JP2023127797A - 光通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合における受信信号の品質の劣化を抑制する光通信装置及び光通信システムを提供する。【解決手段】光通信システムにおいて、光通信装置の信号処理部は、BER1とBER2との合計値が最小になるときの光送信機113のRRCフィルタのロールオフ率と光源の中心周波数との第1の組合せと、光送信機114のRRCフィルタのロールオフ率と光送信機114の光源の中心周波数との第2の組合せを検出し、第1の組合せに基づいて、光源の中心周波数を設定し、第1の組合せに基づいて、第1のRRCフィルタのロールオフ率を設定し、第2の組合せに基づいて、光送信機114の光源の中心周波数を設定し、第2の組合せに基づいて、第2のRRCフィルタのロールオフ率を設定する。これにより、他の光通信装置が受信するデータのBERが、低く抑えられる。【選択図】図3
Description
本開示は、光通信システムに関する。
近年、通信需要の増加に伴い、高密度かつ大容量で通信を行うための光通信技術が求められている。波長多重数の増加及び光ファイバ網の増設だけでは、通信需要の増加に十分に応えられない。そのため、1波長当たりの通信速度又はマルチキャリアにおける通信速度を100Gbpsから、400Gbps又は800Gbpsに向上させる必要がある。しかし、通信速度の高速化に伴って、光ファイバの波長分散及び偏波モード分散による光信号波形の歪み等の受信信号の品質の劣化が深刻になる。
ここで、受信信号の品質の劣化であるフィルタペナルティを低減する技術が提案されている(特許文献1を参照)。また、特許文献1の光伝送システムは、1つの送信部と1つの受信部を有するトランスポンダ部を含む。
近年、図15のようなトランスポンダが提案されている。図15のトランスポンダ900は、IF(Interface)部901、信号処理部902、光送信機903_1,903_2,・・・,903_n(nは、正の整数)、及び光受信機904_1,904_2,・・・,904_n(nは、正の整数)を有する。このように、トランスポンダ900は、複数の光送信機と複数の光受信機とを有する。
トランスポンダ900のように、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合でも、受信信号の品質の劣化が問題になる。上記の技術では、トランスポンダが1つの送信部と1つの受信部を有する場合が提案されている。上記の技術を、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合に単純に適用することは、できない。そのため、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合における受信信号の品質の劣化が問題である。
本開示の目的は、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合における受信信号の品質の劣化を抑制することである。
本開示の一態様に係る光通信システムが提供される。光通信システムは、第1の光源を有する第1の光送信機、第2の光源を有する第2の光送信機、及び複数の光受信機を含むトランスポンダと、前記第1の光送信機に入力される電気信号に対する第1のローパスフィルタの機能と、前記第2の光送信機に入力される電気信号に対する第2のローパスフィルタの機能とを有する信号処理部とを有する第1の光通信装置と、前記第1の光送信機が送信した光信号に基づくデータの第1のビット誤り率を算出し、前記第2の光送信機が送信した光信号に基づくデータの第2のビット誤り率を算出する第2の光通信装置と、を含む。前記信号処理部は、前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率との合計値が最小になるときの前記第1のローパスフィルタのロールオフ率と前記第1の光源の中心周波数との組合せである第1の組合せと、前記第2のローパスフィルタのロールオフ率と前記第2の光源の中心周波数との組合せである第2の組合せとを検出し、前記第1の組合せに基づいて、前記第1の光源の中心周波数を前記第1の光送信機に設定し、前記第1の組合せに基づいて、前記第1のローパスフィルタのロールオフ率を前記第1のローパスフィルタに設定し、前記第2の組合せに基づいて、前記第2の光源の中心周波数を前記第2の光送信機に設定し、前記第2の組合せに基づいて、前記第2のローパスフィルタのロールオフ率を前記第2のローパスフィルタに設定する。
本開示によれば、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合における受信信号の品質の劣化を抑制することができる。
以下、図面を参照しながら実施の形態を説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置100と光通信装置200とを含む。光通信システムは、制御装置300を含んでもよい。光通信システムは、マルチキャリア方式の光通信システムでもよいし、デュアルキャリア方式の光通信システムでもよい。
図1は、実施の形態1の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置100と光通信装置200とを含む。光通信システムは、制御装置300を含んでもよい。光通信システムは、マルチキャリア方式の光通信システムでもよいし、デュアルキャリア方式の光通信システムでもよい。
光通信装置100と光通信装置200とは、光ファイバを介して、通信する。制御装置300は、光通信装置100と光通信装置200と通信する。例えば、制御装置300は、OSC(Optical Supervisory Channel)を用いて、光通信装置100と光通信装置200と通信する。
また、光通信装置100は、1以上のクライアント装置と通信する。さらに、光通信装置200は、1以上のクライアント装置と通信する。なお、光通信装置100と光通信装置200と通信するクライアント装置の図示は、省略されている。
光通信装置100とクライアント装置との間では、クライアント信号が送受信される。光通信装置200とクライアント装置との間では、クライアント信号が送受信される。
光通信装置100とクライアント装置との間では、クライアント信号が送受信される。光通信装置200とクライアント装置との間では、クライアント信号が送受信される。
制御装置300は、光通信装置100と光通信装置200とを監視する。制御装置300の機能の詳細は、後で説明する。
図1は、2つの光通信装置を示している。光通信システムは、3つ以上の光通信装置を含んでもよい。光通信システムが3つ以上の光通信装置を含む場合、制御装置300は、3つ以上の光通信装置を監視する。
図1は、2つの光通信装置を示している。光通信システムは、3つ以上の光通信装置を含んでもよい。光通信システムが3つ以上の光通信装置を含む場合、制御装置300は、3つ以上の光通信装置を監視する。
