(57)【要約】【課題】短距離から長距離までカバーする効率的な光伝送を実現することのできる光伝送技術を提供する。【解決手段】光受信器は、光信号を電気信号に変換する第１の光受信フロントエンド回路と、前記電気信号にデジタル信号処理を施す同じ回路構成の複数の共通回路と、伝送方式に応じて前記複数の共通回路の間を切り替える制御プロセッサと、を有する。【選択図】図２
2019029937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気信号に変換する第１の光受信フロントエンド回路と、
前記電気信号にデジタル信号処理を施す同じ回路構成の複数の共通回路と、
伝送方式に応じて、前記複数の共通回路の間を切り替える制御プロセッサと、
を有することを特徴とする光受信器。
【請求項２】
前記複数の共通回路は、少なくとも第１の共通回路と第２の共通回路を含み、
前記制御プロセッサは、シングルキャリア伝送のときは前記第１の共通回路を選択して前記第２の共通回路をオフにし、サブキャリア多重伝送のときは前記第１の共通回路と前記第２の共通回路を選択することを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
【請求項３】
前記シングルキャリア伝送のときは、前記第１の共通回路は前記電気信号を前記第１の共通回路で処理して出力し、
前記サブキャリア多重伝送のときは、前記第１の共通回路は、前記電気信号を前記第２の共通回路との間で分配し、前記第１の共通回路で第１のサブキャリア信号を処理し、前記第２の共通回路で第２のサブキャリア信号を処理することを特徴とする請求項２に記載の光受信器。
【請求項４】
前記第１の共通回路は第１の２入力２出力分岐・挿入回路を有し、
前記第２の共通回路は、前記第１の２入力２出力分岐・挿入回路と同一構成の第２の２入力２出力分岐・挿入回路を有し、
前記第１の２入力２出力分岐・挿入回路は、前記シングルキャリア伝送のときは、第１出力で前記電気信号を後段の信号処理回路に出力して第２出力をオフにし、前記サブキャリア多重伝送のときは、前記第１出力で前記電気信号を前記後段の信号処理回路に出力し、かつ前記第２出力で前記電気信号を前記第２の共通回路に供給することを特徴とする請求項３に記載の光受信器。
【請求項５】
前記第１の共通回路は、第１の周波数シフタと第１の固定等化器で前記第１のサブキャリア信号を選択し、
前記第２の共通回路は、前記第１の周波数シフタと同一構成の第２の周波数シフタと、前記第１の固定等化器と同一構成の第２の固定等化器で前記第２のサブキャリア信号を選択することを特徴とする請求項３に記載の光受信器。
【請求項６】
伝送路から受信された前記光信号を分岐して第１の光を前記第１の光受信フロントエンド回路に出力する光カプラと、
前記光カプラで分岐された第２の光を第２の電気信号に変換する第２の光受信フロントエンド回路と、
前記第２の光受信フロントエンド回路に接続され、前記第１の共通回路及び前記第２の共通回路と同一構成を有する第３の共通回路と、
前記第３の共通回路と同一構成の第４の共通回路と、
をさらに有し、
前記第１の共通回路と前記第２の共通回路で、前記第１の光信号に含まれるサブキャリア信号をデジタル処理し、
前記第３の共通回路と前記第４の共通回路で、前記第２の光信号に含まれるサブキャリア信号をデジタル処理する
ことを特徴とする請求項２に記載の光受信器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光受信器と、
光送信器と、
を含み、前記光送信器は、同一構成の複数のデジタル信号処理回路を有し、
前記伝送方式に応じて前記複数のデジタル信号処理回路の中で使用される回路を選択して異なる伝送方式で光信号を送信する、
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項８】
光伝送路から受信された信号にデジタル信号処理を施す同一構成の複数の共通回路を光受信器に配置し、
前記光受信器の制御プロセッサにより、伝送方式に応じて前記複数の共通回路の間を切り替えることを特徴とする受信処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器、光伝送システム、及び受信処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離・大容量の光伝送を実現するために、コヒーレント受信技術とデジタル信号処理技術を融合したデジタルコヒーレント受信技術がすでに実用化されている。近年のデータセンターやクラウド技術の進展により、数１０ｋｍから数１００ｋｍの短距離の光伝送システムにもさらなる大容量化が求められており、この分野へのデジタルコヒーレント受信技術の適用が期待されている。しかしながら、短距離伝送システムでは消費電力への要求がより厳しく、長距離伝送以上にデジタル信号処理回路の低電力化が求められている。受信側のデジタル信号処理では、伝送路の波形歪を補償する分散補償回路や適応等化回路の規模が大きく、消費電力が大きい。そして、分散補償や適応等化のための回路規模は、伝送距離に依存する。
【０００３】
一方、シンボルレートの低い複数のサブキャリア信号を周波数多重した信号で光変調を行うサブキャリア多重光伝送方式が注目されている。サブキャリア多重方式では、シンボルレートが低いため、伝送路の波長分散や偏波モード分散などの波形歪につよく、同じ信号品質でシングルキャリア伝送よりも伝送距離を伸ばすことができる（たとえば、非特許文献１参照）。また、サブキャリア多重変調方式でシンボルレートを最適化することで、光ファイバの非線形光学効果による波形歪み耐性を向上することができる（たとえば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Meng  Qiu，et  al．，“Subcarrier  Multiplexing  Using  DACs  for  Fiber  Nonlinearity  Mitigation  in  Coherent  Optical  Communication  System，”OFC  2014，paper  Tu3J．2，2014
【非特許文献２】Hisao  Nakashima，et  al．，“Experimental Investigation on  Nonlinear  Tolerance  of  Subcarrier  Multiplexed  Signals  with  Spectrum  Optimization，”ECOC2015，paper  Mo．3．6．4，2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブキャリア多重変調方式では、波形歪を補償するための信号処理回路を小さくすることができ、長距離の光伝送でも回路規模の増大を抑制することができる。他方、サブキャリア分離を行うことでサブキャリア間のクロストークが発生する。クロストークを低減するためにサブキャリア間隔を広げると、周波数利用効率が低下する。伝搬条件に応じてシングルキャリア伝送とサブキャリア多重方式の伝送を切り替えることができれば、短距離から長距離まで広い範囲で効率的な光伝送が実現できる。
【０００６】
本発明は、短距離から長距離までカバーする効率的な光伝送を実現することのできる光伝送技術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】
【０００７】
一つの側面において、光受信器は、
光信号を電気信号に変換する第１の光受信フロントエンド回路と、
前記電気信号にデジタル信号処理を施す同じ回路構成の複数の共通回路と、
伝送方式に応じて、前記複数の共通回路の間を切り替える制御プロセッサと、
を有する。  
【発明の効果】
【０００８】
短距離から長距離までをカバーする効率的な光伝送が実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シングルキャリア方式の伝送とサブキャリア多重方式の伝送を切り換えるときの問題点を説明する図である。
【図２】実施形態の光伝送の基本概念を説明する図である。
【図３】複数の共通回路（信号処理コア）の配置例を示す図である。
