JP2016208164A - 通信装置、通信システム、および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間かつ高い精度で出力レベルを制御することができる通信装置を得る。【解決手段】本開示の通信装置は、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて第１のレベル制御信号を生成する受信部と、第１のレベル制御信号を送信する送信部とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、データのやり取りを行う通信装置、そのような通信装置を備えた通信システム、およびそのような通信システムで用いられる通信方法に関する。

近年の電子機器の高機能化および多機能化に伴い、電子機器は、他の電子機器と、より多くの情報をやりとりするようになってきている。例えば、電子機器は、しばしば他の電子機器と有線通信により接続される。有線通信では、より多くのデータのやりとりを行う場合には、しばしば光ファイバが用いられる。

光ファイバを用いた光通信では、しばしば、送信装置から出力される光信号の出力レベルが制御される。例えば、特許文献１，２では、受信装置における入力レベルに基づいて、送信装置における出力レベルを制御する通信システムが開示されている。また、例えば、特許文献３では、受信装置が測定した誤り率に基づいて、送信装置における出力レベルを制御する通信システムが開示されている。

特開２０１０−１５４３７５号公報 特開２００４−３２４７６号公報 特開２００２−１６４８４６号公報

このような通信システムでは、送信装置から出力される光信号の出力レベルを高い精度で制御することが望まれている。また、短い時間で出力レベルを制御することも期待されている。

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、短時間かつ高い精度で出力レベルを制御することができる通信装置、通信システム、および通信方法を提供することにある。

本開示の通信装置は、受信部と、送信部とを備えている。受信部は、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて第１のレベル制御信号を生成するものである。送信部は、第１のレベル制御信号を送信するものである。

本開示の通信システムは、第１の通信装置と、第２の通信装置とを備えている。第１の通信装置は、第１のレベル制御信号を受信する第１の受信部と、第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信する第１の送信部とを有するものである。第２の通信装置は、第１のデータ信号を受信するとともに、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、第１のレベル制御信号を生成する第２の受信部と、第１のレベル制御信号を送信する第２の送信部と有するものである。

本開示の通信方法は、第１の通信装置に、第１のレベル制御信号を受信させるとともに、第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信させ、第２の通信装置に、第１のデータ信号を受信させるとともに、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、第１のレベル制御信号を生成させ、第１のレベル制御信号を送信させるものである。

本開示の通信装置、通信システム、および通信方法では、第１のデータ信号に基づいて、第１のレベル制御信号が生成され、送信される。この第１のレベル制御信号は、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて生成される。

本開示の通信装置、通信システム、および通信方法によれば、第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて第１のレベル制御信号を生成するようにしたので、短時間かつ高い精度で出力レベルを制御することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。

本開示の一実施の形態に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 図１に示した送信部の一構成例を表すブロック図である。 図１に示した受信部の一構成例を表すブロック図である。 図３に示した制御信号生成部の一構成例を表すブロック図である。 図１に示した通信システムの一動作例を表すフローチャートである。 図１に示した通信システムの一動作例を表す説明図である。 図１に示した通信システムの一動作例を表す他の説明図である。 変形例に係る制御信号生成部の一動作例を表す説明図である。 他の変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 図９に示した通信システムの一動作例を表す説明図である。 図９に示した通信システムの一動作例を表す他の説明図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［構成例］
図１は、一実施の形態に係る通信システム（通信システム１）の一構成例を表すものである。通信システム１は、光信号により通信を行うものである。なお、本開示の実施の形態に係る通信方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。

通信システム１は、伝送ケーブル９０と、送信装置１０と、受信装置２０とを備えている。送信装置１０および受信装置２０は、伝送ケーブル９０を介して互いに接続されている。

伝送ケーブル９０は、光ファイバ９０１と、電線９０２，９０３と、コネクタ９１，９２とを有している。光ファイバ９０１は、送信装置１０から受信装置２０に対してデータ信号を伝えるものである。電線９０２は、送信装置１０および受信装置２０が、相互間の接続を検出するために用いるものである。電線９０３は、受信装置２０から送信装置１０に対して制御信号ＣＴＬ１（後述）を伝えるものである。コネクタ９１は、伝送ケーブル９０の一端に設けられたものであり、送信装置１０のコネクタ１１と結合するように構成されている。コネクタ９２は、伝送ケーブル９０の他端に設けられたものであり、受信装置２０のコネクタ２１と結合するように構成されている。

（送信装置１０）
送信装置１０は、光ファイバ９０１を介して受信装置２０に対してデータ信号を送信するものである。送信装置１０は、コネクタ１１と、処理部１２と、送信部３０と、発光部１４と、接続検出部１５と、受信部１６とを有している。

コネクタ１１は、伝送ケーブル９０のコネクタ９１と結合するように構成されたものである。

処理部１２は、所定の処理を行うことによりデータＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１を生成し、そのデータＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１を送信部３０に供給するものである。

送信部３０は、データＩＮＦ１、制御データＩＮＦＣ１、および検出信号ＤＥＴ１に基づいて、データ信号Ｓ３０を生成するものである。また、送信部３０は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutを、信号Ｓ３６を用いて制御する機能をも有している。

図２は、送信部３０の一構成例を表すものである。この図では、送信部３０に加え、処理部１２および発光部１４をも描いている。送信部３０は、誤り訂正符号化部３１，３２と、フレーム生成部３３と、初期出力レベル記憶部３４と、出力レベル範囲記憶部３５と、出力レベル制御部３６とを有している。

