(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冗長光信号送信機から送信される同一の光信号１〜Ｎ（Ｎは２以上の整数）をそれぞれ所定の伝送遅延を有する光伝送路を介して伝送し、冗長光信号受信機で一括受信して信号合成を行う光伝送システムにおいて、
前記光信号１〜Ｎのうち光信号ｋ（ｋは１〜Ｎの整数）の伝送遅延が最も大きいときに、
前記冗長光信号受信機は、
前記光伝送路を介して伝送された前記光信号１〜Ｎをそれぞれコヒーレント検波し、さらにアナログデジタル変換してデジタル信号を出力するＮ個の光信号受信機と、
前記Ｎ個の光信号受信機からそれぞれ出力される前記デジタル信号を入力し、前記光信号ｋに対応するデジタル信号を基準に、他のデジタル信号の位相同期および適応等化処理を行った信号を合成して出力するデジタル信号処理装置とを備え、
前記冗長光信号送信機は、前記光信号１〜Ｎの伝送遅延を補償する伝送遅延補償器を備え、
前記デジタル信号処理装置で前記光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータをモニタし、前記光信号ｋの適応等化処理に用いたパラメータを基準に他の光信号との伝送遅延差を推定し、当該伝送遅延差を前記光信号１〜Ｎに対応する前記伝送遅延補償器に設定し、前記光信号１〜Ｎの伝送遅延差を粗調整する制御手段を備えた
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送システムにおいて、
前記制御手段は、前記光信号ｋに対応する前記伝送遅延補償器以外の伝送遅延補償器の遅延量を順次増加させながら、前記光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータをモニタし、前記光信号ｋの適応等化処理に用いたパラメータを基準に他の光信号との伝送遅延差を推定する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光伝送システムにおいて、
前記制御手段は、前記デジタル信号処理装置で前記光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータを所定の伝送手段を介して、前記冗長光信号受信機から前記冗長光信号送信機にフィードバック伝送する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光伝送システムにおいて、
前記デジタル信号処理装置で前記光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータは、適応等化器のタップ係数であり、
前記制御手段は、前記光信号ｋの適応等化処理に用いたタップ係数とその他の各光信号の適応等化処理に用いたタップ係数の各要素の絶対値からなる分布のピーク差分により、信号間の伝送遅延差を推定する
ことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長光信号送信機から同一の光信号を異なる光伝送路を介して伝送し、冗長光信号受信機で一括受信し、冗長光信号の伝送遅延差補償、位相同期および波形等化を行って信号合成を行う光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
１波長あたりの伝送速度が 100Ｇbit/s 以上の超高速伝送システムにおいて、コヒーレント光通信技術とデジタル信号処理技術を組み合わせたデジタルコヒーレント技術が広く用いられるようになってきた。 100Ｇbit/s 長距離光伝送システムにおける変復調方式として標準となっているＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying ）方式では、４値の位相変調を用いることで32Ｇbit/s の信号を２多重してコヒーレント光信号を生成し、さらに２つの偏波を用いることで２多重し、 128Ｇbit/s のコヒーレント光信号を生成する。受信側では、信号光と同じ波長のローカル光を用いてコヒーレント検波した信号を、Ａ／Ｄコンバータを用いてデジタル化した後、ＤＳＰによるデジタル信号処理によって、クロック抽出、周波数オフセット補償、伝送路の波長分散補償、偏波分散補償、偏波信号の分離等を行うことで優れた伝送特性が実現されている。
【０００３】
また、 100Ｇbit/s 信号を用いたネットワークとして、光送信機から出力される光信号を、１波長単位で任意の波長 (Colorless)で、任意の方路 (Directionless)に、他の波長と衝突することなく (Contentionless) 切り替えることができる、ＣＤＣ機能を実現する光クロスコネクト（ＸＣ）装置を用いたＣＤＣ−ＲＯＡＤＭネットワークが検討されている（非特許文献１）。ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭネットワークでは、従来の２つのパスを用いたプロテクションに加えて、第３の予備ルートにＣＤＣ機能を用いて光信号を切り替えることで、激甚災害に対してもネットワークの信頼性を確保することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】G. Prasanna, B. S. Kishore, G. K. Omprasad, K. S. Raju, R. Gowrishankar, K. Venkataramaniah, R. Johnson, and P. Voruganti,“Versatility of a colorless and directionless WSS based ROADM architecture,” Communication Systems and Networks and Workshops, Page(s):1-8, Jan, 2009.
