(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモードリンクの遠隔点で個別に変調された複数のモード成分を含む光信号を伝搬するように構成されているマルチモードリンク（２２）に接続された入力部、および複数の出力ライン（２３１−２３４）を有するモードデマルチプレクサ（２１）であって、光信号のモード成分のそれぞれを実質的に複数の出力ラインのうちの選択された１つに結合するように構成されるモードデマルチプレクサと、
同相成分および直交位相成分をそれぞれ含む１組の電気デジタル信号を生成するように複数の出力ラインにそれぞれ接続された複数のコヒーレント光検出器（２５１−２５４）と、
選択された遅延時間を対応するモード成分のそれぞれに与えるように複数の出力ライン上に配置された、複数の独立して調整可能な光遅延デバイス（２４０、２４１−２４４）と、
マルチモードリンクのモード混合特性を逆にすることによって、デジタル信号を処理してそれぞれのモード成分の個別の変調を回復するように構成された信号処理デバイス（２６、３２６、４２６）と
を備える、マルチモード通信用の光受信機（２０）。
【請求項２】
調整可能光遅延デバイス（２４０）が、それぞれの長さのものが並列に接続された１組の光ファイバ（３３）を含む遅延モジュール（３０）と、並列に接続された光ファイバのうちの選択された１つに、出力ライン内を伝搬する光信号を通過させるように構成された光スイッチ（３１）とを備える、請求項１に記載の光受信機。
【請求項３】
第１の組のファイバの長さが基準長の連続的な整数倍である、請求項２に記載の光受信機。
【請求項４】
基準長が信号処理デバイス（２６、３２６、４２６）の最大処理深さに実質的に対応する、請求項３に記載の光受信機。
【請求項５】
調整可能光遅延デバイス（２４０）が、それぞれの長さのものが並列に接続された第２の組の光ファイバを含む第２の遅延モジュール（３０）と、並列に接続された光ファイバのうちの選択された１つに、第１の遅延モジュールから来る光信号を通過させるように構成された第２の光スイッチとをさらに備え、第２の組のファイバの長さが、第１の組のファイバの整数の乗数倍の長さに等しい、請求項２から４のいずれか一項に記載の光受信機。
【請求項６】
整数の乗数が第１の組のファイバの数（Ｎ）に実質的に等しい、請求項５に記載の光受信機。
【請求項７】
複数の出力ライン（２３１−２３４）および光遅延デバイス（２４０、２４１−２４４）がシングルモード光ファイバを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の光受信機。
【請求項８】
調整可能光遅延デバイスを調整するための遅延制御モジュール（２８、３２８、４２８）であって、
光信号のモード成分のそれぞれに対する粗い補償遅延時間を、モード成分と基準の間の差動モード遅延に関する遅延データおよびマルチモードリンクに使用される光ファイバの長さに関する長さデータに応じて決定すること、ならびに
モード成分に対して決定された粗い補償遅延時間に応じて、モード成分に対応する調整可能光遅延デバイス（２４１−２４４）を調整すること、
ができる遅延制御モジュールをさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の光受信機。
【請求項９】
粗い補償遅延時間がモード成分の伝搬時間と基準の伝搬時間との間の差を補償するものである、請求項８に記載の光受信機。
【請求項１０】
遅延制御モジュールがさらに、データ収納部（５０、３５０、４５０）から遅延データおよび長さデータを取り出すことができる、請求項８または９に記載の光受信機。
【請求項１１】
データ収納部（５０、３５０、４５０）が、光受信機が設置されている光ネットワークの複数のリンクに対応する長さデータおよび遅延データを備え、遅延制御モジュールが、マルチモードリンクのリンク識別子に応じて遅延データおよび長さデータを取り出すことができる、請求項１０に記載の光受信機。
【請求項１２】
遅延制御モジュール（３２８、５８；４２８、５８）が、
コヒーレント光検出器における光信号のモード成分のそれぞれの残留遅延時間（６０）を決定すること、および