誤り訂正符号化部３１は、データＩＮＦ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、データＩＮＦ１の誤り訂正符号を生成するものである。そして、誤り訂正符号化部３１は、生成した誤り訂正符号をデータＩＮＦ１とともにフレーム生成部３３に供給するようになっている。同様に、誤り訂正符号化部３２は、制御データＩＮＦＣ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号を生成するものである。そして、誤り訂正符号化部３２は、生成した誤り訂正符号を制御データＩＮＦＣ１とともにフレーム生成部３３に供給するようになっている。

フレーム生成部３３は、誤り訂正符号化部３１から供給されたデータＩＮＦ１およびそのデータＩＮＦ１の誤り訂正符号と、誤り訂正符号化部３２から供給された制御データＩＮＦＣ１およびその制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号とに基づいて、フレームを生成するものである。そして、フレーム生成部３３は、そのフレームを、データ信号Ｓ３０を用いて発光部１４に供給するようになっている。

初期出力レベル記憶部３４は、発光部１４が出力する光信号の初期の出力レベルＬo_initを記憶するものである。この初期の出力レベルＬo_initは、通信開始時において、発光部１４が出力すべき光信号の出力レベルＬoutである。出力レベル範囲記憶部３５は、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutの範囲Ｌo_rangeを記憶するものである。

出力レベル制御部３６は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutを、信号Ｓ３６を用いて制御するものである。その際、出力レベル制御部３６は、範囲Ｌo_rangeの範囲内で、出力レベルＬoutを制御するようになっている。また、出力レベル制御部３６は、通信開始時には、出力レベルＬoutを初期の出力レベルＬo_initに設定するようになっている。

この構成により、送信部３０は、データＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１に基づいてデータ信号Ｓ３０を生成するとともに、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、信号Ｓ３６を用いて、出力レベルＬoutを制御する。送信部３０は、このような送信動作を、検出信号ＤＥＴ１に基づいて開始するようになっている。

発光部１４は、電気信号（データ信号Ｓ３０）を光信号に変換して、その光信号を出力するものであり、例えば、レーザダイオードなどを含んで構成されるものである。また、発光部１４は、信号Ｓ３６に基づいて、光信号の出力レベルＬoutを変更するようになっている。

接続検出部１５は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出するものである。具体的には、接続検出部１５は、電線９０２を介して、受信装置２０の接続検出部２５（後述）と接続されているか否かに基づいて、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出するようになっている。そして、接続検出部１５は、その検出結果を、検出信号ＤＥＴ１を用いて送信部３０に通知するようになっている。

受信部１６は、受信装置２０から送信された制御信号ＣＴＬ１を、電線９０３を介して受け取るものである。そして、受信部１６は、この制御信号ＣＴＬ１を送信部３０に供給するようになっている。

（受信装置２０）
受信装置２０は、光ファイバ９０１を介して送信装置１０から送信されたデータ信号を受信するものである。受信装置２０は、コネクタ２１と、受光部２２と、受信部４０と、処理部２４と、接続検出部２５と、受信部２６とを有している。

コネクタ２１は、伝送ケーブル９０のコネクタ９２と結合するように構成されたものである。

受光部２２は、送信装置１０から送信された光信号を電気信号に変換することにより、データ信号Ｓ２２を生成するものであり、例えば、フォトダイオードなどを含んで構成されるものである。

受信部４０は、データ信号Ｓ２２および検出信号ＤＥＴ２に基づいて、データＩＮＦ２および制御データＩＮＦＣ２を生成するものである。また、受信部４０は、制御信号ＣＴＬ１を生成する機能をも有している。

図３は、受信部４０の一構成例を表すものである。この図では、受信部４０に加え、受光部２２および処理部２４をも描いている。受信部４０は、制御信号生成部５０，６０と、フレーム分離部４１と、誤り訂正復号化部４２，４３と、制御信号生成部４７とを有している。

制御信号生成部５０は、データ信号Ｓ２２に基づいて、制御信号ＣＴＬＡを生成するものである。制御信号生成部５０は、入力レベル検出部５１と、目標入力レベル記憶部５２と、入力レベル比較部５３と、ループフィルタ５４とを有している。入力レベル検出部５１は、データ信号Ｓ２２に基づいて、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬin（Ｌi_det）を検出するものである。目標入力レベル記憶部５２は、通常動作時における入力レベルＬinの目標値（目標入力レベルＬi_target1）を記憶するものである。入力レベル比較部５３は、入力レベルＬi_detと、目標入力レベルＬi_target1との差分ＤＡを求めるものである。ループフィルタ５４は、差分ＤＡを平滑化することにより、制御信号ＣＴＬＡを生成するものである。

フレーム分離部４１は、データ信号Ｓ２２に基づいて、データ信号Ｓ２２に含まれるフレームからデータおよびそのデータの誤り訂正符号を取り出して誤り訂正復号化部４２に供給するとともに、このフレームから制御データおよびその制御データの誤り訂正符号を取り出して誤り訂正復号化部４３に供給するものである。

誤り訂正復号化部４２は、フレーム分離部４１から供給されたデータおよびそのデータの誤り訂正符号に基づいて、誤り訂正復号化処理を行うことにより、データＩＮＦ２を生成するものである。また、誤り訂正復号化部４２は、所定の期間における誤り数をカウントし、そのカウント結果を制御信号生成部６０に供給する機能をも有している。同様に、誤り訂正復号化部４３は、フレーム分離部４１から供給された制御データおよびその制御データの誤り訂正符号に基づいて、誤り訂正復号化処理を行うことにより、制御データＩＮＦＣ２を生成するものである。また、誤り訂正復号化部４３は、所定の期間における誤り数をカウントし、そのカウント結果を制御信号生成部６０に供給する機能をも有している。

