(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチバンド光直交周波数多重（光ＯＦＤＭ）伝送方式による光伝送装置において、
マルチバンド光ＯＦＤＭ信号のうちの１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号からパイロット信号を抽出する手段と、
前記パイロット信号から位相雑音の変動量を検出する手段と、
前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償する手段と、
を備える受信器を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号以外は、パイロット信号および該パイロット信号のガードバンドを設けずに送信する送信器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記補償する手段は、全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に分散補償を適用した後に、前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償する手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
マルチバンド光直交周波数多重（光ＯＦＤＭ）伝送方式による光伝送方法において、
送信器が、マルチバンド光ＯＦＤＭ信号のうちの１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号以外はパイロット信号および該パイロット信号のガードバンドを設けずに送信するステップと、
受信器が、前記１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号からパイロット信号を抽出するステップと、
受信器が、前記パイロット信号から位相雑音の変動量を検出するステップと、
受信器が、前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償するステップと、
を有することを特徴とする光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野に関するものである。より詳細には、マルチバンド光直交周波数多重（光ＯＦＤＭ）伝送方式による光伝送装置および伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号の光ファイバ伝送において、非特許文献１に示すように、マルチバンド光直交周波数多重（光ＯＦＤＭ）伝送方式が提案されている。これは、高速信号を多数の低速信号に分割し、低速信号を多数のサブキャリアにて伝送する方式である。この伝送方式において、特許文献１、非特許文献２に示すように、受信器でＲＦパイロット信号による位相雑音補償を行う。
【０００３】
図１は、光ＯＦＤＭで使用されているＲＦパイロットを用いた位相雑音補償を示す。送信器は、生成信号にＲＦパイロット信号を設けて送信する（図１（ａ））。受信器（図１（ｂ））は、光ＯＦＤＭ信号を分岐して、フィルタでＲＦパイロット信号を抽出し、抽出したＲＦパイロット信号の位相共役を光ＯＦＤＭ信号にかけることによって、位相雑音の変動量を検出する。
【０００４】
図２は、位相雑音補償の詳細について示す。図２（ａ）に、電気信号スペクトルを示す。ＲＦパイロット信号の角周波数をωｐとする。これを、光変調器を用いて、角周波数ω０の光波を変調した光信号の光信号スペクトルを図２（ｂ）に示す。角周波数（ω０＋ωｐ）の光波が生成される。この光波の時間軸信号はｅｘｐ（ｊ（ω０＋ωｐ）ｔ）と表される。ここでｊは虚数単位、ｔは時間［ｓ］である。位相雑音があると光信号はｅｘｐ（ｊ（ω０ｔ＋ωｐｔ＋φ（ｔ）））となる。伝送後にωＬの局所発振光と干渉させて、光電気信号変換器で電気信号にすると、電気信号はｅｘｐ［ｊ｛（ω０＋ωｐ−ωＬ）ｔ＋φ（ｔ）｝］となる。これに、ＲＦパイロット信号の位相共役信号ｅｘｐ（−ｊ（ω０＋ωｐ−ωＬ）ｔ）をかけることによって、位相雑音ｅｘｐ（ｊ（φ（ｔ）））が検出できる。
【０００５】
図３に、従来例のマルチバンド光ＯＦＤＭを示す。図３（ａ）にはマルチバンド光ＯＦＤＭ信号生成の概念図を示す。光源のレーザ光ωｂから、マッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）により３つの角周波数ωａ、ωｂ、ωｃが生成される。これらの角周波数は３つに分岐され、各光波は光フィルタａ、ｂ、ｃを通り、ＩＱ変調器により光ＯＦＤＭ信号に変調される。その後、変調された各光ＯＦＤＭ信号は合波され、送信される。図３（ｂ）は、マルチバンド光ＯＦＤＭ信号の模式図を示す。各光ＯＦＤＭ信号は位相雑音補償のため設けられたＲＦパイロット信号の抽出のため、ガードバンドを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３２０２４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】H.Takahashi et al, ECOC2010, Tu.3.C.1
【非特許文献２】S.L. Jansen et al,J. Lightwave Technol. Vol.26, No. 1, pp. 6-15 (2008).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＲＦパイロット信号用のガードバンドが設けられているため、その領域を信号として使用できないという問題がある。以下に従来法のＲＦパイロット信号による位相雑音補償を示す。光ＯＦＤＭ信号は多数のサブキャリアからなっている信号であるので、
【数１】
0005865135.tif 000002
で表すことができ、また、図３（ｂ）のマルチバンド光ＯＦＤＭ信号は、
【数２】
0005865135.tif 000003
で表すことができる。従来法の場合、
【数３】
0005865135.tif 000004
で示すように、各光ＯＦＤＭ信号Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれのＲＦパイロット信号により位相雑音の変動量を検出し、その位相共役をかけることによって位相雑音補償する。１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号の帯域幅は２〜５ＧＨｚであり、ＲＦパイロット用ガードバンドは０．２ＧＨｚであるので、例えば信号が２ＧＨｚの場合、１０％が信号として使用できない。そのため、周波数利用効率の低下に繋がる。
【０００９】