また、光通信装置100は、第1の光通信装置とも言う。光通信装置200は、第2の光通信装置とも言う。
次に、光通信装置100が有するハードウェアを説明する。
図2は、実施の形態1の光通信装置が有するハードウェアを示す図である。光通信装置100は、プロセッサ101、揮発性記憶装置102、及び不揮発性記憶装置103を有する。
図2は、実施の形態1の光通信装置が有するハードウェアを示す図である。光通信装置100は、プロセッサ101、揮発性記憶装置102、及び不揮発性記憶装置103を有する。
プロセッサ101は、光通信装置100全体を制御する。例えば、プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などである。プロセッサ101は、マルチプロセッサでもよい。また、光通信装置100は、処理回路を有してもよい。
揮発性記憶装置102は、光通信装置100の主記憶装置である。例えば、揮発性記憶装置102は、RAM(Random Access Memory)である。不揮発性記憶装置103は、光通信装置100の補助記憶装置である。例えば、不揮発性記憶装置103は、HDD(Hard Disk Drive)、又はSSD(Solid State Drive)である。
また、光通信装置200と制御装置300は、同様に、プロセッサ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置を有する。
また、光通信装置200と制御装置300は、同様に、プロセッサ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置を有する。
次に、光通信装置100が有する機能を説明する。
図3は、実施の形態1の光通信装置の機能を示すブロック図である。光通信装置100は、トランスポンダ110、光合分波部120、光増幅部130、及び制御部140を有する。トランスポンダ110は、IF部111、信号処理部112、光送信機113,114、及び光受信機115,116を有する。また、IF部111及び信号処理部112は、トランスポンダ110の外部に存在してもよい。
図3では、光通信装置100が1つのトランスポンダを有する場合を示している。光通信装置100は、複数のトランスポンダを有してもよい。
図3は、実施の形態1の光通信装置の機能を示すブロック図である。光通信装置100は、トランスポンダ110、光合分波部120、光増幅部130、及び制御部140を有する。トランスポンダ110は、IF部111、信号処理部112、光送信機113,114、及び光受信機115,116を有する。また、IF部111及び信号処理部112は、トランスポンダ110の外部に存在してもよい。
図3では、光通信装置100が1つのトランスポンダを有する場合を示している。光通信装置100は、複数のトランスポンダを有してもよい。
制御部140の一部又は全部は、処理回路によって実現してもよい。また、制御部140の一部又は全部は、プロセッサ101が実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。さらに、IF部111及び信号処理部112が、トランスポンダ110の外部に存在する場合、IF部111及び信号処理部112の一部又は全部は、処理回路又はプロセッサ101が実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。
まず、光通信装置100の送信機能を説明する。
IF部111は、クライアント信号をクライアント装置から受信する。IF部111は、WDM(Wavelength Division Multiplexing)用のフォーマットにクライアント信号を変更する。変更されたクライアント信号は、信号処理部112に入力される。
信号処理部112は、デジタルフィルタ処理を実行する。例えば、信号処理部112は、入力された信号に対して、RRCフィルタ(Root Raised cosine filter)による波形の整形を行うデジタル信号処理を、デジタルフィルタ処理として実行する。
IF部111は、クライアント信号をクライアント装置から受信する。IF部111は、WDM(Wavelength Division Multiplexing)用のフォーマットにクライアント信号を変更する。変更されたクライアント信号は、信号処理部112に入力される。
信号処理部112は、デジタルフィルタ処理を実行する。例えば、信号処理部112は、入力された信号に対して、RRCフィルタ(Root Raised cosine filter)による波形の整形を行うデジタル信号処理を、デジタルフィルタ処理として実行する。
RRCフィルタについて説明する。信号処理部112は、光送信機113に入力される電気信号に対する第1のRRCフィルタの機能を有する。RRCフィルタは、ローパスフィルタの一種である。そのため、第1のRRCフィルタは、第1のローパスフィルタと呼んでもよい。信号処理部112は、処理回路又はプロセッサが実行するプログラムのモジュールとして実現される。例えば、プロセッサは、DSP(Digital Signal Processor)などである。また、信号処理部112は、第1のRRCフィルタに代えて、ローパスフィルタ回路を有してもよい。信号処理部112は、第1のRRCフィルタにより処理された電気信号に対してD(Digital)/A(Analog)変換を行い、変換された信号を光送信機113に送信する。
また、信号処理部112は、光送信機114に入力される電気信号に対する第2のRRCフィルタの機能を有する。第2のRRCフィルタは、第2のローパスフィルタと呼んでもよい。また、信号処理部112は、第2のRRCフィルタに代えて、ローパスフィルタ回路を有してもよい。信号処理部112は、第2のRRCフィルタにより処理された電気信号に対してD/A変換を行い、変換された信号を光送信機114に送信する。
光送信機113と光送信機114とは、電気信号を送信光信号に変換し、送信光信号を光合分波部120に送信する。光送信機を詳細に説明する。ここで、光送信機113と光送信機114とは、同じ機能を有する。そのため、光送信機113が有する機能を説明する。そして、光送信機114が有する機能の説明は、省略する。
図4は、実施の形態1の光送信機の機能を示すブロック図である。光送信機113は、制御部113a、光源113b、及び変調部113cを有する。
制御部113aと変調部113cとの一部又は全部は、光送信機113が有する処理回路によって実現してもよい。また、制御部113aと変調部113cとの一部又は全部は、光送信機113が有するプロセッサが実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。
制御部113aと変調部113cとの一部又は全部は、光送信機113が有する処理回路によって実現してもよい。また、制御部113aと変調部113cとの一部又は全部は、光送信機113が有するプロセッサが実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。
