JP6397347B2 - 通信端末及び光伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信端末及び光伝送方法に関する。

従来の光伝送システムでは、受信側の通信端末は、送信側の通信端末が送信した光信号を、コヒーレント受信によって受信する場合がある。コヒーレント受信は、直接検波による受信と比較して、光通信区間における光信号の最大の伝送距離を長くすることができる。コヒーレント受信では、受信側の通信端末は、送信側の通信端末の光源の光と同じ波長帯の光を出力する光源を備える。コヒーレント受信では、受信側の通信端末は、自通信端末の光源の光と、送信側の通信端末から受信した光信号とのビート信号を用いて、送信側の通信端末から受信した光信号からアナログ信号を得る。

また、従来の光伝送システムでは、通信端末は、デジタル信号処理技術を用いた多値変調方式によって、光信号の波長の種類や伝送帯域を増やすことなく、データの伝送速度を向上させることができる。多値変調方式は、ＯＯＫ（On Off Keying）変調方式よりも伝送速度を向上させることができる。しかしながら、多値変調方式は、所要の通信品質を満たす最大の伝送距離を短くしてしまうというデメリットもある。

そこで、従来の光伝送システムでは、通信端末は、デジタル信号処理技術とコヒーレント受信とを組み合わせたデジタルコヒーレント技術（非特許文献１を参照）によって、所要の通信品質を満たす最大伝送距離を短くすることなくデータの伝送速度を向上させることができる。

図３は、光通信区間の光伝送システム５０の構成例を示す図である。従来の光伝送システム５０は、通信端末間で光信号を伝送するシステムである。図３では、従来の光伝送システム５０は、通信端末１００と、通信端末１１０と、通信回線２００とを備える。通信端末１００と通信端末１１０とは、通信回線２００を介したコヒーレント受信によって、無線システムの無線通信区間（不図示）におけるデータ伝送に応じて、互いに光信号を通信する。

以下、通信端末１００から通信端末１１０への通信の向きを「下り」という。以下、通信端末１１０から通信端末１００への通信の向きを「上り」という。

通信端末１００は、信号処理部１０１−１と、Ｄ／Ａ変換部１０２−１と、光源１０３−１と、変調部１０４−１と、波長多重分離部１０５−１と、光源１０６−１と、受信部１０７−１と、Ａ／Ｄ変換部１０８−１とを備える。信号処理部１０１−１と、Ｄ／Ａ変換部１０２−１と、光源１０３−１と、変調部１０４−１と、波長多重分離部１０５−１とは、通信端末１００が通信端末１１０に下りの光信号を送信するための機能部である。

信号処理部１０１−１は、無線システムの無線通信区間（不図示）におけるデータ伝送に応じて、無線システムからデータを受信する。信号処理部１０１−１は、無線システムから受信したデータに応じて、デジタルのベースバンド変調信号を、Ｄ／Ａ変換部１０２−１に出力する。Ｄ／Ａ変換部１０２−１は、デジタルのベースバンド変調信号を、アナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部１０２−１は、アナログ信号を波長多重分離部１０５−１に出力する。光源１０３−１は、第１の波長の光を変調部１０４−１に出力する。変調部１０４−１は、デジタルのベースバンド変調信号に応じて第１の波長の光を変調することによって、光信号を生成する。変調部１０４−１は、生成した第１の波長の光信号を、波長多重分離部１０５−１に出力する。

波長多重分離部１０５−１は、上りの光信号と下りの光信号とを多重分離する。波長多重分離部１０５−１は、変調部１０４−１が生成した第１の波長の光信号を、下りの光信号として通信端末１１０に送信する。波長多重分離部１０５−１は、上りの光信号として通信端末１１０から受信した第２の波長の光信号を、受信部１０７−１に出力する。第１の波長と第２の波長とは、異なる波長である。

また、信号処理部１０１と、波長多重分離部１０５−１と、光源１０６−１と、受信部１０７−１と、Ａ／Ｄ変換部１０８−１とは、通信端末１００が通信端末１１０から、下りの光信号を受信するための機能部である。信号処理部１０１−１は、Ａ／Ｄ変換部１０８−１が出力したデジタル信号に信号処理を施す。光源１０６−１は、第２の波長の光を受信部１０７−１に出力する。

