WO2023032141A1 - 光受信装置、光送信装置、光伝送システム、フィードバック方法及び調整方法 - Google Patents

Abstract

光受信装置は、光送信装置から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する受信検波部と、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を、光送信装置に送信する導出部とを備える。調整部は、フィードバック情報に基づいて、光受信装置における受信電力が大きいチャンネルを優先して、チャンネルの電力を小さくしてもよい。調整部は、フィードバック情報に基づいて、伝送品質が低いチャンネルを優先して、チャンネルの電力を大きくしてもよい。

Description

光受信装置、光送信装置、光伝送システム、フィードバック方法及び調整方法

　本発明は、光受信装置、光送信装置、光伝送システム、フィードバック方法及び調整方法に関する。

　周波数多重（FDM : Frequency Division Multiplexing）信号を周波数変調（Frequency Modulation : FM）信号に一括変換する方式（以下「ＦＭ一括変換方式」という。）の光伝送システムが、映像信号の配信システムに導入されている（非特許文献１及び２参照）。

　図１６は、光伝送システムの光送信装置に備えられた周波数変調部の構成の例を示す図である。周波数変調部１１０は、第１レーザー発振器１１１と、第２レーザー発振器１１２と、加算部１１３と、位相変調器１１４と、合波部１１５と、検波部１１６とを備える。

　第１レーザー発振器１１１は、第１発振周波数に基づいて、狭線幅のレーザー光を生成する。第１レーザー発振器１１１は、第１発振周波数に基づくレーザー光を、位相変調器１１４に出力する。第２レーザー発振器１１２は、第２発振周波数に基づいて、狭線幅のレーザー光を生成する。第２レーザー発振器１１２は、第２発振周波数に基づくレーザー光を、合波部１１５に出力する。

　加算部１１３には、ケーブルテレビ放送の映像信号（ＣＡＴＶ信号）と衛星放送の映像信号（「ＢＳ／ＣＳ右旋ＩＦ信号」＋「ＢＳ／ＣＳ左旋ＩＦ信号」）とが、周波数多重信号として、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。加算部１１３は、ケーブルテレビ放送の映像信号と衛星放送の映像信号とを加算することによって、多チャンネル信号（多チャンネル映像信号）を生成する。加算部１１３は、多チャンネル信号を、位相変調器１１４に出力する。

　位相変調器１１４は、多チャンネル信号を用いて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する。合波部１１５には、位相変調された光信号が、位相変調器１１４から入力される。また、合波部１１５には、第２発振周波数に基づくレーザー光が、第２レーザー発振器１１２から入力される。

　合波部１１５は、位相変調された光信号と、第２発振周波数に基づくレーザー光とを合波する。検波部１１６は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（光ヘテロダイン検波）を実行する。これらによって、検波部１１６は、周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。

　強度変調器（不図示）は、周波数変調信号に応じて、伝送用のレーザー光に対して強度変調（Intensity Modulation）を実行する。これによって、強度変調器は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器は、強度変調された光信号を、Ｖ－ＯＬＴ（Video - Optical Line Terminal）（不図示）に送信する。光受信装置は、このようにして送信された多チャンネル信号を、Ｖ－ＯＬＴから受信する。

下羽　利明，外４名,"全チャンネル位相変調によるFM一括変換方式を用いた広帯域RF信号伝送システムの検討," 2021年電子情報通信学会 総合大会 下羽　利明，外２名, "FM一括変換方式を用いた光映像配信技術," 信学技報 IEICE Technical Report CS2019-84, IE2019-64(2019-12)

　光送信装置は、光受信装置において伝送品質が要求品質を満たしているか否かに関係なく、チャンネル（周波数）ごとに固定の送信電力で、多チャンネル信号を送信する。ここで、要求品質がチャンネルごとに異なるので、伝送品質が要求品質を満たすか否かは、チャンネルごとに異なる。

　そこで、多チャンネル信号の全てのチャンネルにおいて伝送品質が要求品質を満たすように、多チャンネル信号の総送信電力が増加される場合がある。しかしながら、多チャンネル信号の総送信電力の増加が抑制された場合には、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることができない場合がある。

　上記事情に鑑み、本発明は、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である光受信装置、光送信装置、光伝送システム、フィードバック方法及び調整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、光送信装置から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する受信検波部と、前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記差分を前記チャンネルごとに表すフィードバック情報を、前記光送信装置に送信する導出部とを備える光受信装置である。

　本発明の一態様は、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整部と、前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成部と、前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調器とを備える光送信装置である。

　本発明の一態様は、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整部と、前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成部と、前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調器と、前記強度変調器から伝送された前記強度変調された光信号を、前記周波数変調信号に変換する受信検波部と、前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、前記多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記フィードバック情報を前記調整部に送信する導出部とを備える光伝送システムである。