【図４】複数の共通回路（信号処理コア）の別の配置例を示す図である。
【図５】実施例１の光受信器の構成と動作を示す図である。
【図６】実施例１のサブキャリア多重信号の処理動作を説明する図である。
【図７】実施例２の光受信器の構成と動作を示す図である。
【図８】実施例３の光受信器の構成と動作を示す図である。
【図９】他の構成例として、２サブキャリア多重のときの光受信器の構成を示す。
【図１０】図９の変形例として、非線形補償付きの構成を示す。
【図１１】光受信器のさらに別の構成例を示す。
【図１２】光受信器のさらに別の構成例を示す。
【図１３】光受信器のさらに別の構成例を示す。
【図１４】光送信器でシングルキャリア信号を送信するときの動作を示す図である。
【図１５】光送信器でサブキャリア多重信号を送信するときの動作を示す図である。
【図１６】プラガブルモジュールによる切り替え例を示す図である。
【図１７】実施例１のシステム構成例を示す図である。
【図１８】実施例３のシステム構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１００ｋｍ以下の短距離光通信システムから数千ｋｍの長距離光伝送システムを効率的にカバーするために、伝送条件に応じてシングルキャリア方式とサブキャリア多重方式を切り替えることを可能にする。たとえば、伝送距離が短い光伝送システムではシングルキャリア方式の伝送を実施し、伝送距離が長いシステムでは、波形歪みや伝送路の非線形性に強いサブキャリア多重方式で伝送する。短距離光伝送にシングルキャリア方式を用い、長距離伝送時にサブキャリア多重方式を用いることで、双方で波形歪み補償の規模を小さく抑えることができる。
【００１１】
しかし、シングルキャリア方式とサブキャリア多重方式では、伝送路の波形歪を補償する等化回路の構成が異なる。単純に２つの方式を切り替え可能にするには、２つの異なる信号処理回路が必要になる。
【００１２】
図１に示すように、受信側では、光受信（図中「Ｒｘ」と標記）フロントエンド回路で受光した信号を電気信号に変換し、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）でデジタル変換し、必要に応じてリサンプラでサンプリングレートをデータレートの整数倍に揃えて等化回路に入力する。ここまでは、シングルキャリア方式もサブキャリア多重方式も同じである。
【００１３】
シングルキャリア方式では、デジタルサンプリングされた信号は、固定等化器（ＦＥＱ：Fixed  Equalizer）で固定の分散補償量で等化され、適応等化器（ＡＥＱ：Adaptive  Equalizer）で適応的に動的に変動する波形歪み（例えば、偏波変動、偏波モード分散やレーザ位相雑音など）の補償を受ける。その後、誤り訂正（ＦＥＣ：Forward  Error  Correction）を受けて、クライアント側送信インターフェース（図中「Tx-Client」と標記）からクライアント信号として他のネットワーク、もしくはルータ、スイッチ、コンピュータ等に送信される。
【００１４】
サブキャリア多重方式では、デジタルサンプリングされた信号は、サブキャリア分離フィルタでサブキャリアごとに分離され、周波数シフトを受けて、ダウンサンプラで低いサンプリング周波数（サブキャリア当たりのシンボルレート）に変換される。その後、サブキャリアごとに分散補償（または固定等化）と適応等化を受け、誤り訂正後にクライアント側送信インターフェース（Tx-Client）からクライアント信号として、シングルキャリア方式と同様に、他のネットワーク、もしくはルータ、スイッチ、コンピュータ等に送信される。
【００１５】
このように、シングルキャリア方式とサブキャリア多重方式では等化回路の構成が異なる。伝送方式ごとに別々のデジタル処理回路を容易すると回路規模が大型化し、消費電力が増大する。
【００１６】
そこで、実施形態では、シングルキャリア方式にもサブキャリア多重方式にも使用可能な共通回路を複数配置して、両方の伝送モードに対応する。共通回路は、必ずしも同じチップに形成される必要はなく、別チップで形成してもよい。シングルキャリア伝送とサブキャリア多重伝送に同じ回路（共通回路）を用い、共通回路を複数並べるだけなので回路設計が簡単になる。
【００１７】
図２は、実施形態の基本概念を説明する図である。受信器１０は、同じ構成の複数の信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４を有する。各信号処理系列は、共通の構成として、２入力２出力分岐・挿入回路３１、周波数シフタ３２、ＦＥＱ３３、リサンプラ３４、ＡＥＱ３５、ＦＥＣ３６、及びクライアント側送信インターフェース３７を有する。図では、これらの処理ブロックは対応する信号処理系列の枝番号とともに示されている。各信号処理系列を「共通回路」または「信号処理コア」と呼んでもよい。
【００１８】
図２の例では、ＡＤＣ１２よりも後の処理に４つの信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４を用いているが、信号処理系列ＳＰの数は４に限定されない。また、後述するように、ＡＤＣ１２を各信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４に含めてもよいし、ＦＥＣ３６以降の処理を、一括して行ってもよい。シングルキャリア処理とマルチキャリア処理の切り替え、及び各信号処理系列ＳＰに含まれる処理ブロックの動作は、制御プロセッサ２０によって制御されている。
【００１９】
シングルキャリア処理時には、一つの信号処理系列、たとえばＳＰ１を用いる。マルチキャリア処理時には、信号処理系列ＳＰ１に加えて、少なくとも一つの他の信号処理系列を用いる。実施形態の特徴の一つとして、２入力２出力分岐・挿入回路３１を用いて、制御プロセッサ２０からの制御に基づいてシングルキャリア処理とマルチキャリア処理を切り替える。伝送される信号がシングルキャリア信号かマルチキャリア信号かは、ユーザーもしくはネットワーク制御装置により決定され、ネットワークもしくは伝送システムから光受信器１０に通知されるものとする。
【００２０】
シングルキャリア処理時は、受光された信号は光受信フロントエンド回路１１で電気信号に変換され、ＡＤＣ１２でデジタル変換されて、信号処理系列ＳＰ１の２入力２出力分岐・挿入回路３１−１に入力される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−１は、制御プロセッサ２０からの制御により、デジタルサンプリングされた信号をそのまま周波数シフタ３２−１に出力する。すなわち、２つの出力のうちの一方の出力だけが使用され、他方の出力をオフにする。受信信号の周波数は周波数シフタ３２−１で送信周波数と整合され、ＦＥＱ３３−１による分散補償、リサンプラ３４−１によるリサンプリング、ＡＥＱ３５−１による適応等化、ＦＥＣ３６−１による誤り訂正を経て、クライアント側送信インターフェース３７−１からクライアント信号として出力される。
【００２１】
マルチキャリア処理時は、制御プロセッサ２０の制御により、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１は、ＡＤＣ１２からの入力を、周波数シフタ３２−１へ出力するとともに、隣接する信号処理系列ＳＰ２にもＡＤＣ１２からの入力を出力する。制御プロセッサ２０は、多重されているサブキャリアの数に応じて、各信号処理系列ＳＰの２入力２出力分岐・挿入回路３１の入出力動作を制御する。たとえば、信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４のすべてが用いられる場合は、信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ３の２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−３は、２つの出力をオンにする。信号処理系列ＳＰ４の２入力２出力分岐・挿入回路３１−４は周波数シフタ３２−４への出力だけとオンにする。
【００２２】
