を参照したり、第１生成部１５５から第２係数を取得したりすることができる。

【0039】

図５に戻り、第１重畳部１５６は、第１選択部１５４から出力された第１係数と、第１生成部１５５から出力された第２係数を重畳する（ステップＳ５）。第１重畳部１５６は第１係数と第２係数を互いに重畳することにより上述した第１補償係数を生成する。第１補償係数を生成すると、第１重畳部１５６は第１補償係数をＴｘＤＳＰ１１０の予等化回路１１３に設定し（ステップＳ６）、処理を終了する。

【0040】

これにより、図９に示すように、例えばデータ信号が主信号であって、光送信装置１００の帯域幅が主信号に対して不足している場合に、主信号に対し、第１係数と第２係数を重畳することにより生成した第１補償係数を適用することができる。ここで、第１係数は帯域のパワーの上向きのピークが高周波数側にあり、光送信装置１００内で生ずる帯域特性に起因するシンボル間干渉等の損失を補償する。一方、第２係数は第１係数のピークより低周波数側の一部の帯域で周波数が低くなるに従って帯域のパワーが増加し、スケーリングに起因する低周波帯域側での信号品質の低下を補償する。したがって、第２係数の特性は光送信装置１００の帯域幅で相殺されずに残存し、図１０に示すように、残存した第２係数が主信号に適用された出力信号が光信号として光送信装置１００から出力される。なお、第１重畳部１５６は第１選択部１５４から出力されたボーレート及び変調方式をＴｘＤＳＰ１１０のマッピング回路（不図示）に設定する。設定されたボーレート及び変調方式は主信号の送信に用いられる。

【0041】

ここで、図１１（ａ）乃至（ｃ）を参照して、上述したクリッピング及びスケーリングについて説明する。

【0042】

まず、図１１（ａ）に示すように、ＤＡＣ１２０には出力できる電気的なデータ信号のパワーに上限値がある。例えば第１係数補償後の主信号の特性がこの上限値以上になる場合、図１１（ｂ）に示すように、上限値以上の主信号部分はその本来の特性に関わらずに、その上限値に張り付くクリッピングが発生する。クリッピングによって主信号の特性が元の特性と比べて変化するため、主信号の信号品質が劣化する。

【0043】

クリッピングを回避するために、図１１（ｃ）に示すように、予等化回路１１３内で主信号の特性をクリッピングが発生しない水準にまでパワーを低減するスケーリングを行ってからＤＡＣ１２０に入力することも想定される。しかしながら、スケーリング後の主信号はＤＡＣ１２０の雑音との関係で主信号の伝送性能が劣化する場合がある。具体的には、低周波帯域において、スケーリング前の主信号であれば、主信号とＤＡＣ１２０の雑音とのＳＮＲは主信号の伝送性能の劣化を無視できる程度に十分に高い値を確保することができる。ところが、スケーリング後の主信号の場合、主信号とＤＡＣ１２０の雑音とのＳＮＲは低下して主信号の伝送性能が劣化する。このため、本実施形態では、主信号といったデータ信号の低周波帯域の特性を第２係数により改善している。

【0044】

次に、図１２から図１６を参照して、第１実施形態に係る受信側制御部２５０の詳細について説明する。

【0045】

まず、図１２に示すように、受信側制御部２５０は、第２テーブル２５１、モード設定部２５２、及び係数設定部２５３を含んでいる。また、受信側制御部２５０は、第２選択部２５４、第２生成部２５５、及び第２重畳部２５６を含んでいる。第２テーブル２５１は、図１３に示すように、動作モード番号、ボーレート、変調方式、及び第３係数を互いに関連付けて含んでいる。第２テーブル２５１における動作モード番号は光受信装置２００の動作モードを識別する識別子である。動作モード番号が指定されると、指定された動作モード番号に関連付けられたボーレート、変調方式、及び第３係数を決定することができる。これにより、指定された動作モード番号に応じたボーレート、変調方式、及び第３係数で光受信装置２００を動作させることができる。なお、動作モード番号を設けずに、ボーレート及び変調方式の少なくとも一方を指定し、指定したボーレート及び変調方式の少なくとも一方に応じて第３係数を決定してもよい。