受信部１０７−１は、波長多重分離部１０５−１が受信した上りの光信号を、コヒーレント受信する。すなわち、受信部１０７−１は、光源１０６−１が出力した第２の波長の光と、波長多重分離部１０５−１が受信した第２の波長の光信号とのビート信号を用いて、光信号を受信する。受信部１０７−１は、コヒーレント受信された光信号に応じたアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換部１０８−１に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０８−１は、受信部１０７−１が出力したアナログ信号を、デジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０８−１は、デジタル信号を信号処理部１０１−１に出力する。

通信端末１１０は、信号処理部１０１−２と、Ｄ／Ａ変換部１０２−２と、光源１０３−２と、変調部１０４−２と、波長多重分離部１０５−２と、光源１０６−２と、受信部１０７−２と、Ａ／Ｄ変換部１０８−２とを備える。信号処理部１０１−２と、Ｄ／Ａ変換部１０２−２と、変調部１０４−２と、波長多重分離部１０５−２と、受信部１０７−２と、Ａ／Ｄ変換部１０８−２とについては、通信端末１１０における同一名称の機能部と比較して、構成上の相違点はない。例えば、信号処理部１０１−２は、信号処理部１０１−１と比較して、構成上の相違点はない。Ｄ／Ａ変換部１０２−２と、変調部１０４−２と、波長多重分離部１０５−２と、受信部１０７−２と、Ａ／Ｄ変換部１０８−２とについても同様である。

通信端末１００と通信端末１１０との間における、構成上の相違点を説明する。光源１０３−２は、通信端末１１０が通信端末１００から、第１の波長の光信号を受信するための機能部である。すなわち、光源１０３−２は、第１の波長の光を受信部１０７−２に出力する。また、光源１０６−２は、通信端末１１０が通信端末１００に、第２の波長の光信号を送信するための機能部である。すなわち、光源１０６−２は、第２の波長の光を変量部１０４に出力する。

また、無線システムには、上りリンクと下りリンクとで異なる周波数帯を用いるＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式がある。また、無線システムには、上りリンクと下りリンクとで同じ周波数を用いて、上りリンクと下りリンクとで通信の時間帯を異ならせるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式もある。

図４は、ＴＤＤ方式の無線システムのＴＤＤフレームの例を示す図である。図４には、無線システムの一例であるＬＴＥ（Long Term Evolution）における、７種類のＴＤＤフレームが、ＴＤＤフレームの周期と、サブフレーム番号とを用いて示されている。図４では、「Ｄ」は、ダウンリンクサブフレームを示す。「Ｕ」は、アップリンクサブフレームを示す。「Ｓ」は、スペシャルサブフレームを示す。スペシャルサブフレームには、ダウンリンクパイロットタイムスロット（DwPTS: Downlink Pilot Time Slot）と、ガードピリオド（GP: Guard Period）と、アップリンクパイロットタイムスロット（UpPTS: Uplink Pilot Time Slot）とがある。

ＴＤＤ方式の無線システムでは、トラヒックが上り又は下りのいずれであるかに合わせて、フレーム構成を切換える。これによって、ＴＤＤ方式の無線システムは、上りリンク（アップリンク）と、下りリンク（ダウンリンク）との通信時間の割合を、柔軟に設定可能である。

図５は、ＴＤＤ方式の無線システムの光通信区間のデータ伝送の例を示す図である。横軸は時間を示す。上段の縦軸は、上りリンクのデータ伝送を示す。下段の縦軸は、下りリンクのデータ伝送を示す。ＴＤＤ方式の無線システムを収容するモバイルフロントホール又はモバイルバックホールの無線区間では、データは、上りリンクと下りリンクとで交互に伝送される。このため、ＴＤＤ方式の無線システムを収容するモバイルフロントホール又はモバイルバックホールの光通信区間でも、データは、上りリンクと下りリンクとで交互に伝送される。

したがって、ＴＤＤ方式の無線システムを収容するモバイルフロントホール又はモバイルバックホールの光通信区間では、上りリンクのみデータ伝送が無い時間と、下りリンクのみデータ伝送が無い時間と、上り及び下りリンクともにデータ伝送が無い時間とがある。図４に示すＴＤＤ方式の無線システムの場合、上りリンクのみデータ伝送が無い時間は、下りリンク通信の時間と、ダウンリンクパイロットタイムスロットとである。下りリンクのみデータ伝送が無い時間は、上りリンク通信の時間と、アップリンクパイロットタイムスロットとである。上り及び下りリンクともにデータ伝送が無い時間は、ガードピリオドである。

宮本裕,佐野明秀,吉田英二,坂野寿和，"超大容量デジタルコヒーレント光伝送技術"，NTT技術ジャーナル，Mar. 2011.

