(57)【要約】【課題】空間多重化された光伝送システムにおいて、空間伝送路間のクロストークの影響を低減すること。【解決手段】受信器２ａは、光ＤＥＭＵＸ２１ａと、位相同期光源２２と、Ｏ／Ｅ２３と、ＤＳＰ２９とを含めて構成され、光ＤＥＭＵＸ２１ａは、空間多重された光ファイバから受信した複数の信号光を別々の信号光として取り出し、位相同期光源２２は、光ＤＥＭＵＸ２１ａが取り出した複数の信号光それぞれについて、信号光と同一周波数の局発光を提供し、複数の信号光ごとのＯ／Ｅ２３は、信号光の光信号および局発光の光信号を電気信号に変換し、ＤＳＰ２９は、各Ｏ／Ｅ２３からの電気信号に対して、所定の周波数間隔の位相回転成分によって補正した電気信号と、補正していない電気信号とでそれぞれ波形等化処理を実行し、その実行結果の各電気信号を加算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一心の光ファイバ中に複数の伝搬モードでそれぞれ信号光を伝搬可能なマルチモードファイバに向かって複数の信号光を送信する光マルチプレクサを有しており、
前記光マルチプレクサは、互いに同時期に送信される複数の信号光には、それぞれ別々の周波数を割り当てていることを特徴とする
送信器。
【請求項２】
一心の光ファイバ中に信号光を伝搬する伝送路となるコアを複数形成したマルチコアファイバに向かって複数の信号光を送信する光マルチプレクサを有しており、
前記光マルチプレクサは、互いに同時期に送信される複数の信号光には、それぞれ別々の周波数を割り当てていることを特徴とする
送信器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の送信器と、その送信器から送信された信号光を受信する受信器とを含めて構成され、
前記送信器の光マルチプレクサは、前記同時期に送信される複数の信号光に割り当てる別々の周波数について、各周波数どうしの所定の周波数間隔は、時間経過によらず一定の間隔を保ち続けることとし、
前記受信器は、
前記光ファイバから受信した複数の信号光を別々の信号光として取り出す光デマルチプレクサと、
前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光それぞれについて、信号光と同一周波数の局発光を提供する位相同期光源と、
前記光デマルチプレクサが取り出した信号光の光信号および局発光の光信号を電気信号に変換する、複数の信号光ごとのＯ／Ｅと、
前記Ｏ／Ｅが出力する電気信号に対して前記所定の周波数間隔の位相回転成分によって補正する位相回転補償回路と、
前記位相回転補償回路が補正した電気信号と、前記位相回転補償回路が補正していない電気信号とでそれぞれ波形等化処理を実行する波形等化回路と、
前記波形等化回路が出力する各電気信号を加算する加算回路とを含めて構成されることを特徴とする
光伝送システム。
【請求項４】
一心の光ファイバ中に向かって複数の信号光を空間多重により送信する送信器と、その送信器から送信された信号光を受信する受信器とを含めて構成される光伝送システムによって実行され、
前記送信器は、前記同時期に送信される複数の信号光に割り当てる別々の周波数について、各周波数どうしの所定の周波数間隔は、時間経過によらず一定の間隔を保ち続けることとし、
前記受信器は、光デマルチプレクサと、位相同期光源と、Ｏ／Ｅと、ＤＳＰとを含めて構成され、
前記光デマルチプレクサは、前記光ファイバから受信した複数の信号光を別々の信号光として取り出し、
前記位相同期光源は、前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光それぞれについて、信号光と同一周波数の局発光を提供し、
前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光ごとの前記Ｏ／Ｅは、信号光の光信号および局発光の光信号を電気信号に変換し、
