WO2024053044A1

WO2024053044A1 - 送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び受信方法

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Publication number: WO2024053044A1
Application number: PCT/JP2022/033691
Authority: WO
Inventors: 暁弘田邉; 陽一深田; 利明下羽; 遼宮武; 真良関口; 智暁吉田
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-03-14

Abstract

送信装置は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、差が閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択する選択部と、差が閾値を超えている場合に第１搬送波周波数で第１搬送波信号を送信し、差が閾値以下である場合に第１搬送波信号の第１搬送波周波数を第３搬送波周波数に変換して第３搬送波周波数で第１搬送波信号を送信する信号送信部と、差が閾値を超えている場合における変換前の第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信する情報送信部とを備える。

Description

送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び受信方法

　本発明は、送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び受信方法に関する。

　周波数分割多重（Frequency Division Multiplexing）信号を含む搬送波信号に対して、通信システムが光強度変調を実行することがある。通信システムの送信装置は、光強度変調が実行されることによって生成された光信号を、通信システムの受信装置に送信する（非特許文献１参照）。また、通信システムは、光信号の伝送距離を延ばす目的で、搬送波信号に対して周波数変調一括変換（ＦＭ一括変換）を実行してもよい（非特許文献２参照）。

"Transmission equipment for multi-channel television signals over optical access networks by sub-carrier multiplexing (SCM)", ITU-T Rec. J. 186, 2008. "Transmission equipment for transferring multi-channel television signals over optical access networks by frequency modulation conversion", ITU-T Rec. J. 185, 2012.

　図１１は、通信品質劣化の例を示す図である。図１１に例示された通信システムは、伝送網４と、送信装置２００ｂと、受信装置３００ｂとを備える。送信装置２００ｂには、搬送波信号が、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。搬送波信号は、例えば、無線周波数（Radio Frequency）の映像信号である。通信システムの仕様及び特性と、通信システムのサービスの種別とに応じて、搬送波信号には、搬送波信号に使用可能な搬送波周波数の帯域が予め定められる。

　送信装置２００ｂは、所定の搬送波周波数の搬送波信号に応じて生成された光信号を、受信装置３００ｂに送信する。伝送網４は、光信号を中継伝送する。受信装置３００ｂは、中継伝送された光信号を伝送網４から受信する。受信装置３００ｂは、受信された光信号を電気信号に変換する。受信装置３００ｂは、電気信号に対して復調処理を実行する。これによって、受信装置３００ｂは、光信号に応じた搬送波信号を生成する。

　搬送波信号は、周波数分割多重信号（ＦＤＭ信号）を含む。ここで、所定の搬送波周波数の搬送波信号に起因する妨害波（高調波及び歪み信号）が、他の搬送波周波数の他の搬送波信号にとって妨害波になることがある。また、通信システムにおいて、伝送網４によって光信号が中継伝送されたことによって、例えば搬送波信号の歪が増幅され、通信品質が劣化し、当該通信システムによって提供されるサービスに影響が発生することがある。これらのように、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することができない場合がある。

　上記事情に鑑み、本発明は、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することが可能である送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び受信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、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択する選択部と、前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信する信号送信部と、前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信する情報送信部とを備える送信装置である。

　本発明の一態様は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置から取得する情報取得部と、前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記送信装置から取得する信号取得部と、前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換する変換部とを備える受信装置である。

　本発明の一態様は、送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、前記送信装置は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択する選択部と、前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が前記閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信する信号送信部と、前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信する情報送信部とを備え、前記受信装置は、前記組み合わせの情報を前記情報送信部から取得する情報取得部と、前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記信号送信部から取得する信号取得部と、前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換する変換部とを備える、通信システムである。

　本発明の一態様は、送信装置が実行する送信方法であって、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択するステップと、前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が前記閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信するステップと、前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信するステップとを含む送信方法である。

　本発明の一態様は、受信装置が実行する受信方法であって、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置から取得するステップと、前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記送信装置から取得するステップと、前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換するステップとを含む受信方法である。

　本発明により、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することが可能である。

第１実施形態における、通信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、周波数変換の例を示す図である。第１実施形態における、送信装置の構成例を示す図である。第１実施形態における、受信装置の構成例を示す図である。第１実施形態における、送信装置の動作例を示すフローチャートである。第１実施形態における、受信装置の動作例を示すフローチャートである。第１実施形態との比較例における、通信システムの構成例を示す図である。第２実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。第２実施形態との比較例における、通信システムの構成例を示す図である。各実施形態における、光通信装置のハードウェア構成例を示す図である。通信品質劣化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、第１実施形態における、通信システム１ａの構成例を示す図である。通信システム１ａは、光信号を用いて通信するシステムである。通信システム１ａは、送信装置２ａと、受信装置３ａと、伝送網４とを備える。