【非特許文献２】H. Y. Choi, T. Tsuritani, and I. Morita,“BER-adaptive flexible format transmitter for elastic optical networks,” Optics Express, vol.20, no.17, pp.18652-18658, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
更なる大容量伝送方式として、16ＱＡＭ（Quadratuere Amplitude Modulation）等、変調信号の多値化と複数波長を用いた多重化の併用が検討されている。しかし、変調信号の多値化により受信感度が低下するため、伝送距離に制限が生じてしまう（非特許文献２）。
【０００６】
また、ＣＤＣ機能を用いた切替の場合、光ＸＣ装置を構成する光スイッチの物理的な切替に数秒程度の時間を要するため、その間は光信号断になってしまう。
【０００７】
本発明は、同一のビットパターンで位相変調して送信された複数の光信号の光伝送路長の違いによる伝送遅延差を送信側で粗調整し、受信側でデジタル信号処理を用いて受信信号間の位相同期および波形等化を行って信号合成することができる光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、冗長光信号送信機から送信される同一の光信号１〜Ｎ（Ｎは２以上の整数）をそれぞれ所定の伝送遅延を有する光伝送路を介して伝送し、冗長光信号受信機で一括受信して信号合成を行う光伝送システムにおいて、光信号１〜Ｎのうち光信号ｋ（ｋは１〜Ｎの整数）の伝送遅延が最も大きいときに、冗長光信号受信機は、光伝送路を介して伝送された光信号１〜Ｎをそれぞれコヒーレント検波し、さらにアナログデジタル変換してデジタル信号を出力するＮ個の光信号受信機と、Ｎ個の光信号受信機からそれぞれ出力されるデジタル信号を入力し、光信号ｋに対応するデジタル信号を基準に、他のデジタル信号の位相同期および適応等化処理を行った信号を合成して出力するデジタル信号処理装置とを備え、冗長光信号送信機は、光信号１〜Ｎの伝送遅延を補償する伝送遅延補償器を備え、デジタル信号処理装置で光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータをモニタし、光信号ｋの適応等化処理に用いたパラメータを基準に他の光信号との伝送遅延差を推定し、当該伝送遅延差を光信号１〜Ｎに対応する伝送遅延補償器に設定し、光信号１〜Ｎの伝送遅延差を粗調整する制御手段を備える。
【０００９】
本発明の光伝送システムにおいて、制御手段は、光信号ｋに対応する伝送遅延補償器以外の伝送遅延補償器の遅延量を順次増加させながら、光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータをモニタし、光信号ｋの適応等化処理に用いたパラメータを基準に他の光信号との伝送遅延差を推定する構成である。
【００１０】
本発明の光伝送システムにおいて、制御手段は、デジタル信号処理装置で光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータを所定の伝送手段を介して、冗長光信号受信機から冗長光信号送信機にフィードバック伝送する構成である。
【００１１】
本発明の光伝送システムにおいて、デジタル信号処理装置で光信号１〜Ｎの適応等化処理に用いたパラメータは、適応等化器のタップ係数であり、制御手段は、光信号ｋの適応等化処理に用いたタップ係数とその他の各光信号の適応等化処理に用いたタップ係数の各要素の絶対値からなる分布のピーク差分により、信号間の伝送遅延差を推定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、同一のビットパターンで位相変調して送信された複数の光信号の光伝送路長の違いによる伝送遅延差を、受信側のデジタル信号処理における適応等化処理のパラメータをモニタしながら送信側で粗調整し、受信側でデジタル信号処理を用いて受信信号間の位相同期および適応等化処理を行って信号合成することができる。これにより、伝送品質を改善して大容量伝送を容易にし、さらに光ネットワーク障害発生時の光信号断を防止して安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光伝送システムの実施例１の構成を示す図である。