モード成分に対して決定された残留遅延時間（６０）に応じて、モード成分に対応する調整可能光遅延デバイスを調整すること（２７、３２７、４２７）
ができる、請求項８から１１のいずれか一項に記載の光受信機。
【請求項１３】
残留遅延時間（６０）を決定することが、モード成分から回復されたデジタルストリームと、別のモード成分から回復されたデジタルストリームとの間の相互相関関数を最適化することを含み、両方のモード成分が同じ学習シーケンスを用いて最初に変調されたものである、請求項１２に記載の光受信機。
【請求項１４】
遅延制御モジュール（２８、３２８、４２８）がさらに、残留遅延時間に応じてモード成分の更新遅延データを決定すること、およびその更新遅延データをデータ収納部（５０、３５０、４５０）にアップロードすること（２９、３２９、４２９）ができる、請求項１２または１３に記載の光受信機。
【請求項１５】
信号処理デバイスが、調整可能な遅延時間をデジタル信号成分に与えるために、それぞれのデジタル信号成分と関連付けられたそれぞれの調整可能デジタル遅延ライン（５２）を備え、遅延制御モジュール（３２８、４２８）がさらに、対応するモード成分に対して決定された残留遅延時間（６０）に応じて、デジタル信号成分と関連付けられた調整可能なデジタル遅延ライン（５２）を調整すること（５３）ができる、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の伝搬モードをサポートする導波路を使用する光通信システムの技術分野に関し、詳細には、このようなシステムに適した光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離光伝送システムの能力をさらに高める可能性のある抜本的な解決策は、光ファイバ中で複数の空間伝搬モードを利用することである。このようなモード分割多重化により、多入力多出力（ＭＩＭＯ）伝送が可能になる。ＷＯＡ２０１０／１５１４３２は、このような光マルチモード伝送システムの例を開示している。光マルチモード伝送システムでは、異なる空間モードは、それぞれ異なる伝搬定数を有し、ある時間遅延を伴って受信側に到達する。この遅延は、伝送距離および差動モード群遅延（ＤＭＧＤ）の関数になる。長距離適用例では、このような遅延は、従来のデジタル信号プロセッサの処理深さ能力を超える可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１５１４３２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、本発明はマルチモード通信用の光受信機を提供し、この光受信機は：
マルチモードリンクの遠隔点で個別に変調された複数のモード成分を含む光信号を伝搬するように構成されているマルチモードリンクに接続された入力部、および複数の出力ラインを有するモードデマルチプレクサであって、光信号のモード成分のそれぞれを実質的に複数の出力ラインのうちの選択された１つに結合するように構成されるモードデマルチプレクサと、
同相成分および直交位相成分をそれぞれ含む１組の電気デジタル信号を生成するように複数の出力ラインにそれぞれ接続された複数のコヒーレント光検出器と、
選択された遅延時間を対応するモード成分のそれぞれに与えるように複数の出力ライン上に配置された、独立して調整可能な複数の光遅延デバイスと、
マルチモードリンクのモード混合特性を逆にすることによって、デジタル信号を処理してそれぞれのモード成分の個別の変調を回復するように構成された信号処理デバイスとを備える。
【０００５】
諸実施形態によれば、このような受信機デバイスは、以下の特徴のうちの１つ以上を備えることができる。
【０００６】
一実施形態では、調整可能光遅延デバイスが、それぞれの長さのものが並列に接続された１組の光ファイバを含む遅延モジュールと、並列に接続された光ファイバのうちの選択された１つに、出力ライン内を伝搬する光信号を通過させるように構成された光スイッチとを備える。
【０００７】
一実施形態では、第１の組のファイバの長さは、基準長の連続的な整数倍である。
【０００８】
一実施形態では、基準長は、信号処理デバイスの最大処理深さに実質的に対応する。