前記ＤＳＰは、各前記Ｏ／Ｅからの電気信号に対して、前記所定の周波数間隔の位相回転成分によって補正した電気信号と、補正していない電気信号とでそれぞれ波形等化処理を実行し、その実行結果の各電気信号を加算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、光送信器、光伝送システム、および、光伝送方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信需要の増大に伴い、大容量トラヒックの伝送を可能とする光信号変調技術や光信号多重技術を用いた光伝送ネットワークが普及しつつある。特に１波当たりの伝送速度が100Gbps以上の超高速伝送システムにおいて、コヒーレント検波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。ここで、受信側でコヒーレント検波された信号の後段にてデジタル信号処理を行うことで、優れた伝送特性が実現されている。
【０００３】
光伝送を大容量化するアプローチとして、一心の光ファイバ中に同時に複数の信号光を送信可能とする空間多重技術が用いられる。光ファイバの空間の自由度を付加することで、従来のシングルモード形の光ファイバの限界を超える大容量光伝送が可能となる。
空間多重技術は、例えば、マルチモード、または、マルチコアである。マルチモードとは、一心の光ファイバを複数の伝搬モードに対応させることであり、光ファイバ内の信号光の伝搬角度が各伝搬モードで互いに異なっている。一方、マルチコアとは、一心の光ファイバ中に、屈折率の大きな領域（コア）を複数形成した光ファイバを用いる方式である。
【０００４】
なお、空間多重技術において、ある空間伝送路（モード、コア）で送信される信号光は、別の空間伝送路で送信される信号光と干渉しないことが理想である。しかし、実際には、別々の空間伝送路であっても、ある信号光が別の空間伝送路と干渉してしまう、クロストーク（以下「ＸＴ」）が発生してしまう。
そこで、非特許文献１，２，３には、複数の空間伝送路でそれぞれ送信される信号光をもとに、デジタル信号処理技術（等化器）によりクロストークを補償することが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K. Shibahara et. al.,「Dense SDM (12-core × 3-mode) transmission over 527 km with 33.2-ns mode-dispersion employing low-complexity parallel MIMO frequency-domain equalization」,Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 2015, Th5C.3
【非特許文献２】K. Igarashi et. al.,「114 Space-Division-Multiplexed Transmission over 9.8-km Weakly-Coupled-6-Mode Uncoupled-19-Core Fibers」,Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 2015, Th5C.4
【非特許文献３】坂本泰志,他「結合型マルチコアファイバを用いたMIMO伝送システムにおけるコア間群遅延差特性及び伝送特性の評価」、信学技報、OFT2014-55(2015-01)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ある空間伝送路には、本来その空間伝送路で送信されるべき信号光の主信号が存在するだけでなく、別の空間伝送路における信号光がＸＴ信号として干渉してしまっている。非特許文献１，２，３においては、複数の空間伝送路でそれぞれ送信される信号光について、信号光の送信時の周波数は特に規定されていない。
【０００７】
よって、複数の空間伝送路間で同じ周波数で信号光が送信された場合、主信号とＸＴ信号とが同じ周波数で干渉してしまうため、クロストークの影響が大きくなってしまっていた。以下、図９〜図１１を参照して、具体的な空間多重の光伝送システムとその課題について詳しく説明する。
【０００８】
図９は、マルチモードとして３モードに対応した光伝送システムの構成図である。この光伝送システムは、送信器１ｘと、受信器２ｘとがマルチモードファイバ８ａで接続されて構成される。