　本発明の一態様は、光受信装置が実行するフィードバック方法であって、光送信装置から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する受信検波ステップと、前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する周波数復調ステップと、前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記差分を前記チャンネルごとに表すフィードバック情報を、前記光送信装置に送信する導出ステップとを含むフィードバック方法である。

　本発明の一態様は、光送信装置が実行する調整方法であって、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整ステップと、前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波ステップと、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成ステップと、前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調ステップとを含む調整方法である。

　本発明により、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。

第１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。 第１実施形態における、周波数変調部の構成例を示す図である。 第１実施形態における、調整部によるレベル調整前の多チャンネル信号の例を示す図である。 第１実施形態における、調整部によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。 第１実施形態における、周波数復調部から出力された多チャンネル信号の周波数と搬送波対雑音比との関係例を示す図である。 第１実施形態における、搬送波対雑音比の特性に関する品質のマージンの例を示す図である。 第１実施形態における、品質改善の順の例を示す図である。 第１実施形態における、電力過剰の順の例を示す図である。 第１実施形態における、調整部によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。 第１実施形態における、光送信装置の動作例を示すフローチャートである。 第１実施形態の第１変形例における、複合二次歪の特性に関する品質のマージンの例を示す図である。 第１実施形態の第１変形例における、品質改善の順の例を示す図である。 第１実施形態の第１変形例における、電力過剰の順の例を示す図である。 第１実施形態の第１変形例における、調整部によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。 第２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。 光伝送システムの光送信装置に備えられた周波数変調部の構成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実施形態）
　図１は、光伝送システム１ａの構成例を示す図である。光伝送システム１ａは、光信号を伝送するシステム（光伝送ネットワーク）である。以下では、光伝送システム１ａは、一例として、光信号を用いて映像信号（多チャンネル信号）を配信する。映像は、動画像でもよいし、静止画像でもよい。

　光伝送システム１ａは、ヘッドエンド装置２と、光送信装置３ａと、Ｖ－ＯＬＴ４と、伝送路５と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）の光受信装置６ａと、表示装置７とを備える。

　光送信装置３ａは、光受信装置６ａから送信されたフィードバッグ情報等を参照する。フィードバッグ情報（品質フィードバッグ情報）は、多チャンネル信号の伝送品質のマージンをチャンネル（周波数）ごとに表す情報を含む。フィードバッグ情報は、伝送品質をチャンネル（周波数）ごとに表す情報を含んでもよい。

　多チャンネル信号の要求品質は、例えばユーザによって予め定められる。光送信装置３ａは、電圧と電流とのうちの少なくとも一方のレベルを調整（制御）することによって、光送信装置３ａにおけるＦＭ一括変換前の多チャンネル信号の電力を、フィードバッグ情報に基づいてチャンネルごとに調整する。ここで、光送信装置３ａは、例えば、要求品質（目標値）を伝送品質が満たしていないチャンネルの電力を大きくする。光送信装置３ａは、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制するように、例えば、要求品質に対して伝送品質が過剰となっているチャンネルの電力を小さくする。すなわち、光送信装置３ａは、送信電力（受信電力）が過剰になっているチャンネルの電力を小さくする。

　このようにして、光送信装置３ａは、多チャンネル信号の総送信電力における電力を、各チャンネルに最適に分配する。これによって、光送信装置３ａにおいて既存の送信アンプ（不図示）が利用されたままでも、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制して、多チャンネル信号の伝送品質を底上げすることができる。

　光送信装置３ａは、１以上の伝送特性について改善すべきチャンネルと、受信電力が過剰になっているチャンネルとを検出する。光送信装置３ａは、伝送品質とレベル調整とについて予め定められた条件が満たされるまで、電圧と電流とのうちの少なくとも一方のレベルの調整を反復する。

　予め定められた条件とは、例えば、「全てのチャンネルの品質のマージンが所定閾値以上になる」という条件である。予め定められた条件とは、例えば、「電力過剰の順に反復実行された調整処理（反復処理）によってチャンネルの送信電力が過剰に小さくなったことで、電力過剰の順のデータテーブルに登録されていたチャンネルが品質改善の順のデータテーブルに登録されてしまうことになるという状態の直前の状態に、各データテーブルが成る」という条件でもよい。

　光送信装置３ａは、周波数変調部３０と、レーザー発振器３１と、強度変調器３２とを備える。光受信装置６ａは、検波部６０と、周波数復調部６１と、品質比較部６２と、増幅部６３とを備える。

　ヘッドエンド装置２は、映像信号（変調信号）を含む周波数多重信号を、光送信装置３ａに出力する。なお、ヘッドエンド装置２は、音声信号及びデータ信号等（変調信号）と映像信号とを含む周波数多重信号を、光送信装置３ａに出力してもよい。

　光送信装置３ａは、光信号を送信する装置である。周波数変調部３０は、映像信号に応じて位相変調された光信号に対して、例えば光ヘテロダイン検波処理を実行する。これによって、周波数変調部３０は、周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。