【０００９】
一実施形態では、調整可能光遅延デバイスは、それぞれの長さのものが並列に接続された第２の組の光ファイバを含む第２の遅延モジュールと、並列に接続された光ファイバのうちの選択された１つに、第１の遅延モジュールから来る光信号を通過させるように構成された第２の光スイッチとをさらに備え、第２の組のファイバの長さは、第１の組のファイバの整数の乗数倍の長さに等しい。
【００１０】
一実施形態では、整数の乗数は、第１の組のファイバの数に実質的に等しい。
【００１１】
一実施形態では、出力ラインおよび光遅延デバイスはシングルモード光ファイバを備える。
【００１２】
一実施形態では、光受信機はさらに、調整可能光遅延デバイスを調整するための遅延制御モジュールを備え、この遅延制御モジュールは：
光信号のモード成分のそれぞれに対する粗い補償遅延時間を、モード成分と基準の間の差動モード遅延に関する遅延データおよびマルチモードリンクに使用される光ファイバの長さに関する長さデータに応じて決定すること、ならびに
モード成分に対して決定された粗い補償遅延時間に応じて、モード成分に対応する調整可能光遅延デバイスを調整することができる。
【００１３】
一実施形態では、粗い補償遅延時間は、モード成分の伝搬時間と基準の伝搬時間との間の差を補償するものである。
【００１４】
一実施形態では、遅延制御モジュールはさらに、データ収納部から遅延データおよび長さデータを取り出すことができる。
【００１５】
一実施形態では、データ収納部は、光受信機が設置されている光ネットワークの複数のリンクに対応する長さデータおよび遅延データを備え、遅延制御モジュールは、マルチモードリンクのリンク識別子に応じて遅延データおよび長さデータを取り出すことができる。
【００１６】
一実施形態では、遅延制御モジュールは：
コヒーレント光検出器における光信号のモード成分のそれぞれの残留遅延時間を決定すること、および
モード成分に対して決定された残留遅延時間に応じて、モード成分に対応する調整可能光遅延デバイスを調整することができる。
【００１７】
一実施形態では、残留遅延時間を決定することは、モード成分から回復されたデジタルストリームと、別のモード成分から回復されたデジタルストリームとの間の相互相関関数を最適化することを含み、両方のモード成分は、同じ学習シーケンスを用いて最初に変調されたものである。
【００１８】
一実施形態では、遅延制御モジュールはさらに、残留遅延時間に応じてモード成分の更新遅延データを決定すること、およびその更新遅延データをデータ収納部にアップロードすることができる。
【００１９】
一実施形態では、信号処理デバイスは、調整可能な遅延時間をデジタル信号成分に与えるために、それぞれのデジタル信号成分と関連付けられたそれぞれの調整可能デジタル遅延ラインを備え、遅延制御モジュールはさらに、対応するモード成分に対して決定された残留遅延時間に応じて、デジタル信号成分と関連付けられた調整可能なデジタル遅延ラインを調整することができる。
【００２０】
本発明の諸態様は、光ファイバの低次モード（例えばＬＰ０１、ＬＰ０２、およびＬＰ１１）の差動モード群遅延（ＤＭＧＤ）が、基本モードに関して約６．１ｐｓ／ｎｍ、０．７３ｐｓ／ｎｍおよび０．５ｐｓ／ｎｍになり得るという観測に由来する。距離が１０００ｋｍの伝送後で、約６．１μｓ、０．７３μｓおよび０．５μｓのモード遅延が累積する。例えば１００Ｇｂ／ｓでＰＤＭ−ＱＰＳＫ変調を用いた非常に高速の伝送では、累積遅延はそれぞれ、１７０，８００シンボル、２０，４４０シンボル、および１４，０００シンボルに相当する。このような非常に大きな値は、従来のデジタル信号処理ユニットでは補償することができない。
【００２１】
本発明の諸態様は、集中リニアモード結合が、光ファイバ中の非線形現象によって、ならびに使用されるモードマルチプレクサおよびデマルチプレクサの非理想的な挙動によって、マルチモード通信システム内に誘発され得るという観測に由来する。したがって、生じる障害、すなわちモード間のクロストークを軽減する等化のためにジョイントデジタル信号処理が必要になる。しかし、ＤＳＰ内のジョイントデジタル信号処理では、信号遅延がＤＳＰの利用可能処理深さを大きく超える場合に等化を実現することができない。