制御部113aは、光送信機113に入力された電気信号の電圧レベルを調整する。
変調部113cは、電圧レベルが調整された電気信号を、光源113bが発する光に乗せて、送信光信号1を生成する。
変調部113cは、電圧レベルが調整された電気信号を、光源113bが発する光に乗せて、送信光信号1を生成する。
図3に戻って、光合分波部120の機能を説明する。
光合分波部120は、光送信機113が生成した送信光信号1と、光送信機114が生成した送信光信号2とを合波する。これにより、光信号が多重化される。
光増幅部130は、多重化された光信号を予め定められたレベルまで増幅する。増幅された光信号は、光通信装置200に送信される。
光合分波部120は、光送信機113が生成した送信光信号1と、光送信機114が生成した送信光信号2とを合波する。これにより、光信号が多重化される。
光増幅部130は、多重化された光信号を予め定められたレベルまで増幅する。増幅された光信号は、光通信装置200に送信される。
次に、光通信装置100の受信機能を説明する。
光通信装置100は、光通信装置200が送信した受信光信号(詳細には、多重化された光信号)を受信する。光増幅部130は、受信光信号を予め定められたレベルまで増幅する。増幅された光信号は、光合分波部120に入力される。
光合分波部120は、増幅された光信号(詳細には、多重化された光信号)を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号1と受信光信号2とに分波される。受信光信号1は、光受信機115に入力される。受信光信号2は、光受信機116に入力される。
光通信装置100は、光通信装置200が送信した受信光信号(詳細には、多重化された光信号)を受信する。光増幅部130は、受信光信号を予め定められたレベルまで増幅する。増幅された光信号は、光合分波部120に入力される。
光合分波部120は、増幅された光信号(詳細には、多重化された光信号)を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号1と受信光信号2とに分波される。受信光信号1は、光受信機115に入力される。受信光信号2は、光受信機116に入力される。
光受信機115は、受信光信号1を復調し、電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部112に入力される。また、光受信機116は、受信光信号2を復調し、電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部112に入力される。
信号処理部112は、復調された電気信号のビット誤り率(BER:Bit Error Rate)を算出する。信号処理部112は、復調された電気信号を、クライアント信号としてIF部111に送信する。IF部111は、クライアント信号をクライアント装置に送信する。
信号処理部112は、復調された電気信号のビット誤り率(BER:Bit Error Rate)を算出する。信号処理部112は、復調された電気信号を、クライアント信号としてIF部111に送信する。IF部111は、クライアント信号をクライアント装置に送信する。
制御部140は、トランスポンダ110、光合分波部120、及び光増幅部130を監視する。また、制御部140は、トランスポンダ110、光合分波部120、及び光増幅部130に対して、設定処理を実行することができる。
図5は、実施の形態1の光通信装置の機能を示すブロック図である。光通信装置200は、トランスポンダ210、光合分波部220、光増幅部230、及び制御部240を有する。トランスポンダ210は、IF部211、信号処理部212、光送信機213,214、及び光受信機215,216を有する。また、IF部211及び信号処理部212は、トランスポンダ210の外部に存在してもよい。
図5は、光通信装置200が1つのトランスポンダを有する場合を示している。光通信装置200は、複数のトランスポンダを有してもよい。
図5は、光通信装置200が1つのトランスポンダを有する場合を示している。光通信装置200は、複数のトランスポンダを有してもよい。
トランスポンダ210、光合分波部220、光増幅部230、及び制御部240の機能と、トランスポンダ110、光合分波部120、光増幅部130、及び制御部140の機能とは、同じである。そのため、トランスポンダ210、光合分波部220、光増幅部230、及び制御部240の機能の説明は、省略する。また、IF部211、信号処理部212、光送信機213,214、及び光受信機215,216の機能と、IF部111、信号処理部112、光送信機113,114、及び光受信機115,116の機能とは、同じである。そのため、IF部211、信号処理部212、光送信機213,214、及び光受信機215,216の機能の説明は、省略する。
次に、光通信装置100が実行する処理を、フローチャートを用いて、説明する。
図6は、実施の形態1の光通信装置が実行する処理の例を示すフローチャートである。ここで、図6の開始時点における、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzとする。また、図6の開始時点における、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzとする。
図6は、実施の形態1の光通信装置が実行する処理の例を示すフローチャートである。ここで、図6の開始時点における、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzとする。また、図6の開始時点における、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzとする。
ここで、光送信機113は、第1の光送信機とも言う。光源113bは、第1の光源とも言う。光送信機114は、第2の光送信機とも言う。光送信機114の光源は、第2の光源とも言う。
(ステップS11)信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに、最小値である“0”を設定する。ここで、RRCフィルタのロールオフ率αと送信光スペクトル帯域幅との関係を示す。
図7は、実施の形態1のRRCフィルタのロールオフ率と送信光スペクトル帯域幅との関係を示す図である。図7のグラフの縦軸は、パワーを示している。図7のグラフの横軸は、周波数を示している。
図7は、“0”、“0.5”、又は“1”がロールオフ率αに設定されたときの送信光スペクトル帯域幅の状態を示している。“0”が、ロールオフ率αに設定された場合、送信光スペクトル帯域幅が、可能な限り狭められる。
上記したように、信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに、最小値である“0”を設定する。これにより、光送信機113が送信する光信号の送信光スペクトル帯域幅は、可能な限り狭められる。