信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４の各々で、周波数シフタ３２とＦＥＱ３３によって、対応するサブキャリア成分が選択される。ＦＥＱ３３は、分散補償を行うとともに、キャリア分離の役割も果たす。各サブキャリア成分は、ＡＥＱ３５で偏波分離、偏波モード分散補償、搬送波周波数及び位相の同期などの適応等化を受ける。
【００２３】
この構成は、シングルキャリア処理で用いるのと同じ回路を複数並べてマルチキャリア信号の処理に対応できるので、回路設計が容易である。また、２入力２出力分岐・挿入回路３１により入出力を隣接する信号処理系列に接続するので、インターフェースを簡略化することができる。
【００２４】
ＡＤＣ１２のサンプリングレートをＡ（サンプル数／秒）とすると、シングルキャリア処理時に、２入力２出力分岐・挿入回路３１からリサンプラ３４の入力までの動作速度はＡである。リサンプラ３４でＡＥＱ３５の処理速度に適した速度にリサンプリングされ、動作速度は、ＡＥＱ３５のサンプリングレートＢ（サンプル数／秒）になる。ＦＥＣ３６の繰り返し数はＮ回、クライアント側送信インターフェース３７のスループットは、Ｃ（bps）である。
【００２５】
マルチキャリア処理で、サブキャリアの多重数をＭとすると、信号処理系列ＳＰ１〜ＳＰ４の各々でリサンプラ３４の入力までの動作速度はＡ、ＡＥＱ３５の動作速度はＢ／Ｍ、ＦＥＣ３６の繰り返し数はＮ×Ｍ回、クライアント側送信インターフェース３７のスループットは、Ｃ／Ｍ（bps）となる。ひとつの信号処理系列当たりの処理量が減った分、ＦＥＣの繰り返し回数を増やすことができ、誤り訂正の精度を高めることができる。
【００２６】
制御プロセッサ２０は、多重されているサブキャリアの数に応じて、用いる信号処理系列のリサンプラ３４、ＡＥＱ３５、クライアント側送信インターフェース３７の処理速度と、ＦＥＣ３６の繰り返し数を切り替える。これにより、複数の信号処理系列を使用するマルチキャリア処理時でも、消費電力の増大を抑制し、ＦＥＣ性能を改善することができる。サブキャリア数に応じてＦＥＣ回路に入力する信号速度が低下するため、同じ処理量で繰り返し数を増やすことが可能であるが、繰り返し数を同じにすることで電力を削減することも可能である。
【００２７】
また、リサンプラ３４により、サンプリングレートを変換するリサンプリングと、サブキャリア成分の選択のためのダウンサンプリングを共通に行うことで、演算量を削減することができる。
【００２８】
図３は、複数の共通回路（信号処理コア）の配置例を示す。一つのチップ５０内に、ＡＤＣ１２と、複数の共通回路３０−１〜３０−ｎ（適宜、「共通回路３０」と総称する）を配置する。共通回路３０−１〜３０−ｎは同じ回路構成なので回路設計が簡易である。
【００２９】
図３の上段では、図２の構成に合わせて４系列の信号処理コアが描かれているが、共通回路３０の数は４に限定されない。ＡＤＣ１２の出力は、共通回路３０−１の入力に接続される。共通回路３０−１は、シングルキャリア処理時にも、マルチキャリア処理時にも用いられる、隣接する共通回路３０間の入出力は、２入力２出力分岐・挿入回路３１により接続が調整されている。光受信フロントエンド回路１１とチップ５０は、たとえば同じインターポーザ基板上に搭載されていてもよい。
【００３０】
図４は、複数の共通回路（信号処理コア）の別の配置例を示す。図４では、一つのチップ５０に一つの共通回路３０Ａを配置し、複数のチップ５０−１〜５０−ｎを並べる。図４の各共通回路３０Ａ−１〜３０Ａ−ｎは、ＡＤＣ１２−１〜１２−ｎを含む。図４の構成も、同じ回路を複数並べるだけなので、回路設計が簡易である。シングルキャリア処理時は、複数のチップ５０−１〜５０−ｎのひとつだけ、すなわち、光受信フロントエンド回路１１に接続されているチップ５０−１だけを使用する。
【００３１】
マルチキャリア処理時は、サブキャリアの数に応じた数のチップ５０を使用する。後述するように、光受信フロントエンド回路１１に接続される共通回路３０−１のＡＤＣ１２−１だけが使用され、他の共通回路３０−２〜３０−ｎのＡＤＣ１２−２〜１２−ｎはマルチキャリア処理時もＯＦＦにされる。これにより、図２と同じ切り替え処理が実現される。
【００３２】
＜実施例１＞
図５は、実施例１の光受信器１０Ａの構成と動作を示す。実施例１では、図４の共通回路３０Ａを複数配置し、シングルキャリア処理を行うモード１と、サブキャリア多重方式に対応してマルチキャリア処理を行うモード２を切り替える。モード１は、たとえば短距離光通信に用いられ、モード２は、長距離光通信に用いられる。
【００３３】
モード１の信号伝送レートは、たとえばＣビット／秒である。光受信フロントエンド回路１１で電気信号に変換された信号は、共通回路３０Ａ−１のＡＤＣ１２−１でデジタルサンプリングされる。ＡＤＣ１２−１の出力は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力１に接続される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力２は、ＯＦＦ状態となる。
【００３４】
モード１では、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の出力１が周波数シフタ３２−１の入力に接続され、出力２は、オフにされる。周波数シフタ３２−１に入力された信号は周波数シフタ３２−１、ＦＥＱ３３−１、リサンプラ３４−１により、第１のサブキャリア成分が取り出される。第１のサブキャリア成分は、ＡＥＱ３５−１、ＦＥＣ３６−１で適応等化と誤り訂正処理を受けて、クライアント側送信インターフェース３７−１から出力される。
【００３５】
モード２では、Ｍ個のサブキャリアが多重されている場合、各サブキャリアの伝送レートはＣ／Ｍビット／秒である。光受信フロントエンド回路１１で電気信号に変換された信号は、共通回路３０Ａ−１のＡＤＣ１２−１でデジタルサンプリングされる。他の共通回路３０Ａ−２〜３０Ａ−４のＡＤＣ１２−２〜１２−４はＯＦＦになっている。ＡＤＣ１２−１の出力は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力１に接続される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力２は、ＯＦＦ状態となる。
【００３６】
モード２では、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の出力１が周波数シフタ３２−１の入力に接続され、出力２は、隣接する共通回路３０Ａ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の入力２に接続される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の入力１はＯＦＦ状態である。２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の出力１は、周波数シフタ３２−２の入力１に接続される。周波数シフタ３２−１に入力された信号は、周波数シフタ３２−２、ＦＥＱ３３−２、リサンプラ３４−２により、第２のサブキャリア成分が取り出される。第２のサブキャリア成分は、ＡＥＱ３５−２、ＦＥＣ３６−２で適応等化と誤り訂正処理を受けて、クライアント側送信インターフェース３７−２から出力される。
【００３７】
２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の出力２は、隣接する共通回路３０Ａ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の入力２に接続される。以下同様に、多重されたサブキャリアの数に対応して、共通回路３０Ａ−１〜３０Ａ−ｎで、サブキャリアごとの処理が行われる。図５の例では、共通回路３０Ａ−４が最終段であり、２入力２出力分岐・挿入回路３１−４は入力２と出力１がオンになっている。
【００３８】
実施例１の構成では、回路設計を簡単にしてシングルキャリア処理とマルチキャリア処理を切り替えることで、光受信器１０Ａの消費電力の増大を抑制することができる。またＦＥＣ３６−１〜３６−４での繰り返し数を大きくすることも可能となり、伝送性能を向上することができる。また、繰り返し数を同じにする場合は、ＦＥＣ３６−１から３６−４の電力消費を削減することが可能となる。
【００３９】