　レーザー発振器３１は、所定の発振周波数に基づく伝送用のレーザー光を生成する。強度変調器３２は、周波数変調信号に応じて、伝送用のレーザー光に対して強度変調（Intensity Modulation）を実行する機器である。強度変調器３２は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器３２は、強度変調された光信号（光強度変調信号）を、Ｖ－ＯＬＴ４に送信する。

　Ｖ－ＯＬＴ４（Video - Optical Line Terminal）は、光加入者線端局装置である。Ｖ－ＯＬＴ４は、強度変調器３２によって強度変調された光信号を、伝送路５を経由させて各光受信装置６ａに送信する。伝送路５は、光ファイバを用いて、光信号を伝送する。伝送路５では、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA : Erbium-Doped Fiber Amplifier）等の光増幅器（不図示）と光分配器（不図示）とが、多段接続されている。伝送路５は、光分配器を用いて、光受信装置６ａ－１から光受信装置６ａ－Ｎまでの各光受信装置６ａに光信号を分配する。

　光受信装置６ａは、光回線終端装置である。光回線終端装置は、例えば、Ｖ－ＯＮＵ（Video - Optical Network Unit）である。光回線終端装置は、例えば、映像用の光回線終端装置（V-ONU）と回線終端装置（GE-PON（Gigabit Ethernet（登録商標）- Passive Optical Network） ONU）とが一体化された機器（GV-ONU : Gigabit Ethernet（登録商標）& Video - Optical Network Unit）でもよい。

　検波部６０（受信検波部）は、フォトダイオードを有する。検波部６０は、伝送路５を経由して取得された光信号を、検波処理（一括受信処理）によって周波数変調信号（電気信号）に変換する。周波数復調部６１は、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、映像信号を含む周波数多重信号（多チャンネル信号）を生成する。復調処理は、周波数変調信号の立ち上がりを検出する処理と、周波数変調信号の立ち下がりを検出する処理とを含む。周波数多重信号の要求品質と伝送された周波数多重信号の品質（伝送品質）との差分の明確化は、復調処理後に可能となる。周波数復調部６１は、周波数多重信号を品質比較部６２に出力する。

　品質比較部６２は、周波数多重信号（多チャンネル信号）を、増幅部６３に送信する。品質比較部６２は、多チャンネル信号の伝送品質と要求品質とを、チャンネルごとに比較する。品質比較部６２は、要求品質と伝送品質との差分を表すフィードバック情報（品質フィードバック情報）を、光送信装置３ａに送信する。

　フィードバック情報のフィードバック方法は、特定の方法に限定されない。例えば、光受信装置６ａは、フィードバック情報を、フィードバック用の回線を介して、光送信装置３ａに送信する。例えば、光受信装置６が「ＧＶ－ＯＮＵ」である場合、品質比較部６２は、フィードバック情報を、伝送路５（GE-PON）を介して、回線終端装置（GE-PON ONU）を用いて光送信装置３ａに送信してもよい。

　増幅部６３は、周波数多重信号における映像信号の電力を、予め定められた電力まで増幅させる。

　表示装置７は、映像を画面に表示する装置である。表示装置７は、予め定められた電力値まで電力が調整された映像信号を含む周波数多重信号を、増幅部６３から取得する。表示装置７は、周波数多重信号における映像信号に応じて、映像を画面に表示する。

　次に、周波数変調部３０の構成例を説明する。
　図２は、周波数変調部３０の構成例を示す図である。周波数変調部３０は、加算部３００と、調整部３０１と、第１レーザー発振器３０２と、Ｍ台の位相変調器３０３と、第２レーザー発振器３０４と、合波部３０５と、検波部３０６とを備える。

　加算部３００には、映像信号（変調信号）を含む周波数多重信号（多チャンネル映像信号）が、入力信号としてヘッドエンド装置２から入力される。以下では、映像信号は、一例として、ケーブルテレビ放送の映像信号と、衛星放送の映像信号（中間周波数（IF : Intermediate Frequency）信号）とである。

　ケーブルテレビ放送の映像信号は、例えば９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでの帯域に含まれる、デジタル放送用のＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号である。衛星放送の映像信号は、例えば１．０ＧＨｚから２．１ＧＨｚまでの帯域に含まれる、ＢＳ（Broadcast Satellite）の信号と、ＣＳ（Communication Satellite）１１０度の信号とである。

　加算部３００は、ケーブルテレビ放送の映像信号と、衛星放送の映像信号（中間周波数の信号）とを加算する。調整部３０１には、映像信号（多チャンネル信号）が、加算部３００から入力される。

　調整部３０１には、フィードバック情報が、品質比較部６２から入力される。調整部３０１は、入力された映像信号（多チャンネル信号）の電力がチャンネルごとの所定電力値になるように、フィードバック情報に基づいて映像信号の電力を調整する。調整部３０１は、チャンネルごとに電力が調整された映像信号（多チャンネル信号）を、位相変調器３０３に出力する。