送信器１ｘは、デジタルコヒーレント方式として、送信対象のデジタル信号を位相変調した光信号を送信する。送信器１ｘの光ＭＵＸ１１ｘは、複数の光信号を１本のマルチモードファイバ８ａで伝送するために波長多重を行うマルチプレクサ（Multiplexer）である。
受信器２ｘは、コヒーレント検波した光信号から、送信対象のデジタル信号を復元する。受信器２ｘの光ＤＥＭＵＸ２１ｘは、光ＭＵＸ１１ｘで多重化された光信号から複数の光信号を復元するデマルチプレクサ（Demultiplexer）である。
マルチモードファイバ８ａは、一心の光ファイバにおいて複数の光伝送モードを許容する光ファイバである。
【０００９】
カプラＣＰは、ダイオード光源Ｄから供給されたレーザ光をもとに生成した局発光をＯ／Ｅ（Optical／Electronic）２３に供給する。この局発光は、送信された各波長信号と同一波長の光源が単純分岐されたものである。
Ｏ／Ｅ２３は、光ＤＥＭＵＸ２１ｘが復元した光信号（ビート信号）ごとに、カプラＣＰから供給された局発光を用いて、光信号を電気信号に変換（コヒーレント検波）するコンバータである。
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２９ｘは、各Ｏ／Ｅ２３が出力する各電気信号に対して、ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）信号処理を行うことで、クロストーク（信号間の干渉）を補償する。
【００１０】
なお、図９では、６本の波長信号Ｌ１１〜Ｌ２３が記載されている。ここで、波長信号Ｌｎｍの表記について、ｎは周波数番号を示す整数、ｍはモード番号を示す整数である。
例えば、波長信号Ｌ１１〜Ｌ１３は、それぞれｎ＝１なので、互いに同じ光周波数で送信される。また、波長信号Ｌ２１〜Ｌ２３は、波長信号Ｌ１１〜Ｌ１３の光周波数とは別の光周波数で送信される。
また、波長信号Ｌ１１，Ｌ２１は、それぞれｍ＝１なので、互いに同じモードで送信される。
【００１１】
図１０は、マルチコアとして３コアに対応した光伝送システムの構成図である。図９と図１０との違いは、空間多重技術として図９のマルチモードの代わりに、図１０ではマルチコアが用いられる点である。
マルチコアファイバ８ｂは、マルチモードファイバ８ａの代わりに用いられる。このマルチコアファイバ８ｂは、一心の光ファイバ中に、屈折率の大きな領域（コア）を複数形成した光ファイバである。
そして、送信器１ｙの光ＭＵＸ１１ｙは、送信器１ｘの光ＭＵＸ１１ｘから置き換わり、受信器２ｙの光ＤＥＭＵＸ２１ｙは、受信器２ｘの光ＤＥＭＵＸ２１ｘから置き換わる。
【００１２】
光ＭＵＸ１１ｙは、マルチコアファイバ８ｂから光ＤＥＭＵＸ２１ｙに対して、６本の波長信号Ｌ１１〜Ｌ２３を送信する。ここで、波長信号Ｌｎｍの表記について、図９と同様に、ｎは周波数番号を示す整数、ｍはコア番号を示す整数である。例えば、波長信号Ｌ１１，Ｌ２１は、それぞれｍ＝１なので、互いに同じコアで送信される。
ＤＳＰ２９ｙは、ＤＳＰ２９ｘと同様に、各Ｏ／Ｅ２３が出力する各電気信号に対して、クロストークを補償する。
【００１３】
図１１は、空間多重度が３であるときの光スペクトルの分布グラフである。このグラフの横軸は波長信号の周波数を示し、グラフの縦軸は波長信号のパワーを示す。図９，図１０の波長信号Ｌｎｍのｎ＝１の場合を図１１の周波数「ｆ１１」とし、ｎ＝２の場合を周波数「ｆ１２」とする。
光ＭＵＸ１１ｘ，１１ｙは、３モードまたは３コアの波長信号Ｌ１１〜Ｌ１３の周波数「ｆ１１」をモード間またはコア間で同じ周波数として揃える。同様に、波長信号Ｌ２１〜Ｌ２３の周波数「ｆ１２」をモード間またはコア間で同じ周波数として揃える。
【００１４】
これにより、波長信号Ｌ１１は、第１のＯ／Ｅ２３にて主信号（実線で図示）として大きなパワーで受信できるものの、第２，第３のＯ／Ｅ２３にてＸＴ信号（破線で図示）として小さなパワーで漏れてしまう。同様に、波長信号Ｌ１２は、第２のＯ／Ｅ２３にて主信号として大きなパワーで受信できるものの、第１，第３のＯ／Ｅ２３にてＸＴ信号として小さなパワーで漏れてしまう。
