(57)【要約】【課題】受信器が光ＯＦＤＭ信号からＦＦＴサイズなどのパラメータを推定する。【解決手段】送信器１００は、送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成し、光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する。受信器１５０は、光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換し、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する。とりわけ、受信器１５０は、相関処理によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって受信器１５０にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する。【選択図】図１
2014150464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器と受信器とを有した光ＯＦＤＭ方式の光通信システムであって、
前記送信器は、
送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する変調部と
を有し、
前記受信器は、
前記光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換して出力するフロントエンド部と、
前記ＯＦＤＭ信号に対して前記受信器が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する相関処理部と、
前記相関処理部によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、前記信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって前記受信器にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する推定部と
を有することを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記推定部は、
前記１シンボルの時間長と前記既知のサンプリングレートとの積から前記ＯＦＤＭ信号に付与されているサイクリックプレフィックスのサイズを減算することで、前記ＦＦＴサイズを算出することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記推定部は、
前記１シンボルの時間長と前記既知のサンプリングレートとの積よりも小さく、かつ、当該積に対して最も近い２のべき乗の値を前記ＦＦＴサイズとして決定することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記送信器の前記信号生成部は、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズと前記ＦＦＴサイズとが異なっている場合、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルに、当該トレーニングシンボルとは相関の小さい別の系列を連結して１つのトレーニングシンボルグループを形成し、前記２つのトレーニングシンボルとして２つのトレーニングシンボルグループを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記受信器は、サイズが等しい２つの異なるトレーニングシンボルとして第１のトレーニングシンボルと第２のトレーニングシンボルを保持しており、
前記送信器の前記信号生成部は、前記ＦＦＴサイズが、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）となっている場合、前記第１のトレーニングシンボルをｎ個連結して第１のトレーニングシンボルグループを作成するとともに、前記第２のトレーニングシンボルをｎ個連結して第２のトレーニングシンボルグループを作成し、前記第１のトレーニングシンボルグループと第２のトレーニングシンボルグループとを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記受信器の前記相関処理部は、前記第１のトレーニングシンボルと前記第２のトレーニングシンボルとを用いてそれぞれ前記ＯＦＤＭ信号に対して相関演算を実行し、
前記受信器の前記推定部は、前記第１のトレーニングシンボルにより最初に得られた相関ピークのタイミングから前記第２のトレーニングシンボルにより最初に得られた相関ピークのタイミングまでの時間差を前記ＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長として用いて前記ＦＦＴサイズを推定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記光通信システムは偏波多重方式を採用しており、前記２つのトレーニングシンボルはそれぞれ異なる偏波により伝送されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項７】
光ＯＦＤＭ方式の光通信システムに使用される送信器であって、
送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する変調部と
を有し、