図６は、図５のサブキャリア多重信号の処理動作を説明する図である。たとえば、伝送レートが４００Ｇｂｐｓ、変調レートが１６Ｇbaud（ギガボー）、４つのサブキャリアがＤＰ−１６ＱＡＭ（偏波多重１６ＱＡＭ）変調方式で伝送されるとする。
【００４０】
受光された信号は、光受信フロントエンド回路１１でアナログ電気信号に変換され、ＡＤＣ１２−１で、たとえば６４Ｇ×１．５のサンプリングレートでデジタルサンプリングされる。
【００４１】
２入力２出力分岐・挿入回路３１は、第１の信号処理コアのＡＤＣ１２−１の出力を、他の信号処理コアへ分配する。各信号処理コアは、ＡＤＣのデジタルサンプリング出力でデータを入出力する機能を有する。ＡＤＣ１２−１の出力に、光受信フロントエンド回路１１の雑音や帯域劣化等に起因する光受信回路の不完全性を補償する機能を持たせてもよい。
【００４２】
周波数シフタ３２は、搬送波の中心周波数を、目的とするサブキャリアの送信周波数の中心にシフトさせて、周波数を選択する。ＦＥＱ３３は、選択された周波数成分を透過して残りを遮断する。たとえば、第４の信号処理コアの周波数シフタ３２−４は、搬送波周波数をサブキャリア＃４の中心周波数にシフトする。ＦＥＱ３３−４は、その中心周波数を含む所定の帯域幅の信号を通過させてサブキャリア＃４の信号が選択される。ここまでの動作速度は、ＡＤＣ１２−１のサンプリングレートと同じ速度である。
【００４３】
リサンプラ３４は、ＡＥＱ３５の動作速度に合わせてサブキャリア信号をリサンプリングする。たとえば、データレートの整数倍（たとえば２倍）にしてから、サブキャリアの数４で割り算して（６４Ｇ×２／４）ダウンサンプリングする。ＡＥＱ３５−１〜３５−４の各々は、１／４の動作クロックで等化処理を行う。４サブキャリアのトータルの処理量は、シングルキャリア処理の処理量と同じであり、消費電力もシングルキャリア処理時と同じである。
【００４４】
ＦＥＣ３６−１〜３６−４の各々は、スループットが１／４（たとえば１００Ｇｂｐｓ）になるため、繰り返し数を最大４倍にすることが可能であり、繰り返し数を増やさない場合は消費電力を削減することができる。クライアント側送信インターフェース３７−１〜３７−４の各々は、１／４のスループットで動作可能であり、４サブキャリアのトータルの処理量はシングルキャリアの処理量と同じであり、消費電力もシングルキャリア処理時と同じである。
【００４５】
このように、同じ回路設計の信号処理コアを用いてシングルキャリア方式とサブキャリア多重方式の双方に対応可能とし、かつ消費電力の増大を抑制することができる。
【００４６】
＜実施例２＞
図７は、実施例２の光受信器１０Ｂの構成と動作を示す。実施例２では、共通回路３０Ｂを複数配置し、シングルキャリア処理を行うモード１と、マルチキャリア処理を行うモード２を切り替える。モード１は、たとえば短距離光通信に用いられ、モード２は、長距離光通信に用いられる。
【００４７】
実施例２の光受信器１０Ｂは、光受信フロントエンド回路１１と、ＡＤＣ１２と、同じ構成を有する複数の共通回路３０Ｂと、マルチプレクサ３８と、ＦＥＣ３６と、クライアント側送信インターフェース３７を有する。マルチキャリア処理時に、適応等化までをサブキャリアごとに対応する共通回路３０Ｂで行い、その後の誤り訂正とクライアント側処理を一括して行う。
【００４８】
この場合、図３のように共通回路３０Ｂ−１〜３０Ｂ−４のすべてを１つのチップ５０上に配置してもよいし、図４のようにそれぞれを別チップ５０−１〜５０−４としてもよい。１チップ上に集積する場合は、ＡＤＣ１２、マルチプレクサ３８、ＦＥＣ３６、及びクライアント側送信インターフェース３７を、複数の共通回路３０Ｂ−１〜３０Ｂ−４と同じチップ上に配置してもよい。
【００４９】
マルチキャリア処理時の各共通回路３０Ｂでの周波数選択と適応等化の処理は、上述した実施例１と同じである。ＡＤＣ１２の出力を、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−４により共通回路３０Ｂ−１〜３０Ｂ−４に分配する。各共通回路３０Ｂで、周波数シフタ３２とＦＥＱ３３により対応するサブキャリア成分を選択し、リサンプラ３４で適応等化に適した動作速度にリサンプリングする。適応等化処理を受けた各サブキャリアはマルチプレクサ３８で多重されて誤り訂正後にクライアント側ネットワークに送信される。
【００５０】
この構成でも、同じ回路設計の信号処理コアを用いてシングルキャリア方式とサブキャリア多重方式の双方に対応可能とし、かつ消費電力の増大を抑制することができる。
【００５１】
＜実施例３＞
図８は、実施例３の光受信器１０Ｃの構成と動作を示す。実施例３では、光受信器１０Ｃは、光受信フロントエンド回路１１と、同じ構成を有する複数の共通回路３０Ｃ−１〜３０Ｃ−４を有する。各共通回路３０Ｃは、ＡＤＣ１２、２入力２出力分岐・挿入回路３１、周波数シフタ３２、ＦＥＱ３３、リサンプラ３４、ＡＥＱ３５、ＦＥＣ３６、マルチプレクサ（図中「Ｍｕｘ」と標記）３８、及びクライアント側送信インターフェース３７を有する。
【００５２】
共通回路３０Ｃ−１〜３０Ｃ−４は同一の回路設計であり、それぞれＡＤＣ１２−１〜１２−４を有するが、実施例１と同様に、いずれか一つの共通回路、たとえば共通回路３０Ｃ−１のＡＤＣ１２−１が使用される。その他の共通回路３０Ｃ−２〜３０Ｃ−４のＡＤＣ１２−２〜１２−４は、シングルキャリア処理時もマルチキャリア処理時もＯＦＦに状態になっている。
【００５３】
共通回路３０Ｃ−１のクライアント側送信インターフェース３７−１が使用され、その他の共通回路３０Ｃ−２〜３０Ｃ−４のクライアント側送信インターフェース３７−２〜３７−４は、使用されずにＯＦＦ状態になっている。
【００５４】
シングルキャリア処理時の動作は、上述した実施例１及び実施例２のシングルキャリア処理と同じである。ＦＥＣ３６−１で誤り訂正を受けた信号は、マルチプレクサ３８−１をそのまま通過して、クライアント側送信インターフェース３７−１から出力される。
【００５５】
マルチキャリア処理時に、ＡＤＣ１２−１でデジタルサンプリングされた信号は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−４により共通回路３０Ｃ−１〜３０Ｃ−４に分配され、サブキャリア成分の抽出及び分散補償、適応等化、及び誤り訂正処理を受ける。
【００５６】
制御プロセッサ２０（図２〜４参照）からの制御信号により、共通回路３０Ｃ−４のマルチプレクサ３８−４は、信号処理されたサブキャリア信号を隣接する共通回路３０Ｃ−３のマルチプレクサ３８−３に出力する。マルチプレクサ３８−３は、共通回路３０Ｃ−３で信号処理されたサブキャリア信号と、隣接回路から受け取ったサブキャリア信号とを多重し、多重された信号を共通回路３０Ｃ−２のマルチプレクサ３８−２に出力する。最終的に、共通回路３０Ｃ−１のマルチプレクサ３８−４で、すべてのサブキャリア信号が多重されて、クライアント側送信インターフェース３７−１から出力される。
【００５７】
この構成でも、同じ回路設計の信号処理コアを用いてシングルキャリア方式とサブキャリア多重方式の双方に対応可能とし、かつ消費電力の増大を抑制することができる。
【００５８】
＜その他の構成例１＞
図９は、４つのサブキャリアを２つの光Ｒｘフロントエンドで処理するときの光受信器の構成例を示す。光受信器１０Ｄは、一例として、変調レートが２×１６Gbaud（キガボー）でサブキャリア＃１とサブキャリア＃２が多重された信号を受信する。サブキャリア多重信号の搬送波周波数をｆ０とすると、サブキャリア＃１の中心周波数はｆ１（ｆ１＜ｆ０）、サブキャリア＃２の中心周波数はｆ２（ｆ０＜ｆ２）である。この伝送方式は、１つの光Ｒｘフロントエンドで受信する場合よりも、ＡＤＣに要求されるアナログ帯域が狭くなるため、光ＲｘフロントエンドやＡＤＣでの波形歪みを低減することができる。図９の伝送方式は、ＲｘフロントエンドやＡＤＣによる性能劣化を低減できるため、伝送性能がさらに改善され、数百〜数千ｋｍにわたる都市間またはロングホール（ＬＨ）ネットワークでの通信に適している。
【００５９】
光受信器１０Ｄは、光カプラ（図中「カプラ」と略称）１３と、光受信フロントエンド回路１１−１、１１−２と、複数の共通回路３０Ｄ−１〜３０Ｄ−４を有する。共通回路３０Ｄ−１〜３０Ｄ−４は、実施例１（図５）と同様にＡＤＣ１２−１〜１２−４を有する。共通回路３０Ｄ−１〜３０Ｄ−４の各々に含まれる各回路の動作は、制御プロセッサ２０により制御されている。
