CN115176425A - 光收发器、发送信号决定方法以及光通信系统 - Google Patents

光收发器、发送信号决定方法以及光通信系统 Download PDF

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Abstract

光收发器(2‑na)、(3‑nb)构成为具备：带宽计算部(15)，在从检查信号发送部(11)向传输路(5)送出检查信号并由检查信号接收部(14)接收到通过了波长滤波器(6‑1a)、(6‑2a)的检查信号时，该带宽计算部(15)根据由检查信号接收部(14)接收到的检查信号来计算通过了波长滤波器(6‑1a)、(6‑2a)之后的检查信号的带宽，其中，该检查信号发送部(11)生成带宽比插入到光通信网络的传输路(5)的光分配器(6‑1)、(6‑2)具有的波长滤波器(6‑1a)、(6‑2a)的带宽窄且频率互不相同的多个信号的集合作为检查信号；以及发送信号决定部(16)，其根据由带宽计算部(15)计算出的检查信号的带宽，来决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。

Description

光收发器、发送信号决定方法以及光通信系统
技术领域
本公开涉及光收发器、发送信号决定方法、以及具备光收发器的光通信系统。
背景技术
伴随着通信需要的增大，期望光通信网络的传输容量的增大。
光通信网络的传输容量通过将作为光信号的调制速度的波特率高速化而增大。此外，光通信网络的传输容量通过提高光信号的调制多值度而增大。光信号的调制多值度相当于光信号能够传输的信息量的上限值即熵。在传输容量固定的情况下，在波特率与熵之间存在折衷的关系。
在光通信网络的传输路中插入有多个光分配器。光分配器内置有波长滤波器。光分配器使用波长滤波器，切换光信号的分配目的地。在光信号的带宽比波长滤波器的带宽更宽的情况下，在光信号通过波长滤波器时，光信号的带宽被缩窄到与波长滤波器的带宽相同的带宽。
在以下的专利文献1中，公开了一种网络设计装置，该网络设计装置基于在插入到传输路的多个光分配器中的供光信号通过的1个以上的光分配器中内置的波长滤波器(以下称为“通过滤波器”)的个数，来计算在全部的通过滤波器中通过之后的光信号的带宽。该网络设计装置基于在全部的通过滤波器中通过之后的光信号的带宽，来决定光信号的波特率与光信号的熵的组合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-161448号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据光通信网络的网络结构，有时全部的通过滤波器的带宽相同，也有时各个通过滤波器的带宽互不相同。因此，即便网络设计装置仅基于通过滤波器的个数而计算出在全部通过滤波器中通过之后的光信号的带宽，计算出的带宽也不一定是准确的带宽。如果无法计算光信号的准确的带宽，则网络设计装置无法决定光信号的波特率与光信号的熵的适当组合，因此，存在有时无法增加光通信网络的传输容量这样的问题。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到一种光收发器和发送信号决定方法，相比于基于通过滤波器的个数而计算在全部的通过滤波器中通过之后的光信号的带宽的光收发器和发送信号决定方法，能够增加光通信网络的传输容量。
用于解决问题的手段
本公开的光收发器具备：带宽计算部，在从检查信号发送部向光通信网络的传输路送出检查信号且由检查信号接收部接收到通过了波长滤波器的检查信号时，该带宽计算部计算由检查信号接收部接收到的检查信号的带宽，其中，该检查信号发送部生成窄带信号的集合作为检查信号，该窄带信号的集合是带宽比插入到传输路的光分配器所具有的波长滤波器的带宽窄且频率互不相同的多个信号；以及发送信号决定部，其根据由带宽计算部计算出的带宽，来决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。
发明的效果
根据本公开，相比于基于通过滤波器的个数而计算在全部的通过滤波器中通过之后的光信号的带宽的情况，能够增加光通信网络的传输容量。
附图说明
图1是示出实施方式1的光通信系统的结构图。
图2是示出实施方式1的光收发器2-na、3-nb的结构图。
图3是示出数字处理部10的硬件的硬件结构图。
图4是数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
图5是示出波特率与熵的关系的说明图。
图6是示出数字处理部10的处理步骤的流程图。
图7是示出由检查信号发送部11生成的检查信号的生成例的说明图。
图8是示出通过了波长滤波器6-1a、6-2a之后的检查信号的带宽WL-H的说明图。
图9是示出实施方式2的光收发器2-na、3-nb的结构图。
图10是示出数字处理部10的硬件的硬件结构图。
图11是示出波特率与熵及OSNR耐力之间的关系的说明图。
图12是示出实施方式3的光收发器2-na、3-nb的结构图。
图13是示出实施方式4的光收发器3-nb的结构图。
图14是示出光收发器3-nb中的数字处理部10的硬件的硬件结构图。
图15是示出实施方式4的光收发器2-na的结构图。
图16是示出光收发器2-na中的数字处理部10的硬件的硬件结构图。
图17是示出实施方式5的光收发器2-na、3-nb的结构图。
图18是示出实施方式5的光收发器2-na、3-nb中的发送信号决定部81和发送信号生成部82的处理步骤的流程图。
图19是示出带宽W1’与带宽W2’之和比检查信号的带宽WL-H小的情况下的副载波间隔Δf的变更例的说明图。
图20是示出带宽W1’与带宽W2’之和为检查信号的带宽WL-H以上的情况下的副载波间隔Δf的变更例的说明图。
图21是示出发送信号决定部81根据低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率来决定发送信号S1的传输容量和发送信号S2的传输容量的例子的说明图。
具体实施方式
以下，为了更加详细地说明本公开，按照附图对用于实施本公开的方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出实施方式1的光通信系统的结构图。
光通信系统具备M个光传输装置1。M是2以上的整数。
在图1中，为了简化说明，示出光通信系统具备2个光传输装置1的例子，由光传输装置1-1表示一方的光传输装置1，由光传输装置1-2表示另一方的光传输装置1。
光通信系统构成光通信网络。
光通信系统具备光传输装置1-1、1-2、多路复用器4-1、4-2、传输路5以及光分配器6-1、6-2。
光传输装置1-1具备Na个光收发器2-1～2-Na。Na是1以上的整数。
光传输装置1-2具备Nb个光收发器3-1～3-Nb。Nb是1以上的整数。
光收发器2-na(na＝1、···、Na)是第1光收发器。
光收发器2-na将作为发送信号的光信号经由传输路5等向光收发器3-nb(nb＝1、···、Nb)发送。
此外，光收发器2-na接收从光收发器3-nb发送的光信号。
光收发器3-nb是第2光收发器。
光收发器3-nb将作为发送信号的光信号经由传输路5等向光收发器2-na发送。
此外，光收发器3-nb接收从光收发器2-na发送的光信号。
光收发器2-na的结构与光收发器3-nb的结构是相同的结构。因此，也有时光收发器3-nb是第1光收发器，光收发器2-na是第2光收发器。
多路复用器4-1在从Na个光收发器2-1～2-Na中的任意的光收发器2被发送光信号时，向传输路5输出光信号。
多路复用器4-1在收到由传输路5传输的光信号时，向Na个光收发器2-1～2-Na中的任意的光收发器2输出光信号。
多路复用器4-2在从Nb个光收发器3-1～3-Nb中的任意的光收发器3发送来光信号时，向传输路5输出光信号。
多路复用器4-2在收到由传输路5传输的光信号时，向Nb个光收发器3-1～3-Nb中的任意的光收发器3输出光信号。
传输路5例如由光纤实现。
图1所示的光通信系统具备多个传输路5。多个传输路5中的某个传输路5将多路复用器4-1与光分配器6-1之间连接。此外，某个传输路5将光分配器6-2与多路复用器4-2之间连接。
光分配器6-1被插入到传输路5中。
光分配器6-1具备波长滤波器6-1a，该波长滤波器6-1a根据从光收发器2-na发送的光信号的波长，来切换光信号的分配目的地。
如果从光收发器2-na发送的光信号的波长是与光收发器3-nb对应的波长，则光分配器6-1朝向光收发器3-nb输出该光信号。
如果从光收发器2-na发送的光信号的波长是与光收发器3-nb以外的未图示的光收发器对应的波长，则光分配器6-1朝向光收发器3-nb以外的未图示的光收发器输出该光信号。
光分配器6-2被插入到传输路5中。
光分配器6-2具备波长滤波器6-2a，该波长滤波器6-2a根据从光收发器3-nb发送的光信号的波长，来切换光信号的分配目的地。
如果从光收发器3-nb发送的光信号的波长是与光收发器2-na对应的波长，则光分配器6-2朝向光收发器2-na输出该光信号。
如果从光收发器3-nb发送的光信号的波长是与光收发器2-na以外的未图示的光收发器对应的波长，则光分配器6-2朝向光收发器2-na以外的未图示的光收发器输出该光信号。