前記信号生成部は、受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズとＦＦＴサイズとが異なっている場合、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルに、当該トレーニングシンボルとは相関の小さい別の系列を連結して１つのトレーニングシンボルグループを形成し、前記２つのトレーニングシンボルとして２つのトレーニングシンボルグループを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする送信器。
【請求項８】
光ＯＦＤＭ方式の光通信システムに使用される送信器であって、
送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する変調部と
を有し、
受信器は、サイズが等しい２つの異なるトレーニングシンボルとして第１のトレーニングシンボルと第２のトレーニングシンボルを保持しており、
前記送信器の前記信号生成部は、前記ＦＦＴサイズが、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）となっている場合、前記第１のトレーニングシンボルをｎ個連結して第１のトレーニングシンボルグループを作成するとともに、前記第２のトレーニングシンボルをｎ個連結して第２のトレーニングシンボルグループを作成し、前記第１のトレーニングシンボルグループと第２のトレーニングシンボルグループとを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする送信器。
【請求項９】
光ＯＦＤＭ方式の光通信システムに使用される受信器であって、
送信器が送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成し、当該ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して送信した光ＯＦＤＭ信号を受信し、ＯＦＤＭ信号に変換して出力するフロントエンド部と、
前記ＯＦＤＭ信号に対して前記受信器が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する相関処理部と、
前記相関処理部によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、前記送信器の信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって前記受信器にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する推定部と
を有することを特徴とする受信器。
【請求項１０】
前記推定部は、
前記１シンボルの時間長と前記既知のサンプリングレートとの積から前記ＯＦＤＭ信号に付与されているサイクリックプレフィックスのサイズを減算することで、前記ＦＦＴサイズを算出することを特徴とする請求項９に記載の受信器。
【請求項１１】
前記推定部は、
前記１シンボルの時間長と前記既知のサンプリングレートとの積よりも小さく、かつ、当該積に対して最も近い２のべき乗の値を前記ＦＦＴサイズとして決定することを特徴とする請求項９に記載の受信器。
【請求項１２】
前記送信器の前記信号生成部は、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズと前記ＦＦＴサイズとが異なっている場合、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルに、当該トレーニングシンボルとは相関の小さい別の系列を連結して１つのトレーニングシンボルグループを形成し、前記２つのトレーニングシンボルとして２つのトレーニングシンボルグループを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の受信器。
【請求項１３】
前記受信器は、サイズが等しい２つの異なるトレーニングシンボルとして第１のトレーニングシンボルと第２のトレーニングシンボルを保持しており、
前記送信器の前記信号生成部は、前記ＦＦＴサイズが、前記受信器が保持しているトレーニングシンボルのサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）となっている場合、前記第１のトレーニングシンボルをｎ個連結して第１のトレーニングシンボルグループを作成するとともに、前記第２のトレーニングシンボルをｎ個連結して第２のトレーニングシンボルグループを作成し、前記第１のトレーニングシンボルグループと第２のトレーニングシンボルグループとを前記送信信号系列に付加して前記ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記受信器の前記相関処理部は、前記第１のトレーニングシンボルと前記第２のトレーニングシンボルとを用いてそれぞれ前記ＯＦＤＭ信号に対して相関演算を実行し、
前記受信器の前記推定部は、前記第１のトレーニングシンボルにより最初に得られた相関ピークのタイミングから前記第２のトレーニングシンボルにより最初に得られた相関ピークのタイミングまでの時間差を前記ＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長として用いて前記ＦＦＴサイズを推定することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の受信器。
【請求項１４】