【００２２】
本発明は、少なくともデジタルＦＩＲ等化器の能力を超える程度に差動モード群遅延を補償する光ＤＭＧＤ補償器を使用するという発想に基づく。本発明の諸態様は、光受信機内のいくつかの層において、例えば光学層および電子層においてＤＭＧＤを補償するという発想に基づく。
【００２３】
本発明の上記および他の態様は、図面に関連して、以下で例示的に説明される諸実施形態を参照することにより明らかになり解明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の諸実施形態を使用できる光通信ネットワークの機能図である。
【図２】一実施形態による光受信機の機能図である。
【図３】図２の光受信機に使用できる調整可能遅延デバイスの機能図である。
【図４】一実施形態による、図２の光受信機に使用できる信号処理ユニットの機能図である。
【図５】別の実施形態による、図２の光受信機に使用できる信号処理ユニットの機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、複数のノードＡからＧと、ノードＡからＧを相互接続する複数のマルチモード光リンク１−９とを含む光ネットワーク１０の概略図である。マルチモード光リンク１−９は、使用される搬送波周波数範囲で多重モードをサポートする導波路、例えばマルチモードファイバ（ＭＭＦ）または数モードファイバ（ＦＭＦ）で作られている。本明細書では、ＦＭＦは、対象の搬送波周波数範囲内に１０個までの横モードを有するファイバを指す。示されているノードの数、リンクの数およびトポロジは、純粋に例示のためのものである。
【００２６】
空間モード分割多重化は、隣接ノード間または非隣接ノード間で同一光ファイバを介して多重変調光信号を伝送するための、ネットワーク１０で使用できる技法である。この目的のために、モードマルチプレクサが光通信路の一方の端部に使用されて、多重変調光信号が光ファイバのそれぞれの空間モードに結合される。逆に、通信路の他方の端部にはモードデマルチプレクサが使用されて、光通信路を通って伝搬した多重空間モードがそれぞれの出力部に結合される。しかし、伝搬時のモード間クロストークにより、このようなモードデマルチプレクサは、元の変調信号を復号化のために十分な品質で回復するには不十分な場合がある。
【００２７】
図２を参照して、空間モード分割多重化を用いて伝送された光信号の受信を改善するのに使用できる光受信機構成２０を次に説明する。
【００２８】
光受信機構成２０は、マルチモード光リンク２２に接続されている入力部を含む光モードデマルチプレクサ２１を含み、マルチモード光リンク２２を介して復号されるべき信号が受信され、複数の出力部がそれぞれのシングルモード光ファイバ２３１から２３４に接続される。光モードデマルチプレクサ２１は、マルチモード光リンク２２を介して受信したマルチモード光信号のモード成分のそれぞれをファイバ２３１から２３４のうちのそれぞれ１つに選択的に結合するように動作する。図２の説明的な実施形態では、このようにして４つの空間モードを分離することができる。「ファイバ２３１から２３４のうちの１つに選択的に」とは、モードデマルチプレクサ２１の出力部において１つのシングルモードのファイバが、マルチモードリンク２２の光モードのうちの１つから主として（例えば９０％超）来るエネルギーを受け取ることを意味する。出力ファイバ２３１から２３４内で伝搬する光信号は、以下の説明で「モード信号」と呼ばれる。
【００２９】
それぞれの出力ファイバ２３１から２３４は、それぞれのモード信号をそれぞれの遅延時間だけ遅らせるための、独立して調整可能な遅延ライン２４１から２４４を備える。遅延ライン２４１から２４４の遅延時間は、光路の一方の端部のモードマルチプレクサと光路の他方の端部のモードデマルチプレクサとの間のマルチモードリンク内で伝搬中に生じた遅延を補償するように、それぞれの空間モードの差動モード群遅延（ＤＭＧＤ）に応じて設定される。遅延ライン２４１から２４４は、以下の説明では一括して光ＤＭＤＧ補償器２４と呼ばれる。
【００３０】