【図２】実施例１の適応等化器２３−ｉの構成例を示す図である。
【図３】本発明の光伝送システムの実施例２におけるデジタル信号処理装置２２の構成例を示す図である。
【図４】実施例２の適応等化器２３ｘ−ｉの構成例を示す図である。
【図５】実施例２の適応等化器２３ｙ−ｉの構成例を示す図である。
【図６】ＤＰ−１６ＱＡＭ信号のデジタル信号処理時タップ係数（伝送遅延補償前）を示す図である。
【図７】ＤＰ−１６ＱＡＭ信号のデジタル信号処理時タップ係数（伝送遅延補償後）を示す図である。
【図８】ＤＰ−１６ＱＡＭ信号のデジタル信号処理後のコンスタレーションマップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の光伝送システムの実施例１の構成を示す。
図１において、冗長光信号送信機１０は、同一の電気信号を伝送遅延補償器１２−１〜１２−Ｎを介してそれぞれ光信号送信器１１−１〜１１−Ｎへ入力して同一の光信号１〜Ｎ（Ｎは２以上の整数）に変換し、光伝送路に並列出力する。光信号送信器１１−１〜１１−Ｎの前段に設置された伝送遅延補償器１２−１〜１２−Ｎは、制御器１３を用いて制御される。
【００１５】
同一の光信号１〜Ｎを伝送する光伝送路は、例えば、１コアの光ファイバをＮ本用いた構成、あるいはコア数ＬのマルチコアファイバをＫ本用いてＬ×Ｋ（＝Ｎ）の並列伝送を行う構成でもよい。
【００１６】
冗長光信号受信機２０は、光伝送路を介して伝送された光信号１〜Ｎをそれぞれコヒーレント検波し、ＡＤ変換してデジタル信号を出力する光信号受信器２１−１〜２１−Ｎと、光信号受信器２１−１〜２１−Ｎから出力されるデジタル信号を入力し、位相同期および適応等化処理を行って信号合成するデジタル信号処理装置２２とにより構成される。
【００１７】
デジタル信号処理装置２２は、適応等化器２３−１〜２３−Ｎ、位相同期器２４−１〜２４−Ｎ、信号合成器２５により構成される。適応等化器２３−１〜２３−Ｎは、光信号受信器２１−１〜２１−Ｎから出力されるｎ番目のデジタル信号ｘin,1(n) 〜ｘin,N(n) をそれぞれ入力し、適応等化信号ｘout,1(n)〜ｘout,N(n)を位相同期器２４−１〜２４−Ｎに出力する。位相同期器２４−１〜２４−Ｎは、適応等化器２３−１〜２３−Ｎから出力される適応等化信号ｘout,1(n)〜ｘout,N(n)をそれぞれ入力し、位相差φ1(n)〜φN(n)および位相同期信号ｘ'out,1(n)〜ｘ'out,N(n)を出力する。信号合成器２５は、位相同期器２４−１〜２４−Ｎから出力される位相同期信号ｘ'out,1(n)〜ｘ'out,N(n)を入力し、等利得合成または最大比合成して合成信号Ｘout(n)を出力する。また、位相同期器２４−１〜２４−Ｎから出力される位相差φ1(n)〜φN(n)および位相同期信号ｘ'out,1(n)〜ｘ'out,N(n)と、基準とする任意の位相同期器２４−ｋ（ｋ＝１〜Ｎのいずれか）から出力される位相同期信号ｘ'out,k(n) は、適応等化器２３−１〜２３−Ｎにそれぞれフィードバックされる。
【００１８】
位相同期器２４−ｉ（ｉは１〜Ｎの整数）では、光信号受信器２１−ｉにおけるコヒーレント検波時の周波数オフセット等に起因する位相同期外れの成分を位相差φi(n)として推定して出力する。さらに推定した位相差φi(n)を用いて、適応等化信号ｘout,i(n)から位相差φi(n)を修正して、位相同期信号ｘ'out,i(n) ＝ｘout,i(n)exp(-ｊφi(n))として出力する（ｊは虚数単位) 。そして、位相同期器２４−ｉから出力される位相差φi(n)および位相同期信号ｘ'out,i(n) を適応等化器２３−ｉへ入力し、さらに任意の位相同期器２４−ｋから出力される位相同期信号ｘ'out,k(n) を適応等化器２３−ｉへ入力することにより、位相同期および適応等化処理が行われる。適応等化器２３−ｉの構成および動作については後述する。