前記光通信システムは偏波多重方式を採用しており、前記２つのトレーニングシンボルはそれぞれ異なる偏波により伝送されることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の受信器。
【請求項１５】
送信器と受信器とを有した光ＯＦＤＭ方式の光通信方法であって、
前記送信器が、送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成する信号生成工程と、
前記送信器が、前記ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する変調工程と、
前記受信器が、前記光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換して出力する工程と、
前記受信器が、前記ＯＦＤＭ信号に対して前記受信器が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する相関処理工程と、
前記受信器が、前記相関処理工程によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、前記送信器の信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって前記受信器にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する推定工程と
を有することを特徴とする光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ＯＦＤＭ伝送方式におけるＦＦＴサイズを推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ネットワークでは、サービスに対して利用できる周波数帯域幅が固定的に割り当てられていた。しかし、サービスの多様化によって、物理リソースをサービス毎に柔軟に割り当てることが将来的には求められるだろう。このような光ネットワークは、伝送容量が伸縮自在（エラスティック）な光ネットワークと呼ばれる。
【０００３】
エラスティック光ネットワークを実現するうえで注目すべき伝送方式として、光ＯＦＤＭ伝送方式が提案されている（特許文献１）。光ＯＦＤＭ伝送方式は、高速なデータ信号を低速で狭帯域なデータ信号に変換し、互いに直交する多数の搬送波（サブキャリア）に各データを重畳して伝送する技術である。また、光ＯＦＤＭ伝送方式は、周波数軸上で並列にデータ伝送を行うマルチキャリア伝送方式の一つである。光ＯＦＤＭ伝送方式による信号のスペクトルは、矩形に近い形状となるため、一般に周波数利用効率が高くなる。さらに、光ＯＦＤＭ伝送方式では、使用するサブキャリア数やシンボルレート、サブキャリア毎の変調多値度を選択することにより信号の周波数帯域幅やビットレートを柔軟に選択できるため、光ＯＦＤＭ伝送方式はエラスティック光ネットワークに向いているといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８６６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光ＯＦＤＭ伝送方式を採用したエラスティック光ネットワークでは、光ＯＦＤＭ信号のパラメータ（ＦＦＴサイズやサブキャリア数など）が動的に変更されるため、受信器は、何らかの手段によって変更後のパラメータを認識しなければならない。変更後のパラメータを専用の制御チャネルを介して伝送することも考えられる。しかし、これでは制御チャネルのために波長を確保するなど、光通信システムが冗長となりやすい。
【０００６】
そこで、本発明は、制御チャネルを使用することなく、光ＯＦＤＭ信号からＦＦＴサイズなどのパラメータを推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、送信器と受信器とを有した光ＯＦＤＭ方式の光通信システムであって、
前記送信器は、
送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号で光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する変調部と
を有し、
前記受信器は、
前記光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換して出力するフロントエンド部と、
前記ＯＦＤＭ信号に対して前記受信器が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する相関処理部と、
前記相関処理部によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、前記信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって前記受信器にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する推定部と
を有することを特徴とする光通信システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ＯＦＤＭ信号からＦＦＴサイズなどのパラメータを推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態に係る光通信システムを示す図である。
【図２】図２は、ＦＦＴサイズに応じたトレーニングシンボルの配置を示す図である。