【0046】

図１４に示すように、モード設定部２５２は操作端末１０からの制御に従い動作モード番号を自身に設定する（ステップＳ１１）。動作モード番号が設定されると、係数設定部２５３は操作端末１０からの制御に従い第２係数を自身に設定する（ステップＳ１２）。なお、第２係数の設定については、操作端末１０が送信側制御部１５０に対する設定を終えた後に、操作端末１０が送信側制御部１５０（具体的には第１生成部１５５）から第２係数を取得すればよい。操作端末１０を光送信装置１００から光受信装置２００に接続し直すことにより、操作端末１０は第２係数を係数設定部２５３に設定することができる。ステップＳ１１とＳ１２の処理は同じタイミングであってもよいし、異なるタイミングであってもよい。

【0047】

モード設定部２５２に動作モード番号が設定されると、第２選択部２５４は設定された動作モード番号に応じた第３係数をボーレート及び変調方式と共に第２テーブル２５１から選択する（ステップＳ１３）。図１５に示すように、第３係数は第１係数のピークより低周波数側の一部の帯域で周波数が低くなるに従って帯域のパワーが減少する。第２選択部２５４は選択したボーレート、変調方式、及び第３係数を第２重畳部２５６に出力する。

【0048】

係数設定部２５３に第２係数が設定されると、第２生成部２５５は第２係数に基づいて第４係数を生成する（ステップＳ１４）。具体的には、図１５に示すように、第２生成部２５５は第２係数の特性とは逆の増幅特性に基づいて第４係数を生成する。言い換えれば、第２生成部２５５は第２係数の特性とは逆の増幅特性を第４係数の特性として生成する。第２生成部２５５は生成した第４係数を第２重畳部２５６に出力する。なお、ステップＳ１３とＳ１４の処理は同じタイミングであってもよいし、異なるタイミングであってもよい。

【0049】

図１４に戻り、第２重畳部２５６は、第２選択部２５４から出力された第３係数と、第２生成部２５５から出力された第４係数を重畳する（ステップＳ１５）。第２重畳部２５６は第３係数と第４係数を互いに重畳することにより上述した第２補償係数を生成する。第２補償係数を生成すると、第２重畳部２５６は第２補償係数をＲｘＤＳＰ２１０の固定等化回路２１１に設定し（ステップＳ１６）、処理を終了する。

【0050】

これにより、図１５に示すように、例えばデータ信号が主信号であって、光受信装置２００の帯域幅が主信号に対して不足している場合に、主信号に対し、第３係数と第４係数を重畳することにより生成した第２補償係数を適用することができる。第３係数により光受信装置２００内や光伝送路３００内で生ずる帯域特性に起因するシンボル間干渉等の損失を補償することができる。第４係数により信号品質を一時的に改善することを目的に採用した第２係数を相殺させることができる。したがって、図１６に示すように、第２補償係数が主信号に適用された出力信号がクライアント信号として光受信装置２００から出力される。なお、第２重畳部２５６は第２選択部２５４から出力されたボーレート及び変調方式をＲｘＤＳＰ２１０のデマッピング回路（不図示）に設定する。

【0051】

以上、第１実施形態によれば、ＤＡＣ１２０が出力できる電気的な信号のパワーの特性に上限値がある場合に、スケーリングといった正規化を実施しても、低周波帯域において信号品質が低下せず、光信号の伝送特性を向上することができる。

【0052】

（第２実施形態）
次に、図１７乃至図２１を参照して、本件の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、送信側制御部１５０で第２係数を生成し、操作端末１０を介してその第２係数を受信側制御部２５０で利用して第４係数を生成することを説明した。第２実施形態では、送信側制御部１５０で生成した第２係数を光送信装置１００から光受信装置２００に送信し、受信した第２係数を受信側制御部２５０で利用して第４係数を生成する。

【0053】

まず、図１７乃至図１９を参照して、第２実施形態に係る送信側制御部１５０の構成及び動作について説明する。なお、図１７において、第１実施形態に係る送信側制御部１５０と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0054】