しかしながら、従来の光伝送システムは、上りの光信号を通信するために、第１波長の光源を送信側及び受信側に備える必要がある。さらに、従来の光伝送システムは、下りの光信号を通信するために、第２波長の光源を送信側及び受信側に備える必要がある。このように、従来の光伝送システムの通信端末は、光源を備えるコストを抑えることができないという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、光源を備えるコストを抑えることが可能である通信端末及び光伝送方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、予め定められた波長の光を出力する光源と、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める信号処理部と、前記光源から出力された光の出力先を、前記動作モードに応じて切り替える出力先切替部と、前記動作モードが前記送信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、取得した光を変調して得られた光信号を、送受信部を介して他通信端末に送信する変調部と、前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、前記送受信部を介してコヒーレント受信する受信部と、を備える通信端末である。

本発明の一態様は、前記出力先切替部がカプラであり、前記変調部が、前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を変調して得られた光信号を、前記送受信部に送信しないように動作する通信端末である。

本発明の一態様は、前記出力先切替部が光スイッチである通信端末である。

本発明の一態様は、前記信号処理部が、光信号によって他通信端末に送信するデータの量が一定量未満である場合、前記動作モードを前記受信動作モードに定め、光信号を他通信端末から閾値時間以上受信していない場合、かつ、光信号によって送信する一定量以上のデータが記憶部に記憶されている場合、前記動作モードを前記送信動作モードに定める通信端末である。

本発明の一態様は、前記信号処理部が、前記送信動作モードにおいて、光信号によって他通信端末に送信するデータの量が一定量未満である場合、前記動作モードを前記受信動作モードに定めるとともに、前記動作モードを切り替える命令を他通信端末に送信し、前記受信動作モードにおいて、前記動作モードを切り替える命令を他通信端末から受信した場合、前記動作モードを前記送信動作モードに切り替える通信端末である。

本発明の一態様は、前記信号処理部が、上りリンクと下りリンクとで同じ周波数を用いて、上りリンクと下りリンクとで通信の時間帯を異ならせる無線通信における、上りリンク又は下りリンクの通信のタイミングに同期させて、前記動作モードを前記受信動作モード又は前記送信動作モードに切り替える通信端末である。

本発明の一態様は、光伝送システムの通信端末における光伝送方法であって、予め定められた波長の光を光源から出力するステップと、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定めるステップと、前記光源から出力された光の出力先を、前記動作モードに応じて切り替えるステップと、前記動作モードが前記送信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、出力先切替部を介して取得し、取得した光を変調して得られた光信号を、送受信部を介して他通信端末に送信するステップと、前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、前記送受信部を介してコヒーレント受信するステップと、を有する光伝送方法である。

本発明により、通信端末及び光伝送方法は、光源を備えるコストを抑えることが可能となる。

本発明の第１の実施形態における、光伝送システムの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における、光伝送システムの構成例を示す図である。 光通信区間の光伝送システムの構成例を示す図である。 ＴＤＤ方式の無線システムのＴＤＤフレームの例を示す図である。 ＴＤＤ方式の無線システムの光通信区間のデータ伝送の例を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、光伝送システム１の構成例を示す図である。第１の実施形態では、光伝送システム１を、「光伝送システム１ａ」という。光伝送システム１ａは、予め定められた光通信区間の通信端末間で、光信号を伝送するシステムである。第１の実施形態では、通信端末１０−１を、「通信端末１０ａ−１」という。第１の実施形態では、通信端末１０−２を、「通信端末１０ａ−２」という。

光伝送システム１ａは、通信端末１０ａ−１と、通信端末１０ａ−２と、通信回線２０とを備える。通信端末１０ａ−１と通信端末１０ａ−２とは、光ファイバ等の通信回線２０を介したコヒーレント受信によって、無線システムの無線通信区間（不図示）におけるデータ伝送に応じて、互いに光信号をデジタルコヒーレント技術によって通信する。

第１の実施形態では、通信端末１０ａ−１から通信端末１０ａ−２への通信の向きを「下り」という。第１の実施形態では、通信端末１０ａ−２から通信端末１０ａ−１への通信の向きを「上り」という。