【図３】図３は、ＦＦＴサイズに応じたトレーニングシンボルの配置を示す図である。
【図４】図４は、送信器と受信器の一例を示す図である。
【図５】図５は、デジタル信号処理部の機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
＜基本的な技術思想＞
ここでは、一例として偏波多重光ＯＦＤＭ伝送方式に本発明を適用した事例について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る光通信システムを示している。ここでは、説明の簡明化を図るために、送信器１００と受信器１５０とがそれぞれ１つずつしか示されていないが、これらは複数であってもよい。送信器１００は、光ファイバ１０２を介して受信器１５０と接続されている。光ファイバ１０２を中心とした光ネットワークには、光増幅器１０１なども挿入されている。
【００１３】
本実施形態の前提として、送信器１００のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）のサンプリングレートＳＲは固定かつ受信器１５０においても既知である。送信器１００は、偏波多重伝送用に２個のトレーニングシンボル（ＴＳ）を送信信号系列に付加して送信信号Ｓ１を生成して送信する。受信器１５０は、シンボル同期確立のために、トレーニングシンボルと受信信号系列Ｓ２の相互相関を計算する。これにより、同期確立となるタイミングが２点現われる。２点のタイミングＰ１，Ｐ２が得られるのは、２個のＴＳを使用しているためである。２つの隣り合ったＯＦＤＭシンボルで２個のトレーニングシンボルを送信するため、２点のタイミングＰ１，Ｐ２間の時間差ＳＴはＯＦＤＭ信号１シンボルの時間長ＳＬと一致する。
【００１４】
ＯＦＤＭのシンボルの時間長ＳＬ（時間差ＳＴ）とＦＦＴサイズには以下の関係がある。
【００１５】
ＦＦＴサイズ＝ＳＴ  ×  ＳＲ  −  ＳＣＰ・・・式１
ここで、ＳＣＰは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）のサイズを示している。よって、受信器１５０は、式１に対して、ＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、既知のＤＡＣサンプリングレートおよび既知のＣＰサイズとを代入することで、ＦＦＴサイズを推定できる。
【００１６】
なお、ＣＰサイズは、必ずしも既知でなくてもよく、推定可能であれば十分である。ＣＰサイズの推定は、たとえば、次の方法で実現可能である。一例として、ＤＡＣのサンプリングレートを１０ＧＳａｍｐｌｅ／ｓと仮定する。ＯＦＤＭ１シンボルの時間長の測定値（時間差ＳＴ）が１０４．４ｎｓであったと仮定する。受信器１５０は、ＯＦＤＭ信号１シンボルの時間長とＤＡＣサンプリングレートとを乗算して積を算出する。
【００１７】
積＝  １０４．４［ｎｓ］  ×  １０［ＧＳａｍｐｌｅ／ｓ］
＝  １０４４
一般に、ＦＦＴサイズは２のべき乗となる。よって、受信器１５０は、求めた１０４４より小さく、かつ、１０４４に最も近い２のべき乗の値である１０２４をＦＦＴサイズの推定値として決定する。また、受信器１５０は、ＣＰサイズの推定値を、１０４４−１０２４＝２０として、算出できる。ここでは、ＣＰサイズが、通常、ＦＦＴサイズと比較してかなり小さいサイズとなるという事実を用いている。
【００１８】
ところで、あるＦＦＴサイズから別のＦＦＴサイズに変更されてしまうと、シンボル同期が外れてしまう。この理由について説明する。送信信号のＦＦＴサイズが変更されると、送信信号系列に挿入されるトレーニングシンボル自体のサイズも変更される。その結果、送信器のトレーニングシンボルと、受信器が予め持っているトレーニングシンボルとが異なってしまうため、ＦＦＴサイズが推定できなくなってしまうし、そもそもシンボル同期が取れなくなってしまう。
【００１９】
そこで、受信器１５０が予め保持しておくトレーニングシンボルのサイズは、送信信号Ｓ１に挿入され得る最小サイズのトレーニングシンボルとする。さらに、送信器１００で挿入するトレーニングシンボルのサイズは、最小サイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）とする。つまり、同一のトレーニングシンボルがｎ回にわたって繰り返され、１つのトレーニングシンボルグループを形成することになる。なお、偏波多重方式を採用しているため、２つのトレーニングシンボルグループが必要になる。ＦＦＴサイズとしては一般に２のべき乗が選択される。よって、ｎを２のべき乗とすることが望ましい。
【００２０】
代替案として、ｎ個のＴＳのうち先頭のトレーニングシンボルを受信器１５０にとって既知のトレーニングシンボルとし、それ以降のトレーニングシンボルを先頭のトレーニングシンボルに対して相関の低い系列としてもよい。受信器１５０にとって既知のトレーニングシンボルを先頭のトレーニングシンボルとしているのは、シンボル同期を確立しやすくするためである。なお、２つの既知のトレーニングシンボル間の距離（時間）が受信器１５０にとって既知の距離であれば、先頭以外の位置に受信器１５０にとって既知のトレーニングシンボルが配置されてもよい。
【００２１】
図２は、ＦＦＴサイズとトレーニングシンボルとの長さが一致しているケース（ｉ）と、ＦＦＴサイズとトレーニングシンボルとの長さが一致していないケース（ｉｉ）とにおけるトレーニングシンボルの配置の違いを示している。これらのケースでは、説明の便宜上、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルのサイズ（最小サイズ）を３２と仮定している。送信器１００のＦＦＴサイズが３２であれば、図１で説明したケース（ｉ）と同様のトレーニングシンボル配置となる。つまり、２つのトレーニングシンボルが送信信号系列に対して連続して付加される。