【００６０】
実施例１と異なる点は、２つのサブキャリアの処理に対応して、２つの共通回路、たとえば共通回路３０Ｄ−１と３０Ｄ−３でＡＤＣ１２−１とＡＤＣ１２−３がオンにされ、他の共通回路３０Ｄ−２と３０Ｄ−４でＡＤＣ１２−２と１２−４がオフにされる。
【００６１】
光受信器１０Ｄで受信された光信号は、光カプラ１３で２つに分岐されて光受信フロントエンド回路１１−１と１１−２で受光される。光受信フロントエンド回路１１−１は、周波数ｆ１の局発光でサブキャリア＃１を検波して、ＡＤＣ１２−１にアナログ電気信号を出力する。光受信フロントエンド回路１１−２は、周波数ｆ２の局発光でサブキャリア＃２を検波して、ＡＤＣ１２−３にアナログ電気信号を出力する。
【００６２】
ＡＤＣ１２−１でデジタルサンプリングされた信号は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１と３１−２により、共通回路３０Ｄ−１と３０Ｄ−２の間で分配される。ＡＤＣ１２−２はオフになっている。共通回路３０Ｄ−１では、サブキャリア＃１のうち、中心周波数ｆ１の下側波帯のサブキャリア成分が処理されて、クライアント側送信インターフェース３７−１から出力される。共通回路３０Ｄ−２では、サブキャリア＃１のうち、中心周波数ｆ１の上側波帯のサブキャリア成分が処理されて、クライアント側送信インターフェース３７−２から出力される。
【００６３】
同様に、ＡＤＣ１２−３でデジタルサンプリングされた信号は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−３と３１−４により、共通回路３０Ｄ−３と３０Ｄ−４の間で分配される。ＡＤＣ１２−４はオフになっている。共通回路３０Ｄ−３では、サブキャリア＃２のうち中心周波数ｆ２の下側波帯のサブキャリア成分が処理されて、クライアント側送信インターフェース３７−３から出力される。共通回路３０Ｄ−４では、サブキャリア＃２のうち、中心周波数ｆ２の上側波帯のサブキャリア成分が処理されて、クライアント側送信インターフェース３７−４から出力される。
【００６４】
光Ｒｘフロントエンド回路１１−１と１１−２を用いて、アナログ帯域が狭い場合の受光を可能にする。また、光受信フロントエンドとＡＤＣの歪みの小さい低域側だけ使用することで、デバイス不完全によるペナルティを小さくすることができる。
【００６５】
図１０は、図９の変形例として、光受信器１０Ｅの構成を示す。図１０の例では、一つのＲｘフロントエンドで受信された２つのサブキャリア信号の受信処理に、伝送路（光ファイバ）の非線形波形歪みを補償する機能を追加する。共通回路３０Ｅ−１の２入力２出力分岐・挿入回路３１−１と、共通回路３０Ｅ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の間に、非線形補償回路１６−１を配置する。同様に、共通回路３０Ｅ−３の２入力２出力分岐・挿入回路３１−３と、共通回路３０Ｅ−４の２入力２出力分岐・挿入回路３１−４の間に、非線形補償回路１６−２を配置する。
【００６６】
ＡＤＣ１２−１の出力は２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力１に接続される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の出力２は、非線形補償回路１６−１の入力に接続される。波形歪みが補償されたデジタルサンプリングデータが２入力２出力分岐・挿入回路３１−２に入力される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の出力１は、周波数シフタ３２−２の入力に接続され、出力２は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１の入力２に接続される。２入力２出力分岐・挿入回路３１−１は、入力２で得られた非線形補償されたデジタルサンプリングデータを、出力１で周波数シフタ３２−１に出力する。
【００６７】
同様の動作と構成が、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１及び３１−４と、非線形補償回路１６−２に当てはまる。これにより、長距離の光ファイバ伝送の非線形応答に起因する波形歪を整形して、後段の信号処理を行うことができる。
【００６８】
＜その他の構成例２＞
図１１は、その他の構成例２として、光受信器１０Ｆの構成を示す。光受信器１０Ｆでは、波長分散によるサブキャリア間の群遅延差を補償する。実施例１と同様に、伝送レートが４００Ｇｂｐｓ、変調レートが１６Ｇbaud（ギガボー）で、４つのサブキャリア＃１〜＃４がＤＰ−１６ＱＡＭ（偏波多重１６ＱＡＭ）変調方式で伝送されるものとする。サブキャリア＃１〜＃４の群遅延量は必ずしも同じではない。
【００６９】
サブキャリア＃１〜＃４を処理するために、共通回路３０Ｆ−１〜３０Ｆ−４が設けられている。共通回路３０Ｆ−１〜３０Ｆ−４は、たとえば実施例１の共通回路３０Ａ−１〜３０Ａ−４と同様の構成を有し、光受信フロントエンド回路１１から共通回路３０Ｆ−１のＡＤＣ１２−１にアナログ電気信号が入力される。
【００７０】
実施例１と異なる点は、隣接する共通回路３０間に可変遅延が挿入されて、サブキャリア間の群遅延差が補償される。可変遅延はどのような形態であってもよく、たとえば、可変遅延バッファを用いることができる。
【００７１】
共通回路３０Ｅ−１の２入力２出力分岐・挿入回路３１−１と、共通回路３０Ｅ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の間に、可変遅延１７−１が配置される。共通回路３０Ｅ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２と、共通回路３０Ｅ−３の２入力２出力分岐・挿入回路３１−３の間に、可変遅延１７−２が配置される。共通回路３０Ｅ−３の２入力２出力分岐・挿入回路３１−３と、共通回路３０Ｅ−４の２入力２出力分岐・挿入回路３１−４の間に、可変遅延１７−３が配置される。
【００７２】
可変遅延１７−１の遅延量はτ１である。可変遅延１７−２の遅延量はτ２である。可変遅延１７−３の遅延量はτ３である。遅延量τ１、τ２、τ３はサブキャリア間の遅延量が揃う値に設定されている。
【００７３】
たとえば、最も外側のサブキャリア（この例ではサブキャリア＃１または＃４）の群遅延量が最も大きいときは、そのサブキャリアを共通回路３０Ｆ−１から最も離れた回路で処理する。これは周波数シフタ３２−１〜３２−４のシフト量を調整することで実現できる。群遅延量が大きい外側（短波長側または長波長側）のサブキャリアを、第１の共通回路３０Ｆ−１から離れたコアで信号処理することで、可変遅延のためのバッファを小さくすることができる。
【００７４】
図１１の例では、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−４の入出力端子を利用して可変遅延１７−１〜１７−３が挿入されているが、この例に限定されない。波長分散による各サブキャリアの遅延は、クライアント信号として出力されるまでに補償されればよいので、ＦＥＱ３３−１〜３３−４で遅延を補正してもよい。あるいは、ＦＥＣ３６−１〜３６−４の後に、サブキャリアごとに付加したフレームヘッダの位置により補正してもよい。
【００７５】
＜その他の構成例３＞
図１２は、その他の構成例３として光受信器１０Ｇの構成を示す。光受信器１０Ｇの各共通回路３０Ｇは、周波数シフタ３２の前段に第１の２入力２出力分岐・挿入回路３１を有し、周波数シフタ３２の後段に第２の２入力２出力分岐・挿入回路４１を有する。共通回路３０Ｇ−１〜３０Ｇ−４間で分配されるデジタル信号は、周波数シフタ３２の後ろで分岐され、隣接する共通回路３０Ｇの周波数シフタ３２の前段から入力される。
【００７６】