　図３は、調整部３０１によるレベル調整前の多チャンネル信号の例を示す図である。レベル調整前の多チャンネル信号の電圧又は電流「調整前のレベル」は、チャンネルごとに予め定められている。

　図４は、調整部３０１によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。調整部３０１は、例えば、レベル調整後の総送信電力がレベル調整前の総送信電力よりも増加しないように、多チャンネル信号の電圧又は電流のレベルを、チャンネルごとに調整する。

　図２に戻り、周波数変調部３０の構成例の説明を続ける。第１レーザー発振器３０２は、レーザーダイオードである。第１レーザー発振器３０２は、第１発振周波数に基づいて、狭線幅のレーザー光を生成する。第１レーザー発振器３０２は、第１発振周波数に基づくレーザー光を、位相変調器３０３に出力する。

　位相変調器３０３には、電圧又は電流のレベルが調整された映像信号（多チャンネル信号）が、調整部３０１から入力される。位相変調器３０３には、第１発振周波数に基づくレーザー光が、第１レーザー発振器３０２から入力される。位相変調器３０３は、電力が調整された映像信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する。位相変調器３０３は、電力が調整された映像信号に応じて位相変調された光信号を、合波部３０５に出力する。

　第２レーザー発振器３０４は、レーザーダイオードである。第２レーザー発振器３０４は、第２発振周波数に基づいて、狭線幅のレーザー光を生成する。第２レーザー発振器３０４は、第２発振周波数に基づくレーザー光を、合波部３０５に出力する。

　合波部３０５には、電力が調整された映像信号に応じて位相変調された光信号が、位相変調器３０３から入力される。また、合波部３０５には、第２発振周波数に基づくレーザー光が、第２レーザー発振器３０４から入力される。合波部３０５は、映像信号に応じて位相変調された光信号と、第２発振周波数に基づくレーザー光とを合波する。合波部３０５は、合波された光信号を検波部３０６に出力する。

　検波部３０６は、フォトダイオードを有する。検波部３０６は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（例えば、光ヘテロダイン検波処理）を実行する。これによって、検波部３０６（変調信号生成部）は、周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。検波部３０６は、広帯域（例えば、５００ＭＨｚから６ＧＨｚまで）の周波数変調信号を、強度変調器３２に出力する。すなわち、検波部３０６は、ＦＭ一括変換後の多チャンネル信号を、強度変調器３２に出力する。

　次に、周波数復調部６１の出力例を説明する。
　図５は、周波数復調部６１から出力された多チャンネル信号の周波数と搬送波対雑音比（CNR : Carrier to noise ratio）との関係例を示す図である。図５では、一例として「６４ＱＡＭ／ＯＦＤＭ」の多チャンネル信号の伝送品質が、要求品質(ＣＮＲの目標値)以下となっている。これに対して、一例として「ＢＳ右旋ＩＦ」の多チャンネル信号の伝送品質が、要求品質よりも高くなっている。すなわち、一例として、「ＢＳ右旋ＩＦ」の多チャンネル信号の伝送品質のマージンは多い。

　品質比較部６２（導出部）は、要求品質と伝送された多チャンネル信号の品質（伝送品質）との差分を、品質のマージンとして導出する。品質比較部６２は、要求品質と伝送品質との差分（品質のマージン）を表すフィードバック情報を、周波数変調部３０にフィードバックする。

　次に、周波数変調部３０の動作例を説明する。
　図６は、搬送波対雑音比の特性に関する品質のマージンの例を示す図である。図６における左側には、伝送特性（品質）を表す搬送波対雑音比が、多チャンネル信号のチャンネル「Ｃｈ」ごとに表されている。品質比較部６２（導出部）は、要求品質「Ａ」と受信された多チャンネル信号（受信信号）の品質「Ｂ」との差分「Ａ－Ｂ」を、周波数（チャンネル）ごとに、品質のマージンとして導出する。図６における右側には、導出された差分「Ａ－Ｂ」が、多チャンネル信号のチャンネル「Ｃｈ」ごとに表されている。

　図７は、品質改善の順の例を示す図である。特性改善されるべきチャンネルを検出（抽出）するための閾値として、第１閾値が予め定められる。特性改善されるべきチャンネルを検出するための閾値とは、要求品質に対してどれほど低い伝送品質まで改善させるのかという設計思想を表す指標（基準）である。第１閾値は、例えば、「０（ｄＢ）」でもよいし、「５（ｄＢ）」でもよいし、「－５（ｄＢ）」でもよい。第１閾値は、周波数（チャンネル）ごとに異なる値でもよい。