図7は、“0”、“0.5”、又は“1”がロールオフ率αに設定されたときの送信光スペクトル帯域幅の状態を示している。“0”が、ロールオフ率αに設定された場合、送信光スペクトル帯域幅が、可能な限り狭められる。
上記したように、信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに、最小値である“0”を設定する。これにより、光送信機113が送信する光信号の送信光スペクトル帯域幅は、可能な限り狭められる。
また、信号処理部112は、第2のRRCフィルタのロールオフ率に、最小値である“0”を設定する。これにより、光送信機114が送信する光信号の送信光スペクトル帯域幅は、可能な限り狭められる。
光送信機113は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに“0”が設定されたときの送信光信号1を生成する。光送信機114は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αに“0”が設定されたときの送信光信号2を生成する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100は、増幅された光信号を光通信装置200に送信する。
光通信装置200は、光通信装置100が送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER(以下、BER1)を算出する。なお、BERは、受信されたデータ(つまり、電気信号)の誤り訂正されたビット数に対して、受信されたデータの全ビット数で除算することにより、得られる。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER(以下、BER2)を算出する。なお、BER1は、光送信機113が送信した光信号に基づくデータの第1のビット誤り率と呼んでもよい。BER2は、光送信機114が送信した光信号に基づくデータの第2のビット誤り率と呼んでもよい。制御部240は、BER1とBER2とを取得する。制御部240は、BER1とBER2とを制御装置300に送信する。
制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置200から受信する。制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置100に送信する。
制御部140は、BER1とBER2とを取得する。制御部140は、BER1とBER2とを信号処理部112に送信する。信号処理部112は、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1とBER2との合計値を算出する。
(ステップS12)ステップS11の次にステップS12が実行される場合、又はステップS16の次にステップS12が実行される場合、信号処理部112は、BER1とBER2との合計値が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。合計値が閾値よりも大きい場合、処理は、ステップS15に進む。合計値が閾値以下である場合、処理は、ステップS13に進む。
また、ステップS14の次にステップS12が実行される場合、信号処理部112は、ステップS14で算出された合計値が、前回の合計値(すなわち、当該ステップS14の1つ前に実行されたステップS14で算出された合計値、又はステップS11又はステップS16で算出された合計値)よりも大きいか否かを判定する。ステップS14で算出された合計値が、前回の合計値よりも大きい場合、処理は、ステップS15に進む。ステップS14で算出された合計値が、前回の合計値以下である場合、処理は、ステップS13に進む。
(ステップS13)信号処理部112は、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数との間隔を、予め定められた間隔分、狭める。例えば、信号処理部112は、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数との間隔を、5GHz分、狭める。これにより、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数とが変更される。
光送信機113は、光源113bの中心周波数が変更された状態で、送信光信号1を生成する。同様に、光送信機114は、光送信機114の光源の中心周波数が変更された状態で、送信光信号2を生成する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100は、増幅された光信号を光通信装置200に送信する。
光通信装置200は、光通信装置100が送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER1を算出する。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER2を算出する。制御部240は、BER1とBER2とを取得する。制御部240は、BER1とBER2とを制御装置300に送信する。
制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置200から受信する。制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置100に送信する。
(ステップS14)信号処理部112は、制御部140を介して、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1にBER2を加算する。これにより、BER1とBER2との合計値が、算出される。そして、処理は、ステップS12に進む。
ステップS12~14が繰り返されることで、当該合計値が最小になる。すなわち、信号処理部112は、当該合計値が最小になるまで、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数との間隔を狭める。このように、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数との間隔が最適な状態になるまで、ステップS12~14が繰り返される。
(ステップS15)信号処理部112は、ステップS16を実行したか否かを判定する。ステップS16が未実行である場合、処理は、ステップS16に進む。ステップS16が実行された場合、処理は、ステップS17に進む。
(ステップS16)信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αを前回のロールオフ率αより大きい値に設定する。例えば、信号処理部112は、ロールオフ率αを0.1に設定する。また、信号処理部112は、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzに設定する。すなわち、信号処理部112は、光源113bの中心周波数を初期状態に戻す。