【００１９】
適応等化器２３−ｉのタップ係数ｈi の値は、冗長光信号送信機１０の制御器１３へフィードバックされる。ここで、タップ係数の値は監視制御網や対向装置等を介する等、任意の手段によりフィードバックされる。
【００２０】
冗長光信号送信機１０の制御器１３は、最も伝送遅延が大きい、例えば光伝送路長が最長のｋ番目の光伝送路ｋに対応する伝送遅延補償器１２−ｋ以外の伝送遅延補償器１２−ｉの遅延量を順次増加させる。同時に、フィードバックされた適応等化器２３−ｉのタップ係数ｈi(＝[ｈi(1),ｈi(2),…, ｈi(M)]）の絶対値を計算し、それをモニタする。Ｍは２以上の整数である。制御器１３は、適応等化器２３−ｉのＭ個のタップ係数で伝送遅延差を補償可能になるまで、伝送遅延補償器１２−ｉの遅延量を増加させた後に、最も伝送遅延が大きいｋ番目の光伝送路ｋを伝送する信号の波形等化用のタップ係数ｈk を基準として、タップ係数ｈk およびタップ係数ｈi の各要素の絶対値からなる分布｜ｈk(n)｜と｜ｈi(n)｜のピーク差分により、信号間の伝送遅延差を推定する。ｎは１〜Ｍの整数である。制御器１３は、推定した伝送遅延差に相当する遅延量を伝送遅延補償器１２−ｉにそれぞれ設定することにより、冗長光信号間に生じる伝送遅延差を補償する。
【００２１】
なお、制御器１３でタップ係数ｈk およびタップ係数ｈi から信号間の伝送遅延差を推定する処理部を冗長光信号受信機２０に備え、当該伝送遅延差の情報を冗長光信号送信機１０の制御器１３にフィードバックし、その伝送遅延差に相当する遅延量を伝送遅延補償器１２−ｉにそれぞれ設定することにより、冗長光信号間に生じる伝送遅延差を補償する構成としてもよい。
【００２２】
また、図１に示すデジタル信号処理装置２２の構成において、光伝送路で生じた波長分散による信号劣化を補償するために、適応等化器２３−１〜２３−Ｎの前段に、波長分散補償器を配置し、デジタル信号ｘin,1(n) 〜ｘin,N(n) を波長分散補償したデジタル信号ｘ'in,1(n) 〜ｘ'in,N(n) に変換してそれぞれ適応等化器２３−１〜２３−Ｎへ入力する構成としてもよい。また、非線形光学効果による波形歪みの補償等、任意の補償器をデジタル信号処理装置２２へ組み込むこともできる。
【００２３】
図２は、実施例１の適応等化器２３−ｉの構成例を示す（ｉ＝１〜Ｎ）。
図２において、適応等化器２３−ｉは、（Ｍ−１）個の遅延器３１と、Ｍ個のタップ係数ｈi(＝[ｈi(1),ｈi(2),…, ｈi(M)]）３２と、加算器３３と、タップ係数計算部３４と、収束判定部３５と、参照信号生成部３６とにより構成される。
【００２４】
加算器３３は、デジタル信号ｘin,i(n) およびＭ−１個の遅延器３１で遅延したデジタル信号ｘin,i(n-1) ，…，ｘin,i(n-M+1) へ、Ｍ個のタップ係数ｈi ３２をそれぞれ乗じたデジタル信号を加算し、適応等化信号
ｘout,i(n) ＝ｈi ｘTin,i(n)   （ｘTin,i(n) はｘin,i(n) 転置行列）
を出力する。
【００２５】
参照信号生成部３６は、基準となる任意の位相同期器２４−ｋから出力される位相同期信号ｘ'out,k(n) を用いて、所定のタップ係数更新アルゴリズムに応じた参照信号ｄk(n)を出力する。
【００２６】
タップ係数計算部３４は、加算器３３から出力される適応等化信号ｘout,i(n)と、位相同期器２４−ｉから出力される位相差φi(n)および位相同期信号ｘ'out,i(n) と、参照信号生成部３６から出力される参照信号ｄk(n)を用いてタップ係数ｈi を更新し、誤差信号εi(n)を出力する。
【００２７】
収束判定部３５は、タップ係数計算部３４から出力される誤差信号εi(n)を用いて収束判定を行い、収束後に、タップ係数計算部３４で、参照信号生成部３６から出力される参照信号ｄk(n)を用いてタップ係数ｈi を更新する。