通信端末１０ａ−１は、記憶部１１−１と、信号処理部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、光源１４−１と、光スイッチ１５−１と、変調部１６−１と、カプラ１７−１と、受信部１８−１と、Ａ／Ｄ変換部１９−１とを備える。信号処理部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、光源１４−１と、光スイッチ１５−１と、変調部１６−１と、カプラ１７−１とは、下りの光信号を通信端末１０ａ−１が通信端末１０ａ−２に送信するための機能部である。

信号処理部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、光スイッチ１５−１と、変調部１６−１と、受信部１８−１と、Ａ／Ｄ変換部１９−１との一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

記憶部１１−１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する。記憶部１１−１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部１１−１は、例えば、ソフトウェア機能部を機能させるためのプログラムを記憶してもよい。

記憶部１１−１（バッファメモリ）は、下りの光信号によって送信するデータを、無線システム（不図示）から取得する。無線システムは、例えば、上りリンクと下りリンクとで同じ周波数を用いて、上りリンクと下りリンクとで通信の時間帯を異ならせる無線通信を実行する基地局を備える。例えば、無線システムは、ＴＤＤ方式の無線通信を実行する基地局を備える。記憶部１１−１は、下りの光信号によって送信するデータを、無線システムの無線通信区間（不図示）におけるデータ伝送に応じて記憶する。

信号処理部１２−１は、Ａ／Ｄ変換部１９−１から取得したデジタル信号に、所定の信号処理を施す。Ａ／Ｄ変換部１９−１から取得したデジタル信号は、上りの光信号に応じたデジタル信号である。信号処理部１２−１は、信号処理によってデジタル信号から得られたデータを、記憶部１１−１に記憶させる。

信号処理部１２−１は、下りの光信号によって送信するデータを、記憶部１１−１（バッファメモリ）から取得する。信号処理部１２−１は、下りの光信号によって送信するデータに基づいて、デジタルのベースバンド変調信号を生成する。信号処理部１２−１は、生成したベースバンド変調信号を、Ｄ／Ａ変換部１３−１に出力する。

信号処理部１２−１は、送信するデータとして記憶部１１−１に記憶されているデータの量（バッファ量）に基づいて、光スイッチ１５−１を制御することによって、通信端末１０ａ−１の動作モードを切り替える。通信端末１０ａ−１の動作モードには、受信動作モードと、送信動作モードとがある。受信動作モードは、光信号を受信する動作モードである。送信動作モードは、光信号を送信する動作モードである。以下、受信動作モードと送信動作モードとを切り替えるための情報を「制御情報」という。制御情報は、例えば、送信するデータとして記憶部等に記憶されているデータの量を示す情報を含んでもよい。

信号処理部１２−１は、例えば、上りの光信号を通信端末１０ａ−２から一定時間（閾値時間）以上受信していない場合、かつ、下りの光信号によって通信端末１０ａ−２に送信する一定量以上のデータが記憶部１１−１に記憶されている場合、光スイッチ１５−１を制御することによって、通信端末１０ａ−１の動作モードを送信動作モードに切り替える。

信号処理部１２−１は、例えば、下りの光信号によって通信端末１０ａ−２に送信するデータの量が一定量未満である場合、光スイッチ１５−１を制御することによって、通信端末１０ａ−１の動作モードを受信動作モードに切り替える。また、信号処理部１２−１は、例えば、上りの光信号を通信端末１０ａ−２から一定時間以内に受信している場合、光スイッチ１５−１を制御することによって、通信端末１０ａ−１の動作モードを受信動作モードに切り替えてもよい。

これにより、信号処理部１２−１は、通信端末１０ａ−２から制御情報を取得しなくても、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを切り替えることができる。また、信号処理部１２−１は、通信端末１０ａ−２以外の外部装置（不図示）から制御情報を取得しなくても、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを切り替えることができる。外部装置は、例えば、無線システムの基地局である。

信号処理部１２−１は、送受切替命令を通信端末１０ａ−２から受信した場合、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを切り替える。送受切替命令は、受信動作モードと送信動作モードとを切り替える命令である。送受切替命令は、受信動作モードであるか又は送信動作モードであるかを表す制御情報を含んでもよい。