制御信号生成部６０は、誤り訂正復号化部４２，４３から供給されたカウント結果に基づいて、制御信号ＣＴＬＢを生成するものである。制御信号生成部６０は、誤り率推定部６１と、目標誤り率記憶部６２と、入力レベル比較部６３とループフィルタ６４とを有している。誤り率推定部６１は、誤り訂正復号化部４２，４３から供給されたカウント結果に基づいて、通信システム１における誤り率ＢＥＲ（ＢＥＲ_est）を推定するものである。目標誤り率記憶部６２は、通信システム１における誤り率ＢＥＲの目標値（目標誤り率ＢＥＲ_target）を記憶するものである。入力レベル比較部６３は、誤り率ＢＥＲと入力レベルＬinとの関係を示す所定の関数に基づいて、誤り率ＢＥＲ_estを入力レベルＬin（Ｌi_est）に変換するとともに、目標誤り率ＢＥＲ_targetを入力レベルＬin（目標入力レベルＬi_target2）に変換し、入力レベルＬi_estと目標入力レベルＬi_target2との差分ＤＢを求めるものである。ループフィルタ６４は、差分ＤＢを平滑化することにより、制御信号ＣＴＬＢを生成するものである。

制御信号生成部４７は、制御信号ＣＴＬＡ，ＣＴＬＢに基づいて、制御信号ＣＴＬ１を生成するものである。

図４は、制御信号生成部４７の一構成例を表すものである。制御信号生成部４７は、セレクタ４８と、タイマ４９とを有している。セレクタ４８は、信号ＳＥＬが低レベル（Ｌ）である場合には、制御信号ＣＴＬＡを制御信号ＣＴＬ１として出力し、信号ＳＥＬが高レベル（Ｈ）である場合には、制御信号ＣＴＬＢを制御信号ＣＴＬ１として出力するものである。タイマ４９は、検出信号ＤＥＴ２に基づいて、接続検出部２５が、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されたことを検出したタイミングから所定の時間ｔ_timerが経過するまで、信号ＳＥＬを低レベル（Ｌ）にし、その後に、信号ＳＥＬを高レベル（Ｈ）にするものである。これにより、制御信号生成部４７は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されたタイミングから所定の時間ｔ_timerが経過するまで、制御信号ＣＴＬＡを制御信号ＣＴＬ１として出力し、その後に、制御信号ＣＴＬＢを制御信号ＣＴＬ１として出力するようになっている。

この構成により、受信部４０は、データ信号Ｓ２２に基づいて、データＩＮＦ２および制御データＩＮＦＣ２を生成するとともに、制御信号ＣＴＬ１を生成する。受信部４０は、このような受信動作を、検出信号ＤＥＴ２に基づいて開始するようになっている。

処理部２４は、データＩＮＦ２および制御データＩＮＦＣ２に基づいて所定の処理を行うものである。

接続検出部２５は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出するものである。具体的には、接続検出部２５は、電線９０２を介して、送信装置１０の接続検出部１５と接続されているか否かに基づいて、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出するようになっている。そして、接続検出部２５は、その検出結果を、検出信号ＤＥＴ２を用いて受信部４０に通知するようになっている。

送信部２６は、制御信号ＣＴＬ１を、電線９０３を介して送信装置１０に対して送信するものである。

ここで、制御信号ＣＴＬ１は、本開示における「第１のレベル制御信号」の一具体例に対応する。制御信号生成部５０は、本開示における「第１の生成部」の一具体例に対応する。入力レベル検出部５１は、本開示における「第１の検出部」の一具体例に対応する。制御信号ＣＴＬＡは、本開示における「第１の制御信号」の一具体例に対応する。制御信号生成部６０は、本開示における「第２の生成部」の一具体例に対応する。誤り率推定部６１は、本開示における「第２の検出部」の一具体例に対応する。制御信号ＣＴＬＢは、本開示における「第２の制御信号」の一具体例に対応する。制御信号生成部４７は、本開示における「制御信号生成部」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の通信システム１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図１〜４を参照して、通信システム１の全体動作概要を説明する。送信装置１０において、接続検出部１５（図１）は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出することにより、検出信号ＤＥＴ１を生成する。受信部１６は、受信装置２０から送信された制御信号ＣＴＬ１を、電線９０３を介して受け取る。処理部１２は、所定の処理を行うことによりデータＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１を生成する。送信部３０は、検出信号ＤＥＴ１に基づいて、送信動作を開始する。具体的には、誤り訂正符号化部３１（図２）は、データＩＮＦ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、データＩＮＦ１の誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号をデータＩＮＦ１とともにフレーム生成部３３に供給する。誤り訂正符号化部３２は、制御データＩＮＦＣ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号を制御データＩＮＦＣ１とともにフレーム生成部３３に供給する。フレーム生成部３３は、データＩＮＦ１およびそのデータＩＮＦ１の誤り訂正符号と、制御データＩＮＦＣ１およびその制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号とに基づいて、フレームを生成し、そのフレームをデータ信号Ｓ３０を用いて発光部１４に供給する。出力レベル制御部３６は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutを、信号Ｓ３６を用いて制御する。発光部１４（図１）は、電気信号（データ信号Ｓ３０）を光信号に変換して、その光信号を出力するとともに、信号Ｓ３６に基づいて、その光信号の出力レベルＬoutを変更する。