このように、個々のＸＴ信号は小さなパワーであっても、互いに同じ周波数で蓄積されていくため、モード数やコア数が増えたときには、主信号に対してＸＴ信号が大きく影響してしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、空間多重化された光伝送システムにおいて、空間伝送路間のクロストークの影響を低減することを、主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、本発明の光送信器は、以下の特徴を有する。
本発明の光送信器は、一心の光ファイバ中に複数の伝搬モードでそれぞれ信号光を伝搬可能なマルチモードファイバに向かって複数の信号光を送信する光マルチプレクサを有しており、
前記光マルチプレクサが、互いに同時期に送信される複数の信号光には、それぞれ別々の周波数を割り当てていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光送信器は、一心の光ファイバ中に信号光を伝搬する伝送路となるコアを複数形成したマルチコアファイバに向かって複数の信号光を送信する光マルチプレクサを有しており、
前記光マルチプレクサが、互いに同時期に送信される複数の信号光には、それぞれ別々の周波数を割り当てていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、互いに同時期に送信される複数の信号光の周波数は、互いに重ならないように配置されているので、ある信号光に対して別の信号光がクロストークしたとしても、信号光の周波数帯への影響は少ない。よって、空間多重化された光伝送システムにおいて、空間伝送路間のクロストークの影響を低減することができる。
【００１９】
本発明の光伝送システムは、前記送信器と、その送信器から送信された信号光を受信する受信器とを含めて構成され、
前記送信器の光マルチプレクサは、前記同時期に送信される複数の信号光に割り当てる別々の周波数について、各周波数どうしの所定の周波数間隔は、時間経過によらず一定の間隔を保ち続けることとし、
前記受信器が、
前記光ファイバから受信した複数の信号光を別々の信号光として取り出す光デマルチプレクサと、
前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光それぞれについて、信号光と同一周波数の局発光を提供する位相同期光源と、
前記光デマルチプレクサが取り出した信号光の光信号および局発光の光信号を電気信号に変換する、複数の信号光ごとのＯ／Ｅと、
前記Ｏ／Ｅが出力する電気信号に対して前記所定の周波数間隔の位相回転成分によって補正する位相回転補償回路と、
前記位相回転補償回路が補正した電気信号と、前記位相回転補償回路が補正していない電気信号とでそれぞれ波形等化処理を実行する波形等化回路と、
前記波形等化回路が出力する各電気信号を加算する加算回路とを含めて構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光伝送方法は、一心の光ファイバ中に向かって複数の信号光を空間多重により送信する送信器と、その送信器から送信された信号光を受信する受信器とを含めて構成される光伝送システムによって実行され、
前記送信器は、前記同時期に送信される複数の信号光に割り当てる別々の周波数について、各周波数どうしの所定の周波数間隔は、時間経過によらず一定の間隔を保ち続けることとし、
前記受信器が、光デマルチプレクサと、位相同期光源と、Ｏ／Ｅと、ＤＳＰとを含めて構成され、
前記光デマルチプレクサが、前記光ファイバから受信した複数の信号光を別々の信号光として取り出し、
前記位相同期光源が、前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光それぞれについて、信号光と同一周波数の局発光を提供し、
前記光デマルチプレクサが取り出した複数の信号光ごとの前記Ｏ／Ｅが、信号光の光信号および局発光の光信号を電気信号に変換し、
前記ＤＳＰが、各前記Ｏ／Ｅからの電気信号に対して、前記所定の周波数間隔の位相回転成分によって補正した電気信号と、補正していない電気信号とでそれぞれ波形等化処理を実行し、その実行結果の各電気信号を加算することを特徴とする。
【００２１】