信号処理部112は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αを前回のロールオフ率αより大きい値に設定する。例えば、信号処理部112は、ロールオフ率αを0.1に設定する。また、信号処理部112は、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzに設定する。すなわち、信号処理部112は、光送信機114の光源の中心周波数を初期状態に戻す。
光送信機113は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αが変更されたときの送信光信号1を生成する。光送信機114は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αが変更されたときの送信光信号2を生成する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100は、増幅された光信号を光通信装置200に送信する。
光通信装置200は、光通信装置100が送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER1を算出する。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER2を算出する。制御部240は、BER1とBER2とを取得する。制御部240は、BER1とBER2とを制御装置300に送信する。
制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置200から受信する。制御装置300は、BER1とBER2とを光通信装置100に送信する。
制御部140は、BER1とBER2とを取得する。制御部140は、BER1とBER2とを信号処理部112に送信する。信号処理部112は、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1とBER2との合計値を算出する。
(ステップS17)信号処理部112は、前回のロールオフ率αのときの最小値であるBERの合計値(以下、前回のBERの合計値)と、今回のロールオフ率αのときの最小値であるBERの合計値(以下、今回のBERの合計値)とを比較する。信号処理部112は、今回のBERの合計値が前回のBERの合計値よりも大きいか否かを判定する。今回のBERの合計値が前回のBERの合計値よりも大きい場合、処理は、ステップS18に進む。今回のBERの合計値が前回のBERの合計値以下である場合、処理は、ステップS16に進む。
(ステップS18)信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機113の光源113bの中心周波数を、光送信機113に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第1のRRCフィルタに設定する。
また、信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機114の光源の中心周波数を、光送信機114に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第2のRRCフィルタに設定する。
また、信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機114の光源の中心周波数を、光送信機114に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第2のRRCフィルタに設定する。
このように、信号処理部112は、BERの合計値が最小になるまで、ステップS12~17を繰り返す。すなわち、信号処理部112は、ロールオフ率と中心周波数との最適な組合せが検出されるまで、ステップS12~17を繰り返す。
実施の形態1によれば、信号処理部112は、BER1とBER2との合計値が最小になるときの光送信機113のRRCフィルタのロールオフ率と光源113bの中心周波数との組合せ(以下、第1の組合せ)と、光送信機114のRRCフィルタのロールオフ率と光送信機114の光源の中心周波数との組合せ(以下、第2の組合せ)を検出する。信号処理部112は、第1の組合せに基づいて、光源113bの中心周波数を光送信機113に設定する。信号処理部112は、第1の組合せに基づいて、第1のRRCフィルタのロールオフ率を第1のRRCフィルタに設定する。信号処理部112は、第2の組合せに基づいて、光送信機114の光源の中心周波数を光送信機114に設定する。信号処理部112は、第2の組合せに基づいて、第2のRRCフィルタのロールオフ率を第2のRRCフィルタに設定する。これにより、光通信装置200が受信するデータのBERが、低く抑えられる。よって、光通信システムは、トランスポンダが複数の光送信機と複数の光受信機を有する場合における受信信号の品質の劣化を抑制することができる。
また、光通信装置100の処理により、次のことが実現できる場合がある。図を用いて説明する。
図8(A),(B)は、実施の形態1の効果を説明するための具体例を示す図である。図8(A),(B)のグラフの縦軸は、パワーを示している。図8(A),(B)のグラフの横軸は、周波数を示している。
図8(A)は、図6の処理開始時点の状態を示している。図8(B)は、図6の処理終了時点の状態を示している。
図8が示すように、光通信装置100は、ロールオフ率を変化させて、各光スペクトルの帯域幅を可能な限り狭め、かつ周波数間隔を調整することで、光合分波部120の光フィルタ帯域幅を超えてしまうことによる光スペクトルの狭窄化を抑制することができる。
図8(A),(B)は、実施の形態1の効果を説明するための具体例を示す図である。図8(A),(B)のグラフの縦軸は、パワーを示している。図8(A),(B)のグラフの横軸は、周波数を示している。
図8(A)は、図6の処理開始時点の状態を示している。図8(B)は、図6の処理終了時点の状態を示している。
図8が示すように、光通信装置100は、ロールオフ率を変化させて、各光スペクトルの帯域幅を可能な限り狭め、かつ周波数間隔を調整することで、光合分波部120の光フィルタ帯域幅を超えてしまうことによる光スペクトルの狭窄化を抑制することができる。
また、トランスポンダ110は、光送信機113、光送信機114を含む3つ以上の光送信機と、3つ以上の光受信機を有してもよい。トランスポンダ210は、光送信機213、光送信機214を含む3つ以上の光送信機と、3つ以上の光受信機を有してもよい。トランスポンダ110とトランスポンダ210が3つ以上の光受信機を有する場合、光通信装置100は、以下の処理を行う。当該処理を、図を用いて説明する。
図9は、実施の形態1のトランスポンダが3つ以上の光送信機を有する場合の例を示す図である。図9のグラフの縦軸は、パワーを示している。図9のグラフの横軸は、周波数を示している。