受信装置２０において、接続検出部２５（図１）は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されているか否かを検出することにより、検出信号ＤＥＴ２を生成する。受光部２２は、送信装置１０から送信された光信号を電気信号に変換することにより、データ信号Ｓ２２を生成する。受信部４０は、検出信号ＤＥＴ２に基づいて、受信動作を開始する。具体的には、制御信号生成部５０（図３）は、データ信号Ｓ２２に基づいて制御信号ＣＴＬＡを生成する。フレーム分離部４１は、データ信号Ｓ２２に含まれるフレームからデータおよびそのデータの誤り訂正符号を取り出して誤り訂正復号化部４２に供給するとともに、そのフレームから制御データおよびその制御データの誤り訂正符号を取り出して誤り訂正復号化部４３に供給する。誤り訂正復号化部４２は、フレーム分離部４１から供給されたデータおよびそのデータの誤り訂正符号に基づいて、誤り訂正復号化処理を行うことにより、データＩＮＦ２を生成するとともに、所定の期間における誤り数をカウントし、そのカウント結果を制御信号生成部６０に供給する。誤り訂正復号化部４３は、フレーム分離部４１から供給された制御データおよびその制御データの誤り訂正符号に基づいて、誤り訂正復号化処理を行うことにより、制御データＩＮＦＣ２を生成するとともに、所定の期間における誤り数をカウントし、そのカウント結果を制御信号生成部６０に供給する。制御信号生成部６０は、誤り訂正復号化部４２，４３から供給されたカウント結果に基づいて、制御信号ＣＴＬＢを生成する。制御信号生成部４７は、制御信号ＣＴＬＡ，ＣＴＬＢに基づいて、制御信号ＣＴＬ１を生成する。処理部２４（図１）は、データＩＮＦ２および制御データＩＮＦＣ２に基づいて所定の処理を行う。送信部２６は、制御信号ＣＴＬ１を、電線９０３を介して送信装置１０に対して送信する。

（詳細動作）
次に、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutの制御動作について、詳細に説明する。

図５は、通信システム１の一動作例を表すものである。通信システム１では、送信装置１０と受信装置２０とが互いに接続された後、まず、制御信号ＣＴＬＡに基づいて出力レベルＬoutを制御し、その後に、制御信号ＣＴＬＢに基づいて出力レベルＬoutを制御する。以下に、この動作について、詳細に説明する。

まず、通信システム１は、接続検出を行う（ステップＳ１）。具体的には、送信装置１０の接続検出部１５は、電線９０２を介して接続検出部２５に接続されたことを検出し、その検出結果を、検出信号ＤＥＴ１を用いて送信部３０に通知する。これにより、接続検出部１５は、送信部３０に対して送信動作の開始を指示する。同様に、受信装置２０の接続検出部２５は、電線９０２を介して接続検出部１５に接続されたことを検出し、その検出結果を、検出信号ＤＥＴ２を用いて受信部４０に通知する。これにより、接続検出部２５は、受信部４０に対して受信動作の開始を指示する。なお、接続検出部１５，２５が接続を検出できなかった場合には、次のステップＳ２には進まない。

次に、送信装置１０は、出力レベルＬoutを初期の出力レベルＬo_initに設定し、光信号を送信する（ステップＳ２）。具体的には、まず、誤り訂正符号化部３１が、データＩＮＦ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、データＩＮＦ１の誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号をデータＩＮＦ１とともにフレーム生成部３３に供給する。同様に、誤り訂正符号化部３２は、制御データＩＮＦＣ１に基づいて誤り訂正符号化処理を行うことにより、制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号を制御データＩＮＦＣ１とともにフレーム生成部３３に供給する。そして、フレーム生成部３３は、データＩＮＦ１およびそのデータＩＮＦ１の誤り訂正符号と、制御データＩＮＦＣ１およびその制御データＩＮＦＣ１の誤り訂正符号とに基づいて、フレームを生成し、そのフレームをデータ信号Ｓ３０を用いて発光部１４に供給する。発光部１４は、データ信号Ｓ３０に基づいて、光信号を生成する。その際、出力レベル制御部３６は、光信号の出力レベルＬoutを初期の出力レベルＬo_initに設定する。

次に、通信システム１は、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬinに基づいて、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutを制御する（ステップＳ３）。

図６は、ステップＳ３における出力レベルＬoutの制御動作を表すものである。図６において、横軸は出力レベルＬoutを示し、縦軸は入力レベルＬinを示す。特性Ｗ１は、通信システム１における出力レベルＬoutと入力レベルＬinとの関係を示している。このように、通信システム１では、出力レベルＬoutがあるレベルＬoffsetより大きくなると、入力レベルＬinが変化する。このレベルＬoffsetは、光伝送路（光ファイバ９０１およびコネクタ９１，９２，１１，２１）による損失や、受光部２２の最小受光感度などに対応するものである。また、ユーザが伝送ケーブル９０を送信装置１０および受信装置２０に接続したときの接続状況にも応じて変化する。すなわち、例えば、コネクタの光端子付近に埃などがある場合には、損失が大きくなるため、値Ｌoffsetは大きくなる。