图2是示出实施方式1的光收发器2-na、3-nb的结构图。
图3是示出数字处理部10的硬件的硬件结构图。
在图2中，数字处理部10具备检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部16、发送信号生成部17以及接收信号处理部18。
检查信号发送部11例如由图3所示的检查信号发送电路31实现。
检查信号发送部11生成带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄且频率互不相同的多个信号即窄带信号的集合作为检查信号。这里，为了方便说明，设为检查信号通过的波长滤波器是波长滤波器6-1a、6-2a。窄带信号例如是被偏振复用的信号。
检查信号发送部11将作为多个窄带信号的集合的检查信号经由后述的光信号发送部12等向传输路5送出。
光信号发送部12具备：电光转换器12a，其将从检查信号发送部11输出的检查信号从电信号转换成光信号并输出光信号；以及光发送器12b，其向多路复用器4输出从电光转换器12a输出的光信号。
光收发器2-na的光信号发送部12向多路复用器4-1输出作为检查信号的光信号，光收发器3-nb的光信号发送部12向多路复用器4-2输出作为检查信号的光信号。
从光收发器2-na的光信号发送部12输出的检查信号经由多路复用器4-1、传输路5、光分配器6-1的波长滤波器6-1a、传输路5、光分配器6-2的波长滤波器6-2a、传输路5以及多路复用器4-2而传输至光收发器3-nb。
从光收发器3-nb的光信号发送部12输出的检查信号经由多路复用器4-2、传输路5、光分配器6-2的波长滤波器6-2a、传输路5、光分配器6-1的波长滤波器6-1a、传输路5以及多路复用器4-1而传输至光收发器2-na。
光收发器2-na的光信号接收部13具备光接收器13a，该光接收器13a接收从光收发器3-nb的光信号发送部12输出到多路复用器4-2之后通过了波长滤波器6-2a、6-1a的检查信号。此外，在从光收发器3-nb的光信号发送部12将发送信号作为光信号向多路复用器4-2输出之后，光接收器13a接收通过了波长滤波器6-2a、6-1a的光信号作为接收信号。
光收发器2-na的光信号接收部13具备光电转换器13b，该光电转换器13b将由光接收器13a接收到的检查信号从光信号转换成电信号，将电信号向光收发器2-na的检查信号接收部14输出。光电转换器13b在由光接收器13a接收到接收信号之后，将接收信号从光信号转换成电信号，将电信号向光收发器2-na的接收信号处理部18输出。
光收发器3-nb的光信号接收部13具备光接收器13a，该光接收器13a接收从光收发器2-na的光信号发送部12输出到多路复用器4-1之后通过了波长滤波器6-1a、6-2a的检查信号。此外，在从光收发器2-na的光信号发送部12将发送信号作为光信号向多路复用器4-1输出之后，光接收器13a接收通过了波长滤波器6-1a、6-2a的光信号作为接收信号。
光收发器3-nb的光信号接收部13具备光电转换器13b，该光电转换器13b将由光接收器13a接收到的检查信号从光信号转换成电信号，将电信号向光收发器3-nb的检查信号接收部14输出。光电转换器13b在由光接收器13a接收到接收信号时，将接收信号从光信号转换成电信号，将电信号向光收发器3-nb的接收信号处理部18输出。
检查信号接收部14例如由图3所示的检查信号接收电路32实现。
检查信号接收部14通过实施从光信号接收部13的光电转换器13b输出的电信号即检查信号的接收处理而对检查信号进行解调，将解调后的检查信号向带宽计算部15输出。
带宽计算部15例如由图3所示的带宽计算电路33实现。
带宽计算部15根据由检查信号接收部14接收到的检查信号，对通过了波长滤波器6-1a、6-2a之后的检查信号的带宽进行计算。
带宽计算部15将表示计算出的检查信号的带宽的带宽信息向发送信号决定部16输出。
发送信号决定部16例如由图3所示的发送信号决定电路34实现。
发送信号决定部16按照由带宽计算部15计算出的带宽，来决定发送信号的调制多值度和发送信号的调制速度。
发送信号生成部17例如由图3所示的发送信号生成电路35实现。
发送信号生成部17生成具有由发送信号决定部16决定的调制多值度并且具有由发送信号决定部16决定的调制速度的发送信号。
由发送信号生成部17生成的发送信号是通过概率整形(PS：ProbabilisticShaping)技术而调制出的概率整形信号。但是，这只不过是一例，由发送信号生成部17生成的发送信号也可以是通过QPSK(Quadrature Phase Shift Keying：正交相移键控)或者多值QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交幅度调制)等相位调制方式而调制出的信号
光信号发送部12的电光转换器12a将由发送信号生成部17生成的发送信号从电信号转换成光信号，将光信号向光发送器12b输出。
光信号发送部12的光发送器12b向多路复用器4输出从电光转换器12a输出的光信号。
光收发器2-na的光信号发送部12向多路复用器4-1输出作为发送信号的光信号，光收发器3-nb的光信号发送部12向多路复用器4-2输出作为发送信号的光信号。
接收信号处理部18例如由图3所示的接收信号处理电路36实现。
接收信号处理部18通过实施从光信号接收部13的光电转换器13b输出的电信号即接收信号的接收处理而对接收信号进行解调。
在图2中，假定作为数字处理部10的结构要素的检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部16、发送信号生成部17以及接收信号处理部18分别由图3所示的专用的硬件实现。即，假定数字处理部10由检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路34、发送信号生成电路35以及接收信号处理电路36实现。
检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路34、发送信号生成电路35以及接收信号处理电路36分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者它们的组合。
数字处理部10的结构要素不限于由专用的硬件实现，也可以由软件、固件、或者软件与固件的组合实现。
软件或固件作为程序而存储于计算机的存储器。计算机是指执行程序的硬件，例如对应于CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、或者DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)。
图4是数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下的计算机的硬件结构图。
在数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下，用于使计算机执行检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部16、发送信号生成部17以及接收信号处理部18中的各个处理步骤的程序被存储在存储器61中。然后，计算机的处理器62执行存储于存储器61的程序。
此外，在图3中，示出数字处理部10的结构要素分别由专用的硬件实现的例子，在图4中，示出数字处理部10由软件或固件等实现的例子。但是，这只不过是一例，也可以是，数字处理部10中的一部分结构要素由专用的硬件实现，剩余的结构要素由软件或固件等实现。
对作为发送信号的调制速度的波特率与作为发送信号的调制多值度的熵的关系进行说明。
图5是示出波特率与熵之间的关系的说明图。
在图5中，示出发送信号是概率整形信号或多值QAM信号、并且发送信号的传输容量固定时的发送信号的波特率与发送信号的熵之间的关系。
在图5中，多值QAM信号是通过多值QAM方式而生成的信号。由发送信号生成部17生成的发送信号例如是概率整形信号或者多值QAM信号。
如图5所示，波特率越下降，则发送信号的熵越高。在图5的例子中，概率整形信号的熵与概率整形信号的波特率成为反比例的关系。但是，概率整形信号的熵与概率整形信号的波特率不限于成为反比例的关系，例如，有时也成为由指数函数表示的关系。
如图5所示，波特率越下降，则发送信号的滤波耐力越高。
滤波耐力表示发送信号的带宽相对于波长滤波器6-1a、6-2a的带宽的余裕度。当波长滤波器6-1a、6-2a的带宽为X、发送信号的带宽为Y、并且X＞Y时，发送信号的带宽Y越是比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽X窄，则滤波耐力越高。如果发送信号的带宽Y与波长滤波器6-1a、6-2a的带宽X相同，则滤波耐力为0。
发送信号的波特率越下降，则发送信号的带宽越窄，因此，发送信号的波特率越下降，则发送信号的滤波耐力越高。
接着，对图1所示的光通信系统的动作进行说明。
这里，作为一例，对光收发器2-1向传输路5送出检查信号并由光收发器3-1接收检查信号、由此决定发送信号的波特率和发送信号的熵时的动作进行说明。