　送信装置２ａは、例えば、光加入者線端局装置である。光加入者線端局装置は、例えば、Ｖ－ＯＬＴ（Video - Optical Line Terminal)、又は、トランスミッタ（ＴＸ）である。送信装置２ａは、パイロット信号生成部２０と、入力信号分析部２１と、入力信号変換部２２と、合波器２３と、一括変換部２４と、電光変換部２５と、光分散補償部２６と、光増幅部２７と、電源部２８と、警報監視部２９とを備える。

　受信装置３ａは、例えば、光回線終端装置である。光回線終端装置は、例えば、Ｖ－ＯＮＴ（Video - Optical Network Terminal）である。受信装置３ａは、光電変換部３０と、復調部３１と、出力信号分析部３２と、出力信号変換部３３と、合波器３４と、増幅部３５と、電源部３６とを備える。伝送網４（光伝送網）は、中継網である。伝送網４は、例えば光ファイバを有する。

　搬送波信号は、パイロット信号を含んでもよい。パイロット信号は、伝送網４内の伝送装置（不図示）及び受信装置３ａにおいて、伝送信号の正常性確認等に使用される。パイロット信号は、例えばヘッドエンド装置（不図示）によって生成されて、他の入力信号と同様に送信装置２ａに入力される。パイロット信号は、例えば送信装置２ａによって生成されてもよい。送信装置２ａによってパイロット信号が生成される場合、パイロット信号生成部２０は、入力された搬送波信号に同期して、入力された搬送波信号の周波数とは重複しない周波数のパイロット信号を生成する。生成されたパイロット信号は、一括変換部２４の手前における所定の箇所で、搬送波信号と合波される。

　入力信号分析部２１には、周波数分割多重信号を含む搬送波信号が、例えばヘッドエンド装置（不図示）から入力される。搬送波信号は、例えば、映像信号（主信号）である。入力信号分析部２１は、入力された搬送波信号の搬送波周波数（中心周波数）を、搬送波幅の単位で測定する。入力信号分析部２１は、入力された搬送波信号を、２系統（第１系統及び第２系統）に分けて、入力信号変換部２２に出力する。

　使用中の所定の搬送波周波数に起因する妨害波の周波数と、使用中の他の搬送波周波数との差（絶対値）が閾値以下である場合、入力信号分析部２１は、通信システム１ａが使用可能な搬送波周波数の帯域のうちで、変換後の搬送波周波数の搬送波信号が他の搬送波信号にとって新たな妨害波とならないという条件を満たす未使用の搬送波周波数（空き搬送波周波数）を、搬送波信号の変換後の搬送波周波数として選択する。

　入力信号分析部２１は、搬送波周波数の変換情報を生成する。搬送波周波数の変換情報は、変換前の搬送波周波数と変換後の搬送波周波数との組み合わせの情報を含む。

　入力信号変換部２２は、入力信号分析部２１の第１系統から入力された帯域の搬送波信号のうちから、変換前の搬送波周波数の搬送波信号を削除する。入力信号変換部２２は、変換前の搬送波周波数の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号を、合波器２３に出力する。

　入力信号変換部２２は、入力信号分析部２１の第２系統から入力された帯域の搬送波信号に基づいて、変換後の搬送波周波数の搬送波信号を生成する。入力信号変換部２２は、変換後の搬送波周波数の搬送波信号を、合波器２３に出力する。

　合波器２３は、変換後の搬送波周波数の搬送波信号と、変換前の搬送波周波数の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号とを合波する。合波された搬送波信号のレベルは、合波された搬送波信号が一括変換部２４に入力される前に、増幅器（不図示）を用いて増幅されてもよい。

　一括変換部２４は、合波された搬送波信号に対して、周波数変調一括変換（ＦＭ一括変換）を実行する。電光変換部２５は、周波数変調一括変換後の搬送波信号に応じて、光信号を生成する。光分散補償部２６は、生成された光信号に対して、分散補償処理を実行する。

　光増幅部２７は、分散補償処理が実行された光信号のレベルを増幅する。光増幅部２７は、レベルが増幅された光信号を、伝送網４に出力する。伝送網４（光伝送網）は、光増幅部２７によってレベルが増幅された光信号を、光電変換部３０に伝送する。