２入力２出力分岐・挿入回路４１−１の出力１は、後段のＦＥＱ３３−１の入力に接続され、出力２は隣接する共通回路３０Ｇ−２の２入力２出力分岐・挿入回路３１−２の入力２に接続される。周波数シフトを受けたデジタル信号は、共通回路３０Ｇ−２の周波数シフタ３２−２に入力される。以下同様に、共通回路３０Ｇ−２と共通回路３０Ｇ−３の間、及び共通回路３０Ｇ−３と共通回路３０Ｇ−４の間で、順次、周波数シフトを受けたデジタル信号が分配される。
【００７７】
この構成では、ひとつ前の共通回路３０Ｇで補償された周波数シフト量に基づいて、周波数がシフトされる。ターゲットのサブキャリアの中心周波数に向けて、前段までに処理された周波数シフト量との差分だけシフトすればよいので、周波数シフト量を低減することができる。
【００７８】
＜その他の構成例４＞
図１３は、その他の構成例４として光受信器１０Ｈの構成を示す。光受信器１０Ｈは、光受信フロントエンド回路１１と、同じ構成の複数の共通回路３０Ｈ−１〜３０Ｈ−４を有する。シングルキャリア処理時は共通回路３０Ｈ−１が用いられ、マルチキャリア処理時には共通回路３０Ｈ−１〜３０Ｈ−４が用いられる。
【００７９】
各共通回路３０Ｈは、ＡＤＣ１２、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）１８、２入力２出力分岐・挿入回路３１、周波数シフタ３２、リサンプラ３４、フィルタ４２、逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１９、適応等化器３５、ＦＥＣ３６、及びクライアント側送信インターフェース３７を有する。
【００８０】
ＦＦＴ１８と、フィルタ４２と、ＩＦＦＴ１９で固定適応等器（ＦＥＱ）を形成し、周波数領域で等化を行う。デジタル信号は、ＦＥＱの途中に配置さえる２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−４によって複数の共通回路３０Ｈ−１〜３０Ｈ−４間で分配される。
【００８１】
第１の共通回路３０Ｈ−１のＡＤＣ１２−１と、ＦＦＴ１８−１がオンにされ、他の共通回路３０Ｈ−２〜３０Ｈ−４のＡＤＣ１２−２〜１２−４とＦＦＴ１８−２〜１８−４はオフにされる。
【００８２】
ＦＦＴ１８−１で周波数領域の信号に変換された信号は、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１により、周波数シフタ３２−１に出力され、かつ隣接する共通回路３０Ｈ−２に分配される。周波数シフタ３２−１とフィルタ４２−１により、周波数領域でサブキャリアの選択と等化処理が行われる。ＩＦＦＴ１９で時間領域の信号に変換された信号は、適応等化器３５で適応等化処理を受ける。この適応等化処理には、光搬送波位相雑音の除去（ＣＰＲ：Carrier  Phase  Recovery）が含まれてもよい。その後ＦＥＣ３６−１で誤り訂正を受けた信号は、クライアント信号としてクライアント側送信インターフェース３７−１から出力される。
【００８３】
この構成でも、回路構成を変えずに、かつトータルの消費電極を増大させずにシングルキャリア処置とマルチキャリア処理を切り替えることができる。
【００８４】
実施例１〜３の構成と、その他の構成例１〜４の構成は、適宜組み合わせることが可能である。構成例１とその変形例（図９及び図１０）の２サブキャリア多重信号の処理に、実施例３（図８）の共通回路３０Ｃを用いてもよい。この場合、各サブキャリアにつき、デジタル信号処理済みの信号が多重されて、ひとつのクライアント側送信インターフェースから出力される。ＦＥＣ３６による誤り訂正とクライアント側送信インターフェース３７での処理は、複数の共通回路３０の出力を多重した後に行われてもよい。また、非線形補償、群遅延差の補償、２サブキャリア多重への対応などを適宜覆成ってもよい。
【００８５】
＜光送信器の構成例＞
図１４と図１５は光送信器４０の構成例を示す。光送信器４０は、シングルキャリア方式の伝送とサブキャリア多重方式の伝送を切り替え可能である。図１４はシングルキャリア信号の送信時の動作を示し、図１５はサブキャリア多重信号の送信時の動作を示す。シングルキャリア方式の伝送は、たとえばデータセンター相互接続（ＤＣＩ：Data  Center  Interconnect）に用いられる。サブキャリア多重方式の伝送は、たとえばメトロネットワーク向けに用いられる。
【００８６】
光送信器４０は、同じ構成の信号処理系列として、共通回路６０−１〜６０−４（適宜「共通回路６０」と総称する）を有する。こシングルキャリア送信時は、複数の共通回路６０−１〜６０−４の中で、光送信フロントエンド回路６９に接続されている１つの共通回路６０を用いる。
【００８７】
共通回路６０はたとえば、クライアント側受信インターフェース（図中、「Rx  Client」と標記）６１、ＦＥＣ符号化回路６２、マッパ６３、固定等化器（「ＦＥＱ」と標記）６４、リサンプラ６５、周波数シフタ６６、加算器７１、送信不完全補償回路６７、ＤＡＣ６８、及び光送信フロントエンド回路６９を有する。
【００８８】
図１４で、シングルキャリア送信時は、クライアント側受信インターフェース６１で受信されたクライアント信号は、ＦＥＣ符号化回路６２で誤り訂正符号が付加されて符号化され、マッパ６３でコンステレーション上の信号点（シンボル点）にマッピングされる。ＦＥＱ６４で波形等化され、リサンプラ６５でＤＡＣ６８の動作速度に合わせてサンプリングレートが調整される。周波数シフタ６６で搬送波周波数が選択され、加算器７１をそのまま通過して送信不完全補償回路６７に入力される。
【００８９】
送信不完全補償回路６７は、光送信器４０のアナログ部分の不完全性を補償する。アナログ部分の不完全性は、たとえば、光送信フロントエンド回路６９の光変調器を駆動するアナログ電気信号の非線形性、ＩＱ変調器の消光比の不完全性などである。不完全性が補償された信号は、ＤＡＣ６８でアナログ電気信号に変換され、光送信フロントエンド回路６９で光信号に変換されて伝送路に出力される。
【００９０】
図１５で、サブキャリア多重信号の送信時は、各サブキャリアに載せて送信されるクライアント信号は、共通回路６０−１〜６０−４で処理される。共通回路６０−２〜６０−４の送信不完全補償回路６７−２〜６７−４と、ＤＡＣ６８−２〜６８−４はＯＦＦにされている。
【００９１】
周波数シフタ６６−１〜６６−４で各サブキャリアの中心周波数に設定されたデジタル信号は、加算器７１−１〜７１−４により周波数軸上で足し合わせられて、送信不完全補償回路６７−１に入力される。不完全性が補償された信号はＤＡＣ６８−１でアナログ電気信号に変換され、光送信フロントエンド回路６９で光信号に変換されて、伝送路に出力される。
【００９２】
各共通回路６０−１〜６０−４の処理量、動作速度を合わせると、シングルキャリア送信時の処理量、動作速度を同じであり、消費電力が増大することはない。同じ構成の複数の共通回路６０−１〜６０−４を用意することで、送信側でも簡単な回路設計で、かつ消費電力を増大させずに、シングルキャリア伝送とサブキャリア多重伝送を切り替えることができる。
【００９３】
＜プラガブルモジュールによる切り替え例＞
図１６は、プラガブルモジュールを用いた切り替え例を示す図である。図１６（Ａ）では、ＤＣＩ向けのプラガブルモジュール７０Ａを用いてシングルキャリア伝送を行う。図１６（Ｂ）では、メトロ向けのプラガブルモジュール７０Ｂを用いて、４サブキャリア多重伝送を行う。図１６（Ｃ）では、ＬＨ向けのプラガブルモジュール７０Ｃを用いて、２サブキャリア多重伝送を行う。
【００９４】
プラガブルモジュール７０Ａ〜７０Ｃは、たとえばCFP2  ACO（Analog  Coherent  Optics）準拠のプラガブルモジュールであり、光受信（Ｒｘ）フロントエンドと共通回路のＡＤＣがコネクタＩＦで接続される。共通回路３０−１〜３０−４は、ひとつのチップ上に形成されていてもよいし、別々のチップに形成されて共通のインターポーザ基板に搭載されていてもよい。
【００９５】
図１６（Ａ）のＤＣＩ向けのプラガブルモジュール７０Ａは、共通回路３０−１〜３０−４の各々に対応する光受信フロントエンド回路１１−１〜１１−４を有する４チャンネル集積ＡＣＯモジュールである。光受信フロントエンド回路１１−１〜１１−４の各々で４００ＧＨｚの４つの光信号をシングルキャリア方式で受信する。受信された信号は、チャンネルごとに共通回路３０−１〜３０−４で信号処理され、出力される。
【００９６】