光收发器2-1向传输路5送出检查信号且光收发器3-1决定波特率和熵的时机(timing)是从未图示的控制装置将指示波特率和熵的决定的控制信号分别输出到光收发器2-1和光收发器3-1时。
另外，控制装置定期地或者在存在来自用户的请求时，向光收发器2-1和光收发器3-1分别输出该控制信号。
图6是示出数字处理部10的处理步骤的流程图。
光收发器2-1的检查信号发送部11在从控制装置收到指示波特率和熵的决定的控制信号时，生成检查信号。
即，如图7所示，光收发器2-1的检查信号发送部11生成带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄且频率互不相同的多个信号即窄带信号的集合作为检查信号(图6的步骤ST1)。
图7是示出由检查信号发送部11生成的检查信号的生成例的说明图。
在图7中，横轴表示窄带信号的频率，纵轴表示窄带信号的振幅。
虚线表示波长滤波器6-1a、6-2a的带宽，窄带信号的带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄。
在检查信号发送部11中，波长滤波器6-1a、6-2a的带宽是已知值。波长滤波器6-1a、6-2a的带宽例如可以存储于检查信号发送部11的内部存储器，也可以从数字处理部10的外部提供。
在图7中，示出波长滤波器6-1a的带宽与波长滤波器6-2a的带宽相同的例子。
如果波长滤波器6-1a的带宽比波长滤波器6-2a的带宽更宽，则图7所表示的带宽是波长滤波器6-1a的带宽。此外，如果波长滤波器6-1a的带宽比波长滤波器6-2a的带宽窄，则图7所表示的带宽是波长滤波器6-2a的带宽。
即便波长滤波器6-1a的带宽与波长滤波器6-2a的带宽相同，各自的带宽所涉及的频带也有时相互偏移而使各自的带宽所涉及的频带的一部分重叠。此外，如果波长滤波器6-1a的带宽与波长滤波器6-2a的带宽不同，则各自的带宽所涉及的频带的一部分有时重叠。
例如，假定以下情况：波长滤波器6-1a的带宽的最低频率fL1a比波长滤波器6-2a的带宽的最低频率fL2a低，波长滤波器6-1a的带宽的最高频率fH1a比波长滤波器6-2a的带宽的最高频率fH2a低，并且比波长滤波器6-2a的带宽的最低频率fL2a高。
fL1a＜fL2a＜fH1a＜fH2a
在该假定的情况下，图7所表示的带宽是从波长滤波器6-1a的带宽的最低频率fL1a到波长滤波器6-2a的带宽的最高频率fH2a的范围。
以下，对由检查信号发送部11生成的检查信号的生成例具体进行说明。
首先，检查信号发送部11生成带宽比图7所表示的波长滤波器的带宽窄且具有比该波长滤波器的带宽的最高频率高的频率的窄带信号。窄带信号例如是窄带的被偏振复用的信号。
检查信号发送部11将生成的窄带信号作为检查信号的一部分向光信号发送部12输出。
接着，检查信号发送部11使窄带信号的频率离散地几GHz几GHz地下降，直至窄带信号的频率比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低。
检查信号发送部11在每次使窄带信号的频率下降时，将频率下降后的窄带信号作为检查信号的一部分向光信号发送部12输出。
这里，检查信号发送部11生成具有比图7所表示的波长滤波器的带宽的最高频率高的频率的窄带信号，使窄带信号的频率离散地几GHz几GHz地下降，直至窄带信号的频率比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低。但是，这只不过是一例，也可以是，检查信号发送部11生成具有比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低的频率的窄带信号。然后，检查信号发送部11使窄带信号的频率离散地几GHz几GHz地上升，直至窄带信号的频率比图7所表示的波长滤波器的带宽的最高频率高。
光收发器2-1中的光信号发送部12的电光转换器12a在每次从检查信号发送部11收到窄带信号时，将窄带信号从电信号转换成光信号，向光发送器12b输出光信号。
光信号发送部12的光发送器12b将从电光转换器12a输出的光信号向多路复用器4-1输出。
从光收发器2-1的光信号发送部12输出的光信号即窄带信号经由多路复用器4-1、传输路5、光分配器6-1的波长滤波器6-1a、传输路5、光分配器6-2的波长滤波器6-2a、传输路5以及多路复用器4-2而传输到光收发器3-1。
在窄带信号的频率比波长滤波器6-1a的带宽的最高频率或者波长滤波器6-2a的带宽的最高频率高的情况下，不将该窄带信号传输到光收发器3-1。
在窄带信号的频率比波长滤波器6-1a的带宽的最低频率或者波长滤波器6-2a的带宽的最低频率低的情况下，不将该窄带信号传输到光收发器3-1。
因此，传输到光收发器3-1的窄带信号是具有包含在波长滤波器6-1a的带宽所涉及的频带中且包含在波长滤波器6-2a的带宽所涉及的频带中的频率的窄带信号。
这里，光收发器2-1的光信号发送部12将各个窄带信号作为检查信号的一部分，将各个窄带信号依次向多路复用器4-1输出。但是，这只不过是一例，光收发器2-1的光信号发送部12也可以将多个窄带信号同时向多路复用器4-1输出。即，光收发器2-1的光信号发送部12也可以将作为多个窄带信号的集合的检查信号向多路复用器4-1输出。
光收发器3-1的光信号接收部13在从控制装置收到指示波特率和熵的决定的控制信号时，接收从光收发器2-1的光信号发送部12送出到传输路5的光信号作为窄带信号。
即，光收发器3-1中的光信号接收部13的光接收器13a接收通过了波长滤波器6-1a、6-2a的各个窄带信号。
光信号接收部13的光电转换器13b将由光接收器13a接收到的各个窄带信号从光信号转换成电信号，将各个电信号向光收发器3-1的检查信号接收部14输出。
光收发器3-1的检查信号接收部14通过实施从光信号接收部13的光电转换器13b输出的各个电信号即窄带信号的接收处理而对窄带信号进行解调(图6的步骤ST2)。
检查信号接收部14将解调后的各个窄带信号向带宽计算部15输出。
光收发器3-1的带宽计算部15在从检查信号接收部14收到各个窄带信号时，通过对作为多个窄带信号的集合的检查信号例如进行高速傅里叶变换而计算检查信号的频率。
带宽计算部15在计算出检查信号的频率后，确定计算出的频率中的最低的频率fL和最高的频率fH。
如图8所示，带宽计算部15计算从最低的频率fL到最高的频率fH的带宽，作为通过了波长滤波器6-1a、6-2a之后的检查信号的带宽WL-H(图6的步骤ST3)。
图8是示出通过了波长滤波器6-1a、6-2a之后的检查信号的带宽WL-H的说明图。
光通信网络中的传输路5的特性有时由于经年劣化而发生变化。由带宽计算部15计算的检查信号的带宽WL-H根据传输路5的特性的变化而变化。因此，即便传输路5的特性由于经年劣化而发生变化，带宽计算部15也能够计算检查信号的准确的带宽WL-H。
带宽计算部15将表示检查信号的带宽WL-H的带宽信息向发送信号决定部16输出。
光收发器3-1的发送信号决定部16在从带宽计算部15收到带宽信息时，根据带宽信息所示的检查信号的带宽WL-H，来决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E(图6的步骤ST4)。
以下，具体地说明由发送信号决定部16决定的波特率B和熵E的决定处理。
首先，发送信号决定部16将检查信号的带宽WL-H决定为发送信号的信号频带Ws。Ws＝WL-H。
如上所述，发送信号的波特率B越下降，则发送信号的信号频带Ws越窄，在发送信号决定部16中，发送信号的波特率B与发送信号的信号频带Ws的对应关系是已知值。
此外，在发送信号决定部16中，发送信号的波特率B与发送信号的熵E的对应关系是已知值。
波特率B与信号频带Ws的对应关系以及波特率B与熵E的对应关系分别例如可以存储于发送信号决定部16的内部存储器，也可以从数字处理部10的外部提供。
发送信号决定部16根据已知的对应关系，来确定与决定出的发送信号的信号频带Ws对应的发送信号的波特率B。
此外，发送信号决定部16根据已知的对应关系，来确定与确定出的发送信号的波特率B对应的发送信号的熵E。
发送信号决定部16将表示确定出的发送信号的波特率B和确定出的熵E的特定信息向发送信号生成部17输出。
这里，发送信号决定部16根据带宽信息所表示的检查信号的带宽WL-H，来决定发送信号的波特率B。发送信号决定部16也能够根据检查信号的带宽WL-H来变更针对发送信号的纠错编码的编码率，由此变更发送信号的波特率B。
未图示的控制装置在由发送信号决定部16决定了波特率B和熵E之后，将指示收发作为发送信号的光信号的控制信号向光收发器2-1和光收发器3-1分别输出。
光收发器3-1的发送信号生成部17在从控制装置收到指示收发作为发送信号的光信号的控制信号时，生成发送信号。
即，光收发器3-1的发送信号生成部17生成如下的发送信号，该发送信号具有从发送信号决定部16输出的特定信息所表示的熵E，并且具有特定信息所表示的波特率B(图6的步骤ST5)。
发送信号生成部17将生成的发送信号向光信号发送部12输出。