信号処理部１２−１は、例えば、受信動作モードにおいて、送受切替命令を通信端末１０ａ−２から受信した場合、通信端末１０ａ−１の動作モードを、送信動作モードに切り替える。信号処理部１２−１は、例えば、送信動作モードにおいて、下りの光信号によって送信するデータの量（バッファ量）が一定量未満である場合、通信端末１０ａ−１の動作モードを受信動作モードに定めるとともに、カプラ１７−１を介して、通信端末１０ａ−２に対して送受切替命令を送信する。信号処理部１２−１は、通信端末１０ａ−２に対して送受切替命令を送信してから、通信端末１０ａ−２の動作モードが送信動作モードに切り替わる前に、通信端末１０ａ−１の動作モードを受信動作モードに切り替えてもよい。信号処理部１２−１は、通信回線２０以外の他の通信回線（不図示）を介して、通信端末１０ａ−２に対して送受切替命令を送信してもよい。通信端末１０ａ−２は、送受切替命令を受信した場合、通信端末１０ａ−２の受信動作モードと送信動作モードとを切り替える。例えば、通信端末１０ａ−２は、受信動作モードにおいて、送受切替命令を受信した場合、通信端末１０ａ−２の動作モードを、送信動作モードに切り替える。

これにより、信号処理部１２−１は、通信端末１０ａ−２以外の外部装置（不図示）から制御情報を取得しなくても、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを切り替えることができる。

信号処理部１２−１は、例えば、ＴＤＤ方式の無線システムの基地局を備える無線システムの上りリンクの通信又は下りリンクの通信に同期して、通信端末１０ａ−１の動作モードを受信動作モードに切り替えてもよい。信号処理部１２−１は、無線システムの上り通信又は下り通信のタイミング情報を、無線システムの基地局又はベースバンドユニット（BBU: Base Band Unit）から取得する。信号処理部１２−１は、無線システムの上り通信又は下り通信のタイミング情報に基づいて、カプラ１７−１を介して、通信端末１０ａ−２に対して送受切替命令を送信してもよい。通信端末１０ａ−２は、送受切替命令を受信した場合、通信端末１０ａ−２の受信動作モードと送信動作モードとを切り替える。

これにより、信号処理部１２−１は、無線システムの上り通信又は下り通信に同期して、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを切り替えることができる。
信号処理部１２−１は、例えば、通信端末１０ａ−１の受信動作モードと送信動作モードとを、一定の周期で交互に切り替えてもよい。

Ｄ／Ａ変換部１３−１は、ベースバンド変調信号を信号処理部１２−１から取得する。Ｄ／Ａ変換部１３−１は、ベースバンド変調信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号を変調部１６−１に出力する。

光源１４−１は、半導体レーザ等の光デバイスを備える装置である。光源１４−１は、予め定められた波長の光を、光スイッチ１５−１に出力する。予め定められた波長は、例えば、１５７０．４ｎｍから１６０３．６ｎｍまでの波長のいずれかでもよい。通信端末１０ａ−２が送信する上りの光信号の波長は、通信端末１０ａ−１が送信する下りの光信号の波長と同じである。すなわち、上りの光信号の波長は、光源１４−１が出力する光の波長と同じである。

光スイッチ１５−１（出力先切替部）は、信号処理部１２−１による制御に応じて、光源１４−１の光の出力先を、変調部１６−１又は受信部１８−１に切り替える。光スイッチ１５−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが送信動作モードである場合、光源１４−１から出力された予め定められた波長の光を変調部１６−１に出力する。光スイッチ１５−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが受信動作モードである場合、光源１４−１から出力された予め定められた波長の光を受信部１８−１に出力する。

変調部１６−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが送信動作モードである場合、ベースバンド変調信号を信号処理部１２−１から取得する。変調部１６−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが送信動作モードである場合、ベースバンド変調信号を光信号に変調する。変調部１６−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが送信動作モードである場合、光信号をカプラ１７−１に出力する。

通信端末１０ａ−１の動作モードが受信動作モードである場合、光スイッチ１５−１が変調部１６−１に光を出力しない。このため、変調部１６−１は、通信端末１０ａ−１の動作モードが受信動作モードである場合、光信号をカプラ１７−１に出力しない。

カプラ１７−１（光カプラ）は、上りの光信号と下りの光信号とを多重するデバイスである。カプラ１７−１は、変調部１６−１から取得した光信号を、下りの光信号として通信回線２０に出力する。すなわち、カプラ１７−１は、通信回線２０を介して、下りの光信号を通信端末１０ａ−２に送信する。また、カプラ１７−１は、上りの光信号と下りの光信号とが多重された光信号から、上りの光信号を分離するデバイスである。カプラ１７−１は、分離した上りの光信号を受信部１８−１に出力する。すなわち、カプラ１７−１は、分岐させた上りの光信号を受信部１８−１に出力する。