図9は、複数の光送信機のそれぞれの帯域幅を示している。帯域幅f1の中心周波数は、3つ以上の光送信機のそれぞれの光源の中心周波数の中で、最小である。帯域幅fnの中心周波数は、3つ以上の光送信機のそれぞれの光源の中心周波数の中で、最大である。
周波数間隔を狭める処理では、信号処理部112は、帯域幅f1の中心周波数と、帯域幅fnの中心周波数との間隔を狭める。そして、信号処理部112は、帯域幅f2から帯域幅fn-1の中心周波数を変化させない。例えば、帯域幅f1の中心周波数は、光送信機113の光源113bの中心周波数と考え、帯域幅fnの中心周波数は、光送信機114の光源の中心周波数と考えてもよい。このように考えた場合、図6の処理が光通信装置100で実行されることで、光通信装置100は、同様の効果を得ることができる。
周波数間隔を狭める処理では、信号処理部112は、帯域幅f1の中心周波数と、帯域幅fnの中心周波数との間隔を狭める。そして、信号処理部112は、帯域幅f2から帯域幅fn-1の中心周波数を変化させない。例えば、帯域幅f1の中心周波数は、光送信機113の光源113bの中心周波数と考え、帯域幅fnの中心周波数は、光送信機114の光源の中心周波数と考えてもよい。このように考えた場合、図6の処理が光通信装置100で実行されることで、光通信装置100は、同様の効果を得ることができる。
実施の形態2.
次に、実施の形態2を説明する。実施の形態2では、実施の形態1と相違する事項を主に説明する。そして、実施の形態2では、実施の形態1と共通する事項の説明を省略する。
図10は、実施の形態2の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置100aと光通信装置200aとを含む。
次に、実施の形態2を説明する。実施の形態2では、実施の形態1と相違する事項を主に説明する。そして、実施の形態2では、実施の形態1と共通する事項の説明を省略する。
図10は、実施の形態2の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置100aと光通信装置200aとを含む。
図11は、実施の形態2の光通信装置の機能を示すブロック図である。図3に示される構成と同じ図11の構成は、図3に示される符号と同じ符号を付している。光通信装置100aが制御部140を有していない点が、光通信装置100と異なる。
図12は、実施の形態2の光通信装置の機能を示すブロック図である。図5に示される構成と同じ図12の構成は、図5に示される符号と同じ符号を付している。光通信装置200aが制御部240を有していない点が、光通信装置200と異なる。
次に、光通信装置100aが実行する処理を、フローチャートを用いて説明する。
図13は、実施の形態2の光通信装置が実行する処理の例を示すフローチャートである。ここで、図13の開始時点における、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzとする。また、図13の開始時点における、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzとする。
図13は、実施の形態2の光通信装置が実行する処理の例を示すフローチャートである。ここで、図13の開始時点における、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzとする。また、図13の開始時点における、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzとする。
(ステップS21)信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに、最小値である“0”を設定する。また、信号処理部112は、第2のRRCフィルタのロールオフ率に、最小値である“0”を設定する。
また、信号処理部112は、送信元のパス情報を含むフレームを生成する。ここで、フレームのフォーマットを例示する。
また、信号処理部112は、送信元のパス情報を含むフレームを生成する。ここで、フレームのフォーマットを例示する。
図14は、実施の形態2のフレームのフォーマットの例を示す図である。信号処理部112は、フレームのオーバーヘッドに、送信元のパス情報を登録する。このように、信号処理部112は、送信元のパス情報を含むフレームを生成する。
光送信機113は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αに“0”が設定された状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号1に変換する。同様に、光送信機114は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αに“0”が設定されたときの状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号2に変換する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100aは、増幅された光信号を光通信装置200aに送信する。
光通信装置200aは、光通信装置100aが送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER1を算出する。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER2を算出する。
信号処理部212は、BER1を含むフレームを生成する。なお、BER1は、図14が示すように、フレームのオーバーヘッドに登録される。同様に、信号処理部212は、BER2を含むフレームを生成する。光送信機213は、BER1を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号11に変換する。同様に、光送信機214は、BER2を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号12に変換する。光合分波部220は、パス情報を用いて、光合分波部220が有する光スイッチを制御する。光合分波部220は、送信光信号11と送信光信号12とを多重化する。光増幅部230は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置200aは、増幅された光信号を光通信装置100aに送信する。
信号処理部112は、光受信機115,116を介して、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1とBER2との合計値を算出する。
(ステップS22)ステップS21の次にステップS22が実行される場合、又はステップS26の次にステップS22が実行される場合、信号処理部112は、BER1とBER2との合計値が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。合計値が閾値よりも大きい場合、処理は、ステップS25に進む。合計値が閾値以下である場合、処理は、ステップS23に進む。