光收发器3-1中的光信号发送部12的电光转换器12a在从发送信号生成部17收到发送信号时，将发送信号从电信号转换成光信号，将光信号向光发送器12b输出。
光信号发送部12的光发送器12b将作为发送信号的光信号向多路复用器4-2输出。
从光收发器3-1的光信号发送部12输出的光信号经由多路复用器4-2、传输路5、光分配器6-2的波长滤波器6-2a、传输路5、光分配器6-1的波长滤波器6-1a、传输路5以及多路复用器4-1传输到光收发器2-1。
传输到光收发器2-1的发送信号的带宽与传输到光收发器3-1的检查信号的带宽大致相同。
光收发器2-1的光信号接收部13在从控制装置收到指示收发作为发送信号的光信号的控制信号时，接收从光收发器3-1的光信号发送部12送出到传输路5的光信号作为接收信号。
即，光收发器2-1中的光信号接收部13的光接收器13a接收通过了波长滤波器6-1a、6-2a的光信号作为接收信号。
光信号接收部13的光电转换器13b将由光接收器13a接收到的接收信号从光信号转换成电信号，将电信号向光收发器2-1的接收信号处理部18输出。
光收发器2-1的接收信号处理部18通过实施从光信号接收部13的光电转换器13b输出的电信号即接收信号的接收处理而对接收信号进行解调。
在以上的实施方式1中，光收发器2-na、3-nb构成为，具备：带宽计算部15，在从检查信号发送部11向光通信网络的传输路5送出检查信号且由检查信号接收部14接收到通过了波长滤波器6-1a、6-2a的检查信号时，该带宽计算部15根据由检查信号接收部14接收到的检查信号，来计算通过了波长滤波器6-1a、6-2a之后的检查信号的带宽，其中，该检查信号发送部11生成带宽比光分配器6-1、6-2所具有的波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄且频率互不相同的多个信号即窄带信号的集合作为检查信号，该光分配器6-1、6-2被插入在传输路5中；以及发送信号决定部16，其根据由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽，来决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。因此，光收发器2-na、3-nb相比于基于光信号所通过的波长滤波器的个数来计算通过了光信号所通过的全部的波长滤波器之后的光信号的带宽的光收发器，能够增加光通信网络的传输容量。
实施方式2.
在实施方式2中，针对具备信噪比计算部19的光收发器2-na、3-nb进行说明，该信噪比计算部19计算由检查信号接收部14接收到的检查信号的信噪比(OSNR：Optical Signalto Noise Ratio)。
实施方式2的光通信系统的结构与实施方式1的光通信系统的结构相同，图1是示出实施方式2的光通信系统的结构图。
图9是示出实施方式2的光收发器2-na、3-nb的结构图。在图9中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图10是示出数字处理部10的硬件的硬件结构图。在图10中，与图3相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
信噪比计算部19例如由图10所示的信噪比计算电路37实现。
信噪比计算部19计算由检查信号接收部14接收到的检查信号的OSNR。
信噪比计算部19向发送信号决定部20输出检查信号的OSNR。
发送信号决定部20例如由图10所示的发送信号决定电路38实现。
发送信号决定部20根据由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽和由信噪比计算部19计算出的信噪比中的每一个，来决定作为发送信号的调制速度的波特率B和作为发送信号的调制多值度的熵E。
在图9中，假定作为数字处理部10的结构要素的检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号生成部17、接收信号处理部18、信噪比计算部19以及发送信号决定部20分别由图10所示的专用的硬件实现。即，假定数字处理部10由检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36、信噪比计算电路37以及发送信号决定电路38实现。
检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36、信噪比计算电路37以及发送信号决定电路38分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
数字处理部10的结构要素不限于由专用的硬件实现，也可以由软件、固件、或者软件与固件的组合实现。
在数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下，用于使计算机执行检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号生成部17、接收信号处理部18、信噪比计算部19以及发送信号决定部20中的各个处理步骤的程序被存储在图4所示的存储器61中。然后，计算机的处理器62执行存储于存储器61的程序。
此外，在图10中，示出数字处理部10的结构要素分别由专用的硬件实现的例子，在图4中，示出数字处理部10由软件或固件等实现的例子。但是，这只不过是一例，也可以是，数字处理部10中的一部分结构要素由专用的硬件实现，剩余的结构要素由软件或固件等实现。
图11是示出波特率与熵及OSNR耐力之间的关系的说明图。
波特率B越下降则纠错极限的OSNR0越高，波特率B越下降则发送信号的信号频带Ws越窄。因此，发送信号的信号频带Ws越窄则纠错极限的OSNR0越高。
如图11所示，波特率B越下降则OSNR耐力越下降。OSNR耐力表示发送信号的OSNR相对于纠错极限的OSNR0的余裕度。
因此，纠错极限的OSNR0越高则OSNR耐力越下降。
接着，对实施方式2的光通信系统的动作进行说明。但是，信噪比计算部19和发送信号决定部20以外与实施方式1的光通信系统是同样的，因此，这里主要对信噪比计算部19和发送信号决定部20的动作进行说明。
光收发器3-1的检查信号接收部14将解调后的检查信号向带宽计算部15和信噪比计算部19分别输出。
光收发器3-1的信噪比计算部19在从检查信号接收部14收到检查信号时，计算检查信号的OSNR。
计算检查信号的OSNR的处理本身是公知的技术，因此省略详细的说明。
光收发器3-1的发送信号决定部20在从带宽计算部15收到带宽信息时，与图2所示的发送信号决定部16同样地，根据带宽信息所表示的检查信号的带宽WL-H，来决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E。
接着，发送信号决定部20对由信噪比计算部19计算出的OSNR与纠错极限的OSNR0进行比较。纠错极限的OSNR0可以存储于发送信号决定部20的内部存储器，也可以从数字处理部10的外部提供。
如果由信噪比计算部19计算出的OSNR比纠错极限的OSNR0低，则发送信号决定部20分别对所决定出的波特率B和熵E进行变更。
如果由信噪比计算部19计算出的OSNR比纠错极限的OSNR0低，则无法实施发送信号的纠错。
如果是比带宽WL-H宽的带宽WL-H’(WL-H＜WL-H’)，则带宽WL-H’时的纠错极限的OSNR0相比于带宽WL-H时的纠错极限的OSNR0而下降。如果纠错极限的OSNR0下降，则由信噪比计算部19计算出的OSNR接近纠错极限的OSNR0。
如果是由信噪比计算部19计算出的OSNR成为纠错极限的OSNR0以上的带宽WL-H’，则能够实施发送信号的纠错。
于是，发送信号决定部20确定由信噪比计算部19计算出的OSNR成为纠错极限的OSNR0以上的带宽WL-H’。
如上所述，波特率B越下降则OSNR耐力越下降，波特率B越下降则发送信号的信号频带Ws越窄，纠错极限的OSNR0越高则OSNR耐力越下降。因此，在发送信号决定部20中，发送信号的信号频带Ws与纠错极限的OSNR0的对应关系是已知值，发送信号决定部20参照该对应关系，来决定由信噪比计算部19计算出的OSNR成为纠错极限的OSNR0以上的带宽WL-H’。
发送信号决定部20根据确定出的带宽WL-H’，来决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E。
发送信号决定部20将表示确定出的发送信号的波特率B和确定出的熵E的特定信息向发送信号生成部17输出。
在以上的实施方式2中，光收发器2-na、3-nb构成为，发送信号决定部20根据由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽和由信噪比计算部19计算出的信噪比中的每一个，来决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。因此，实施方式2的光收发器2-na、3-nb与实施方式1的光收发器2-na、3-nb相比，能够高精度地决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。
实施方式3.