信号処理部１２−１と、光源１４−１と、光スイッチ１５−１と、カプラ１７−１と、受信部１８−１と、Ａ／Ｄ変換部１９−１とは、上りの光信号を通信端末１０ａ−１が通信端末１０ａ−１から受信するための機能部である。

受信部１８−１は、光源１４−１から出力された光と、カプラ１７−１から出力された光信号とのビート信号を用いて、コヒーレント受信する。すなわち、受信部１８−１は、光源１４−１から出力された光と、カプラ１７−１から出力された光信号とのビート信号を用いて、通信端末１０ａ−２から受信した上りの光信号からアナログ信号を得る。

Ａ／Ｄ変換部１９−１は、上りの光信号に応じたアナログ信号を、受信部１８−１から取得する。Ａ／Ｄ変換部１９−１は、上りの光信号に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換して、上りの光信号に応じたデジタル信号を信号処理部１２−１に出力する。

通信端末１０ａ−２は、記憶部１１−２と、信号処理部１２−２と、Ｄ／Ａ変換部１３−２と、光源１４−２と、光スイッチ１５−２と、変調部１６−２と、カプラ１７−２と、受信部１８−２と、Ａ／Ｄ変換部１９−２とを備える。

記憶部１１−２は、記憶部１１−１と同じ機能部である。信号処理部１２−２は、信号処理部１２−１と同じ機能部である。Ｄ／Ａ変換部１３−２は、Ｄ／Ａ変換部１３−１と同じ機能部である。光源１４−２は、光源１４−１と同じ機能部である。光源１４−２は、光源１４−１が出力する光と同じ波長の光を、光スイッチ１５−２に出力する。光スイッチ１５−２は、光スイッチ１５−１と同じ機能部である。変調部１６−２は、変調部１６−２と同じ機能部である。カプラ１７−２は、カプラ１７−２と同じ機能部である。受信部１８−２は、受信部１８−２と同じ機能部である。Ａ／Ｄ変換部１９−２は、Ａ／Ｄ変換部１９−２と同じ機能部である。すなわち、図１では、通信端末１０ａ−１と通信端末１０ａ−２とは、同じ構成を有する。

以下、通信端末１０ａ−１と通信端末１０ａ−２とに共通する事項については、符号の一部を省略して、「通信端末１０」と表記する。

以上のように、第１の実施形態の通信端末１０は、予め定められた波長の光を出力する光源１４と、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める信号処理部１２と、光源１４から出力された光の出力先を、動作モードに応じて切り替える光スイッチ１５と、動作モードが送信動作モードに定められた場合、光源１４から出力された光を、光スイッチ１５を介して取得し、取得した光を変調して得られた光信号を、カプラ１７（送受信部）を介して他通信端末に送信する変調部１６と、動作モードが受信動作モードに定められた場合、光源１４から出力された光を、光スイッチ１５を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、カプラ１７（送受信部）を介してコヒーレント受信する受信部１８とを備える。

この構成によって、信号処理部１２は、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める。光スイッチ１５は、光源１４から出力された光の出力先を、動作モードに応じて、変調部１６又は受信部１８に切り替える。
これによって、第１の実施形態の通信端末１０、光伝送システム１ａ、及び光伝送方法は、光源を備えるコストを抑えることが可能となる。

第１の実施形態の通信端末１０、光伝送システム１ａ、及び光伝送方法は、光信号の受信と送信とに共通の光源を用いることによって、光伝送システム１ａに必要な光源の数を半減することが可能となる。

第１の実施形態の通信端末１０、光伝送システム１ａ、及び光伝送方法は、ＴＤＤ方式の無線システムを収容する場合でも、データ伝送がほとんど行われない区間が発生しにくいため、光信号の波長の利用効率を向上させることが可能となる。第１の実施形態の通信端末１０、光伝送システム１ａ、及び光伝送方法は、光信号の受信と送信とに共通の波長を用いることによって、光信号の波長の利用効率を向上させることが可能となる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、通信端末１０が光スイッチ１５の代わりにカプラ３０を備える点が、第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。