【００２８】
タップ係数の更新方法について、ＱＰＳＫ信号を例として説明する。タップ係数計算部３４において、収束前のタップ係数は、例えばブラインドアルゴリズムであるＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）を用いて、次式で更新することができる。
【００２９】
【数１】
0005943891.tif 000002
μはステップサイズパラメータ、ｘ*in,i(n)はｘin,i(n) の複素共役を示す。
【００３０】
収束後は、例えば判定帰還型アルゴリズムであるＤＤ−ＬＭＳ（Decision Directed Least Mean Square ）アルゴリズムを用いて、タップ係数を次式で更新することにより、信号間の位相を同期して波形等化することができる。
【００３１】
【数２】
0005943891.tif 000003
【００３２】
この時、参照信号ｄk(n)は、参照信号生成部３６において、任意の位相同期器２４−ｋから出力される位相同期信号ｘ'out,k(n) を用いて生成する。ＱＰＳＫ信号の場合、参照信号ｄk(n)は次式で決定される。
【００３３】
【数３】
0005943891.tif 000004
【００３４】
また、収束後に、ブラインドアルゴリズムであるＣＭＡを用いて、タップ係数を次式で更新することにより、適応等化信号ｘout,1(n)〜ｘout,N(n)の位相を同期して波形等化することもできる。
【００３５】
【数４】
0005943891.tif 000005
【００３６】
この時、参照信号ｄk(n)として位相同期信号ｘ'out,k(n) を用いるため、参照信号生成部３６では、任意の位相同期器２４−ｋから出力される位相同期信号ｘ'out,k(n) をそのまま出力する。
【００３７】
以上、タップ係数の更新例としてＱＰＳＫ信号の場合について説明したが、任意の変調方式で変調された信号へも本発明のデジタル信号処理装置を適用することができる。また、収束前にＣＭＡ、収束後にＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムもしくはＣＭＡを用いているが、任意の適応等化アルゴリズムを用いることができる。
【実施例２】
【００３８】
図３は、本発明の光伝送システムの実施例２におけるデジタル信号処理装置２２の構成例を示す。
【００３９】
本実施例の光伝送システムにおける冗長光信号送信機（図示せず）は、 256Ｇbit/s ＤＰ−16ＱＡＭ方式で変調および偏波多重された同一の光信号を光伝送路１，２，３に出力する。各光伝送路は、光アンプ間を１区間として５区間で構成され、光伝送路１，２，３における１区間の光ファイバ長はそれぞれ80ｋｍ、90ｋｍ、 100ｋｍとしている。なお、実施例１との関係では、Ｎ＝３、ｋ＝３の場合に相当する構成例を示す。
【００４０】
冗長光信号受信機の光信号受信器２１−１〜２１−３は、光伝送路１〜３を介して偏波多重伝送された光信号をそれぞれｘ偏波およびｙ偏波へ偏波分離してコヒーレント検波し、ＡＤ変換してｎ番目のｘ偏波のデジタル信号ｘin,1(n) 〜ｘin,3(n) およびｙ偏波のデジタル信号ｙin,1(n) 〜ｙin,3(n) を出力する。ｘ偏波の信号を実線、ｙ偏波の信号を破線で示す。デジタル信号処理装置２２は、光信号受信器２１−１〜２１−３から出力されるｎ番目のｘ偏波のデジタル信号ｘin,1(n) 〜ｘin,3(n) 、およびｙ偏波のデジタル信号ｙin,1(n) 〜ｙin,3(n) をそれぞれ入力し、位相同期および適応等化処理を行って信号合成する構成である。なお、図３では、ｎ番目のデジタル信号であることを示す(n) の表記は省略している。
【００４１】
デジタル信号処理装置２２は、ｘ偏波に対応する波長分散補償器２６ｘ−１〜２６ｘ−３、適応等化器２３ｘ−１〜２３ｘ−３、位相同期器２４ｘ−１〜２４ｘ−３、信号合成器２５ｘと、ｙ偏波に対応する波長分散補償器２６ｙ−１〜２６ｙ−３、適応等化器２３ｙ−１〜２３ｙ−３、位相同期器２４ｙ−１〜２４ｙ−３、信号合成器２５ｙにより構成される。