在实施方式3中，对检查信号发送部51具备光源52、光调制器53以及控制电路54的光收发器2-na、3-nb进行说明。
实施方式3的光通信系统的结构与实施方式1的光通信系统的结构相同，图1示出实施方式3的光通信系统的结构图。
图12是示出实施方式3的光收发器2-na、3-nb的结构图。在图12中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
检查信号发送部51具备光源52、光调制器53以及控制电路54。
检查信号发送部51生成带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄且频率互不相同的多个信号即窄带信号的集合作为检查信号。
检查信号发送部51设置在数字处理部10的外部。因此，数字处理部10不具备检查信号发送电路31作为硬件。
光源52向光调制器53输出带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄的连续光。
光调制器53通过对从光源52输出的连续光进行脉冲调制而生成窄带信号，将窄带信号作为检查信号的一部分，经由光信号发送部12等向传输路5送出。
控制电路54切换从光源52输出的连续光的频率。控制电路54通过切换从光源52输出的连续光的频率，从而将频率不同的多个窄带信号向传输路5送出。
在图12所示的光收发器2-na、3-nb中，检查信号发送部51被应用于图2所示的光收发器2-na、3-nb。但是，这只不过是一例，检查信号发送部51也可以被应用于图9所示的光收发器2-na、3-nb。
接着，对实施方式3的光通信系统的动作进行说明。但是，检查信号发送部51以外与实施方式1的光通信系统是同样的，因此，这里仅对检查信号发送部51的动作进行说明。
检查信号发送部51的光源52将带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄的连续光向光调制器53输出。
光调制器53在从光源52收到连续光时，通过对连续光进行脉冲调制而生成频率f的窄带信号，将频率f的窄带信号作为检查信号的一部分向光信号发送部12输出。
由光调制器53生成的窄带信号例如是带宽比图7所表示的波长滤波器的带宽窄且具有比该波长滤波器的带宽的最高频率高的频率f的信号。
控制电路54切换从光源52输出的连续光的频率，直至窄带信号的频率f成为比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低的频率。控制电路54通过切换从光源52输出的连续光的频率，使窄带信号的频率f离散地几GHz几GHz地下降。
光调制器53将频率f不同的多个窄带信号向光信号发送部12输出。
在图12所示的检查信号发送部51中，光调制器53生成具有比图7所表示的波长滤波器的带宽的最高频率高的频率的窄带信号。而且，控制电路54切换从光源52输出的光的频率，直至窄带信号的频率比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低。但是，这只不过是一例，也可以是，光调制器53生成具有比图7所表示的波长滤波器的带宽的最低频率低的频率的窄带信号。而且，也可以是，控制电路54切换从光源52输出的光的频率，直至窄带信号的频率比图7所表示的波长滤波器的带宽的最高频率高。
图12所示的检查信号发送部51具备输出带宽比波长滤波器6-1a、6-2a的带宽窄的连续光的光源52、通过对从光源52输出的连续光进行脉冲调制而生成窄带信号的光调制器53、以及切换从光源52输出的连续光的频率的控制电路54。因此，图12所示的检查信号发送部51与图2所示的检查信号发送部11同样，相比于基于光信号所通过的波长滤波器的个数而计算通过了光信号所通过的全部的波长滤波器之后的光信号的带宽的装置，能够增加光通信网络的传输容量。
实施方式4.
在实施方式4中，对第2光收发器具备带宽信息发送部21的光通信系统进行说明，该带宽信息发送部21发送表示由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽WL-H的带宽信息。
实施方式4的光通信系统的结构与实施方式1的光通信系统的结构相同，图1是示出实施方式4的光通信系统的结构图。
图13是示出实施方式4的光收发器3-nb的结构图。在图13中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图14是示出光收发器3-nb中的数字处理部10的硬件的硬件结构图。在图14中，与图3相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
带宽信息发送部21例如由图14所示的带宽信息发送电路39实现。
光收发器3-nb的带宽信息发送部21将表示由光收发器3-nb的带宽计算部15计算出的检查信号的带宽WL-H的带宽信息经由光信号发送部12等向光收发器2-na发送。
图15是示出实施方式4的光收发器2-na的结构图。在图15中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图16是示出光收发器2-na中的数字处理部10的硬件的硬件结构图。在图16中，与图3相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
光信号接收部13的光接收器13a接收从光收发器3-nb的光信号发送部12输出到多路复用器4-2之后通过了波长滤波器6-2a、6-1a的带宽信息。光信号接收部13的光电转换器13b将由光接收器13a接收到的带宽信息从光信号转换成电信号，将电信号向后述的带宽信息接收部22输出。
带宽信息接收部22例如由图16所示的带宽信息接收电路40实现。
带宽信息接收部22通过实施从光信号接收部13的光电转换器13b输出的电信号即带宽信息的接收处理而对带宽信息进行解调，将解调后的带宽信息向后述的发送信号决定部23输出。
发送信号决定部23例如由图16所示的发送信号决定电路41实现。
发送信号决定部23根据由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽L-H、或者由带宽信息接收部22接收到的带宽信息所表示的带宽WL-H，来决定发送信号的调制多值度和发送信号的调制速度。
这里，设为光收发器2-na是第1光收发器，光收发器2-na具备带宽信息接收部22和发送信号决定部23，并且设为光收发器3-nb是第2光收发器，光收发器3-nb具备带宽信息发送部21。
但是，这只不过是一例，也可以设为光收发器3-nb是第1光收发器，光收发器3-nb具备带宽信息接收部22和发送信号决定部23，并且设为光收发器2-na是第2光收发器，光收发器2-na具备带宽信息发送部21。
在图13中，假定作为光收发器3-nb中的数字处理部10的结构要素的检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部16、发送信号生成部17、接收信号处理部18以及带宽信息发送部21分别由图14所示的专用的硬件实现。即，假定数字处理部10由检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路34、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36以及带宽信息发送电路39实现。
检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路34、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36以及带宽信息发送电路39分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
在图15中，假定作为光收发器2-na中的数字处理部10的结构要素的检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部23、发送信号生成部17、接收信号处理部18以及带宽信息接收部22分别由图16所示的专用的硬件实现。即，假定数字处理部10由检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路41、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36以及带宽信息接收电路40实现。
检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、发送信号决定电路41、发送信号生成电路35、接收信号处理电路36以及带宽信息接收电路40分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