　電源部２８には、電力が外部電源から供給される。電源部２８は、送信装置２ａの各機能部に電力を供給する。警報監視部２９は、所定の情報を受信装置３ａに送信する。例えば、警報監視部２９は、搬送波周波数の変換情報（周波数変換が実行された搬送波について、変換前の周波数と変換後の周波数との組み合わせのリスト）を、出力信号分析部３２に出力する。例えば、警報監視部２９は、送信装置２ａの各機能部（各デバイス）の動作を監視する。いずれかの機能部の異常が検知された場合、警報監視部２９は、監視結果に応じた警報（異常の通知）を外部に出力する。

　図２は、第１実施形態における、周波数変換（搬送波周波数の再配置）の例を示す図である。「ｆａ」は、搬送波信号に使用中の搬送波周波数を表す。「２ｆａ」は、搬送波周波数「ｆａ」の２次高調波の周波数を表す。「２ｆａ」は、搬送波周波数「ｆａ」の３次高調波の周波数を表す。「ｆｂ」は、他の搬送波信号に使用中の他の搬送波周波数を表す。「２ｆｂ」は、他の搬送波周波数「ｆｂ」の２次高調波の周波数を表す。「２ｆｂ」は、他の搬送波周波数「ｆｂ」の３次高調波の周波数を表す。

　「ｆｂ＋ｆａ」及び「ｆｂ－ｆａ」のそれぞれは、２次歪（２次ＤＵ比）の周波数を表す。ＤＵ比（Desired to Undesired signal ratio）は、希望波と妨害波との比率を表す。「２ｆｂ＋ｆａ」及び「２ｆｂ－ｆａ」のそれぞれは、３次歪（３次ＤＵ比）の周波数を表す。

　入力信号分析部２１は、周波数軸上で搬送波信号の搬送波周波数の近傍に高調波及び歪みの周波数が存在しないように、搬送波信号の送信前に、搬送波信号の搬送波周波数を再配置する。入力信号分析部２１は、搬送波周波数の変換情報（再配置情報）を、出力信号分析部３２に出力する。

　図２における左側のグラフでは、入力信号分析部２１は、搬送波周波数「ｆａ」の近傍に２次歪の周波数「ｆｂ－ｆａ」が存在していることを、測定結果として検出する。このような場合、搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号にとって、２次歪の周波数「ｆｂ－ｆａ」の信号は妨害波となる。また、入力信号分析部２１は、他の搬送波周波数「ｆｂ」の近傍に２次高調波の周波数「２ｆａ」が存在していることを、測定結果として検出する。このような場合、搬送波周波数「ｆｂ」の搬送波信号にとって、２次高調波の周波数「２ｆａ」の信号は妨害波となる。

　そこで、入力信号分析部２１は、搬送波周波数「ｆａ」の近傍に２次歪の周波数「ｆｂ－ｆａ」が存在しなくなるように、搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号に対して、ダウンコンバート処理又はアップコンバート処理を実行することを決定する。

　図２における左側のグラフでは、入力信号分析部２１は、搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号に対して、ダウンコンバート処理を実行することを決定する。入力信号変換部２２は、入力信号分析部２１による決定に基づいて、搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号に対して、ダウンコンバート処理を実行する。すなわち、入力信号変換部２２は、搬送波周波数「ｆａ」を空き搬送波周波数「ｆｃ」まで、低域方向にシフトさせる。

　これによって、図２における右側のグラフに例示されているように、各妨害波の周波数が、周波数軸上で、搬送波信号に使用中の搬送波周波数「ｆａ」から離れる。また、各妨害波の周波数が、周波数軸上で、他の搬送波信号に使用中の他の搬送波周波数「ｆｂ」から離れる。

　図１に戻り、受信装置３ａについて説明する。光電変換部３０には、伝送網４によって中継伝送された光信号が、伝送網４から入力される。光電変換部３０は、光信号を電気信号に変換する。復調部３１は、光信号に対して復調処理を実行することによって、光信号に応じた搬送波信号を生成する。

　出力信号分析部３２には、光信号に応じた搬送波信号が、復調部３１から入力される。出力信号分析部３２は、搬送波周波数の変換情報を、警報監視部２９を介して、入力信号分析部２１から取得する。

　出力信号分析部３２は、光信号に応じた搬送波信号における、変換後の搬送波周波数の搬送波信号を、搬送波周波数の変換情報に基づいて検出する。出力信号分析部３２は、搬送波周波数の変換情報に応じた制御信号を、出力信号変換部３３に出力する。出力信号分析部３２は、光信号に応じた搬送波信号を、２系統（第１系統及び第２系統）に分けて、入力信号変換部２２に出力する。