【００４２】
ｘ偏波に対応する波長分散補償器２６ｘ−１〜２６ｘ−３は、ｎ番目のｘ偏波のデジタル信号ｘin,1(n) 〜ｘin,3(n) を入力し、波長分散を補償した波長分散補償信号ｘ' in,1(n) 〜ｘ' in,3(n) を出力する。ｙ偏波に対応する波長分散補償器２６ｙ−１〜２６ｙ−３は、ｎ番目のｙ偏波のデジタル信号ｙin,1(n) 〜ｙin,3(n) を入力し、波長分散を補償した波長分散補償信号ｙ'in,1(n)〜ｙ'in,3(n)を出力する。
【００４３】
ｘ偏波に対応する適応等化器２３ｘ−１〜２３ｘ−３は、波長分散補償信号ｘ'in,1(n)〜ｘ'in,3(n)およびｙ'in,1(n)〜ｙ'in,3(n)をそれぞれ入力し、適応等化信号ｘout,1(n)〜ｘout,3(n)を出力する。位相同期器２４ｘ−１〜２４ｘ−３は、適応等化信号ｘout,1(n)〜ｘout,3(n)をそれぞれ入力し、位相差φx1(n)〜φx3(n) および位相同期信号ｘ'out,1(n)〜ｘ'out,3(n) を出力する。信号合成器２５ｘは、位相同期信号ｘ'out,1(n) 〜ｘ' out,3(n)を入力し、等利得合成または最大比合成して合成信号Ｘout(n)を出力する。また、位相同期器２４ｘ−１〜２４ｘ−３から出力される位相差φx1(n) 〜φx3(n) および位相同期信号ｘ'out,1(n)〜ｘ'out,3(n)と、基準とする位相同期器２４−３から出力される位相同期信号ｘ'out,3(n) は、適応等化器２３ｘ−１〜２３ｘ−３にそれぞれフィードバックされる。
【００４４】
ｙ偏波に対応する適応等化器２３ｙ−１〜２３ｙ−３は、波長分散補償信号ｘ'in,1(n)〜ｘ'in,3(n)およびｙ'in,1(n)〜ｙ'in,3(n)をそれぞれ入力し、適応等化信号ｙout,1(n)〜ｙout,3(n)を出力する。位相同期器２４ｙ−１〜２４ｙ−３は、適応等化信号ｙout,1(n)〜ｙout,3(n)をそれぞれ入力し、位相差φy1(n)〜φy3(n) および位相同期信号ｙ'out,1(n)〜ｙ'out,3(n) を出力する。信号合成器２５ｙは、位相同期信号ｙ'out,1(n) 〜ｙ' out,3(n)を入力し、等利得合成または最大比合成して合成信号Ｙout(n)を出力する。また、位相同期器２４ｙ−１〜２４ｙ−３から出力される位相差φy1(n) 〜φy3(n) および位相同期信号ｙ'out,1(n)〜ｙ'out,3(n)と、基準とする位相同期器２４−３から出力される位相同期信号ｙ'out,3(n) は、適応等化器２３ｙ−１〜２３ｙ−３にそれぞれフィードバックされる。
【００４５】
このように、実施例２のデジタル信号処理装置２２では、光伝送路１〜３で生じた波長分散による信号劣化を補償するために、適応等化器２３ｘ−１〜２３ｘ−３、２３ｙ−１〜２３ｙ−３の前段に波長分散補償器２６ｘ−１〜２６ｘ−３および２６ｙ−１〜２６ｙ−３を配置する構成としているが、その他の位相同期器２４ｘ−１〜２４ｘ−３および２４ｙ−１〜２４ｙ−３と、信号合成器２５ｘおよび２５ｙは、実施例１と同様の機能を有している。
【００４６】
図４は、実施例２の適応等化器２３ｘ−ｉの構成例を示す（ｉ＝１，２，３）。
図４において、適応等化器２３ｘ−ｉは、２（Ｍ−１）個の遅延器３１と、Ｍ個のタップ係数ｈxx,i(＝[ｈxx,i(1),ｈxx,i(2),…, ｈxx,i(M)]）およびＭ個のタップ係数ｈxy,i(＝[ｈxy,i(1),ｈxy,i(2),…, ｈxy,i(M)]）３２と、加算器３３と、タップ係数計算部３４と、収束判定部３５と、参照信号生成部３６とにより構成される。
【００４７】
加算器３３は、波長分散補償信号ｘ'in,i(n) およびｙ'in,i(n) と、それぞれＭ−１個の遅延器３１で遅延した波長分散補償信号ｘ'in,i(n-1) ，…，ｘ'in,i(n-M+1)   およびｙ'in,i(n-1) ，…，ｙ'in,i(n-M+1) へ、それぞれＭ個のタップ係数ｈxx,iおよびｈxy,i３２をそれぞれ乗じた波長分散補償信号を加算し、適応等化信号