　調整部３０１は、周波数復調部６１から出力された多チャンネル信号の全てのチャンネルのうちから、特性改善が必要な１個以上のチャンネルを検出する。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ａ－Ｂ」が第１閾値以下となっている全てのチャンネルを検出する。差分「Ａ－Ｂ」が第１閾値を下回るほど、品質のマージンは少ない。

　調整部３０１は、特性改善が必要な順に、チャンネルに対して優先順位を定める。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ａ－Ｂ」が小さいチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。すなわち、調整部３０１は、品質のマージンが少ないチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。調整部３０１は、特性改善が必要な順に並べられた各チャンネルの識別情報（例えば、「Ｃｈ６」、「Ｃｈ５」、「Ｃｈ４」等）を、例えばデータテーブルに登録する。

　図８は、電力過剰の順の例を示す図である。電力過剰となっているチャンネルを検出（抽出）するための閾値として、第２閾値が予め定められる。第２閾値は、例えば、「０（ｄＢ）」でもよいし、「５（ｄＢ）」でもよいし、「－５（ｄＢ）」でもよい。第２閾値は、周波数（チャンネル）ごとに異なる値でもよい。調整部３０１は、周波数復調部６１から出力された多チャンネル信号の全てのチャンネルのうちから、電力過剰となっている１個以上のチャンネルを検出する。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ａ－Ｂ」（ＣＮＲ特性の品質のマージン）が第２閾値以上となっている全てのチャンネルを検出する。

　調整部３０１は、送信電力（受信電力）が過剰である順に、チャンネルに対して優先順位を定める。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ａ－Ｂ」が大きいチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。すなわち、調整部３０１は、ＣＮＲ特性の品質のマージンが多いチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。調整部３０１は、送信電力が過剰である順に並べられた各チャンネル（例えば、「Ｃｈ７」、「Ｃｈ９」、「Ｃｈ８」、「Ｃｈ２」等）を、例えばデータテーブルに登録する。

　図９は、調整部３０１によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。特性改善処理（レベル調整処理）の１ステップあたりのレベル調整量（電力調整量）が、ステップ量として予め定められる。レベル調整量は、例えば、０．５（ｄＢ）である。

　調整部３０１は、レベル調整前の多チャンネル信号の電力を、フィードバック情報に基づいて、レベル調整処理を実行するごとにレベル調整量だけ大きく又は小さくする。調整部３０１は、加算部３００から入力された多チャンネル信号について、図８に示されたデータテーブル（電力過剰の順）に基づいて、光受信装置６ａにおける受信電力が大きいチャンネルを優先して、各チャンネルの電力を小さくする。調整部３０１は、加算部３００から入力された多チャンネル信号について、図７に示されたデータテーブル（品質改善の順）に基づいて、伝送品質が低いチャンネルを優先して、各チャンネルの電力を大きくしてもよい。

　これらによって、一例として、チャンネル「Ｃｈ１」からチャンネル「Ｃｈ３」までの多チャンネル信号の電力と、チャンネル「Ｃｈ７」からチャンネル「Ｃｈ１２」までの多チャンネル信号の電力とは、調整前の電力と比較して小さくなる。また、一例として、チャンネル「Ｃｈ４」からチャンネル「Ｃｈ６」までの多チャンネル信号の電力は、調整前の電力と比較して大きくなる。

　次に、光送信装置３ａの動作例を説明する。
　図１０は、光送信装置３ａの動作例を示すフローチャートである。加算部３００は、ケーブルテレビ放送の映像信号と、衛星放送の映像信号（中間周波数の信号）とを加算する（ステップＳ１０１）。調整部３０１は、入力された映像信号の電力が所定電力になるように、フィードバック情報に基づいて映像信号の電力を調整する（ステップＳ１０２）。

　位相変調器３０３は、電力が調整された映像信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する（ステップＳ１０３）。合波部３０５は、映像信号に応じて位相変調された光信号と、第２発振周波数に基づくレーザー光とを合波する（ステップＳ１０４）。検波部３０６は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（検波処理）を実行する（ステップＳ１０５）。強度変調器３２は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する（ステップＳ１０６）。

　以上のように、調整部３０１は、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を、光受信装置６ａの品質比較部６２から取得する。フィードバック情報は、要求品質と伝送品質との差分を表す。伝送品質は、例えば搬送波対雑音比（CNR）の特性の品質である。調整部３０１は、フィードバック情報に応じて、多チャンネル信号の電力をチャンネルごとに調整する。調整部３０１は、フィードバック情報に基づいて、光受信装置における受信電力が大きいチャンネルを優先して、チャンネルの電力を小さくする。調整部３０１は、フィードバック情報に基づいて、伝送品質が低いチャンネルを優先して、チャンネルの電力を大きくしてもよい。位相変調器３０３は、電圧が調整された多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する。合波部３０５は、第２発振周波数に基づくレーザー光と光信号とを合波する。検波部３０６（変調信号生成部）は、第２発振周波数に基づくレーザー光と光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって、周波数変調信号を生成する。強度変調器３２は、周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、光受信装置に伝送する。検波部６０（受信検波部）は、光送信装置３ａの強度変調器３２から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する。周波数復調部６１は、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する。品質比較部６２（導出部）は、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出する。品質比較部６２（導出部）は、差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を、光送信装置３ａの調整部３０１に送信する。