これにより、あるＯ／Ｅが主信号となる信号光に加えて、クロストークした別の信号光を検波したとしても、後段の位相回転によってクロストークした別の信号光を打ち消すような補正信号が生成される。よって、信号光と補正信号との加算によりクロストーク成分が低減されることで、クロストークの補償処理が実現される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、空間多重化された光伝送システムにおいて、空間伝送路間のクロストークの影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係わるマルチモードとして３モードに対応した光伝送システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係わるマルチコアとして３コアに対応した光伝送システムの構成図である。
【図３】本実施形態に係わる図１および図２のＤＳＰの詳細を示す構成図である。
【図４】本実施形態に係わる図３の各Ｏ／Ｅから入力されるアナログ信号の光スペクトルの分布グラフである。
【図５】本実施形態に係わる図４の分布グラフを説明するために、２信号の場合に限定したときの光スペクトルの分布グラフである。
【図６】本実施形態に係わるマルチモードとして２モードに対応した光伝送システムの構成図である。
【図７】本実施形態に係わるマルチコアとして２コアに対応した光伝送システムの構成図である。
【図８】本実施形態に係わる図６，図７の４入力形態において、１つの主信号波形と、３つのＸＴ信号波形とが検波されたときの光スペクトルの分布グラフである。
【図９】マルチモードとして３モードに対応した光伝送システムの構成図である。
【図１０】マルチコアとして３コアに対応した光伝送システムの構成図である。
【図１１】空間多重度が３であるときの光スペクトルの分布グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、マルチモードとして３モードに対応した光伝送システムの構成図である。
送信器１ａの光ＭＵＸ１１ａは、図９の送信器１ｘの光ＭＵＸ１１ｘから置き換わり、受信器２ａの光ＤＥＭＵＸ２１ａは、受信器２ｘの光ＤＥＭＵＸ２１ｘから置き換わる。光ＭＵＸ１１ａは、マルチモードファイバ８ａから光ＤＥＭＵＸ２１ａに対して、６本の波長信号Ｌ３１，Ｌ４２，Ｌ５３，Ｌ６１，Ｌ７２，Ｌ８３を送信する。
ＤＳＰ２９は、ＤＳＰ２９ｘと同様に、各Ｏ／Ｅ２３が出力する各電気信号に対して、クロストークを補償する。
【００２６】
図９と図１との主な相違点は、以下の３点である。
第１の相違点は、光ＭＵＸ１１ａが送信する波長信号Ｌｎｍの波長配置（周波数配置）の違いである（詳細は図４で後記）。前記したように、ｎは周波数番号を示す整数、ｍはモード番号を示す整数である。図９では、波長信号Ｌ１１〜Ｌ１３に示すように、別々のモードであっても、同じ周波数（ｎ＝１）が割り当てられる。図１では、互いに同時期に送信される波長信号Ｌ３１，Ｌ４２，Ｌ５３に示すように、別々の周波数（ｎ＝３，４，５）が割り当てられる。なお、ｍ＝３，ｎ＝３〜８（６種類）としたのは、あくまで一例であり、ｍ，ｎは、任意の数を用いてもよい。
【００２７】
第２の相違点は、局発光光源の違いである（詳細は図４で後記）。図９では、各Ｏ／Ｅ２３に供給される局発光は、信号光と同一波長の光源（ダイオード光源ＤおよびカプラＣＰ）が単純分岐されたものを用いる。図１では、図９のダイオード光源ＤおよびカプラＣＰの代わりに、位相同期光源２２を用いて各Ｏ／Ｅ２３に局発光を供給する。
この位相同期光源２２は、信号光と同一波長の局発光の光源である点については、図９の光源（ダイオード光源ＤおよびカプラＣＰ）と共通する。一方、第１の相違点で示したように、信号光の波長配置がモード間で別々の周波数を用いることに伴い、位相同期光源２２は、信号光ごとに別々の周波数とした局発光を、各信号光を扱うＯ／Ｅ２３へと供給する。
【００２８】
第３の相違点は、ＤＳＰ２９とＤＳＰ２９ｘ，２９ｙとの違いである（詳細は図３で後記）。図１のＤＳＰ２９は、新たに、第１の相違点で割り当てた別々の周波数間の差分値（図４のΔfの位相回転成分）を用いて、主信号を補正する。その補正後の主信号をＸＴ信号と加算することにより、ＸＴ信号のパワーを減少させることで、クロストークを補償する。