また、ステップS24の次にステップS22が実行される場合、信号処理部112は、ステップS24で算出された合計値が、前回の合計値(すなわち、当該ステップS24の1つ前に実行されたステップS24で算出された合計値、又はステップS21又はステップS26で算出された合計値)よりも大きいか否かを判定する。ステップS24で算出された合計値が、前回の合計値よりも大きい場合、処理は、ステップS25に進む。ステップS24で算出された合計値が、前回の合計値以下である場合、処理は、ステップS23に進む。
(ステップS23)信号処理部112は、光送信機113の光源113bの中心周波数と、光送信機114の光源の中心周波数との間隔を、予め定められた間隔分、狭める。
また、信号処理部112は、送信元のパス情報を含むフレームを生成する。光送信機113は、光源113bの中心周波数が変更された状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号1に変換する。同様に、光送信機114は、光送信機114の光源の中心周波数が変更された状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号2に変換する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100aは、増幅された光信号を光通信装置200aに送信する。
光通信装置200aは、光通信装置100aが送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER1を算出する。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER2を算出する。
信号処理部212は、BER1を含むフレームを生成する。信号処理部212は、BER2を含むフレームを生成する。光送信機213は、BER1を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号11に変換する。同様に、光送信機214は、BER2を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号12に変換する。光合分波部220は、パス情報を用いて、光合分波部220が有する光スイッチを制御する。光合分波部220は、送信光信号11と送信光信号12とを多重化する。光増幅部230は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置200aは、増幅された光信号を光通信装置100aに送信する。
(ステップS24)信号処理部112は、光受信機115,116を介して、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1にBER2を加算する。これにより、BER1とBER2との合計値が、算出される。そして、処理は、ステップS22に進む。
(ステップS25)信号処理部112は、ステップS26を実行したか否かを判定する。ステップS26が未実行である場合、処理は、ステップS26に進む。ステップS26が実行された場合、処理は、ステップS27に進む。
(ステップS26)信号処理部112は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αを前回のロールオフ率αより大きい値に設定する。また、信号処理部112は、光送信機113の光源113bの中心周波数を188.4125THzに設定する。すなわち、信号処理部112は、光源113bの中心周波数を初期状態に戻す。
信号処理部112は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αを前回のロールオフ率αより大きい値に設定する。また、信号処理部112は、光送信機114の光源の中心周波数を188.4875THzに設定する。すなわち、信号処理部112は、光送信機114の光源の中心周波数を初期状態に戻す。
信号処理部112は、送信元のパス情報を含むフレームを生成する。光送信機113は、第1のRRCフィルタのロールオフ率αが変更された状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号1に変換する。同様に、光送信機114は、第2のRRCフィルタのロールオフ率αが変更された状態で、送信元のパス情報を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号2に変換する。光合分波部120は、送信光信号1と送信光信号2とを多重化する。光増幅部130は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置100aは、増幅された光信号を光通信装置200aに送信する。
光通信装置200aは、光通信装置100aが送信した光信号を受信する。光増幅部230は、光信号を増幅する。光合分波部220は、増幅された光信号を分波する。これにより、増幅された光信号は、受信光信号11と受信光信号12とに分波される。受信光信号11は、光受信機215に入力される。受信光信号12は、光受信機216に入力される。光受信機215は、受信光信号11を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。また、光受信機216は、受信光信号12を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部212に入力される。信号処理部212は、光受信機215が出力した電気信号のBER1を算出する。信号処理部212は、光受信機216が出力した電気信号のBER2を算出する。
信号処理部212は、BER1を含むフレームを生成する。信号処理部212は、BER2を含むフレームを生成する。光送信機213は、BER1を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号11に変換する。同様に、光送信機214は、BER2を含むフレーム(すなわち、電気信号)を送信光信号12に変換する。光合分波部220は、パス情報を用いて、光合分波部220が有する光スイッチを制御する。光合分波部220は、送信光信号11と送信光信号12とを多重化する。光増幅部230は、多重化された光信号を増幅する。光通信装置200aは、増幅された光信号を光通信装置100aに送信する。
信号処理部112は、光受信機115,116を介して、BER1とBER2とを取得する。信号処理部112は、BER1とBER2との合計値を算出する。
(ステップS27)信号処理部112は、前回のロールオフ率αのときの最小値であるBERの合計値(以下、前回のBERの合計値)と、今回のロールオフ率αのときの最小値であるBERの合計値(以下、今回のBERの合計値)とを比較する。信号処理部112は、今回のBERの合計値が前回のBERの合計値よりも大きいか否かを判定する。今回のBERの合計値が前回のBERの合計値よりも大きい場合、処理は、ステップS28に進む。今回のBERの合計値が前回のBERの合計値以下である場合、処理は、ステップS26に進む。