　出力信号変換部３３は、光信号に応じた搬送波信号における、変換後の搬送波周波数の搬送波信号を、搬送波周波数の変換情報に応じた制御信号に基づいて、変換前の搬送波周波数に戻す。出力信号変換部３３は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を、合波器３４に出力する。出力信号変換部３３は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号を、合波器３４に出力する。

　合波器３４は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号と、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号とを合波する。増幅部３５は、合波された搬送波信号のレベルを増幅してもよい。増幅部３５は、レベルが増幅された搬送波信号を、外部装置（不図示）に出力する。この外部装置は、例えば、表示装置である。電源部３６には、電力が外部電源から供給される。電源部３６は、受信装置３ａの各機能部に電力を供給する。

　次に、送信装置２ａの詳細について説明する。
　図３は、第１実施形態における、送信装置２ａの構成例を示す図である。入力信号分析部２１は、信号分析部２１０と、分配器２１１とを備える。入力信号変換部２２は、可変帯域通過フィルタ２２０（variable band pass filter）と、可変帯域通過フィルタ２２１と、信号生成器２２２と、乗算器２２３と、可変帯域通過フィルタ２２４とを備える。送信装置２ａは、増幅部４０を更に備えてもよい。

　信号分析部２１０には、周波数分割多重信号を含む搬送波信号が、例えばヘッドエンド装置（不図示）から入力される。信号分析部２１０は、入力された搬送波信号の搬送波周波数（中心周波数）を、搬送波幅の単位で測定する。

　信号分析部２１０は、通信システム１ａが使用可能な搬送波周波数の帯域のうちで、変換後の搬送波周波数の搬送波信号が他の搬送波信号にとって新たな妨害波とならないという条件を満たす未使用の搬送波周波数（空き搬送波周波数）を、搬送波信号の変換後の搬送波周波数として選択する。信号分析部２１０は、搬送波周波数の変換情報を生成する。

　信号分析部２１０は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を可変帯域通過フィルタ２２０が通過させないように、変換前の搬送波周波数「ｆａ」を表す情報（制御信号）を、可変帯域通過フィルタ２２０に出力する。

　信号分析部２１０は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を可変帯域通過フィルタ２２１が通過させるように、変換前の搬送波周波数「ｆａ」を表す情報（制御信号）を、可変帯域通過フィルタ２２１に出力する。

　分配器２１１は、信号分析部２１０から入力された搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ２２０及び可変帯域通過フィルタ２２１に出力（分配）する。

　可変帯域通過フィルタ２２０は、分配器２１１の第１系統から入力された搬送波信号のうちから、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を削除する。可変帯域通過フィルタ２２０は、搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号を、合波器２３に出力する。

　可変帯域通過フィルタ２２１は、分配器２１１の第２系統から入力された帯域の搬送波信号に基づいて、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を生成する。可変帯域通過フィルタ２２１は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を、乗算器２２３に出力する。

　信号生成器２２２には、周波数「ｆｔ」を表す情報（制御信号）が、信号分析部２１０から入力される。周波数「ｆｔ」は、周波数シフト量を表す。信号生成器２２２は、周波数「ｆｔ」のアナログ信号を、乗算器２２３に出力する。

　乗算器２２３は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号に、周波数「ｆｔ」のアナログ信号を乗算する。変換前の搬送波周波数「ｆａ」を変換後の搬送波周波数「ｆｃ＝ｆａ＋ｆｔ」のように高周波方向に変換する場合、乗算器２２３は、乗算結果として、変換後の搬送波周波数「ｆｃ＝ｆａ＋ｆｔ」の搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ２２４に出力する。変換前の搬送波周波数「ｆａ」を変換後の搬送波周波数「ｆｃ＝ｆａ－ｆｔ」のように低周波方向に変換する場合、乗算器２２３は、乗算結果として、変換後の搬送波周波数「ｆｃ＝ｆａ－ｆｔ」の搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ２２４に出力する。

　可変帯域通過フィルタ２２４には、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」を表す情報（制御信号）が、信号分析部２１０から入力される。可変帯域通過フィルタ２２４は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を通過させ、合波器２３に出力する。合波器２３は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号と、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号とを合波する。増幅部４０は、合波器２３によって合波された搬送波信号のレベルを増幅してもよい。

　次に、受信装置３ａの詳細について説明する。
　図４は、第１実施形態における、受信装置３ａの構成例を示す図である。出力信号分析部３２は、信号分析部３２０と、分配器３２１とを備える。出力信号変換部３３は、可変帯域通過フィルタ３３０と、可変帯域通過フィルタ３３１と、信号生成器３３２と、乗算器３３３と、可変帯域通過フィルタ３３４とを備える。受信装置３ａは、増幅部３５を更に備えてもよい。