【００２２】
一方で、ＦＦＴサイズが６４であるケース（ｉｉ）の場合、受信器１５０にとって既知のトレーニングシンボルと当該トレーニングシンボルに対して相関の小さい他のトレーニングシンボルとを連結してサイズが６４のトレーニングシンボルグループを形成する。そして、送信器１００は、２つのトレーニングシンボルグループを送信信号系列に付加する。図２が示すように、既知のトレーニングシンボルから既知のトレーニングシンボルまでの距離は６４となり、相関処理により得られる２つの相関ピークＰ１、Ｐ２間の距離も６４となる。よって、受信器１５０は、２つの相関ピークＰ１、Ｐ２間の時間差ＳＴを測定し、測定値を式１に代入することで、ＦＦＴサイズを推定することができる。
【００２３】
図３は、ＦＦＴサイズとトレーニングシンボルとの長さが一致しているケース（ｉ）と、ＦＦＴサイズとトレーニングシンボルとの長さが一致していないケース（ｉｉ）とにおけるトレーニングシンボルの配置を示す他の例を示している。これらのケースでは、説明の便宜上、受信器１５０は２つの異なるトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２を保持しており、トレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２のサイズ（最小サイズ）はそれぞれ３２と仮定している。
【００２４】
ＦＦＴサイズが３２であれば、トレーニングシンボル配置は、図３に示したケース（ｉ）となる。つまり、２つのトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２が送信信号系列に対して連続して付加される。また、トレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２はそれぞれ異なる偏波に割り当てられる。
【００２５】
受信器１５０は、２つのトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２を用いてそれぞれ相関演算を実行する。受信器１５０は、トレーニングシンボルＴＳ１により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ１からトレーニングシンボルＴＳ２により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ２までの時間差ＳＴを求める。上述したように、この時間差はＦＦＴサイズに対応している。
【００２６】
ＦＦＴサイズが６４であれば、トレーニングシンボル配置は、図３に示したケース（ｉｉ）となる。ＦＦＴサイズは、トレーニングシンボルの最小サイズの２倍である。送信器１００は、２つのトレーニングシンボルＴＳ１を連結して第１のトレーニングシンボルグループＴＳＧ１を作成する。さらに、送信器１００は、２つのトレーニングシンボルＴＳ２を連結して第２のトレーニングシンボルグループＴＳＧ２を作成する。最後に、送信器１００は、第１のトレーニングシンボルグループＴＳＧ１と第２のトレーニングシンボルグループＴＳＧ２を送信信号系列に対して付加する。また、第１のトレーニングシンボルグループＴＳＧ１と第２のトレーニングシンボルグループＴＳＧ２はそれぞれ異なる偏波に割り当てられる。
【００２７】
受信器１５０は、２つのトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２を用いてそれぞれ相関演算を実行する。受信器１５０は、トレーニングシンボルＴＳ１により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ１からトレーニングシンボルＴＳ２により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ２までの時間差ＳＴを求める。上述したように、この時間差はＦＦＴサイズに対応している。
【００２８】
このように、ＦＦＴサイズがトレーニングシンボルのサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）であるときは、送信器１００が、最小サイズのトレーニングシンボルをｎ個連結することで１つのトレーニングシンボルグループを作成する。つまり、送信器１００は、受信器１５０にとって既知である２種類のトレーニングシンボルＴＳ１，ＴＳ２についてそれぞれトレーニングシンボルグループＴＳＧ１、ＴＳＧ２を作成する。トレーニングシンボルグループＴＳＧ１、ＴＳＧ２の系列長は、最小サイズのｎ倍であり、ＦＦＴサイズに一致している。
【００２９】
ＦＦＴサイズがトレーニングシンボルのサイズのｎ倍の場合も、受信器１５０は、２つのトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２を用いてそれぞれ相関演算を実行する。受信器１５０は、トレーニングシンボルＴＳ１により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ１からトレーニングシンボルＴＳ２により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ２までの時間差ＳＴを求める。上述したように、この時間差はＦＦＴサイズに対応している。