図２は、光伝送システム１の構成例を示す図である。第２の実施形態では、光伝送システム１を、「光伝送システム１ｂ」という。光伝送システム１ｂは、予め定められた光通信区間の通信端末間で、光信号を伝送するシステムである。第２の実施形態では、通信端末１０−１を、「通信端末１０ｂ−１」という。第２の実施形態では、通信端末１０−２を、「通信端末１０ｂ−２」という。

光伝送システム１ｂは、通信端末１０ｂ−１と、通信端末１０ｂ−２と、通信回線２０とを備える。通信端末１０ｂ−１と通信端末１０ｂ−２とは、光ファイバ等の通信回線２０を介したコヒーレント受信によって、無線システムの無線通信区間（不図示）におけるデータ伝送に応じて、互いに光信号をデジタルコヒーレント技術によって通信する。

第２の実施形態では、通信端末１０ｂ−１から通信端末１０ｂ−２への通信の向きを「下り」という。第２の実施形態では、通信端末１０ｂ−２から通信端末１０ｂ−１への通信の向きを「上り」という。

通信端末１０ａ−１は、記憶部１１−１と、信号処理部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、光源１４−１と、変調部１６−１と、カプラ１７−１と、受信部１８−１と、Ａ／Ｄ変換部１９−１と、カプラ３０−１とを備える。信号処理部１２−１と、Ｄ／Ａ変換部１３−１と、光源１４−１と、変調部１６−１と、カプラ１７−１と、カプラ３０−１とは、下りの光信号を通信端末１０ｂ−１が通信端末１０ｂ−２に送信するための機能部である。

信号処理部１２−１は、送信するデータとして記憶部１１−１に記憶されているデータの量（バッファ量）に基づいて、カプラ３０−１を制御することによって、通信端末１０ｂ−１の動作モードを切り替える。

信号処理部１２−１は、例えば、上りの光信号を一定時間以上受信していない場合、かつ、下りの光信号によって送信する一定量以上のデータが記憶部１１−１に記憶されている場合、カプラ３０−１を制御することによって、通信端末１０ｂ−１の動作モードを送信動作モードに切り替える。また、信号処理部１２−１は、例えば、上りの光信号を一定時間以内に受信している場合、又は、下りの光信号によって送信するデータの量が一定量未満である場合、カプラ３０−１を制御することによって、通信端末１０ｂ−１の動作モードを受信動作モードに切り替える。

光源１４−１は、半導体レーザ等の光デバイスを備える装置である。光源１４−１は、予め定められた波長の光を、カプラ３０−１に出力する。

カプラ３０−１（出力先切替部）（光カプラ）は、信号処理部１２−１による制御に応じて、光源１４−１の光の出力先を、変調部１６−１と受信部１８−１とに分岐する。すなわち、カプラ３０−１は、信号処理部１２−１による制御に応じて、光源１４−１の光の出力先を、変調部１６−１と受信部１８−１とに切り替える。なお、カプラ３０−１は、通信端末１０ｂ−１の動作モードが受信動作モードである場合、光源１４−１から出力された予め定められた波長の光を、変調部１６−１に出力しないようにしてもよい。

通信端末１０ｂ−１の動作モードが受信動作モードである場合には、カプラ３０−１が変調部１６−１に光を出力しても、変調部１６−１は、光信号をカプラ１７−１に出力しないように動作する。すなわち、通信端末１０ｂ−１の動作モードが受信動作モードである場合、変調部１６−１がカプラ１７−１に出力する光信号の振幅値は、ほぼ値０である。
これにより、信号処理部１２−１は、通信端末１０ｂ−１の動作モードが受信動作モードである場合には、変調部１６−１が出力する光信号が上りの光信号に影響を与えないようにすることができる。

なお、通信端末１０ｂ−１は、変調部１６−１とカプラ１７−１との間に、光スイッチを更に備えてもよい。信号処理部１２−１は、変調部１６−１とカプラ１７−１との間の光スイッチを制御することによって、変調部１６−１がカプラ１７−１に光信号を出力しないようにしてもよい。

通信端末１０ｂ−２は、記憶部１１−２と、信号処理部１２−２と、Ｄ／Ａ変換部１３−２と、光源１４−２と、変調部１６−２と、カプラ１７−２と、受信部１８−２と、Ａ／Ｄ変換部１９−２と、カプラ３０−２とを備える。

光源１４−２は、光源１４−１が出力する光と同じ波長の光を、カプラ３０−２に出力する。カプラ３０−２は、カプラ３０−１と同じ機能部である。すなわち、図２では、通信端末１０ｂ−１と通信端末１０ｂ−２とは、同じ構成を有する。