数字处理部10的结构要素不限于由专用的硬件实现，也可以由软件、固件、或者软件与固件的组合实现。
在光收发器3-nb中的数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下，用于使计算机执行检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部16、发送信号生成部17、接收信号处理部18以及带宽信息发送部21中的各个处理步骤的程序被存储在图4所示的存储器61中。然后，计算机的处理器62执行存储于存储器61的程序。
在光收发器2-na中的数字处理部10的结构要素由软件或固件等实现的情况下，用于使计算机执行检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、发送信号决定部23、发送信号生成部17、接收信号处理部18以及带宽信息接收部22中的各个处理步骤的程序被存储在图4所示的存储器61中。然后，计算机的处理器62执行存储于存储器61的程序。
接着，对实施方式4的光通信系统的动作进行说明。
这里，为了方便说明，对如下例子进行说明：光收发器3-1向传输路5送出带宽信息，光收发器2-1接收带宽信息，由此决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E。
除了光收发器2-1具备带宽信息接收部22和发送信号决定部23且光收发器3-1具备带宽信息发送部21这一点以外，与实施方式1的光通信系统相同。因此，这里，主要说明带宽信息发送部21、带宽信息接收部22以及发送信号决定部23的动作。
光收发器3-1的带宽计算部15与图2所示的带宽计算部15同样地计算检查信号的带宽WL-H。
带宽计算部15将表示检查信号的带宽WL-H的带宽信息向发送信号决定部16和带宽信息发送部21分别输出。
光收发器3-1的带宽信息发送部21在从带宽计算部15收到带宽信息时，经由光信号发送部12等向光收发器2-1发送带宽信息。
从光收发器3-1发送的带宽信息作为光信号被传输到光收发器2-1。带宽信息可以是通过PS技术而调制的概率整形信号，也可以是通过QPSK或多值QAM等相位调制方式而调制的信号。
这里，带宽信息发送部21经由光信号发送部12等向光收发器2-1发送带宽信息。但是，这只不过是一例，也可以是，发送信号生成部17将带宽信息包含于所生成的发送信号中的数据序列的开头的开销部，将包含带宽信息的发送信号经由光信号发送部12等向光收发器2-1发送。
光收发器2-1中的光信号接收部13的光接收器13a接收从光收发器3-1的光信号发送部12输出到多路复用器4-2之后通过了波长滤波器6-2a、6-1a的光信号即带宽信息。
光信号接收部13的光电转换器13b在由光接收器13a接收到带宽信息时，将带宽信息从光信号转换成电信号，将电信号向带宽信息接收部22输出。
光收发器2-1的带宽信息接收部22在从光信号接收部13的光电转换器13b收到作为电信号的带宽信息时，通过实施带宽信息的接收处理而对带宽信息进行解调，将解调后的带宽信息向发送信号决定部23输出。
光收发器2-1的发送信号决定部23在从带宽信息接收部22收到带宽信息时，根据带宽信息所表示的带宽WL-H，来决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E。
这里，发送信号决定部23根据带宽信息所表示的带宽WL-H，来决定发送信号的熵E和发送信号的波特率B。但是，这只不过是一例，在光收发器3-1向传输路5送出检查信号且光收发器2-1接收检查信号的情况下，发送信号决定部23根据由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽WL-H，来决定发送信号的波特率B和发送信号的熵E。
光收发器2-1的发送信号生成部17与图2所示的发送信号生成部17同样地生成具有熵E且具有波特率B的发送信号。
在以上的实施方式4中，第2光收发器还具备带宽信息发送部21，该带宽信息发送部21发送表示由带宽计算部15计算出的检查信号的带宽的带宽信息。此外，第1光收发器还具备：接收从带宽信息发送部21发送的带宽信息的带宽信息接收部22；以及发送信号决定部23，其根据由带宽信息接收部22接收到的带宽信息所表示的带宽，决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。因此，即便第1光收发器省略了带宽计算部15中的带宽的计算处理，发送信号决定部23也能够决定发送信号的调制速度和发送信号的调制多值度。
实施方式5.
在实施方式5中，对具备第1光收发部71和第2光收发部72的光收发器2-na、3-nb进行说明。
实施方式5的光通信系统的结构与实施方式1的光通信系统的结构相同，图1是示出实施方式5的光通信系统的结构图。
图17是示出实施方式5的光收发器2-na、3-nb的结构图。在图17中，与图2及图9相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图10是示出图17所示的光收发器2-na、3-nb的一部分硬件的硬件结构图。
第1光收发部71具备检查信号发送部11、光信号发送部12、光信号接收部13、检查信号接收部14、带宽计算部15、接收信号处理部18以及信噪比计算部19。
第2光收发部72具备检查信号发送部11、光信号发送部12、光信号接收部13、检查信号接收部14、带宽计算部15、接收信号处理部18以及信噪比计算部19。
在图17所示的光收发器2-na、3-nb中，第1光收发部71和第2光收发部72双方具备检查信号接收部14、带宽计算部15以及信噪比计算部19。但是，这只不过是一例，由于第1光收发部71和第2光收发部72中的任意一方对检查信号的带宽WL-H进行计算即可，因此，例如也可以删除包含在第2光收发部72中的检查信号接收部14、带宽计算部15以及信噪比计算部19。
即，第1光收发部71和第2光收发部72包含在相同的光收发器2-na(或者3-nb)中。因此，从第1光收发部71的光信号发送部12到第1光收发部71的光信号接收部13的检查信号的传播路径和从第2光收发部72的光信号发送部12到第2光收发部72的光信号接收部13的检查信号的传播路径相同。
因此，由第1光收发部71的带宽计算部15计算的检查信号的带宽WL-H和由第2光收发部72的带宽计算部15计算的检查信号的带宽WL-H相同。因此，例如，也可以删除包含在第2光收发部72中的检查信号接收部14、带宽计算部15以及信噪比计算部19。
发送信号决定部81例如由图10所示的发送信号决定电路38实现。
发送信号决定部81从第1光收发部71的带宽计算部15或者第2光收发部72的带宽计算部15取得检查信号的带宽WL-H。
发送信号决定部81从第1光收发部71的信噪比计算部19或者第2光收发部72的信噪比计算部19取得检查信号的OSNR。
发送信号决定部81根据检查信号的带宽WL-H和检查信号的OSNR中的每一个，来决定作为2个发送信号S1、S2的调制速度的波特率B1、B2和作为2个发送信号S1、S2的调制多值度的熵E1、E2。
发送信号生成部82例如由图10所示的发送信号生成电路35实现。
发送信号生成部82取得由发送信号决定部81决定的2个发送信号S1、S2各自的熵E1、E2、以及2个发送信号S1、S2各自的波特率B1、B2。
发送信号生成部82生成具有熵E1、E2中的一方的熵E1且具有波特率B1、B2中的一方的波特率B1的发送信号S1。
发送信号生成部82生成具有熵E1、E2中的另一方的熵E2且具有波特率B1、B2中的另一方的波特率B2的发送信号S2。
发送信号生成部82向第1光收发部71的光信号发送部12输出发送信号S1，向第2光收发部72的光信号发送部12输出发送信号S2。
在图17中，假定作为光收发器2-na、3-nb的一部分结构要素的检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、接收信号处理部18、信噪比计算部19、发送信号决定部81以及发送信号生成部82分别由图10所示的专用的硬件实现。即，假定光收发器2-na、3-nb的一部分由检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、接收信号处理电路36、信噪比计算电路37、发送信号决定电路38以及发送信号生成电路35实现。
检查信号发送电路31、检查信号接收电路32、带宽计算电路33、接收信号处理电路36、信噪比计算电路37、发送信号决定电路38以及发送信号生成电路35分别例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
光收发器2-na、3-nb的一部分结构要素不限于由专用的硬件实现，也可以由软件、固件、或者软件与固件的组合实现。