まず、受信装置２０において、制御信号生成部５０の入力レベル検出部５１は、データ信号Ｓ２２に基づいて、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬin（Ｌi_det）を検出する。この例では、入力レベルＬi_detは、目標入力レベルＬi_target1よりも高い。入力レベル比較部５３は、入力レベルＬi_detと、目標入力レベルＬi_target1との差分ＤＡを求める。そして、ループフィルタ５４は、差分ＤＡを平滑化することにより、制御信号ＣＴＬＡを生成する。制御信号生成部４７は、この制御信号ＣＴＬＡを制御信号ＣＴＬ１として出力する。すなわち、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されたタイミングから所定の時間ｔ_timerが経過していないので、制御信号生成部４７は、制御信号ＣＴＬＡを制御信号ＣＴＬ１として出力する。そして、送信部２６は、電線９０３を介して、この制御信号ＣＴＬ１を送信装置１０に対して送信する。

送信装置１０の受信部１６は、電線９０３を介して、制御信号ＣＴＬ１を受信する。そして、出力レベル制御部３６は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、出力レベルＬoutを変更する。これにより、入力レベルＬinは、目標入力レベルＬi_target1に向かって変化する。

このステップＳ３において、誤り訂正復号化部４２は、誤り訂正復号化処理を行うことによりデータＩＮＦ２を生成するとともに、所定の期間における誤り数をカウントする。同様に、誤り訂正復号化部４３は、誤り訂正復号化処理を行うことにより制御データＩＮＦＣ２を生成するとともに、所定の期間における誤り数をカウントする。これらのカウント数は、後述するステップＳ５において用いられる。

通信システム１は、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されたタイミングから所定の時間ｔ_timerが経過するまで、この動作を繰り返す（ステップＳ４）。これにより、通信システム１では、負帰還制御が行われ、入力レベルＬinは次第に目標入力レベルＬi_target1に近づいていく。

そして、この所定の時間ｔ_timerが経過すると、通信システム１は、誤り率ＢＥＲに基づいて、発光部１４が出力する光信号の出力レベルＬoutを制御する（ステップＳ５）。

図７は、ステップＳ５における出力レベルＬoutの制御動作を表すものである。図７において、横軸は入力レベルＬinを示し、縦軸は誤り率ＢＥＲを示す。特性Ｗ２に示したように、誤り率ＢＥＲは、入力レベルＬinの関数として表すことができる。

まず、受信装置２０において、制御信号生成部６０の誤り率推定部６１は、誤り訂正復号化部４２，４３から供給されたカウント結果に基づいて、通信システム１における誤り率ＢＥＲ（ＢＥＲ_est）を推定する。この例では、誤り率ＢＥＲ_estは、目標誤り率ＢＥＲ_targetよりも低い。入力レベル比較部６３は、特性Ｗ２に基づいて、誤り率ＢＥＲ_estを入力レベルＬin（Ｌi_est）に変換するとともに、目標誤り率ＢＥＲ_targetを入力レベルＬin（目標入力レベルＬi_target2）に変換し、入力レベルＬi_estと目標入力レベルＬi_target2との差分ＤＢを求める。そして、ループフィルタ６４は、差分ＤＢを平滑化することにより、制御信号ＣＴＬＢを生成する。制御信号生成部４７は、この制御信号ＣＴＬＢを制御信号ＣＴＬ１として出力する。すなわち、送信装置１０および受信装置２０が互いに接続されたタイミングから所定の時間ｔ_timerが経過しているので、制御信号生成部４７は、制御信号ＣＴＬＢを制御信号ＣＴＬ１として出力する。そして、送信部２６は、電線９０３を介して、この制御信号ＣＴＬ１を送信装置１０に対して送信する。

送信装置１０の受信部１６は、電線９０３を介して、制御信号ＣＴＬ１を受信する。そして、出力レベル制御部３６は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、出力レベルＬoutを変更する。これにより、入力レベルＬinは、目標入力レベルＬi_target2に向かって変化する。

通信システム１は、送信装置１０と受信装置２０との間の接続が検出されている限り、このステップＳ５の動作を繰り返す（ステップＳ６）。これにより、通信システム１では、負帰還制御が行われ、入力レベルＬinは目標入力レベルＬi_target2付近に収束する。

そして、送信装置１０と受信装置２０との間の接続が外れると、このフローは終了する。

このように、通信システム１では、出力レベルＬoutを制御するようにした。これにより、光伝送路（光ファイバ９０１およびコネクタ９１，９２，１１，２１）による損失や、ユーザが伝送ケーブル９０を送信装置１０および受信装置２０に接続したときの接続状況などに応じて、出力レベルＬoutを適切に制御することができる。すなわち、例えば、このような出力レベルＬoutの制御を行わない場合には、どのようなケースでも正常に通信を行うことができるよう、出力レベルＬoutを高めに設定しておく方法がありえる。しかしながら、このような場合には、消費電力が増加してしまい、さらに発光部１４のレーザダイオードが劣化してしまうおそれがある。また、なんらかの事情により光信号が光ファイバ９０１から漏れた場合には、高い出力レベルＬoutの光信号がユーザにあたり、安全性を損なってしまう。一方、通信システム１では、出力レベルＬoutを制御するようにしたので、消費電力を低減することができ、レーザダイオードの劣化を抑えることができる。また、なんらかの事情により光信号が光ファイバ９０１から漏れた場合でも、光信号の出力レベルＬoutを抑えることができるため、安全性を高めることができる。

また、通信システム１では、通信開始後の所定の時間ｔ_timerにおいて、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬinに基づいて、出力レベルＬoutを制御するようにした。これにより、通信システム１では、短時間で出力レベルＬoutを制御することができる。すなわち、例えば、誤り率ＢＥＲに基づいて、出力レベルＬoutを制御する場合には、誤り率ＢＥＲを推定するのにある程度の時間を要するため、出力レベルＬoutを制御し始めるのが遅くなってしまう。一方、通信システム１では、入力レベルＬinに基づいて出力レベルＬoutを制御するようにしたので、受光部２２が光信号を受信した直後から、出力レベルＬoutを制御し始めることができるため、短時間で出力レベルＬoutを制御することができる。