ｘout,i(n) ＝ｈxx,iｘ'Tin,i(n)＋ｈxy,iｙ'Tin,i(n)
を出力する。
【００４８】
参照信号生成部３６は、最も伝送遅延が大きい光伝送路に対応する位相同期器２４−３から出力される基準となる位相同期信号ｘ'out,3(n) を用いて、上記のタップ係数更新アルゴリズムに応じた参照信号ｄ3(n)を出力する。
【００４９】
タップ係数計算部３４は、加算器３３から出力される適応等化信号ｘout,i(n)と、位相同期器２４−ｉから出力される位相差φxi(n) および位相同期信号ｘ'out,i(n) と、参照信号生成部３６から出力される参照信号ｄx3(n) を用いてタップ係数ｈxx,iおよびｈxy,iを更新し、誤差信号εxi(n) を出力する。
【００５０】
収束判定部３５は、タップ係数計算部３４から出力される誤差信号εxi(n) を用いて収束判定を行い、収束後に、タップ係数計算部３４で、参照信号生成部３６から出力される参照信号ｄxk(n) を用いてタップ係数ｈxx,iおよびｈxy,iを更新する。
【００５１】
図５は、実施例２の適応等化器２３ｙ−ｉの構成例を示す（ｉ＝１，２，３）。
図５において、適応等化器２３ｙ−ｉは、２（Ｍ−１）個の遅延器３１と、Ｍ個のタップ係数ｈyx,i(＝[ｈyx,i(1),ｈyx,i(2),…, ｈyx,i(M)]）およびＭ個のタップ係数ｈyy,i(＝[ｈyy,i(1),ｈyy,i(2),…, ｈyy,i(M)]）３２と、加算器３３と、タップ係数計算部３４と、収束判定部３５と、参照信号生成部３６とにより構成される。各部は、図４に示す適応等化器２３ｘ−ｉの各部と同様の機能を有する。
【００５２】
図４の適応等化器２３ｘ−ｉおよび図５の適応等化器２３ｙ−ｉのそれぞれのタップ係数計算部３４で得られたタップ係数ｈxx,i、ｈxy,i、ｈyx,i、およびｈyy,iは、実施例１と同様に、図１に示す冗長光信号送信機１０の制御器１３にフィードバックされる。また、実施例１と同様に、タップ係数の値は監視制御網や対向装置等を介する等、任意の手段によりフィードバックされる。
【００５３】
また、図４および図５のタップ係数計算部３４では、例えば実施例１と同様に、収束前はＣＭＡを、収束後は参照信号ｄx3(n) およびｄy3(n) を用いたＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムへ切り替えて更新することにより、信号間の位相を同期して波形等化することができる。
【００５４】
タップ係数計算部３４において、収束前のＣＭＡによるタップ係数更新式は、次のようになる。
【数５】
0005943891.tif 000006
【００５５】
また、参照信号ｄx3(n) およびｄy3(n) を用いた収束後のＤＤ−ＬＭＳアルゴリズムによるタップ係数更新式は、次のようになる。
【数６】
0005943891.tif 000007
【００５６】
ここで、参照信号ｄx3(n) およびｄy3(n) は、参照信号生成部３４において、位相同期器２４ｘ−３，２４ｙ−３から出力される位相同期信号ｘ'out,3(n)およびｙ'out,3(n)を用いて実施例１，２と同様に生成する。
【００５７】
また、実施例１と同様に、収束前後のタップ係数更新アルゴリズムは、任意の適応等化アルゴリズムを用いることもできる。
【００５８】
図６は、伝送遅延補償前におけるＤＰ−１６ＱＡＭ信号のデジタル信号処理時のタップ係数の各要素の絶対値分布｜ｈxx,i(n) ｜を示す（実施例２においてｎは１〜21の整数）。
【００５９】
デジタル信号処理装置２２において、最も伝送遅延が大きい光伝送路３を伝送する３番目の受信信号を参照信号としているため、タップ係数の各要素の絶対値分布｜ｈxx,3(n) ｜のみにピーク形状が見られる。伝送遅延補償器を用いた伝送遅延補償を開始していないため、｜ｈxx,1(n) ｜および｜ｈxx,2(n) ｜は、｜ｈxx,3(n) ｜に見られるようなピーク形状となっていない。この場合は信号間に伝送遅延が生じているため、デジタル信号処理装置２２において、受信信号間の位相同期および適応等化処理を行って信号合成することができない。