以上のように、第２の実施形態の通信端末１０は、予め定められた波長の光を出力する光源１４と、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める信号処理部１２と、光源１４から出力された光の出力先を、動作モードに応じて切り替えるカプラ３０と、動作モードが送信動作モードに定められた場合、光源１４から出力された光を、カプラ３０を介して取得し、取得した光を変調して得られた光信号を、カプラ１７（送受信部）を介して他通信端末に送信する変調部１６と、動作モードが受信動作モードに定められた場合、光源１４から出力された光を、カプラ３０を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、カプラ１７（送受信部）を介してコヒーレント受信する受信部１８とを備える。

この構成によって、信号処理部１２は、自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める。カプラ３０は、光源１４から出力された光の出力先を、動作モードに応じて、変調部１６又は受信部１８に切り替える。
これによって、第１の実施形態の通信端末１０、光伝送システム１ａ、及び光伝送方法は、光源を備えるコストを抑えることが可能となる。

上述した実施形態における通信端末、光伝送システムをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ａ…光伝送システム、１ｂ…光伝送システム、１０ａ…通信端末、１０ｂ…通信端末、１１…記憶部、１２…信号処理部、１３…Ｄ／Ａ変換部、１４…光源、１５…光スイッチ、１６…変調部、１７…カプラ、１８…受信部、１９…Ａ／Ｄ変換部、２０…通信回線、３０…カプラ、５０…光伝送システム、１００…通信端末、１０１…信号処理部、１０２…Ｄ／Ａ変換部、１０３…光源、１０４…変調部、１０５…波長多重分離部、１０６…光源、１０７…受信部、１０８…Ａ／Ｄ変換部、１１０…通信端末、２００…通信回線

Claims (5)

1. 予め定められた波長の光を出力する光源と、
   自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定める信号処理部と、
   前記光源から出力された光の出力先を、前記動作モードに応じて切り替える出力先切替部と、
   前記動作モードが前記送信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、取得した光を変調して得られた光信号を、送受信部を介して他通信端末に送信する変調部と、
   前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、前記送受信部を介してコヒーレント受信する受信部と、
   を備え、
   前記出力先切替部は、カプラであり、
   前記変調部は、前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を変調して得られた光信号を、前記送受信部に送信しないように動作する、
   通信端末。
2. 前記信号処理部は、光信号によって他通信端末に送信するデータの量が一定量未満である場合、前記動作モードを前記受信動作モードに定め、光信号を他通信端末から閾値時間以上受信していない場合、かつ、光信号によって送信する一定量以上のデータが記憶部に記憶されている場合、前記動作モードを前記送信動作モードに定める、請求項１に記載の通信端末。
3. 前記信号処理部は、前記送信動作モードにおいて、光信号によって他通信端末に送信するデータの量が一定量未満である場合、前記動作モードを前記受信動作モードに定めるとともに、前記動作モードを切り替える命令を他通信端末に送信し、前記受信動作モードにおいて、前記動作モードを切り替える命令を他通信端末から受信した場合、前記動作モードを前記送信動作モードに切り替える、請求項１に記載の通信端末。
4. 前記信号処理部は、上りリンクと下りリンクとで同じ周波数を用いて、上りリンクと下りリンクとで通信の時間帯を異ならせる無線システムにおける、上りリンク又は下りリンクの通信のタイミングに同期させて、前記動作モードを前記受信動作モード又は前記送信動作モードに切り替え、光信号によって他通信端末に送信するデータを前記無線システムから取得する、請求項１に記載の通信端末。
5. 光伝送システムの通信端末における光伝送方法であって、
   予め定められた波長の光を光源から出力するステップと、
   自通信端末の動作モードを、受信動作モード又は送信動作モードに定めるステップと、
   前記光源から出力された光の出力先を、前記動作モードに応じて出力先切替部により切り替えるステップと、
   前記動作モードが前記送信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、取得した光を変調部により変調して得られた光信号を、送受信部を介して他通信端末に送信するステップと、
   前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を、前記出力先切替部を介して取得し、他通信端末から受信した光信号を、前記送受信部を介してコヒーレント受信するステップと、
   を有し、
   前記出力先切替部は、カプラであり、
   前記変調部は、前記動作モードが前記受信動作モードに定められた場合、前記光源から出力された光を変調して得られた光信号を、前記送受信部に送信しないように動作する、
   光伝送方法。

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