在光收发器2-na、3-nb的一部分结构要素由软件或固件等实现的情况下，用于使计算机执行检查信号发送部11、检查信号接收部14、带宽计算部15、接收信号处理部18、信噪比计算部19、发送信号决定部81以及发送信号生成部82中的各个处理步骤的程序被存储在图4所示的存储器61中。然后，计算机的处理器62执行存储于存储器61的程序。
接着，对实施方式5的光通信系统的动作进行说明。
图18是示出实施方式5的光收发器2-na、3-nb中的发送信号决定部81和发送信号生成部82的处理步骤的流程图。
第1光收发部71的带宽计算部15或者第2光收发部72的带宽计算部15与图2及图9所示的带宽计算部15同样地对检查信号的带宽WL-H进行计算。
第1光收发部71的带宽计算部15或者第2光收发部72的带宽计算部15向发送信号决定部81输出检查信号的带宽WL-H。
第1光收发部71的信噪比计算部19或者第2光收发部72的信噪比计算部19与图9所示的信噪比计算部19同样地对检查信号的OSNR进行计算。
第1光收发部71的信噪比计算部19或者第2光收发部72的信噪比计算部19向发送信号决定部81输出检查信号的OSNR。
发送信号决定部81从第1光收发部71的带宽计算部15或者第2光收发部72的带宽计算部15取得检查信号的带宽WL-H。
发送信号决定部81从第1光收发部71的信噪比计算部19或者第2光收发部72的信噪比计算部19取得检查信号的OSNR。
发送信号决定部81根据作为发送信号生成部82的生成对象的发送信号S1、S2的副载波频率fsc1、fsc2，如以下的式(1)所示那样计算2个副载波频率fsc1、fsc2中的中心频率fm(图18的步骤ST11)。
fm＝(fsc1+fsc2)/2 (1)
发送信号S1、S2的副载波频率fsc1、fsc2可以存储在发送信号决定部81的内部存储器中，也可以从发送信号决定部81的外部提供。
发送信号决定部81计算检查信号的带宽WL-H中比中心频率fm靠低频侧的带宽W1和比中心频率fm靠高频侧的带宽W2(图18的步骤ST12)。
低频侧的带宽W1的最低频率是从副载波频率fsc1减去中心频率fm与副载波频率fsc1的差分得到的频率。低频侧的带宽W1的最高频率是中心频率fm。
高频侧的带宽W2的最低频率是中心频率fm。高频侧的带宽W2的最高频率是对副载波频率fsc2加上中心频率fm与副载波频率fsc2的差分得到的频率。
发送信号决定部81如以下的式(2)所示那样计算低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2之间的带宽差ΔW。
ΔW＝|W1-W2| (2)
发送信号决定部81通过比较带宽差ΔW与阈值Th来判定低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的对称性。
即，如果带宽差ΔW比阈值Th小，则发送信号决定部81判定为具有对称性，如果带宽差ΔW为阈值Th以上，则发送信号决定部81判定为不具有对称性。
阈值Th可以存储在发送信号决定部81的内部存储器中，也可以从发送信号决定部81的外部提供。作为阈值Th，考虑检查信号的带宽WL-H的10％左右的值。
如果判定为具有对称性(图18的步骤ST13：是的情况)，则发送信号决定部81根据低频侧的带宽W1和检查信号的OSNR，来决定发送信号S1的波特率B1和发送信号S1的熵E1(图18的步骤ST14)。
此外，发送信号决定部81根据高频侧的带宽W2和检查信号的OSNR，来决定发送信号S2的波特率B2和发送信号S2的熵E2(图18的步骤ST15)。
发送信号决定部81进行的波特率B1、B2的决定处理本身与图9所示的发送信号决定部20进行的波特率B的决定处理相同。此外，发送信号决定部81进行的熵E1、E2的决定处理本身与图9所示的发送信号决定部20进行的熵E的决定处理相同。
因此，虽然省略了详细说明，但如果判定为具有对称性，则发送信号决定部81根据低频侧的带宽W1，分别决定发送信号S1的波特率B1和熵E1，根据高频侧的带宽W2，分别决定发送信号S2的波特率B2和熵E2。然后，如果由信噪比计算部19计算出的OSNR比纠错极限的OSNR0低，则发送信号决定部81分别对所决定出的波特率B1和熵E1进行变更，并分别对所决定出的波特率B2和熵E2进行变更。
通过发送信号决定部81分别变更波特率B1、B2及熵E1、E2，由此，低频侧的带宽W1改变为由信噪比计算部19计算出的OSNR成为纠错极限的OSNR0以上的带宽W1’。此外，高频侧的带宽W2改变为由信噪比计算部19计算出的OSNR成为纠错极限的OSNR0以上的带宽W2’。
图19是示出带宽W1’与带宽W2’之和比检查信号的带宽WL-H小的情况下的副载波间隔Δf的变更例的说明图。
图20是示出带宽W1’与带宽W2’之和为检查信号的带宽WL-H以上的情况下的副载波间隔Δf的变更例的说明图。
在图19和图20中，横轴是频率，纵轴是发送信号S1、S2的光功率。
发送信号S1与发送信号S2的副载波间隔Δf的初始值是发送信号S1的副载波频率fsc1与发送信号S2的副载波频率fsc2的差分的绝对值。
如图19所示，如果带宽W1’与带宽W2’之和比检查信号的带宽WL-H小，则带宽WL-H是在信号的传输中具有余裕的状态。发送信号决定部81为了实现带宽WL-H的有效利用，通过提高发送信号S1、S2的波特率B1、B2而将带宽W1’和带宽W2’分别扩大到不超过带宽WL-H的2分之1的范围。发送信号决定部81为了避免扩大后的带宽W1’与扩大后的带宽W2’的重叠，将副载波间隔Δf例如扩大到带宽W1’的1.2倍或者带宽W2’的1.2倍。
如图20所示，如果带宽W1’与带宽W2’之和为检查信号的带宽WL-H以上，则处于有时无法对发送信号S1、S2的一部分进行发送的状态。发送信号决定部81为了能够发送发送信号S1、S2的全部，通过降低发送信号S1、S2的波特率B1、B2而分别缩小带宽W1’和带宽W2’，使得带宽W1’和带宽W2’分别比带宽WL-H的2分之1窄。发送信号决定部81在缩小后的带宽W1’与缩小后的带宽W2’不重叠的范围内缩小副载波间隔Δf。
如果判定为不具有对称性(图18的步骤ST13：否的情况)，则发送信号决定部81根据低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率，来决定发送信号S1的传输容量和发送信号S2的传输容量(图18的步骤ST16)。
图21是示出发送信号决定部81根据低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率来决定发送信号S1的传输容量和发送信号S2的传输容量的例子的说明图。
在图21中，横轴是频率，纵轴是发送信号S1、S2的光功率。
在图21中，示出整体的传输容量为400[Gbit/sec]时的传输容量的决定例。
在图21中，低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率为3：1，因此，将300[Gbit/sec]决定为发送信号S1的传输容量，将100[Gbit/sec]决定为发送信号S2的传输容量。
在图21中，示出整体的传输容量为400[Gbit/sec]、低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率为3：1的例子。但是，这只不过是一例。例如，如果整体的传输容量为700[Gbit/sec]且低频侧的带宽W1与高频侧的带宽W2的比率为5：2，则将500[Gbit/sec]决定为发送信号S1的传输容量，将200[Gbit/sec]决定为发送信号S2的传输容量。
发送信号的传输容量为固定时的发送信号的波特率与发送信号的熵之间的关系例如图5所示。
在发送信号决定部81的内部存储器中，按照每个互不相同的传输容量，存储有表示发送信号的波特率与发送信号的熵之间的关系的表。
发送信号决定部81参照决定出的发送信号S1的传输容量所涉及的表，来决定发送信号S1的波特率B1和发送信号S1的熵E1(图18的步骤ST17)。存在波特率B1与熵E1的多个组合，可以是任意的组合。
发送信号决定部81参照决定出的发送信号S2的传输容量所涉及的表，来决定发送信号S2的波特率B2和发送信号S2的熵E2(图18的步骤ST18)。存在波特率B2与熵E2的多个组合，可以是任意的组合。
发送信号生成部82生成具有由发送信号决定部81决定的熵E1且具有由发送信号决定部81决定的波特率B1的发送信号S1(图18的步骤ST19)。
发送信号生成部82生成具有由发送信号决定部81决定的熵E2且具有由发送信号决定部81决定的波特率B2的发送信号S2(图18的步骤ST20)。
发送信号生成部82向第1光收发部71的光信号发送部12输出发送信号S1，向第2光收发部72的光信号发送部12输出发送信号S2。