また、通信システム１では、通信開始後、所定の時間ｔ_timerが経過した後に、誤り率ＢＥＲに基づいて、出力レベルＬoutを制御するようにした。これにより、通信システム１では、高い精度で出力レベルＬoutを制御することができる。すなわち、例えば、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬinに基づいて、出力レベルＬoutを制御した場合には、誤り率ＢＥＲが実際にどの程度になっているかが直接的にわからないため、誤り率ＢＥＲが低くなってしまい、通信品質が低下してしまうおそれがある。一方、通信システム１では、誤り率ＢＥＲが所望の値になるように、出力レベルＬoutを制御することができるため、高い精度で出力レベルＬoutを制御することができる。

このように、通信システム１では、受光部２２が受け取った光信号の入力レベルＬinと、誤り率ＢＥＲとに基づいて、出力レベルＬoutを制御するようにしたので、短時間かつ高い精度で出力レベルを制御することができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、出力レベルを制御するようにしたので、消費電力を低減することができ、レーザダイオードの劣化を抑えることができる、また、安全性を高めることができる。

本実施の形態では、受光部が受け取った光信号の入力レベルと、誤り率とに基づいて、出力レベルを制御するようにしたので、短時間かつ高い精度で出力レベルを制御することができる。

［変形例１］
上記実施の形態では、制御信号生成部４７は、制御信号ＣＴＬＡ，ＣＴＬＢを時分割的に切り替えることにより制御信号ＣＴＬ１を生成したが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示す制御信号生成部４７Ｂように、制御信号ＣＴＬＡの上位ビットを制御信号ＣＴＬ１の上位ビットにするとともに、制御信号ＣＴＬＢの下位ビットを制御信号ＣＴＬ１の下位ビットにすることにより、制御信号ＣＴＬ１を生成してもよい。この場合には、通信開始後に、まず、制御信号生成部５０が制御信号ＣＴＬＡを生成する。このとき、制御信号生成部６０は、誤り率ＢＥＲを推定するのにある程度の時間を要するため、まだ制御信号ＣＴＬＢを生成しない。よって、制御信号生成部４７Ｂが生成する制御信号ＣＴＬ１は、制御信号ＣＴＬＡの上位ビットのみを含む。その後、制御信号生成部６０は、誤り率ＢＥＲを推定した後に制御信号ＣＴＬＢを生成する。これにより、制御信号生成部４７Ｂが生成する制御信号ＣＴＬ１は、制御信号ＣＴＬＡの上位ビットおよび制御信号ＣＴＬＢの下位ビットを含むようになる。

［変形例２］
上記実施の形態では、送信装置１０および受信装置２０を用いて通信システム１を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、データ信号を送受信可能な２つの通信装置を用いて通信システムを構成してもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。

図９は、本変形例に係る通信システム２の一構成例を表すものである。通信システム２は、伝送ケーブル９０Ｄと、通信装置７０，８０とを備えている。伝送ケーブル９０Ｄは、光ファイバ９０１，９０４を有している。光ファイバ９０１は、通信装置７０から通信装置８０に対してデータ信号を伝えるものである。光ファイバ９０４は、通信装置８０から通信装置７０に対してデータ信号を伝えるものである。

通信装置７０は、コネクタ１１と、処理部７２と、送信部３０と、発光部１４と、受光部７６と、受信部１３０と、処理部７８と、接続検出部１５とを有している。通信装置８０は、受光部２２と、受信部４０と、処理部８４と、処理部８８と、送信部１４０と、発光部８６と、接続検出部２５とを有している。

通信装置７０の処理部７２は、上記実施の形態に係る処理部１２と同様に、所定の処理を行うことによりデータＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１を生成し、そのデータＩＮＦ１および制御データＩＮＦＣ１を送信部３０に供給するものである。その際、処理部７２は、受信部１３０から供給された制御信号ＣＴＬ２に基づいて制御データＩＮＦＣ１を生成するようになっている。制御信号ＣＴＬ２は、通信装置８０の発光部８６から出力される光信号の出力レベルＬoutを制御するための信号である。

通信装置８０の処理部８４は、上記実施の形態に係る処理部２４と同様に、データＩＮＦ２および制御データＩＮＦＣ２に基づいて所定の処理を行うものである。その際、処理部８４は、制御データＩＮＦＣ２に含まれる制御信号ＣＴＬ２を送信部１４０に供給するようになっている。

処理部８８は、通信装置７０の処理部７２と同様に、所定の処理を行うことによりデータＩＮＦ３および制御データＩＮＦＣ３を生成し、そのデータＩＮＦ３および制御データＩＮＦＣ３を送信部１４０に供給するものである。その際、処理部８８は、受信部４０から供給された制御信号ＣＴＬ１に基づいて制御データＩＮＦＣ３を生成するようになっている。

送信部１４０は、通信装置７０の送信部３０と同様に、データＩＮＦ３、制御データＩＮＦＣ３、および検出信号ＤＥＴ２に基づいて、データ信号Ｓ１４０を生成するとともに、処理部８４から供給された制御信号ＣＴＬ２に基づいて、発光部８６が出力する光信号の出力レベルＬoutを、信号Ｓ１４６を用いて制御するものである。