図１６（Ｂ）のメトロ向けのプラガブルモジュール７０Ｂは、一つの光受信フロントエンド回路１１を有する１チャンネル集積ＡＣＯモジュールである。光受信フロントエンド回路１１は、共通回路３０−１に接続されている。光受信フロントエンド回路１１は、４サブキャリアが多重された光信号を受光し、アナログ電気信号を共通回路３０−１に出力する。図５を参照して説明したように、アナログ電気信号は共通回路３０−１のＡＤＣ１２−１でデジタル信号に変換され、２入力２出力分岐・挿入回路３１−１〜３１−４で共通回路３０−１〜３０−４に分配される。
【００９７】
図１６（Ｃ）のＬＨ向けのプラガブルモジュール７０Ｃは、光カプラ１３と、２つの光受信フロントエンド回路１１−１及び１１−２を有する２チャンネル集積されたモジュールである。図１６（Ｂ）に比べて、一つの光受信フロントエンド回路で処理する信号帯域が小さいため、狭帯域の光受信フロントエンド回路を使うことも可能である。また、広帯域の光受信フロントエンドを使った場合は受信フロントエンドでの波形歪みが小さくなることが期待できる。
【００９８】
光受信フロントエンド回路１１−１は、中心周波数ｆ１のサブキャリアを検波してアナログ電気信号を共通回路３０−１に出力する。アナログ電気信号は、共通回路３０−１のＡＤＣでデジタル信号に変換され、共通回路３０−１と３０−２の間で分配され、信号処理される。光受信フロントエンド回路１１−２は、中心周波数ｆ２のサブキャリアを検波してアナログ電気信号を共通回路３０−３に出力する。アナログ電気信号は、共通回路３０−３のＡＤＣでデジタル信号に変換され、共通回路３０−３と３０−４の間で分配され信号処理される。
【００９９】
プラガブルモジュール７０Ａ〜７０Ｃを用いることで、共通回路３０−１〜３０−４を固定にして、３つの伝送方式間を簡単に切り替えることができる。
【０１００】
＜システム構成例＞
図１７は、実施例１（図５及び図６参照）の共通回路構成を用いたシステム構成例である。このシステム構成は、短距離通信向けのモード１と、短距離通信と長距離通信が混在するモード２の間を切り替える。図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）のプラガブルモジュール７０Ａ〜７０Ｃの少なくとも一部を用いることで、モード１とモード２の間を容易に切り替えることができる。
【０１０１】
短距離通信向けのモード１では、共通回路（図中、「コア」と標記）３０−１〜３０−５（適宜「３０−ｋ」とする）の各々で、シングルキャリア処理を行う。各共通回路３０−ｋに対応する光送受信フロントエンド回路（図中、「光（Ｔｘ／Ｒｘ）フロントエンド」と標記）８０−ｋが接続されている。ライン側から送られてきたシングルキャリア方式の光信号は、光送受信フロントエンド回路８０―ｋの受信側回路で電気信号に変換されて、共通回路３０−ｋでデジタル信号処理を受け、フレーマ９５に出力される。フレーマは各共通回路３０−ｋから出力されたクライアント信号を、クライアント側ネットワークのフレーム形式に変換して、クライアント側光トランシーバ９０−ｋに出力する。
【０１０２】
モード１では、たとえば図１６（Ａ）のプラガブルモジュール７０Ａを用いて、それぞれの共通回路３０−ｋに対応する光送受信フロントエンド回路８０−ｋを接続することが可能である。
【０１０３】
短距離通信と長距離通信が混在するモード２では、共通回路３０−１〜３０−４を用いて２サブキャリア多重信号を処理し、共通回路３０−５で、シングルキャリア方式の信号を処理する。共通回路３０−１に光送受信フロントエンド回路８０−１が接続され、共通回路３０−１と３０−２の間で、多重されている一方のサブキャリア信号を分配してデジタル信号処理を施す。共通回路３０−３に光送受信フロントエンド回路８０−２が接続され、共通回路３０−３と３０−４の間で、多重されている他方のサブキャリア信号を分配してデジタル信号処理を施す。共通回路３０−５に光送受信フロントエンド回路８０−３が接続され、共通回路３０−５でシングルキャリア信号にデジタル信号処理を施す。
【０１０４】
共通回路３０−１と３０−２から出力された信号は、フレーマ９５でにフレーム処理を受けて、クライアント側光トランシーバ９０−１に出力される。共通回路３０−３と３０−４から出力された信号は、フレーマ９５でフレーム処理を受けて、クライアント側光トランシーバ９０−３に出力される。共通回路３０−５から出力された信号は、フレーム９５でフレーム処理を受けて、クライアント側光トランシーバ９０−３に出力される。
【０１０５】
モード２では、たとえば図１６（Ｃ）のＬＨ向けのプラガブルモジュール７０Ｃと、図１６（Ｂ）のプラガブルモジュール７０Ｂを用いて、光送受信フロントエンド回路８０と共通回路３０の間に、必要な接続関係を実現することができる。
【０１０６】
図１８は、実施例３（図５及び図６参照）の共通回路構成を用いたシステム構成例である。ここでも、短距離通信向けのモード１と、短距離通信と長距離通信が混在するモード２の間を切り替える。システムの基本構成は図１７と同じである。
【０１０７】
図１７と異なる点は、共通回路として、図８の共通回路３０Ｃを用いており、マルチキャリア処理のときに、サブキャリアごとにあらかじめ多重されたデジタル信号が所定の共通回路３０Ｃから出力される点である。
【０１０８】
短距離通信と長距離通信が混在するモード２では、共通回路３０Ｃ−１〜３０Ｃ−４を用いて２サブキャリア多重信号を処理し、共通回路３０Ｃ−５で、シングルキャリア方式の信号を処理する。共通回路３０Ｃ−１に光送受信フロントエンド回路８０−１が接続され、共通回路３０Ｃ−１と３０Ｃ−２の間で、多重されている一方のサブキャリア信号を分配してデジタル信号処理を施す。共通回路３０Ｃ−２で処理された信号は、共通回路３０Ｃ−１に供給され、共通回路３０Ｃ−１で処理された信号と多重されて、クライアント側光トランシーバ９０−１に出力される。
【０１０９】
共通回路３０Ｃ−３に光送受信フロントエンド回路８０−２が接続され、共通回路３０Ｃ−３と３０Ｃ−４の間で、多重されている他方のサブキャリア信号を分配してデジタル信号処理を施す。共通回路３０Ｃ−４で処理された信号は、共通回路３０Ｃ−３に供給され、共通回路３０Ｃ−３で処理された信号と多重されて、クライアント側光トランシーバ９０−２に出力される。
【０１１０】
図１８のシステム構成でも、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）のプラガブルモジュール７０Ａ〜７０Ｃの少なくとも一部を用いることで、モード１とモード２の間を容易に切り替えることができる。
【０１１１】
以上、特定の構成例に基づいて発明を説明したが、本発明は上述した構成例に限定されず、多様な変形例、組み合わせが可能である。図１７と図１８のシステム構成は、ＤＣＩ向けのモード１と、メトロ向けの４サブキャリア多重信号の処理モードの間の切り替え、あるいは短距離・長距離混在モード２とメトロ向けの４サブキャリア多重信号の処理モードの間の切り替えにも適用可能である。その場合も、図１６のプラガブルモジュールを用いることで、容易に切り替えることができる。サブキャリア多重数は、２サブキャリア、４サブキャリアの多重に限定されず、８サブキャリアまたはそれ以上の多重にも本発明を適用できる。サブキャリア多重処理のときは、サブキャリア連携制御を組み合わせてもよい。サブキャリア連携制御には、たとえば光周波数の連携制御が含まれる。
【０１１２】
共通回路３０をどのように構成するかは、適宜設計することができる。共通回路３０の内部設計にかかわらず、同じ回路構成の共通回路を複数配置して処理経路を切り替えるだけなので、簡易な回路設計で消費電力の増大を抑えて、柔軟な光伝送が実現される。
【０１１３】
以上の説明に対し、以下の付記を呈示する。
（付記１）
光信号を電気信号に変換する第１の光受信フロントエンド回路と、
前記電気信号にデジタル信号処理を施す同じ回路構成の複数の共通回路と、
伝送方式に応じて、前記複数の共通回路の間を切り替える制御プロセッサと、
を有することを特徴とする光受信器。
（付記２）
前記複数の共通回路は、少なくとも第１の共通回路と第２の共通回路を含み、
前記制御プロセッサは、シングルキャリア伝送のときは前記第１の共通回路を選択して前記第２の共通回路をオフにし、サブキャリア多重伝送のときは前記第１の共通回路と前記第２の共通回路を選択することを特徴とする付記１に記載の光受信器。