　信号分析部３２０には、光信号に応じた搬送波信号が、復調部３１から入力される。信号分析部３２０は、搬送波周波数の変換情報（変換前の搬送波周波数「ｆａ」と変換後の搬送波周波数「ｆｃ」との組み合わせの情報）を、警報監視部２９を介して、入力信号分析部２１から取得する。

　信号分析部３２０は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を可変帯域通過フィルタ３３０が通過させないように、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」を表す情報（制御信号）を、可変帯域通過フィルタ３３０に出力する。

　信号分析部３２０は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を可変帯域通過フィルタ３３１が通過させるように、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」を表す情報（制御信号）を、可変帯域通過フィルタ３３１に出力する。

　分配器３２１は、光信号に応じた搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ３３０及び可変帯域通過フィルタ３３１に出力（分配）する。

　可変帯域通過フィルタ３３０は、分配器３２１の第１系統から入力された帯域の搬送波信号のうちから、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を削除する。可変帯域通過フィルタ３３０は、搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号を、合波器３４に出力する。

　可変帯域通過フィルタ３３１は、分配器３２１の第２系統から入力された帯域の搬送波信号に基づいて、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を生成する。可変帯域通過フィルタ３３１は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号を、乗算器３３３に出力する。

　信号生成器３３２には、周波数「ｆｔ」を表す情報（制御信号）が、信号分析部３２０から入力される。周波数「ｆｔ」は、周波数シフト量を表す。信号生成器３３２は、周波数「ｆｔ」のアナログ信号を、乗算器３３３に出力する。

　乗算器３３３は、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号に、周波数「ｆｔ」のアナログ信号を乗算する。変換後の搬送波周波数「ｆｃ」を変換前の搬送波周波数「ｆａ＝ｆｃ－ｆｔ」のように低周波方向に変換する場合（戻す場合）、乗算器２２３は、乗算結果として、変換前の搬送波周波数「ｆａ＝ｆｃ－ｆｔ」の搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ３３４に出力する。変換後の搬送波周波数「ｆｃ」を変換前の搬送波周波数「ｆａ＝ｆｃ＋ｆｔ」のように高周波方向に変換する場合（戻す場合）、乗算器２２３は、乗算結果として、変換前の搬送波周波数「ｆａ＝ｆｃ＋ｆｔ」の搬送波信号を、可変帯域通過フィルタ３３４に出力する。

　可変帯域通過フィルタ３３４には、変換前の搬送波周波数「ｆａ」を表す情報（制御信号）が、信号分析部３２０から入力される。可変帯域通過フィルタ３３４は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号を通過させ、合波器３４に出力する。合波器３４は、変換前の搬送波周波数「ｆａ」の搬送波信号と、変換後の搬送波周波数「ｆｃ」の搬送波信号が削除された残りの帯域の搬送波信号とを合波する。増幅部３５は、合波器３４によって合波された搬送波信号のレベルを増幅してもよい。

　次に、通信システム１ａの動作例を説明する。
　図５は、第１実施形態における、送信装置２ａの動作例を示すフローチャートである。入力信号分析部２１は、通信システム１ａにおいて搬送波信号に使用可能な周波数（搬送波幅の中心周波数）の情報を、所定の記憶装置から取得する（ステップＳ１０１）。入力信号分析部２１は、搬送波信号に使用中の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」（ｉ＝１，…，ｎ）を測定する（ステップＳ１０２）。

　入力信号分析部２１は、搬送波信号に使用中の搬送波周波数のうちから、判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」と、他の搬送波信号に使用中の他の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」との組み合わせを選択する（ステップＳ１０３）。

　入力信号分析部２１は、判定対象の搬送波周波数に起因する妨害波の周波数「ｆａ_ｉ（ｄ）」と、他の搬送波信号に使用中の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」（ｉ≠ｊ）との差（絶対値）「｜ｆａ_ｉ（ｄ）－ｆｂ_ｊ｜」が閾値「ΔＦ」以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

　差が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、入力信号分析部２１は、搬送波信号に使用可能な搬送波周波数のうちで、差が閾値を超えるようになる未使用の搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」が存在するか否かを判定する。すなわち、入力信号分析部２１は、「｜ｆｃ_ｋ（ｄ）－ｆｂ_ｊ｜＞ΔＦ」（ｋ≠ｊ）を満たす未使用の搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」が存在するか否かを判定する。ここで、「ｆｃ_ｋ（ｄ）」は、搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」に起因する妨害波（高調波等）の周波数を表す（ステップＳ１０５）。

　差が閾値を超えるようになる未使用の搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、入力信号分析部２１は、ステップＳ１０７に処理を進める。