なお、図１では、送信器１ａと受信器２ａとを接続する制御線９がマルチモードファイバ８ａとは別に用意される。この制御線９は、マルチモードファイバ８ａでの光伝送で使用される各パラメータ（Δｆなど）の送受信に使用される。
【００２９】
図２は、マルチコアとして３コアに対応した光伝送システムの構成図である。図１と図２との違いは、空間多重技術として図１のマルチモードの代わりに、図２ではマルチコアが用いられる点である。
送信器１ｂの光ＭＵＸ１１ｂは、図１０の送信器１ｙの光ＭＵＸ１１ｙから置き換わり、受信器２ｂの光ＤＥＭＵＸ２１ｂは、受信器２ｙの光ＤＥＭＵＸ２１ｙから置き換わる。
マルチコアファイバ８ｂは、マルチモードファイバ８ａの代わりに用いられる。マルチコアファイバ８ｂには、６本の波長信号Ｌ３１，Ｌ４２，Ｌ５３，Ｌ６１，Ｌ７２，Ｌ８３が送信される。ここで、波長信号Ｌｎｍの表記について、図１０と同様に、ｎは周波数番号を示す整数、ｍはコア番号を示す整数である。
【００３０】
なお、空間多重技術として、図１のマルチモード、および、図２のマルチコアをそれぞれ説明した。さらに、空間多重技術として、マルチモードおよびマルチコアを併用してもよい。つまり、マルチモードファイバ８ａおよびマルチコアファイバ８ｂとして、マルチモード伝送が可能なコアを複数束ねた、光ファイバケーブルを用いてもよい。
【００３１】
図３は、図１および図２のＤＳＰ２９の詳細を示す構成図である。
ＤＳＰ２９は、Ａ／Ｄ変換器３１と、位相回転補償回路３２と、波形等化回路３３と、加算回路３４と、タップ更新器３５と、位相推定回路３６と、識別回路３７とを含めて構成される。
Ａ／Ｄ変換器３１は、各Ｏ／Ｅ２３から入力されるアナログ信号をサンプリングすることで、デジタル化する。Ａ／Ｄ変換器３１の出力線を把握しやすくするため、図３では、第１Ｏ／Ｅ２３経由の出力線（実線太線）と、第２Ｏ／Ｅ２３経由の出力線（実線細線）と、第３Ｏ／Ｅ２３経由の出力線（破線）とを区別して表記している。
【００３２】
位相回転補償回路３２は、Ａ／Ｄ変換器３１が出力するデジタル信号に対して、位相回転を作用させる。この位相回転に用いる位相回転成分を図３では、「+Δf」などで表記している。
波形等化回路３３は、時間領域もしくは周波数領域でのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタから構成されており、そのタップ係数「h11,h12,h13…」は、タップ更新器３５により更新される。
波形等化回路３３は、偏波成分ごとの最尤推定によりＦＩＲフィルタの適応信号処理を行う。なお、マルチモード伝送ではモード毎に群速度が異なることが知られている。その対応として、ＦＩＲフィルタの段数を非常に多く（群速度の遅延分の段数）設けてもよいし、ＦＩＲフィルタの前段で、モード群速度遅延を補償する機能ブロックを設けてもよい。
例えば左側の波形等化回路３３には、以下の３つのデジタル信号が入力される。
・タップ係数h11への入力信号として、位相回転なしのデジタル信号（実線太線）。
・タップ係数h12への入力信号として、「+Δf」の位相回転ありのデジタル信号（実線細線）。
・タップ係数h13への入力信号として、「+Δ2f」の位相回転ありのデジタル信号（破線）。
【００３３】
加算回路３４は、波形等化回路３３のタップ係数ごとの出力を加算することで、１つの出力信号に統合する。
タップ更新器３５は、波形等化回路３３のＦＩＲフィルタのタップ更新アルゴリズムを動作させる。タップ更新アルゴリズムによりフィルタ形状が最適化されることで、偏波分離や残留分散補償、偏波分散補償が行われるとともにクロストーク成分が補償される。
なお、タップ更新アルゴリズムとしては、例えば、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）やＬＭＳ（Least Mean Square）を用いることが可能である。これらのアルゴリズムの詳細を含む波形等化回路３３やタップ更新器３５の具体的な実装については、例えば、特開２０１５-６５５１６号公報に記載されている。
【００３４】