在以上的实施方式5中，光收发器2-na、3-nb构成为，发送信号决定部81根据由带宽计算部15计算出的带宽和由信噪比计算部19计算出的信噪比中的每一个，来决定2个发送信号各自调制速度、2个发送信号各自调制多值度、以及2个发送信号的副载波间隔。因此，光收发器2-na、3-nb即便在生成2个发送信号的情况下，相比于基于光信号所通过的波长滤波器的个数而计算通过了光信号所通过的全部的波长滤波器之后的光信号的带宽的光收发器，也能够增加光通信网络的传输容量。
另外，本公开能够进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本公开适用于光收发器、发送信号决定方法、以及具备光收发器的光通信系统。
附图标记说明
1、1-1、1-2光传输装置，2、2-1～2-Na光收发器(第1光收发器)，3、3-1～3-Nb光收发器(第2光收发器)，4、4-1、4-2多路复用器，5传输路，6-1、6-2光分配器，6-1a、6-2a波长滤波器，10数字处理部，11检查信号发送部，12光信号发送部，12a电光转换器，12b光发送器，13光信号接收部，13a光接收器，13b光电转换器，14检查信号接收部，15带宽计算部，16发送信号决定部，17发送信号生成部，18接收信号处理部，19信噪比计算部，20发送信号决定部，21带宽信息发送部，22带宽信息接收部，23发送信号决定部，31检查信号发送电路，32检查信号接收电路，33带宽计算电路，34发送信号决定电路，35发送信号生成电路，36接收信号处理电路，37信噪比计算电路，38发送信号决定电路，39带宽信息发送电路，40带宽信息接收电路，41发送信号决定电路，51检查信号发送部，52光源，53光调制器，54控制电路，61存储器，62处理器，71第1光收发部，72第2光收发部，81发送信号决定部，82发送信号生成部。

Claims (13)

1.一种光收发器，其中，
所述光收发器具备：
带宽计算部，在从检查信号发送部向光通信网络的传输路送出检查信号且由检查信号接收部接收到通过了波长滤波器的检查信号时，该带宽计算部计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的带宽，其中，所述检查信号发送部生成窄带信号的集合作为所述检查信号，该窄带信号的集合是带宽比插入到所述传输路的光分配器所具有的所述波长滤波器的带宽窄且频率互不相同的多个信号；以及
发送信号决定部，其根据由所述带宽计算部计算出的带宽，来决定发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
2.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，
所述发送信号决定部将由所述带宽计算部计算出的带宽决定为所述发送信号的带宽，根据所述发送信号的带宽决定所述发送信号的调制速度，根据所述调制速度决定所述发送信号的调制多值度。
3.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，
所述光收发器具备信噪比计算部，该信噪比计算部计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的信噪比，
所述发送信号决定部根据由所述带宽计算部计算出的带宽和由所述信噪比计算部计算出的信噪比中的每一个，来决定所述发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
4.根据权利要求3所述的光收发器，其特征在于，
如果由所述信噪比计算部计算出的信噪比低于纠错极限信噪比，则所述发送信号决定部根据由所述信噪比计算部计算出的信噪比成为所述纠错极限信噪比的带宽，来决定所述发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
5.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，
所述检查信号发送部具备：
光源，其输出带宽比所述波长滤波器的带宽窄的连续光；
光调制器，其通过对从所述光源输出的连续光进行脉冲调制而生成所述窄带信号，将所述窄带信号向所述传输路送出；以及
控制电路，其切换从所述光源输出的连续光的频率。
6.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，
所述光收发器具备发送信号生成部，该发送信号生成部生成具有由所述发送信号决定部决定出的调制多值度且具有由所述发送信号决定部决定出的调制速度的发送信号。
7.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，
所述光收发器具备信噪比计算部，该信噪比计算部计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的信噪比，
所述发送信号决定部根据由所述带宽计算部计算出的带宽和由所述信噪比计算部计算出的信噪比中的每一个，来决定2个发送信号各自的调制速度、所述2个发送信号各自的调制多值度、以及所述2个发送信号的副载波间隔。
8.根据权利要求7所述的光收发器，其特征在于，
所述光收发器具备发送信号生成部，该发送信号生成部生成具有由所述发送信号决定部决定出的2个发送信号中的各个调制多值度中的一方的调制多值度、且具有由所述发送信号决定部决定出的2个发送信号中的各个调制速度中的一方的调制速度的发送信号，并且，生成具有所述2个发送信号中的各个调制多值度中的另一方的调制多值度、且具有由所述发送信号决定部决定出的2个发送信号中的各个调制速度中的另一方的调制速度的发送信号。
9.根据权利要求7所述的光收发器，其特征在于，
所述发送信号决定部根据所述2个发送信号各自的副载波频率计算2个副载波频率的中心频率，并计算在由所述带宽计算部计算出的带宽中比所述中心频率靠低频侧的带宽和比所述中心频率靠高频侧的带宽，
根据所述低频侧的带宽和由所述信噪比计算部计算出的信噪比中的每一个，分别决定所述2个发送信号中的一方的发送信号的调制速度和一方的发送信号的调制多值度，
根据所述高频侧的带宽和由所述信噪比计算部计算出的信噪比中的每一个，分别决定所述2个发送信号中的另一方的发送信号的调制速度和另一方的发送信号的调制多值度，
根据所述低频侧的带宽和所述高频侧的带宽决定所述副载波间隔。
10.一种发送信号决定方法，其中，
在从检查信号发送部向光通信网络的传输路送出检查信号且由检查信号接收部接收到通过了波长滤波器的检查信号时，所述带宽计算部计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的带宽，其中，所述检查信号发送部生成窄带信号的集合作为所述检查信号，该窄带信号的集合是带宽比插入到所述传输路的光分配器所具有的所述波长滤波器的带宽窄且频率互不相同的多个信号，
所述发送信号决定部根据由所述带宽计算部计算出的带宽，来决定发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
11.一种光通信系统，其中，
所述光通信系统具备第1光收发器和第2光收发器，
所述第1光收发器具有检查信号发送部，该检查信号发送部生成窄带信号的集合作为检查信号，并向光通信网络的传输路送出所述检查信号，其中，该窄带信号的集合是带宽比插入到所述传输路的光分配器所具有的波长滤波器的带宽窄且频率互不相同的多个信号，
所述第2光收发器具有：
检查信号接收部，其接收从所述检查信号发送部送出之后通过了所述波长滤波器的检查信号；
带宽计算部，其计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的带宽；以及
发送信号决定部，其根据由所述带宽计算部计算出的带宽，来决定发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
12.根据权利要求11所述的光通信系统，其特征在于，
所述第2光收发器还具备带宽信息发送部，该带宽信息发送部发送表示由所述带宽计算部计算出的带宽的带宽信息，
所述第1光收发器还具备：
带宽信息接收部，其接收从所述带宽信息发送部发送的带宽信息；以及
发送信号决定部，其根据由所述带宽信息接收部接收到的带宽信息所表示的带宽，来决定所述发送信号的调制速度和所述发送信号的调制多值度。
13.根据权利要求11所述的光通信系统，其特征在于，
所述光通信系统具备信噪比计算部，该信噪比计算部计算由所述检查信号接收部接收到的检查信号的信噪比，
所述发送信号决定部根据由所述带宽计算部计算出的带宽和由所述信噪比计算部计算出的信噪比中的每一个，来决定2个发送信号各自的调制速度、所述2个发送信号各自的调制多值度、以及所述2个发送信号的副载波间隔。
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