　これによって、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。

　（第１実施形態の第１変形例）
　第１実施形態では、搬送波対雑音比（CNR）に基づいて多チャンネル信号の電力が調整された。第１実施形態の変形例では、搬送波対雑音比と複合二次歪（CSO : Composite Second Order）とに基づいて多チャンネル信号の電力が調整される点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の変形例では、第１実施形態との差分について主に説明する。

　品質比較部６２は、要求品質「Ａ」と受信された多チャンネル信号（受信信号）の品質「Ｂ」との差分を、周波数（チャンネル）ごとに、搬送波対雑音比の特性に関する品質のマージンとして導出する。例えば図６における右側には、導出された差分「Ａ－Ｂ」が、多チャンネル信号のチャンネル「Ｃｈ」ごとに表されている。

　図１１は、複合二次歪の特性に関する品質のマージンの例を示す図である。図１１における左側には、伝送特性（品質）を表す複合二次歪（CSO）が、多チャンネル信号のチャンネル「Ｃｈ」ごとに表されている。品質比較部６２は、要求品質「Ｃ」と受信された多チャンネル信号（受信信号）の品質「Ｄ」との差分「Ｃ－Ｄ」を、チャンネルごとに、複合二次歪の特性に関する品質のマージンとして導出する。図１１における右側には、導出された差分「Ｃ－Ｄ」が、多チャンネル信号のチャンネル「Ｃｈ」ごとに表されている。

　図１２は、品質改善の順の例を示す図である。特性改善されるべきチャンネルを検出（抽出）するための閾値として、第３閾値が予め定められる。第３閾値は、例えば、「０（ｄＢ）」でもよいし、「５（ｄＢ）」でもよいし、「－５（ｄＢ）」でもよい。第３閾値は、周波数（チャンネル）ごとに異なる値でもよい。調整部３０１は、周波数復調部６１から出力された多チャンネル信号の全てのチャンネルのうちから、特性改善が必要な１個以上のチャンネルを検出する。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ｃ－Ｄ」が第３閾値以下となっている全てのチャンネルを検出する。

　調整部３０１は、特性改善が必要な順に、チャンネルに対して優先順位を定める。例えば、調整部３０１は、導出された差分「Ｃ－Ｄ」が小さいチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。すなわち、調整部３０１は、品質のマージンが少ないチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。調整部３０１は、特性改善が必要な順に並べられた各チャンネルと特性の種別とを、例えばデータテーブルに登録する。

　図１３は、電力過剰の順の例を示す図である。品質比較部６２は、差分「Ａ－Ｂ」（ＣＮＲ特性の品質のマージン「Ｘ」）を、全てのチャンネルについて導出する。品質比較部６２は、差分「Ｃ－Ｄ」（ＣＳＯ特性の品質のマージン「Ｙ」）を、全てのチャンネルについて導出する。

　調整部３０１は、ＣＮＲ特性の品質のマージン「Ｘ」とＣＳＯ特性の品質のマージン「Ｙ」との大小を比較する。調整部３０１は、マージン「Ｘ」とマージン「Ｙ」とのうちで小さいほうのマージン「Ｚ」を、チャンネルごとのマージンのデータテーブルに登録する。なお、異なる種別の特性（品質のマージン）がデシベルを共通単位として比較可能となるように、特性の種別には重み係数が定められてもよい。

　電力過剰となっているチャンネルを検出（抽出）するための閾値として、第４閾値が予め定められる。第４閾値は、例えば、「０（ｄＢ）」でもよいし、「５（ｄＢ）」でもよいし、「－５（ｄＢ）」でもよい。第４閾値は、周波数（チャンネル）ごとに異なる値でもよい。

　調整部３０１は、周波数復調部６１から出力された多チャンネル信号の全てのチャンネルのうちから、電力過剰となっている１個以上のチャンネルを、マージン「Ｚ」に基づいて検出する。例えば、調整部３０１は、マージン「Ｚ」が第４閾値以上となっている全てのチャンネルを検出する。

　調整部３０１は、送信電力が過剰である順に、チャンネルに対して優先順位を定める。例えば、調整部３０１は、ＣＮＲ特性の品質のマージン「Ｘ」とＣＳＯ特性の品質のマージン「Ｙ」とのうちで小さいほうのマージン「Ｚ」が大きいチャンネルほど高い優先順位を、そのチャンネルに定める。調整部３０１は、送信電力が過剰である順に並べられた各チャンネル（例えば、「Ｃｈ７」、「Ｃｈ２」、「Ｃｈ１」、「Ｃｈ３」等）を、例えばデータテーブルに登録する。