位相推定回路３６は、波形等化回路３３の出力信号に対して、信号光と局発光とによる位相雑音を除去し、正しい搬送波の位相基準を抽出（推定）する。
識別回路３７は、位相推定回路３６の出力信号に対して、ビット単位での誤りを訂正するなどの処理を行い、各チャンネルの送信信号をデジタルの電気信号として識別する。
【００３５】
図４は、図３の各Ｏ／Ｅ２３から入力されるアナログ信号の光スペクトルの分布グラフである。
「ａｉｊ」は、第ｊＯ／Ｅで受信した周波数＝ｉ番目の主信号波形（ａ）を示す（実線表記）。その主信号波形の中心には、位相同期光源２２が供給する局発光の基準周波数（ｆ２１〜ｆ３３）が縦の直線として示される。
なお、前記した「局発光は信号光と同一波長」という表現について、図４に例示するように、「同一波長」とは、信号光の波長ａ２１がｆ２１を中心にある程度の広がりをもって分布しており、局発光の波長ｆ２１がその中心に内包されることである。
「ｂｉｊ」は、第ｊＯ／Ｅで受信した周波数＝ｉ番目のＸＴ信号波形（ａ）を示す（破線表記）。
ここで、図1の「第１の相違点」として説明したように、光ＭＵＸ１１ａは、同時期に送信する主信号ａｉｊの周波数配置について、別々の周波数を割り当てる。この「別々の周波数」の一例として、図４では、互いにΔfの幅だけずらして配置した場合を例示した。
なお、Δfの幅だけずらして配置する例だけでなく、主信号ａｉｊどうしの周波数配置について、信号間のクロストークの影響を抑える程度にずらして配置してもよい。例えば、ａ２１の主信号の周波数分布と、ａ２２の主信号の周波数分布との重複部分が３０％以下となるように、ａ２１，ａ２２間をずらして配置する。同様に、ａ２２，ａ２３間についても、重複部分が３０％以下となるように配置する例が挙げられる。さらに、各主信号に割り当てる周波数（またはその周波数間の幅）は、時間経過によって一定でもよいし、可変としてもよい。
【００３６】
なお、基準周波数そのものは時間経過に伴って多少変化が発生しても、位相同期光源２２は、基準周波数どうしの周波数間隔（ｆ２２−ｆ２１、ｆ２３−ｆ２２）については時間経過しても一定の幅（Δf）を保ち続ける必要がある。各Ｏ／Ｅ２３で受信した電気信号の位相回転成分を揃えて信号処理を可能とするためである。よって、周波数間隔が一定である光を出力可能な光源の一例として、位相同期光源２２を用いている。
また、変調速度（ｆ３１，ｆ２１の周波数差分）に対して、波長間隔Δfを広く設定することにより、クロストーク量の重複部分を低減させることができる。一方、ｆ３１，ｆ２１の周波数差分を小さくすると、伝送容量は増加するものの、波長間隔Δfを狭く設定することにより、クロストーク量も増加してしまう。
【００３７】
各Ｏ／Ｅからの入力信号には、１つの主信号（ａ２２）と、２つのＸＴ信号（ｂ２１，ｂ２３）とが混在している。そこで、位相回転補償回路３２により「-Δf」の位相回転を作用させた主信号（ａ２１）を用いて、波形等化回路３３および加算回路３４は、同じ周波数帯のＸＴ信号（ｂ２１）を除去する。
同様に、位相回転補償回路３２により「+Δf」の位相回転を作用させた主信号（ａ２３）を用いて、波形等化回路３３および加算回路３４は、同じ周波数帯のＸＴ信号（ｂ２３）を除去する。
【００３８】
なお、主信号（ａ２２）に着目すると、２つのＸＴ信号（ｂ２１，ｂ２３）は周波数帯の一部が重複している。このような重複部分が存在する信号間の関係を、周波数的に隣接しているので「隣接信号」と呼ぶ。
周波数的に「隣接信号」であっても、コアの配置が近接していない信号同士や、モードの結合率が低い信号同士は、クロストークの影響が弱いために、干渉の度合い（パワー）も弱くなる。そこで、隣接信号であってもクロストークの影響が弱い信号同士は、ＸＴ信号の除去処理を行わなくてもよい。また、隣接信号でなくてもクロストークの影響が強い信号同士に対しても、ＸＴ信号の除去処理を行ってもよい。
なお、第１Ｏ／Ｅ２３からみて、第２Ｏ／Ｅ２３との局発光の基準周波数の差分はΔfであり、第３Ｏ／Ｅ２３との局発光の基準周波数の差分はΔ2fである。つまり、同一モードにおける隣接信号との周波数間隔（Δ2f）を、他モードの波長信号との周波数間隔（Δf）の整数倍（２倍）とするように配置する。位相同期光源２２は、同一モードの隣接信号間においても局発光の光源として共用される。