（付記３）
前記シングルキャリア伝送のときは、前記第１の共通回路は前記電気信号を前記第１の共通回路で処理して出力し、
前記サブキャリア多重伝送のときは、前記第１の共通回路は、前記電気信号を前記第２の共通回路との間で分配し、前記第１の共通回路で第１のサブキャリア信号を処理し、前記第２の共通回路で第２のサブキャリア信号を処理することを特徴とする付記２に記載の光受信器。
（付記４）
前記第１の共通回路は第１の２入力２出力分岐・挿入回路を有し、
前記第２の共通回路は、前記第１の２入力２出力分岐・挿入回路と同一構成の第２の２入力２出力分岐・挿入回路を有し、
前記第１の２入力２出力分岐・挿入回路は、前記シングルキャリア伝送のときは、第１出力で前記電気信号を後段の信号処理回路に出力して第２出力をオフにし、前記サブキャリア多重伝送のときは、前記第１出力で前記電気信号を前記後段の信号処理回路に出力し、かつ前記第２出力で前記電気信号を前記第２の共通回路に供給することを特徴とする付記３に記載の光受信器。
（付記５）
前記第１の２入力２出力分岐・挿入回路は、第１入力で前記電気信号を受け取り、前記第２の２入力２出力分岐・挿入回路は、第２入力で前記第１の共通回路の前記第２出力信号を受け取ることを特徴とする付記４に記載の光受信器。
（付記６）
前記第１の共通回路は、第１の周波数シフタと第１の固定等化器で前記第１のサブキャリア信号を選択し、
前記第２の共通回路は、前記第１の周波数シフタと同一構成の第２の周波数シフタと、前記第１の固定等化器と同一構成の第２の固定等化器で前記第２のサブキャリア信号を選択することを特徴とする付記３に記載の光受信器。
（付記７）
前記サブキャリア多重伝送のときは、前記電気信号は、前記第１の共通回路の前記第１の周波数シフタの後段から取り出され、前記第２の共通回路の前記第２の周波数シフタの前段に入力されることを特徴とする付記６に記載の光受信器。
（付記８）
前記第１の共通回路は、第１のリサンプラで前記第１のサブキャリアを後段の第１の適応等化器の動作速度に適合する速度にリサンプリングし、
前記第２の共通回路は、前記第１のリサンプラと同一構成の第２のリサンプラで、前記第１の適応等化器と同一構成の第２の適応等化器の動作速度に適合する速度にリサンプリングすることを特徴とする付記３〜７のいずれかに記載の光受信器。
（付記９）
伝送路から受信された前記光信号を分岐して第１の光を前記第１の光受信フロントエンド回路に出力する光カプラと、
前記光カプラで分岐された第２の光を第２の電気信号に変換する第２の光受信フロントエンド回路と、
前記第２の光受信フロントエンド回路に接続され、前記第１の共通回路及び前記第２の共通回路と同一構成を有する第３の共通回路と、
前記第３の共通回路と同一構成の第４の共通回路と、
をさらに有し、
前記第１の共通回路と前記第２の共通回路で、前記第１の光信号に含まれるサブキャリア信号をデジタル処理し、
前記第３の共通回路と前記第４の共通回路で、前記第２の光信号に含まれるサブキャリア信号をデジタル処理する
ことを特徴とする付記２に記載の光受信器。
（付記１０）
前記第１の共通回路と前記第２の共通回路の間に配置される非線形補償回路、
をさらに有し、
前記第１の共通回路と前記第２の共通回路で、前記の非線形補償回路で波形補正された信号を第２の共通回路に分配することを特徴とする付記８に記載の光受信器。
（付記１１）
前記第１の共通回路と前記第２の共通回路の間に配置される可変遅延、
をさらに有し、
前記可変遅延により前記第１のサブキャリア信号と前記第２のサブキャリア信号の群遅延量がほぼ等しくされることを特徴とする付記３に記載の光受信器。
（付記１２）
前記第１の共通回路は、第１のマルチプレクサを有し、
前記第２の共通回路は、前記第１のマルチプレクサと同一構成の第２のマルチプレクサを有し、
前記第２のマルチプレクサは、少なくとも前記第２の共通回路でデジタル信号処理された第２の処理信号を前記第１のマルチプレクサに供給し、
前記第１のマルチプレクサは、前記第１の共通回路でデジタル信号処理された第１の処理信号と前記第２の処理信号を多重することを特徴とする付記３に記載の光受信器。
（付記１３）
前記第１の共通回路は第１のアナログ／デジタル変換器を有し、
前記第２の共通回路は、前記第１のアナログ／デジタル変換器と同一構成の第２のアナログ／デジタル変換器を有し、
前記サブキャリア多重伝送のときに、前記第１の共通回路は前記第１のアナログ／デジタル変換器でデジタル変換された前記電気信号を前記第２の共通回路との間で分配し、前記第２のアナログ／デジタル変換器はオフ状態にされていることを特徴とする付記３に記載の光受信器。
（付記１４）
前記複数の共通回路は、ひとつのチップまたは別々のチップに配置されていることを特徴とする付記１〜１３のいずれかに記載の光受信器。
（付記１５）
付記１〜１４のいずれかに記載の光受信器と、
光送信器と、
を含み、前記光送信器は、同一構成の複数のデジタル信号処理回路を有し、
前記伝送方式に応じて前記複数のデジタル信号処理回路の中で使用される回路を選択して異なる伝送方式で光信号を送信する、
ことを特徴とする光伝送システム。
（付記１６）
光伝送路から受信された信号にデジタル信号処理を施す同一構成の複数の共通回路を光受信器に配置し、
前記光受信器の制御プロセッサにより、伝送方式に応じて前記複数の共通回路の間を切り替えることを特徴とする受信処理方法。
（付記１７）
異なる数の光受信フロントエンド回路を有する複数種類のプラガブルモジュールを容易し、
前記伝送方式に応じて選択されたプラガブルモジュールを用いて、前記光伝送路と前記複数の共通回路との間を接続する、
ことを特徴とする付記１６に記載の受信処理方法。
（付記１８）
シングルキャリア伝送のときは、前記制御プロセッサにより、前記複数の共通回路の中の第１の共通回路が選択され、
サブキャリア多重伝送のときは、前記第１の共通回路を含む２以上の共通回路が選択されることを特徴とする付記１６または１７に記載の受信処理方法。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、１０Ａ〜１０Ｈ  光送信器
１１、１１−１、１１−２  光受信フロントエンド回路
１２、１２−１〜１２−４  ＡＤＣ
１３  光カプラ
１６−１、１６−２  非線形補償回路
１７−１、１７−２、１７−３  可変遅延
１８−１〜１８−４  ＦＦＴ
１９−１〜１９−４  ＩＦＦＴ
２０  制御プロセッサ
３０、３０Ａ〜３０Ｈ  共通回路
３１、３１−１〜３１−４  ２入力２出力分岐・挿入回路
３２、３２−１〜３２−４  周波数シフタ
３３、３３−１〜３３−４  ＦＥＱ
３４、３４−１〜３４−４  リサンプラ
３５、３５−１〜３５−４  ＡＥＱ
３６、３６−１〜３６−４  ＦＥＣ
３７、３７−１〜３７−４  クライアント側送信インターフェース
４０  光送信器
５０、５０−１〜５０−ｎ  チップ
７０Ａ〜７０Ｃ  プラガブルモジュール
８０−１〜８０−５  光送受信フロントエンド回路
９５  フレーマ
ＳＰ、ＳＰ１〜ＳＰ４  信号処理系列
【図１】
2019029937.tif 000003
【図２】
2019029937.tif 000004
【図３】
2019029937.tif 000005
【図４】
2019029937.tif 000006
【図５】
2019029937.tif 000007
【図６】
2019029937.tif 000008
【図７】
2019029937.tif 000009
【図８】
2019029937.tif 000010
【図９】
2019029937.tif 000011
【図１０】
2019029937.tif 000012
【図１１】
2019029937.tif 000013
【図１２】
2019029937.tif 000014
【図１３】
2019029937.tif 000015
【図１４】
2019029937.tif 000016
【図１５】
2019029937.tif 000017
【図１６】
2019029937.tif 000018
【図１７】
2019029937.tif 000019
【図１８】
2019029937.tif 000020