(ステップS28)信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機113の光源113bの中心周波数を、光送信機113に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第1のRRCフィルタに設定する。
また、信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機114の光源の中心周波数を、光送信機114に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第2のRRCフィルタに設定する。
また、信号処理部112は、前回のBERの合計値のときの光送信機114の光源の中心周波数を、光送信機114に設定する。信号処理部112は、前回のBERの合計値のときのロールオフ率αを、第2のRRCフィルタに設定する。
実施の形態1では、BER1とBER2とが、制御装置300を介して、光通信装置100に受信される場合を説明した。実施の形態2では、光通信装置200aは、BER1とBER2とを含む光信号を光通信装置100aに送信し、信号処理部112は、光受信機115,116を介して、BER1とBER2とを取得する。このように、実施の形態2の光通信システムでは、光通信装置100aは、制御装置300が存在しなくても、BER1とBER2とを受信できる。よって、実施の形態2の光通信システムは、実施の形態1の光通信システムのコストよりも低いコストで実現できる。
以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
100,100a 光通信装置、 101 プロセッサ、 102 揮発性記憶装置、 103 不揮発性記憶装置、 110 トランスポンダ、 111 IF部、 112 信号処理部、 113 光送信機、 113a 制御部、 113b 光源、 113c 変調部、 114 光送信機、 115 光受信機、 116 光受信機、 120 光合分波部、 130 光増幅部、 140 制御部、 200,200a 光通信装置、 210 トランスポンダ、 211 IF部、 212 信号処理部、 213 光送信機、 214 光送信機、 215 光受信機、 216 光受信機、 220 光合分波部、 230 光増幅部、 240 制御部、 300 制御装置、 900 トランスポンダ、 901 IF部、 902 信号処理部、 903_1,903_2,・・・,903_n 光送信機、 904_1,904_2,・・・,904_n 光受信機。
Claims (4)
- 第1の光源を有する第1の光送信機、第2の光源を有する第2の光送信機、及び複数の光受信機を含むトランスポンダと、前記第1の光送信機に入力される電気信号に対する第1のローパスフィルタの機能と、前記第2の光送信機に入力される電気信号に対する第2のローパスフィルタの機能とを有する信号処理部とを有する第1の光通信装置と、
前記第1の光送信機が送信した光信号に基づくデータの第1のビット誤り率を算出し、前記第2の光送信機が送信した光信号に基づくデータの第2のビット誤り率を算出する第2の光通信装置と、
を含み、
前記信号処理部は、
前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率との合計値が最小になるときの前記第1のローパスフィルタのロールオフ率と前記第1の光源の中心周波数との組合せである第1の組合せと、前記第2のローパスフィルタのロールオフ率と前記第2の光源の中心周波数との組合せである第2の組合せとを検出し、
前記第1の組合せに基づいて、前記第1の光源の中心周波数を前記第1の光送信機に設定し、
前記第1の組合せに基づいて、前記第1のローパスフィルタのロールオフ率を前記第1のローパスフィルタに設定し、
前記第2の組合せに基づいて、前記第2の光源の中心周波数を前記第2の光送信機に設定し、
前記第2の組合せに基づいて、前記第2のローパスフィルタのロールオフ率を前記第2のローパスフィルタに設定する、
光通信システム。 - 前記トランスポンダは、前記第1の光送信機と前記第2の光送信機とを含む3つ以上の光送信機を有し、
前記第1の光源の中心周波数は、前記3つ以上の光送信機のそれぞれの光源の中心周波数の中で、最小であり、
前記第2の光源の中心周波数は、前記3つ以上の光送信機のそれぞれの光源の中心周波数の中で、最大である、
請求項1に記載の光通信システム。 - 前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率とを前記第2の光通信装置から受信し、前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率とを前記第1の光通信装置に送信する制御装置をさらに含む、
請求項1又は2に記載の光通信システム。 - 前記第2の光通信装置は、前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率とを含む光信号を前記第1の光通信装置に送信し、
前記信号処理部は、前記複数の光受信機を介して、前記第1のビット誤り率と前記第2のビット誤り率とを取得する、
請求項1又は2に記載の光通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022031703A JP2023127797A (ja) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022031703A JP2023127797A (ja) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 光通信システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2023127797A true JP2023127797A (ja) | 2023-09-14 |
Family
ID=87973105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022031703A Pending JP2023127797A (ja) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 光通信システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023127797A (ja) |
-
2022
- 2022-03-02 JP JP2022031703A patent/JP2023127797A/ja active Pending
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