【００３０】
＜システム構成の一例＞
図４は、偏波多重光ＯＦＤＭ方式の光通信システムの一例を示している。送信器１００のトレーニングシンボル生成部１１１は、ＦＦＴサイズに応じたトレーニングシンボルを生成してＯＦＤＭベースバンド信号生成部１１２に出力する。ＯＦＤＭベースバンド信号生成部１１２は、入力されてきた送信信号系列にトレーニングシンボルを結合し、シリアルパラレル変換し、逆高速変フーリエ変換部１１３で逆高速変フーリエ変換し、パラレルシリアル変換し、さらに、サイクリックプリフィックスを挿入し、デジタルアナログ変換器１１４で変換を実行し、２つの偏波用の信号を生成する。光変調器１１６は、光源であるレーザー１１５からの光を２つの偏波用の信号で変調し、さらに偏波多重化して送信する変調部として機能している。このように、本実施形態の光通信システムは偏波多重方式を採用しており、２つのトレーニングシンボルはそれぞれ異なる偏波により伝送される。
【００３１】
受信器１５０は、光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換して出力するフロントエンド部を有している。フロントエンド部は、たとえば、バンドパスフィルタ１５１、光ハイブリッド回路１５３および光／電気信号変換器１５４を有している。バンドパスフィルタ１５１は、波長を選択するための帯域濾波を実行する。光ハイブリッド回路１５３は、光受信信号と局部発信光源１５２から局部発信光とを入力し、偏波分離するとともにコヒーレントディテクションを実行する。光／電気信号変換器１５４で、偏波分離された各偏波ごとの光信号を電気信号に変換する。アナログデジタル変換器１５５は、各偏波ごとのアナログ電気信号をデジタル信号に変換してデジタル信号処理部１５６に出力する。
【００３２】
図５は、デジタル信号処理部１５６の機能を示すブロック図である。デジタルバンドパスフィルタ１６１は、アナログデジタル変換器１５５からのデジタル信号（ＯＦＤＭ受信信号）に対して帯域制限を行うフィルタである。位相雑音補償部１６２は、ＯＦＤＭ受信信号の位相雑音を補償するように動作する。シンボル同期部１６３は、ＯＦＤＭ受信信号（受信信号系列）に対して、シンボル同期部１６３が保持している既知のトレーニングシンボルで相関演算を実行して相互相関値を求め、相互相関値がピークとなるタイミングをＯＦＤＭシンボルの開始タイミングとして特定し、シンボル同期を獲得する。なお、シンボル同期部１６３は、算出した相関値をＦＦＴサイズ推定部１６８に出力する。このように、シンボル同期部１６３は、ＯＦＤＭ信号に対して受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する相関処理部として機能している。
【００３３】
ＦＦＴサイズ推定部１６８は、相関値から２つの相関ピークのタイミングを求め、さらに、２つの相関ピークのタイミング間の時間差を計測する。そして、ＦＦＴサイズ推定部１６８は、時間差（ＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長）と、デジタルアナログ変換器１１４のサンプリングレートであって受信器１５０にとって既知のサンプリングレートＳＲとに基づいてＦＦＴサイズを推定する推定部として機能する。ＦＦＴサイズ推定部１６８は、１シンボルの時間長と既知のサンプリングレートとの積からＯＦＤＭ信号に付与されているサイクリックプレフィックスのサイズを減算することでＦＦＴサイズを算出してもよい。また、ＦＦＴサイズ推定部１６８は、１シンボルの時間長と既知のサンプリングレートとの積よりも小さく、かつ、当該積に対して最も近い２のべき乗の値をＦＦＴサイズとして決定してもよい。
【００３４】
ガードインターバル除去・シリアルパラレル変換部１６４は、ＯＦＤＭ信号から再クリックプレフィックスを含むガードインターバルを除去し、さらにシリアルパラレル変換を実行する。高速フーリエ変換部１６５は、ＦＦＴサイズ推定部１６８により推定されたＦＦＴサイズにしたがってＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換する。トレーニングシンボル除去部１６６は、受信信号系列からトレーニングシンボルを除去する。パラレルシリアル変換部１６７は、受信信号系列に対してパラレルシリアル変換を実行する。なお、チャネル推定部１６９は、受信信号系列からチャネル推定を実行する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信器１００が、送信信号系列に対して２つのトレーニングシンボルを付加してＯＦＤＭ信号を生成し、光源からの光を変調して光ＯＦＤＭ信号を出力する。受信器１５０は、光ＯＦＤＭ信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換し、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルで相関演算を実行する。とりわけ、受信器１５０は、相関処理によって得られた２つの相関ピークのタイミングから求められるＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長と、信号生成部が備えるデジタルアナログ変換器のサンプリングレートであって受信器１５０にとって既知のサンプリングレートとに基づいて、ＦＦＴサイズを推定する。よって、本実施形態では、ＦＦＴサイズを伝達するための制御チャネルやその送受信器を削減できる利点がある。つまり、極めて簡単な方法によりＦＦＴサイズを推定できるため、送信器１００がＦＦＴサイズを動的に変更しても、受信器１５０はＦＦＴサイズの変更に追従することができる。