【００３９】
図５は、図４の分布グラフを説明するために、２信号の場合に限定したときの光スペクトルの分布グラフである。
周波数f21の局発光を用いて第１Ｏ／Ｅ２３が受信した波長信号（a21,b22）は、E1_OE1である。
E1_OE1≒T1・E1・exp{j2π(f1-f21)t}
T1は波長信号E1がマルチモード伝送路で受ける伝達関数である。
f1は波長信号E1の周波数（複素ベクトル）である。
【００４０】
周波数f22の局発光を用いて第２Ｏ／Ｅ２３が受信した波長信号（a22,b21）は、E1_OE2である。
E1_OE2≒T2・E1・exp{j2π(f1-f22)t}
T2は波長信号E1がモード遷移を経て、第２Ｏ／Ｅ２３で受信されるまでに伝送路で受ける伝達関数である。
ＤＳＰ２９（位相回転補償回路３２）は、E1_OE1をΔf（＝f22-f21）の位相回転成分によって補正する。そして、波形等化回路３３および加算回路３４は、補正後のE1_OE1（a21）を用いて、E1_OE2内のＸＴ信号成分（b21）を除去する。
【００４１】
図６は、マルチモードとして２モードに対応した光伝送システムの構成図である。図１のマルチモード形態との違いは、図６では、１つのＤＳＰ２９が４入力に対応している点である。
図７は、マルチコアとして２コアに対応した光伝送システムの構成図である。図２のマルチモード形態との違いは、図７では、１つのＤＳＰ２９が４入力に対応している点である。
【００４２】
図８は、図６，図７の４入力形態において、１つの主信号波形と、３つのＸＴ信号波形とが検波されたときの光スペクトルの分布グラフである。
周波数f42の局発光を用いて第２Ｏ／Ｅ２３が受信した波長信号（a42,b43など）は、E3_OE2である。
E3_OE2≒T3'・E3・exp{j2π(f3-f42)t}
T3’は波長信号E3がモード遷移を経て、第２Ｏ／Ｅ２３で受信されるまでに伝送路で受ける伝達関数である。
f3は波長信号E3の周波数（複素ベクトル）である。
【００４３】
周波数f43の局発光を用いて第３Ｏ／Ｅ２３が受信した波長信号（a43,b42など）は、E3_OE3である。
E3_OE3≒T3・E3・exp{j2π(f3-f43)t}
T3は波長信号E3が伝送路で受ける伝達関数である。
ＤＳＰ２９（位相回転補償回路３２）は、E3_OE3をΔf（＝f43-f42）の位相回転成分によって補正する。そして、波形等化回路３３および加算回路３４は、補正後のE3_OE3（a43）を用いて、E3_OE2内のＸＴ信号成分（b43）を除去する。
以上、図８のうちの１つのＸＴ信号成分（b43など）の除去処理を説明した。同様にして、残り２つのＸＴ信号波形も除去することにより、１つの主信号波形（a42など）を補償できる。
【００４４】
以上説明した本実施形態では、マルチモードおよびマルチコアを用いた空間多重光通信において、図１の説明で示した第１の相違点（波長信号Ｌｎｍの波長配置（周波数配置）の違い）により、クロストークの影響を低減することができる。
さらに、図１の説明で示した第２の相違点（局発光光源の違い）および第３の相違点（ＤＳＰ２９の位相回転補正処理など）により、クロストークを補償することで、さらに、クロストークの影響を低減することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ，１ｂ，１ｘ，１ｙ  送信器
２ａ，２ｂ，２ｘ，２ｙ  受信器
８ａ    マルチモードファイバ
８ｂ    マルチコアファイバ
９      制御線
１１ａ，１１ｂ，１１ｘ，１１ｙ  光ＭＵＸ（光マルチプレクサ）
２１ａ，２１ｂ，２１ｘ，２１ｙ  光ＤＥＭＵＸ（光デマルチプレクサ）
２２    位相同期光源
２３    Ｏ／Ｅ
２９    ＤＳＰ
３１    Ａ／Ｄ変換器
３２    位相回転補償回路
３３    波形等化回路
３４    加算回路
３５    タップ更新器
３６    位相推定回路
３７    識別回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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