図１７に示すように、第２実施形態に係る送信側制御部１５０は、情報生成部１５７をさらに含む点で第１実施形態と相違する。情報生成部１５７は、図１８に示すように、周波数変調設定部１６１、多値度設定部１６２、ボーレート設定部１６３、及び統合部１６４を含んでいる。

【0055】

第１生成部１５５は生成した第２係数を統合部１６４に出力する。周波数変調設定部１６１は、操作端末１０からの制御に従い、送信周波数の周波数変調の使用の有無を自身に設定する。多値度設定部１６２は、操作端末１０からの制御に従い、主信号に用いる多値度より低い多値度を自身に設定する。ボーレート設定部１６３は、操作端末１０からの制御に従い、主信号に用いるボーレートより低いボーレートを自身に設定する。なお、これらの各種設定は、動作モード番号の設定や増幅目標値の設定と同じタイミングであってもよいし、異なるタイミングであってもよい。

【0056】

統合部１６４は、周波数変調設定部１６１に周波数変調を使用する旨が設定されている場合、周波数変調を使用する旨とボーレート設定部１６３に設定されたボーレートのいずれか一方又は両方の情報と第２係数の情報とを統合した送信情報を生成する。統合部１６４は、周波数変調設定部１６１に周波数変調を使用しない旨が設定されている場合、多値度設定部１６２に設定された多値度とボーレート設定部１６３に設定されたボーレートのいずれか一方又は両方の情報と第２係数の情報とを統合した送信情報を生成する。

【0057】

統合部１６４は生成した送信情報をＴｘＤＳＰ１５０の予等化回路１１３に出力する。予等化回路１１３は、送信情報に基づき、送信情報を含む電気的な制御信号を生成し、ＤＡＣ１２０に出力する。これにより、主信号とは異なる設定の制御信号が光送信装置１００から送信される。このため、光受信装置２００は制御信号と主信号とを識別することができる。なお、周波数変調を使用する場合、周波数変調がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）といった位相変調と両立しないため、多値度の利用を回避している。

【0058】

図１９に示すように、第１重畳部１５６がステップＳ６の処理を実行すると、情報生成部１５７は上述したように送信情報を生成し（ステップＳ２１）、予等化回路１１３に出力する。予等化回路１１３は送信情報を含む制御信号を生成し（ステップＳ２２）、ＤＡＣ１２０に出力する。ＣＤＭ１３０はＤＡＣ１２０に出力された制御信号に基づいて制御信号に応じた光信号に変換し、光受信装置２００に向けて送信する（ステップＳ２３）。このように、光送信装置１００は制御信号を光受信装置２００に送信する。

【0059】

次に、図２０及び図２１を参照して、第２実施形態に係る受信側制御部２５０の構成及び動作について説明する。なお、図２０において、第１実施形態に係る受信側制御部２５０と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0060】

第２実施形態に係る受信側制御部２５０は、情報抽出部２５７をさらに含む点で第１実施形態と相違する。情報抽出部２５７は、光受信装置２００（具体的にはＩＣＲ２３０）が受信した光信号に応じた制御信号に基づいて固定等化回路２１１でデジタル復調した後の送信情報を抽出する。情報抽出部２５７は抽出した送信情報から第２係数を第２生成部２５５に出力する。これにより、第１実施形態と同様に、第２生成部２５５は第２係数に基づいて第４係数を生成することができる。

【0061】

図２１に示すように、第２選択部２５４がステップＳ１３の処理を実行すると、ＩＣＲ２３０は制御信号に応じた光信号を受信する（ステップＳ３１）。ＩＣＲ２３０が光信号を受信すると、情報抽出部２５７は光信号に応じた制御信号から送信情報を抽出し（ステップＳ３２）、第２係数を第２生成部２５５に出力する（ステップＳ３３）。これにより、第２生成部２５５はステップＳ１４の処理を実行することができる。

【0062】

以上、第２実施形態によれば、光送信装置１００で生成した第２係数を光受信装置２００に改めて設定し直さなくても、光受信装置２００は光送信装置１００から送信された第２係数に基づいて第４係数を生成することができる。このため、操作端末１０を操作する設定担当者の設定負担を抑えることができる。また、光受信装置２００による第２係数の設定処理を省略することで処理負荷を抑えることができる。