　図１４は、調整部３０１によるレベル調整後の多チャンネル信号の例を示す図である。調整部３０１は、レベル調整前の多チャンネル信号の電力を、フィードバック情報に基づいて、レベル調整処理を実行するごとにレベル調整量だけ大きく又は小さくする。調整部３０１は、加算部３００から入力された多チャンネル信号について、図１３に示されたデータテーブル（ＣＮＲとＣＳＯとに基づく電力過剰の順）に基づいて、光受信装置６ａにおいて受信電力が大きいチャンネルを優先して、各チャンネルの電力を小さくする。調整部３０１は、加算部３００から入力された多チャンネル信号について、図１２に示されたデータテーブル（品質改善の順）に基づいて、伝送品質が低いチャンネルを優先して、各チャンネルの電力を大きくしてもよい。

　これらによって、一例として、チャンネル「Ｃｈ１」からチャンネル「Ｃｈ３」までの多チャンネル信号の電力と、チャンネル「Ｃｈ７」からチャンネル「Ｃｈ１１」までの多チャンネル信号の電力とは、調整前のレベルと比較して小さくなる。また、一例として、チャンネル「Ｃｈ４」からチャンネル「Ｃｈ６」までの多チャンネル信号の電力と、チャンネル「Ｃｈ１２」の多チャンネル信号の電力とは、調整前のレベルと比較して大きくなる。

　以上のように、フィードバック情報は、要求品質と伝送品質との差分を表す。特性改善されるべき伝送品質は、例えば、搬送波対雑音比（CNR）の特性の品質と、複合二次歪（CSO）の特性の品質と、複合三次歪（CTB : Composite Triple Beat）の特性の品質とのうちの２個以上である。

　特性改善されるべき伝送品質がこれらの全てである場合でも、特性改善されるべき伝送品質がこれらのうちの２個の品質である場合と同様に、調整処理が実行される。すなわち、調整部３０１は、搬送波対雑音比（CNR）の特性の品質と複合二次歪（CSO）の特性の品質と複合三次歪（CTB）の特性の品質とのうちで、マージンが最も少ない品質のチャンネルの送信電力を大きくし、マージンが最も多い品質のチャンネルの送信電力を小さくする。

　なお、特性改善されるべき伝送品質は、搬送波対雑音比の特性の品質と、複合二次歪の特性の品質と、複合三次歪特性の特性の品質とに限定される必要はない。調整部３０１は、他の伝送特性の品質に基づいて、調整処理を同様に実行してもよい。

　これによって、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。

　（第１実施形態の第２変形例）
　第１実施形態の第２変形例では、特性改善が必要なチャンネルが検出されない点が、第１実施形態との差分である。第１実施形態の第２変形例では、第１実施形態との差分について主に説明する。

　調整部３０１は、特性改善が必要なチャンネルを検出しなくてもよい。調整部３０１は、例えば第２閾値を用いて、受信電力（受信レベル）が過剰になっているチャンネルを検出する。調整部３０１は、受信電力が過剰になっているチャンネルについて、レベル調整について予め定められた条件が満たされるまで、レベルの調整を反復する。受信電力が適切になるので、多チャンネル信号の伝送品質が要求品質を満たす可能性は高い。

　以上のように、調整部３０１は、フィードバック情報に基づいて、光受信装置６ａにおける受信電力が大きいチャンネルを優先して、チャンネルの電力を小さくする。これによって、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。

　（第２実施形態）
　第２実施形態では、品質比較部を光受信装置が備える代わりに、品質比較部を光送信装置が備える点が、第２実施形態との差分である。第２実施形態では、第１実施形態との差分について主に説明する。

　図１５は、光伝送システム１ｂの構成例を示す図である。光伝送システム１ｂは、光信号を伝送するシステム（光伝送ネットワーク）である。光伝送システム１ｂは、ヘッドエンド装置２と、光送信装置３ｂと、Ｖ－ＯＬＴ４と、伝送路５と、Ｎ台の光受信装置６ｂと、表示装置７とを備える。

　光送信装置３ｂは、光信号を送信する装置である。光送信装置３ｂは、周波数変調部３０と、レーザー発振器３１と、強度変調器３２と、検波部３３と、周波数復調部３４と、品質比較部３５とを備える。光受信装置６ｂは、光信号を受信する装置である。光受信装置６ｂは、検波部６０と、周波数復調部６１と、増幅部６３とを備える。

　強度変調器３２は、強度変調された光信号（光強度変調信号）を、検波部３３とＶ－ＯＬＴ４とに出力する。検波部３３（送信検波部）は、フォトダイオードを有する。検波部３３は、強度変調器３２から取得された光信号を、周波数変調信号（電気信号）に変換する。周波数復調部３４は、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、映像信号を含む周波数多重信号（多チャンネル信号）を生成する。