　差が閾値を超えるようになる未使用の搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」が存在すると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、入力信号変換部２２は、差が閾値を超えるようになる未使用の搬送波周波数「ｆｃ_ｋ」に、判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」を変換する（ステップＳ１０６）。

　入力信号分析部２１は、未使用の搬送波周波数（空き搬送波周波数）が未だ存在するか否かを判定する。すなわち、入力信号分析部２１は、未使用の搬送波周波数のインデックス「ｋ」が最大値「ｋ_ｍａｘ」以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。未使用の搬送波周波数が未だ存在すると判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、入力信号分析部２１は、ステップＳ１０５に処理を戻す。

　未使用の搬送波周波数が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、入力信号分析部２１は、ステップＳ１０９に処理を進める。未使用の搬送波周波数が存在しない場合とは、例えば、搬送波周波数が密集している場合、又は、未使用の全ての搬送波周波数を入力信号分析部２１が使い切った場合である。

　ステップＳ１０４において、差が閾値を超えていると判定された場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、入力信号分析部２１は、他の搬送波信号に使用中の他の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」のうち、未判定の他の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」が存在するか否かを判定する。すなわち、入力信号分析部２１は、他の搬送波信号に使用中の他の搬送波周波数のインデックス「ｊ」が最大値「ｊ_ｍａｘ」以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

　未判定の他の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」が存在すると判定された場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、入力信号分析部２１は、ステップＳ１０３に処理を戻す。

　未判定の他の搬送波周波数「ｆｂ_ｊ」が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、入力信号分析部２１は、未判定の判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」が存在するか否かを判定する。すなわち、入力信号分析部２１は、判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」のインデックス「ｉ」が最大値「ｉ_ｍａｘ」以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

　未判定の判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」が存在すると判定された場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、入力信号分析部２１は、ステップＳ１０３に処理を戻す。

　未判定の判定対象の搬送波周波数「ｆａ_ｉ」が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、入力信号分析部２１は、警報監視部２９を介して、搬送波周波数の変換情報を、出力信号分析部３２に出力する（ステップＳ１１０）。

　図６は、第１実施形態における、受信装置３ａの動作例を示すフローチャートである。出力信号分析部３２は、復調された搬送波信号を、復調部３１から取得する（ステップＳ２０１）。出力信号分析部３２は、警報監視部２９を介して、搬送波周波数の変換情報を、入力信号分析部２１から取得する（ステップＳ２０２）。

　出力信号分析部３２は、光信号に応じた搬送波信号において、搬送波周波数の変換情報に基づいて、変換後の搬送波周波数の搬送波信号を検出する（ステップＳ２０３）。出力信号変換部３３は、搬送波周波数の変換情報に基づいて、変換後の搬送波周波数を、変換前の搬送波周波数に戻す（ステップＳ２０４）。

　以上のように、送信装置２ａは、周波数分割多重信号を含む搬送波信号を、周波数一括変換方式で光信号を用いて、受信装置３ａに送信する。入力信号分析部２１（選択部）は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数「ｆａ」で送信された場合に生じる妨害波（高調波等）の周波数と、第２搬送波信号の第２搬送波周波数「ｆｂ」との差が、閾値以下である場合、差が閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数「ｆｃ」を選択する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値を超えている場合に、第１搬送波周波数で第１搬送波信号を受信装置３ａに送信する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値以下である場合に、第１搬送波信号の第１搬送波周波数を、第３搬送波周波数に変換する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値以下である場合に、第３搬送波周波数で第１搬送波信号を受信装置３ａに送信する。警報監視部２９（情報送信部）は、差が閾値を超えている場合における、変換前の第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報（変換情報）を、受信装置３ａに送信する。

　受信装置３ａは、周波数分割多重信号を含む搬送波信号を、周波数一括変換方式で光信号を用いて、送信装置２ａから取得する。出力信号分析部３２（情報取得部）は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と、第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における、変換前の第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置２ａから取得する。出力信号分析部３２（信号取得部）は、第１搬送波周波数又は第３搬送波周波数で送信された第１搬送波信号を、送信装置２ａから取得する。出力信号変換部３３（変換部）は、組み合わせの情報に基づいて、第３搬送波周波数で送信された第１搬送波信号の第３搬送波周波数を、第１搬送波周波数に変換する。

　これによって、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することが可能である。搬送波信号が映像信号である場合、映像の正しい再生及び視聴への悪影響を抑制することが可能である。また、搬送波信号に応じた光信号の伝送距離を延ばすことが可能である。