【００６０】
図７は、伝送遅延補償器を用いて伝送遅延補償を行った場合におけるＤＰ−16ＱＡＭ信号のデジタル信号処理時のタップ係数の各要素の絶対値分布｜ｈxx,i(n) ｜を示す。
【００６１】
実施例１と同様に、制御器１３を用いて、最も伝送遅延が大きい光伝送路３に対応する伝送遅延補償器１２−３以外の伝送遅延補償器１２−１，１２−２の遅延量を順次増加させていくと、図７に示すように、タップ係数の各要素の絶対値分布｜ｈxx,1(n) ｜および｜ｈxx,2(n) ｜は、｜ｈxx,3(n) ｜と同様のピーク形状となる。このように、伝送遅延補償器を用いて信号間の伝送遅延を補償することにより、デジタル信号処理装置２２において受信信号間の位相同期および適応等化処理を行って信号合成することができる。
【００６２】
ここで、図７では、タップ係数の絶対値のピーク差分により、伝送遅延補償器１２−１の遅延量は３ビット分不足、および伝送遅延補償器１２−２の遅延量は３ビット分過剰であることが分かる。制御器１３が推定したこれらの伝送遅延量から、｜ｈxx,3｜のピークへ｜ｈxx,1｜および｜ｈxx,2｜のピークが一致するように、制御器１３により伝送遅延補償器１２−１および伝送遅延補償器１２−２の遅延量を調整することにより、信号間の伝送遅延を完全に補償することができる。
【００６３】
本実施例では、制御器１３においてタップ係数の絶対値｜ｈxx,i｜を用いて遅延量の推定を行ったが、｜ｈxy,i｜、｜ｈyx,i｜、あるいは｜ｈyy,i｜を用いて遅延量の推定を行ってもよい。
【００６４】
図８は、ＤＰ−16ＱＡＭ信号のデジタル信号処理後のコンスタレーションマップを示す。光伝送路１〜３を伝送後の信号を通常のデジタルコヒーレント受信した場合の伝送特性は、それぞれＢＥＲ（Bit Error Rate）で、5.80×10-3、5.91×10-3、6.05×10-3であった。
【００６５】
次に、実施例２に記載の構成により、送信側の伝送遅延差を制御器と伝送遅延補償器で補償した後に、デジタル信号処理で信号間の位相を同期して波形等化し合成することにより、波形合成後のＢＥＲは4.58×10-5となり、伝送特性改善が確認できた。
【００６６】
本実施例において、光伝送路に障害が発生した場合を想定して光伝送路１を切断した場合における光伝送路１〜３の合成信号の伝送特性はＢＥＲで4.37×10-4となった。本発明の光伝送システムにおけるデジタル信号処理では、参照信号を用いたタップ係数更新を行うため、光伝送路断時に生じるノイズ成分を抑制することができる。そのため光伝送路に障害が発生した場合においても、単独の伝送時に比べて伝送特性が改善しており、例えば、２つの光伝送路を合成した伝送特性で伝送距離を決定し、通常時に３伝送路で運用することで、いずれかの方路で障害が発生しても、信号断することなく伝送を継続することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  冗長光信号送信機
１１−１〜１１−Ｎ  光信号送信器
１２−１〜１２−Ｎ  伝送遅延補償器
１３  制御器
２０  冗長光信号受信機
２１−１〜２１−Ｎ  光信号受信器
２２  デジタル信号処理装置
２３−１〜２３−Ｎ，２３ｘ−１〜２３ｘ−３，２３ｙ−１〜２３ｙ−３  適応等化器  ２４−１〜２４−Ｎ，２４ｘ−１〜２４ｘ−３，２４ｙ−１〜２４ｙ−３  位相同期器  ２５，２５ｘ，２５ｙ  信号合成器
２６ｘ−１〜２６ｘ−３  波長分散補償器
２６ｙ−１〜２６ｙ−３  波長分散補償器
３１  遅延器
３２  タップ係数ｈi 
３３  加算器
３４  タップ係数計算部
３５  収束判定部
３６  参照信号生成部
【図１】
0005943891.tif 000008
【図２】
0005943891.tif 000009
【図３】
0005943891.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005943891.tif 000015