【００３６】
なお、サイクリックプレフィックスのサイズが既知であれば、１シンボルの時間長と既知のサンプリングレートとの積からイクリックプレフィックスのサイズを減算することで、ＦＦＴサイズを算出することができる。また、サイクリックプレフィックスのサイズが既知であることは本発明にとって必須ではない。たとえば、受信器１５０は、１シンボルの時間長と既知のサンプリングレートとの積よりも小さく、かつ、当該積に対して最も近い２のべき乗の値をＦＦＴサイズとして決定することができる。
【００３７】
本実施形態では、光通信システムが偏波多重方式を採用しており、２つのトレーニングシンボルをそれぞれ異なる偏波により伝送するものとして説明した。しかしながら、偏波多重方式は必須というわけではない。２つのトレーニングシンボルから得られる相関ピークのタイミングとＦＦＴサイズとが一対一の関係となれば十分だからである。たとえば、受信信号系列において、２つのトレーニングシンボルは必ずしも隣り合ったＯＦＤＭシンボルでなくてもよい。たとえば、２つのトレーニングシンボルの間に１つ以上の他のＯＦＤＭシンボルが存在していたとしても、そのＯＦＤＭシンボルの数が受信器１５０にとって既知であれば、やはりＦＦＴサイズを推定できる。
【００３８】
トレーニングシンボルとしては、鋭い相関ピークが得られるような符号系列であれば採用できる。
【００３９】
図２を用いて説明したように、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルのサイズとＦＦＴサイズとが異なっていてもよい。この場合、送信器１００のＯＦＤＭベースバンド信号生成部１１２は、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルに、当該トレーニングシンボルとは相関の小さい別の系列を連結して１つのトレーニングシンボルグループを形成し、２つのトレーニングシンボルグループを送信信号系列に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。受信器１５０は、２つのトレーニングシンボルグループのそれぞれに含まれている最小サイズのトレーニングシンボルに対する相関ピークのタイミングを見つけることで、時間差（１シンボルの時間長）を求めることができる。よって、受信器１５０は、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルのサイズとＦＦＴサイズとが一致している場合と同様の処理によりＦＦＴサイズを推定できる。
【００４０】
図３を用いて説明したように、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルのサイズとＦＦＴサイズとが異なっていてもよい。なお、受信器１５０は、サイズが等しい２つの異なるトレーニングシンボルＴＳ１、ＴＳ２を保持しているものとする。ＦＦＴサイズは、受信器１５０が保持しているトレーニングシンボルＴＳ１，ＴＳ２のサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）となることがある。この場合、送信器１００のＯＦＤＭベースバンド信号生成部１１２は、受信器１５０が保持している第１のトレーニングシンボルＴＳ１をｎ個連結して第１のトレーニングシンボルグループＴＳＧ１を作成するとともに、受信器１５０が保持している第２のトレーニングシンボルＴＳ２をｎ個連結して第２のトレーニングシンボルグループＴＳＧ２を作成する。さらに、受信器１５０は、第１のトレーニングシンボルグループＴＳＧ１と第２のトレーニングシンボルグループＴＳＧ２とを送信信号系列に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。
【００４１】
受信器１５０のシンボル同期部１６３に含まれている相関処理部は、第１のトレーニングシンボルＴＳ１と第２のトレーニングシンボルＴＳ２とを用いてそれぞれ別個にＯＦＤＭ信号に対して相関演算を実行して相関ピークを求める。受信器１５０のＦＦＴサイズ推定部１６８は、第１のトレーニングシンボルＴＳ１により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ１から第２のトレーニングシンボルＴＳ２により最初に得られた相関ピークのタイミングＰ２までの時間差をＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長として用いてＦＦＴサイズを推定する。
【００４２】
このようにＦＦＴサイズがトレーニングシンボルの最小サイズのｎ倍となっている場合は、ｎ個のトレーニングシンボルを連結して新たなトレーニングシンボルを形成して送信信号系列とともに送信することで、受信器１５０は、ＦＦＴサイズを推定できるようになる。
【００４３】
なお、光ＯＦＤＭ信号から得られる他のパラメータとしては、たとえば、サブキャリア数がある。サブキャリア数は、ＯＦＤＭ信号の１シンボルの時間長とＤＡＣのサンプリングレートとの積として表すことができる場合がある。よって、ＦＦＴサイズ推定部１６８は、サブキャリア数推定部として機能してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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