　＜第１実施形態との比較例＞
　図７は、第１実施形態との比較例における、通信システム１００ａの構成例を示す図である。通信システム１００ａは、光信号を用いて通信するシステムである。通信システム１００ａは、送信装置２００ａと、受信装置３００ａと、伝送網４とを備える。

　送信装置２００ａは、例えば、光加入者線端局装置である。光加入者線端局装置は、例えば、Ｖ－ＯＬＴ、又は、トランスミッタ（ＴＸ）である。送信装置２００ａは、パイロット信号生成部２０と、一括変換部２４と、電光変換部２５と、光分散補償部２６と、光増幅部２７と、電源部２８と、警報監視部２９とを備える。

　受信装置３００ａは、例えば、光回線終端装置である。光回線終端装置は、例えば、Ｖ－ＯＮＴである。受信装置３００ａは、光電変換部３０と、復調部３１と、増幅部３５と、電源部３６とを備える。

　第１実施形態との比較例の通信システム１００ａは、入力信号分析部２１と、入力信号変換部２２と、出力信号分析部３２と、出力信号変換部３３とを備えていない。このため、通信システム１００ａは、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することができない。

　（第２実施形態）
　第２実施形態では、強度変調方式で主信号が変調される点が、第１実施形態との主な差分である。第２実施形態では第１実施形態との差分を中心に説明する。

　図８は、第２実施形態における、通信システム１ｂの構成例を示す図である。通信システム１ｂは、光信号を用いて通信するシステムである。通信システム１ｂは、送信装置２ｂと、受信装置３ｂと、伝送網４とを備える。

　送信装置２ｂは、例えば、光加入者線端局装置である。光加入者線端局装置は、例えば、Ｖ－ＯＬＴ、又は、トランスミッタ（ＴＸ）である。送信装置２ａは、パイロット信号生成部２０と、入力信号分析部２１と、入力信号変換部２２と、合波器２３と、電光変換部２５と、光分散補償部２６と、光増幅部２７と、電源部２８と、警報監視部２９とを備える。

　受信装置３ｂは、例えば、光回線終端装置である。光回線終端装置は、例えば、Ｖ－ＯＮＴである。受信装置３ａは、光電変換部３０と、出力信号分析部３２と、出力信号変換部３３と、合波器３４と、増幅部３５と、電源部３６とを備える。

　送信装置２ｂにおいて、電光変換部２５は、合波器２３によって合波された搬送波信号に応じて、光信号を生成する。光増幅部２７は、生成された光信号のレベルを増幅する。

　受信装置３ｂにおいて、出力信号分析部３２には、光信号に応じた搬送波信号が、光電変換部３０から入力される。出力信号分析部３２は、光信号に応じた搬送波信号を、搬送波周波数が変換された搬送波信号と、搬送波周波数が変換されていない搬送波信号とに、搬送波周波数の変換情報に基づいて分類する。

　以上のように、送信装置２ｂは、周波数分割多重信号を含む搬送波信号を、光強度変調方式で光信号を用いて、受信装置３ｂに送信する。入力信号分析部２１（選択部）は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数「ｆａ」で送信された場合に生じる妨害波（高調波等）の周波数と、第２搬送波信号の第２搬送波周波数「ｆｂ」との差が、閾値以下である場合、差が閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数「ｆｃ」を選択する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値を超えている場合に、第１搬送波周波数で第１搬送波信号を受信装置３ｂに送信する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値以下である場合に、第１搬送波信号の第１搬送波周波数を、第３搬送波周波数に変換する。入力信号変換部２２（信号送信部）は、差が閾値以下である場合に、第３搬送波周波数で第１搬送波信号を受信装置３ｂに送信する。警報監視部２９（情報送信部）は、差が閾値を超えている場合における、変換前の第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報（変換情報）を、受信装置３ｂに送信する。

　受信装置３ｂは、周波数分割多重信号を含む搬送波信号を、光強度変調方式で光信号を用いて、送信装置２ｂから取得する。出力信号分析部３２（情報取得部）は、第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と、第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における、変換前の第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置２ｂから取得する。出力信号分析部３２（信号取得部）は、第１搬送波周波数又は第３搬送波周波数で送信された第１搬送波信号を、送信装置２ａから取得する。出力信号変換部３３（変換部）は、組み合わせの情報に基づいて、第３搬送波周波数で送信された第１搬送波信号の第３搬送波周波数を、第１搬送波周波数に変換する。

　＜第２実施形態との比較例＞
　図９は、第２実施形態との比較例における、通信システム１００ｂの構成例を示す図である。通信システム１００ｂは、光信号を用いて通信するシステムである。通信システム１００ｂは、送信装置２００ｂと、受信装置３００ｂと、伝送網４とを備える。