　品質比較部３５は、周波数多重信号（多チャンネル信号）の伝送品質と要求品質とを、周波数（チャンネル）ごとに比較する。品質比較部３５は、比較結果を表すフィードバック情報を、周波数変調部３０に送信する。

　検波部６０は、伝送路５を経由して取得された光信号を、検波処理（一括受信処理）によって周波数変調信号（電気信号）に変換する。周波数復調部６１は、周波数多重信号を増幅部６３に出力する。増幅部６３は、周波数多重信号における映像信号の電力を、予め定められたレベルまで増幅させる。

　以上のように、検波部３３（送信検波部）は、強度変調器３２から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する。周波数復調部３４は、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する。品質比較部３５（導出部）は、強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出する。品質比較部３５は、フィードバック情報を調整部３０１に送信する。

　これによって、例えば、光送信装置３ｂと光受信装置６ｂとの間のフィードバック用の回線が使用できない場合でも、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。また、例えば、伝送路５を介してフィードバック情報をフィードバックすることができない場合でも、多チャンネル信号の総送信電力の増加を抑制した上で、多チャンネル信号の伝送品質を向上させることが可能である。

　光伝送システム１ａ及び１ｂの各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置とメモリとに記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）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などの非一時的な記録媒体である。

　光伝送システム１ａ及び１ｂの各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。

　各実施形態は組み合わされてもよい。

　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。

　本発明は、映像配信システムに適用可能である。

１ａ，１ｂ…光伝送システム、２…ヘッドエンド装置、３…光送信装置、４…Ｖ－ＯＬＴ、５…伝送路、６…光受信装置、７…表示装置、３０…周波数変調部、３１…レーザー発振器、３２…強度変調器、３３…検波部、３４…周波数復調部、３５…品質比較部、６０…検波部、６１…周波数復調部、６２…品質比較部、６３…増幅部、１００…周波数変調部、１０１…第１レーザー発振器、１０２…第２レーザー発振器、１０３…位相変調器、１０４…合波部、１０５…検波部、１１０…周波数変調部、１１１…第１レーザー発振器、１１２…第２レーザー発振器、１１３…加算部、１１４…位相変調器、１１５…合波部、１１６…検波部、３００…加算部、３０１…調整部、３０２…第１レーザー発振器、３０３…位相変調器、３０４…第２レーザー発振器、３０５…合波部、３０６…検波部

Claims (8)

1. 　光送信装置から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する受信検波部と、
   　前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、
   　前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記差分を前記チャンネルごとに表すフィードバック情報を、前記光送信装置に送信する導出部と
   　を備える光受信装置。
2. 　強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整部と、
   　前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成部と、
   　前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調器と
   　を備える光送信装置。
3. 　前記調整部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記光受信装置における受信電力が大きい前記チャンネルを優先して、前記チャンネルの電力を小さくする、
   　請求項２に記載の光送信装置。
4. 　前記調整部は、前記フィードバック情報に基づいて、伝送品質が低い前記チャンネルを優先して、前記チャンネルの電力を大きくする、
   　請求項３に記載の光送信装置。
5. 　前記強度変調器から伝送された前記強度変調された光信号を、前記周波数変調信号に変換する送信検波部と、
   　前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、前記多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、
   　前記強度変調された光信号の伝送品質と前記要求品質との差分を前記チャンネルごとに導出し、前記フィードバック情報を前記調整部に送信する導出部と
   　を更に備える、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光送信装置。
6. 　強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整部と、
   　前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成部と、
   　前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調器と、
   　前記強度変調器から伝送された前記強度変調された光信号を、前記周波数変調信号に変換する受信検波部と、
   　前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、前記多チャンネル信号を生成する周波数復調部と、
   　前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記フィードバック情報を前記調整部に送信する導出部と
   　を備える光伝送システム。
7. 　光受信装置が実行するフィードバック方法であって、
   　光送信装置から伝送された強度変調された光信号を、周波数変調信号に変換する受信検波ステップと、
   　前記周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、多チャンネル信号を生成する周波数復調ステップと、
   　前記強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに導出し、前記差分を前記チャンネルごとに表すフィードバック情報を、前記光送信装置に送信する導出ステップと
   　を含むフィードバック方法。
8. 　光送信装置が実行する調整方法であって、
   　強度変調された光信号の伝送品質と要求品質との差分をチャンネルごとに表すフィードバック情報を光受信装置から取得し、前記フィードバック情報に応じて多チャンネル信号の電力を前記チャンネルごとに調整する調整ステップと、
   　前記電力が調整された前記多チャンネル信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とを合波する合波ステップと、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記光信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
   　前記周波数変調信号に応じて前記強度変調された光信号を、前記光受信装置に伝送する強度変調ステップと
   　を含む調整方法。

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