したがって、本発明は、位相雑音補償に用いるＲＦパイロット信号を、１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号のみに設け、周波数利用効率を向上させるマルチバンド光ＯＦＤＭ伝送方式による光伝送装置および伝送方法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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明の光伝送装置は、マルチバンド光ＯＦＤＭ伝送方式による光伝送装置において、マルチバンド光ＯＦＤＭ信号のうちの１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号からパイロット信号を抽出する手段と、前記パイロット信号から位相雑音の変動量を検出する手段と、前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償する手段とを備える受信器を備える。
【００１１】
また、前記１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号以外は、パイロット信号および該パイロット信号のガードバンドを設けずに送信する送信器をさらに備えることも好ましい。
【００１２】
また、前記補償する手段は、全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に分散補償を適用した後に、前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償する手段であることも好ましい。
【００１３】
上記課題を解決するため本発明の光伝送方法は、マルチバンド光ＯＦＤＭ伝送方式による光伝送方法において、送信器が、マルチバンド光ＯＦＤＭ信号のうちの１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号以外はパイロット信号および該パイロット信号のガードバンドを設けずに送信するステップと、受信器が、前記１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号からパイロット信号を抽出するステップと、受信器が、前記パイロット信号から位相雑音の変動量を検出するステップと、受信器が、前記位相雑音の変動量を全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号に適用し位相雑音を補償するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本発明により、従来設けられたＲＦパイロット用ガードバンドを、１つのバンドの光ＯＦＤＭ信号以外設ける必要がなくなるので、その領域分の周波数を信号として利用することができ、周波数利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＲＦパイロット信号を用いた位相雑音補償について示す図である。
【図２】位相雑音補償の詳細について示す図である。
【図３】従来例のマルチバンド光ＯＦＤＭについて示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態での送信器と受信器の構成を示す。
【図５】本発明によるマルチバンド光ＯＦＤＭの模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態での送信器と受信器の構成を示す。
【００１７】
図４（ａ）は、送信器の構成を示す。送信器は、光源１１、ＭＺＭ１２、分岐部１３、光フィルタ１４、ＩＱＭ１５、および合波部１６を備えている。従来例と同じように、光源１１のレーザ光ωｂから、マッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ１２）により３つの角周波数ωａ、ωｂ、ωｃが生成される。これらの角周波数は、分岐部１３で、３つに分岐され、各光波は光フィルタ１４ａ、ｂ、ｃを通り、ＩＱ変調器（ＩＱＭ１５）により光ＯＦＤＭ信号に変調される。その後、変調された各光ＯＦＤＭ信号は、合波部１６で合波され、送信される。ただし、本実施形態では、１つの信号のみにＲＦパイロット信号を設ける。図４（ａ）では、角周波数ωｂの光信号のみＲＦパイロット信号が設けられている。
【００１８】
図４（ｂ）は、受信器の構成を示す。受信器は、分岐部２１、分岐部２２、フィルタ２３、共役部２４、および積算部２５を備えている。分岐部２１で受信した光ＯＦＤＭ信号を分岐し、３つの角周波数ωａ、ωｂ、ωｃの光ＯＦＤＭ信号を生成する。本実施形態では、角周波数ωｂの光ＯＦＤＭ信号のみ、分岐部２２で分岐して、フィルタ２３でＲＦパイロット信号を抽出し、共役部２４で抽出したＲＦパイロット信号の位相共役を行う。積算部２５は、位相共役されたＲＦパイロット信号を、角周波数ωｂの光ＯＦＤＭ信号だけでなく、全てのバンドの光ＯＦＤＭ信号（角周波数ωａ、ωｃの光ＯＦＤＭ信号）にかけることによって、位相雑音を検出する。
【００１９】
図５は、本発明によるマルチバンド光ＯＦＤＭの模式図を示す。以下に、本発明のＲＦパイロット信号による位相雑音補償を示す。光ＯＦＤＭ信号、マルチバンド光ＯＦＤＭ信号は、それぞれ、式（１）、式（２）のように表される。本実施形態では、光ＯＦＤＭ信号Ｂに設けられたＲＦパイロット信号により位相雑音の変動量を算出する。マルチバンド光ＯＦＤＭ信号は一つのレーザ光から生成されているため、各バンドの光ＯＦＤＭ信号が持つ位相雑音の変動量は全て同じである。したがって、
【数４】
0005865135.tif 000005
（４）式に示すようにその変動量を光ＯＦＤＭ信号Ａ、Ｂ、Ｃに適用することができる。これより、従来ＲＦパイロット信号用に設けられていたガードバンドの領域を信号として利用することができる。
【００２０】
また、光ＯＦＤＭ信号の分散が大きいとき、位相雑音がバンド間で異なる。このため、本発明の第２の実施形態では、受信器において分散補償を行い、同一時刻に発生した位相雑音をバンド間で等価的に同じ時刻となるよう揃える。その後、第１の実施形態に示すように位相雑音補償を行うことにより、補償精度が上がる。
【００２１】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００２２】
１１  光源
１２  ＭＺＭ
１３  分岐部
１４  光フィルタ
１５  ＩＱＭ
１６  合波部
２１  分岐部
２２  分岐部
２３  フィルタ
２４  共役部
２５  積算部
【図１】
0005865135.tif 000006
【図２】
0005865135.tif 000007
【図３】
0005865135.tif 000008
【図４】
0005865135.tif 000009
【図５】
0005865135.tif 000010