発光部８６は、通信装置７０の発光部１４と同様に、電気信号（データ信号Ｓ１４０）を光信号に変換して、その光信号を出力するとともに、信号Ｓ１４６に基づいて、光信号の出力レベルＬoutを変更するものである。

通信装置７０の受光部７６は、通信装置８０の受光部２２と同様に、通信装置８０から送信された光信号を電気信号に変換することにより、データ信号Ｓ７６を生成するものである。

受信部１３０は、通信装置８０の受信部４０と同様に、データ信号Ｓ７６および検出信号ＤＥＴ１に基づいて、データＩＮＦ４および制御データＩＮＦＣ４を生成するとともに、制御信号ＣＴＬ２を生成するものである。

処理部７８は、通信装置８０の処理部８４と同様に、データＩＮＦ４および制御データＩＮＦＣ４に基づいて所定の処理を行うものである。その際、処理部７８は、制御データＩＮＦＣ４に含まれる制御信号ＣＴＬ１を送信部３０に供給するようになっている。

ここで、制御信号ＣＴＬ１は、本開示における「第１のレベル制御信号」の一具体例に対応する。制御信号ＣＴＬ２は、本開示における「第２のレベル制御信号」の一具体例に対応する。

図１０Ａは、通信装置７０の発光部１４から出力される光信号の出力レベルＬoutを制御する場合の動作を表すものである。この図１０Ａでは、この動作において特に重要な信号を実線で示し、それ以外の信号を破線で示している。この場合には、通信装置８０の受信部４０が、制御信号ＣＴＬ１を、光ファイバ９０４を介して、通信装置７０の送信部３０に供給する。これにより、通信システム２では、上記実施の形態に係る通信システム１と同様に、発光部１４から出力される光信号の出力レベルＬoutが制御される。

図１０Ｂは、通信装置８０の発光部８６から出力される光信号の出力レベルＬoutを制御する場合の動作を表すものである。この図１０Ｂでは、この動作において特に重要な信号を実線で示し、それ以外の信号を破線で示している。この場合には、通信装置７０の受信部１３０が、制御信号ＣＴＬ２を、光ファイバ９０１を介して、通信装置８０の送信部１４０に供給する。これにより、通信システム２では、上記実施の形態に係る通信システム１と同様に、発光部８６から出力される光信号の出力レベルＬoutが制御される。

以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態では、制御信号生成部４７に、信号ＳＥＬを生成するタイマ４９を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、制御信号ＣＴＬＢが生成されるまでは信号ＳＥＬを低レベルにし、制御信号ＣＴＬＢが生成された後は信号ＳＥＬを高レベルにする信号生成部を設けてもよい。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成とすることができる。

（１）第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて第１のレベル制御信号を生成する受信部と、
前記第１のレベル制御信号を送信する送信部と
を備えた通信装置。

（２）前記受信部は、
前記入力レベルに基づいて第１の制御信号を生成する第１の生成部と、
前記誤り数に基づいて第２の制御信号を生成する第２の生成部と、
前記第１の制御信号および前記第２の制御信号に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成するレベル制御信号生成部と
を有する
前記（１）に記載の通信装置。

（３）前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号と前記第２の制御信号とを時分割的に切り替えることにより前記第１のレベル制御信号を生成する
前記（２）に記載の通信装置。

（４）前記レベル制御信号生成部は、第１の期間において前記第１の制御信号を前記第１のレベル制御信号として出力し、前記第１の期間の次の第２の期間において前記第２の制御信号を前記第１のレベル制御信号として出力する
前記（３）に記載の通信装置。

（５）前記第１の制御信号および前記第２の制御信号は、デジタルコードであり、
前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号の複数のビットのうちの所定数のビットと、前記第２の制御信号の複数のビットのうちの所定数のビットとに基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成する
前記（２）に記載の通信装置。

（６）前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号の複数のビットのうちの最上位から所定数のビットと、前記第２の制御信号の複数のビットのうちの最下位から所定数のビットとに基づいて前記第１のレベル制御信号を生成する
前記（５）に記載の通信装置。

（７）前記第１の生成部は、前記入力レベルを検出する第１の検出部を有し、前記第１の検出部が検出した前記入力レベルおよび所定の入力レベルに基づいて、前記第１の制御信号を生成する
前記（２）から（６）のいずれかに記載の通信装置。

（８）前記第２の生成部は、前記誤り数に基づいて誤り率を検出する第２の検出部を有し、前記誤り率および所定の誤り率に基づいて、前記第２の制御信号を生成する
前記（２）から（７）のいずれかに記載の通信装置。

（９）前記第１のデータ信号は、誤り訂正符号を含み、
前記受信部は、前記誤り訂正符号に基づいて前記誤り数を求める
前記（１）から（８）のいずれかに記載の通信装置。

（１０）前記第１のデータ信号は、第２のレベル制御信号を含み、
前記送信部は、前記第２のレベル制御信号に応じた出力レベルで、前記第１のレベル制御信号を含む第２のデータ信号を送信する
前記（１）から（９）のいずれかに記載の通信装置。

（１１）前記送信部は、レーザダイオードを介して前記第２のデータ信号を送信する
前記（１０）に記載の通信装置。

（１２）前記受信部は、フォトダイオードを介して前記第１のデータ信号を受信する
前記（１）から（１１）に記載の通信装置。

（１３）第１のレベル制御信号を受信する第１の受信部と、前記第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信する第１の送信部とを有する第１の通信装置と、
前記第１のデータ信号を受信するとともに、前記第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成する第２の受信部と、前記第１のレベル制御信号を送信する第２の送信部と有する第２の通信装置と
を備えた通信システム。