　送信装置２００ｂ（光加入者線端局装置）は、例えば、Ｖ－ＯＬＴ、又は、トランスミッタ（ＴＸ）である。送信装置２００ｂは、パイロット信号生成部２０と、電光変換部２５と、光増幅部２７と、電源部２８と、警報監視部２９とを備える。

　受信装置３００ｂ（光回線終端装置）は、例えば、Ｖ－ＯＮＴである。受信装置３００ｂは、光電変換部３０と、増幅部３５と、電源部３６とを備える。

　第２実施形態との比較例の通信システム１００ｂは、入力信号分析部２１と、入力信号変換部２２と、出力信号分析部３２と、出力信号変換部３３とを備えていない。このため、通信システム１００ｂは、搬送波信号に起因する妨害波による通信品質劣化を抑制することができない。

　（ハードウェア構成例）
　図１０は、各実施形態における、通信装置のハードウェア構成例を示す図である。図１０に例示された通信装置１０１のハードウェア構成例は、第１実施形態の送信装置２ａのハードウェア構成例と、第１実施形態の受信装置３ａのハードウェア構成例と、第２実施形態の送信装置２ｂのハードウェア構成例と、第２実施形態の受信装置３ｂのハードウェア構成例とに対応する。

　通信装置１０１の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のプロセッサ１０２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１０４とメモリ１０３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。通信部１０５は、光通信処理を実行する。

　通信装置１０１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。

　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、光信号を用いて通信するシステムに適用可能である。

１ａ，１ｂ…通信システム、２ａ，２ｂ…送信装置、３ａ，３ｂ…受信装置、４…伝送網、２０…パイロット信号生成部、２１…入力信号分析部、２２…入力信号変換部、２３…合波器、２４…一括変換部、２５…電光変換部、２６…光分散補償部、２７…光増幅部、２８…電源部、２９…警報監視部、３０…光電変換部、３１…復調部、３２…出力信号分析部、３３…出力信号変換部、３４…合波器、３５…増幅部、３６…電源部、４０…増幅部、１０１…通信装置、１０２…プロセッサ、１０３…メモリ、１０４…記憶装置、１０５…通信部、２００ａ，２００ｂ…送信装置、２１０…信号分析部、２１１…分配器、２２０…可変帯域通過フィルタ、２２１…可変帯域通過フィルタ、２２２…信号生成器、２２３…乗算器、２２４…可変帯域通過フィルタ、３００ａ，３００ｂ…受信装置、３２０…信号分析部、３２１…分配器、３３０…可変帯域通過フィルタ、３３１…可変帯域通過フィルタ、３３２…信号生成器、３３３…乗算器、３３４…可変帯域通過フィルタ

Claims

　第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択する選択部と、
　前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信する信号送信部と、
　前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信する情報送信部と
　を備える送信装置。
　第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置から取得する情報取得部と、
　前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記送信装置から取得する信号取得部と、
　前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換する変換部と
　を備える受信装置。
　送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
　前記送信装置は、
　第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択する選択部と、
　前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が前記閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信する信号送信部と、
　前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信する情報送信部とを備え、
　前記受信装置は、
　前記組み合わせの情報を前記情報送信部から取得する情報取得部と、
　前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記信号送信部から取得する信号取得部と、
　前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換する変換部とを備える、
　通信システム。
　送信装置が実行する送信方法であって、
　第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値以下である場合、前記差が前記閾値を超えるようになる空き搬送波周波数のうちから、第３搬送波周波数を選択するステップと、
　前記差が前記閾値を超えている場合に前記第１搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信し、前記差が前記閾値以下である場合に前記第１搬送波信号の前記第１搬送波周波数を前記第３搬送波周波数に変換して前記第３搬送波周波数で前記第１搬送波信号を送信するステップと、
　前記差が前記閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の前記第３搬送波周波数の組み合わせの情報を送信するステップと
　を含む送信方法。
　受信装置が実行する受信方法であって、
　第１搬送波信号が第１搬送波周波数で送信された場合に生じる妨害波の周波数と第２搬送波信号の第２搬送波周波数との差が閾値を超えている場合における変換前の前記第１搬送波周波数及び変換後の第３搬送波周波数の組み合わせの情報を、送信装置から取得するステップと、
　前記第１搬送波周波数又は前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号を前記送信装置から取得するステップと、
　前記組み合わせの情報に基づいて、前記第３搬送波周波数で送信された前記第１搬送波信号の前記第３搬送波周波数を前記第１搬送波周波数に変換するステップと
　を含む受信方法。