【0063】

（第３実施形態）
次に、図２２乃至図２７を参照して、本件の第３実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、送信側制御部１５０で第２係数を生成し、操作端末１０を介してその第２係数を受信側制御部２５０で利用して第４係数を生成することを説明した。第３実施形態では、送信側制御部１５０で第２係数を生成せずに、第１係数に初期設定で事前（例えば装置製造時等）に関連付けた第２係数を利用する。また、受信側制御部２５０では第２係数に基づいて第４係数を生成せずに、第３係数に初期設定で事前に関連付けた第４係数を利用する。

【0064】

まず、図２２乃至図２４を参照して、第３実施形態に係る送信側制御部１５０の構成及び動作について説明する。なお、図２２において、第１実施形態に係る送信側制御部１５０と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0065】

図２２に示すように、第３実施形態に係る送信側制御部１５０は、目標設定部１５３と第１生成部１５５を含まずに、第３選択部１５８をさらに含む点で第１実施形態と相違する。また、図２３に示すように、第３実施形態に係る第１テーブル１５１は第１係数に第２係数を関連付けている点で第１実施形態と相違する。第３選択部１５８はモード設定部１５２に設定された動作モード番号に応じた第２係数を第１テーブル１５１から選択する。第３選択部１５８は選択した第２係数を第１重畳部１５６に出力する。これにより、第１重畳部１５６は、第１選択部１５４から出力された第１係数と、第３選択部１５８から出力された第２係数を重畳することができる。すなわち、第１重畳部１５６は第１補償係数を生成することができる。

【0066】

図２４に示すように、第１選択部１５４がステップＳ３の処理を実行すると、第３選択部１５８は上述したように第２係数を選択し（ステップＳ４１）、第１重畳部１５６に出力する。これにより、第１重畳部１５６はステップＳ５の処理を実行することができる。

【0067】

次に、図２５乃至図２７を参照して、第３実施形態に係る受信側制御部２５０の構成及び動作について説明する。なお、図２５において、第１実施形態に係る受信側制御部２５０と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0068】

図２５に示すように、第３実施形態に係る受信側制御部２５０は、係数設定部２５３と第２生成部２５５を含まずに、第４選択部２５８をさらに含む点で第１実施形態と相違する。また、図２６に示すように、第３実施形態に係る第２テーブル２５１は第３係数に第４係数を関連付けている点で第１実施形態と相違する。第４選択部２５８はモード設定部２５２に設定された動作モード番号に応じた第４係数を第２テーブル２５１から選択する。第４選択部２５８は選択した第４係数を第２重畳部２５６に出力する。これにより、第２重畳部２５６は、第２選択部２５４から出力された第３係数と、第４選択部２５８から出力された第４係数を重畳することができる。すなわち、第２重畳部２５６は第２補償係数を生成することができる。

【0069】

図２７に示すように、第２選択部２５４がステップＳ１３の処理を実行すると、第４選択部２５８は上述したように第４係数を選択し（ステップＳ５１）、第２重畳部２５６に出力する。これにより、第２重畳部２５６はステップＳ１５の処理を実行することができる。

【0070】

以上、第３実施形態によれば、光送信装置１００に対する増幅目標値の設定を実施しなくても、動作モード番号に応じて第２係数を特定して第１係数との重畳利用することができる。また、光受信装置２００に対する第２係数の設定を実施しなくても、動作モード番号に応じて第４係数を特定して第３係数との重畳利用することができる。このため、操作端末１０を操作する設定担当者の設定負担を抑えることができる。また、光送信装置１００による増幅目標値の設定処理を省略し、光受信装置２００による第２係数の設定処理を省略することで処理負荷を抑えることができる。

【0071】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0072】

ＳＴ 光送受信システム
１００ 光送信装置
１１３ 予等化回路（第１補償部）
１５０ 送信側制御部（第１設定部）
２００ 光受信装置
２１１ 固定等化回路（第２補償部）
２５０ 受信側制御部（第２設定部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】