（１４）第１の通信装置に、第１のレベル制御信号を受信させるとともに、前記第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信させ、
第２の通信装置に、前記第１のデータ信号を受信させるとともに、前記第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成させ、前記第１のレベル制御信号を送信させる
通信方法。

１，２…通信システム、１０…送信装置、１１…コネクタ、１２…処理部、１４…発光部、１５…接続検出部、１６…受信部、２０…受信装置、２１…コネクタ、２２…受光部、２４…処理部、２５…接続検出部、２６…送信部、３０…送信部、３１，３２…誤り訂正符号化部、３３…フレーム生成部、３４…初期出力レベル記憶部、３５…出力レベル範囲記憶部、３６…出力レベル制御部、４０…受信部、４１…フレーム分離部、４２，４３…誤り訂正復号化部、４７…制御信号生成部、４８…セレクタ、４９…タイマ、５０，６０…制御信号生成部、５１…入力レベル検出部、５２…目標入力レベル記憶部、５３…入力レベル比較部、５４…ループフィルタ、６１…誤り率推定部、６２…目標誤り率記憶部、６３…入力レベル比較部、６４…ループフィルタ、７０，８０…通信装置、７２…処理部、７６…受光部、７８…処理部、８４…処理部、８６…発光部、８８…処理部、９０，９０Ｄ…伝送ケーブル、１３０…受信部、１４０…送信部、９０１，９０４…光ファイバ、９０２，９０３…電線、ＢＥＲ，ＢＥＲ_est…誤り率、ＣＴＬ１，ＣＴＬ２，ＣＴＬＡ，ＣＴＬＢ…制御信号、ＤＡ，ＤＢ…差分、ＤＥＴ１，ＤＥＴ２…検出信号、ＩＮＦ１〜ＩＮＦ４…データ、ＩＮＦＣ１〜ＩＮＦＣ４…制御データ、Ｌin，Ｌi_det，Ｌi_est…入力レベル、Ｌi_target1，Ｌi_target2…目標入力レベル、Ｌout，Ｌo_init…出力レベル、Ｌo_range…範囲、Ｓ２２，Ｓ３０，Ｓ７６，Ｓ１４０…データ信号、ＳＥＬ…信号、Ｓ３６，Ｓ１４６…信号。

Claims (14)

1. 第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて第１のレベル制御信号を生成する受信部と、
   前記第１のレベル制御信号を送信する送信部と
   を備えた通信装置。
2. 前記受信部は、
   前記入力レベルに基づいて第１の制御信号を生成する第１の生成部と、
   前記誤り数に基づいて第２の制御信号を生成する第２の生成部と、
   前記第１の制御信号および前記第２の制御信号に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成するレベル制御信号生成部と
   を有する
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号と前記第２の制御信号とを時分割的に切り替えることにより前記第１のレベル制御信号を生成する
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記レベル制御信号生成部は、第１の期間において前記第１の制御信号を前記第１のレベル制御信号として出力し、前記第１の期間の次の第２の期間において前記第２の制御信号を前記第１のレベル制御信号として出力する
   請求項３に記載の通信装置。
5. 前記第１の制御信号および前記第２の制御信号は、デジタルコードであり、
   前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号の複数のビットのうちの所定数のビットと、前記第２の制御信号の複数のビットのうちの所定数のビットとに基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成する
   請求項２に記載の通信装置。
6. 前記レベル制御信号生成部は、前記第１の制御信号の複数のビットのうちの最上位から所定数のビットと、前記第２の制御信号の複数のビットのうちの最下位から所定数のビットとに基づいて前記第１のレベル制御信号を生成する
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記第１の生成部は、前記入力レベルを検出する第１の検出部を有し、前記第１の検出部が検出した前記入力レベルおよび所定の入力レベルに基づいて、前記第１の制御信号を生成する
   請求項２に記載の通信装置。
8. 前記第２の生成部は、前記誤り数に基づいて誤り率を検出する第２の検出部を有し、前記誤り率および所定の誤り率に基づいて、前記第２の制御信号を生成する
   請求項２に記載の通信装置。
9. 前記第１のデータ信号は、誤り訂正符号を含み、
   前記受信部は、前記誤り訂正符号に基づいて前記誤り数を求める
   請求項１に記載の通信装置。
10. 前記第１のデータ信号は、第２のレベル制御信号を含み、
    前記送信部は、前記第２のレベル制御信号に応じた出力レベルで、前記第１のレベル制御信号を含む第２のデータ信号を送信する
    請求項１に記載の通信装置。
11. 前記送信部は、レーザダイオードを介して前記第２のデータ信号を送信する
    請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記受信部は、フォトダイオードを介して前記第１のデータ信号を受信する
    請求項１に記載の通信装置。
13. 第１のレベル制御信号を受信する第１の受信部と、前記第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信する第１の送信部とを有する第１の通信装置と、
    前記第１のデータ信号を受信するとともに、前記第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成する第２の受信部と、前記第１のレベル制御信号を送信する第２の送信部と有する第２の通信装置と
    を備えた通信システム。
14. 第１の通信装置に、第１のレベル制御信号を受信させるとともに、前記第１のレベル制御信号に応じた出力レベルで第１のデータ信号を送信させ、
    第２の通信装置に、前記第１のデータ信号を受信させるとともに、前記第１のデータ信号の入力レベルおよび誤り数に基づいて、前記第１のレベル制御信号を生成させ、前記第１のレベル制御信号を送信させる
    通信方法。
    
    

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