点線で示された遅延ライン２４１は、最も遅いモードで伝搬した信号を光受信機構成２０でさらに遅らせる必要がないので、一実施形態では除去されてよい。すなわち、遅延ライン２４２から２４４は、通信に使用された最も遅い、出力ファイバ２３１に結合されているモードとの実質的な同期を回復するようになされたある量だけ、各遅延ラインで受け取るそれぞれのモード信号を遅らせるように設定することができる。
【００３１】
それぞれのコヒーレント受信機２５１から２５４が、それぞれのモード信号を電気信号に変換するために、各出力ファイバ２３１から２３４に接続される。コヒーレント受信機２５１から２５４はそれぞれ、検出されるモード信号の振幅と位相の両方を表わす同相信号および直角位相信号を生成する。図示されていないアナログ−デジタル変換器もまた、それぞれの電気信号をデジタル信号プロセッサ２６に供給するために設けられる。
【００３２】
偏光分割多重化（ＰＤＭ）を用いる通信に適した一実施形態では、各コヒーレント受信機は、単一のモード信号から４つの電気信号が生成されるように、モード信号の２つの偏光成分を別々に検出する。ＰＤＭ用のコヒーレント受信機は、当技術分野でよく知られている。
【００３３】
デジタル信号プロセッサ２６は、電気信号を等化するように、かつ最初にそれぞれのモード成分に変調されたデータを復号するように動作する。特に、ＤＳＰ  ２６での信号処理は、残留色分散、および光ＤＭＤＧ補償器２４の後で残ることがある残留ＤＭＧＤを補償するのに役立つ。調整可能なバッファおよびＦＩＲフィルタをこの目的に使用することができる。しかし、バッファおよびＦＩＲフィルタで得られる補償量は、ハードウェアの制約から無限に増やすことができないタップの数によって制限される。結果として、光ＤＭＤＧ補償器２４の設定は、残留ＤＭＧＤがＤＳＰによって処理可能な量にとどまるように、十分に正確でなければならない。
【００３４】
図２の実施形態では、２層のＤＭＧＤ補償が実施される：
−  ＤＳＰ層では、１シンボル期間Ｔ未満からおよそ１０００Ｔまで正確に遅延を補償することができる。
−  光受信機構成２０内の光ＤＭＤＧ補償器２４では、約１０００ＴのステップＳで０Ｓから２５６Ｓまたは１０２４Ｓまで遅延を補償することができる。
【００３５】
図３を参照して、光ＤＭＤＧ補償器２４を実施するのに適した調整可能遅延ライン２４０の一実施形態を次に説明する。
【００３６】
図３の調整可能遅延ライン２４０は、Ｍ個のブロック３０の連鎖を備える。各ブロック３０は、長さが異なるシングルモード光ファイバのＮ個のスプール３３を接続する１対の１×Ｎスイッチ３１とＮ×１スイッチ３２を含む。ＭおよびＮは整数を意味し、その値は実施要件に応じて選択することができる。
【００３７】
例示の目的で、一実施形態では以下の数値を選択することができる。単位補償遅延時間Ｓ（例えばＳ＝１０００Ｔ）は、３２Ｇボーのシンボル速度では約３３ｎｓになる。結果として、Ｓを補償するのに必要な単位ＳＭＦ長はＬ＝６．２５ｍになる。一例として、表１は、ファイバ３３からなるＮ＝４個のスプールをそれぞれが備える、Ｍ＝４個のブロックを用いた一実施形態のそれぞれのＳＭＦ長を示す。
【００３８】
この実施形態では、４×４個の遅延ライン２４０は、０ｍからＬに等しい各増分によって１５９３．７５ｍまでの範囲の長さを有するファイバからなる２５６個のセグメントを形成するように選択的に構成することができる。最大補償遅延時間は、Ｄｍａｘ＝７９６８ｎｓになる。この遅延時間は、９００ｋｍを超えるマルチモード伝搬後のワーストケースシナリオの典型的な遅延時間である。
【００３９】
図２に戻ると、ＤＳＰ  ２６は、矢印２７で示されるように、光ＤＭＧＤ補償器２４を自動的に構成する機能を備えて設計することができる。この目的のために一実施形態では、ＤＳＰ  ２６は遅延制御モジュール２８を備え、このモジュールは、各モード信号のＤＭＧＤを光路の物理的パラメータ（長さおよびファイバの種類）およびモード成分の物理的パラメータ（群速度）に応じて推定し、その推定された遅延時間と相関して各遅延ラインを調整する。対応する物理的パラメータは、データベース５０に記憶することができ、このデータベースから必要に応じ遅延制御モジュール２８によって取り出される。
【００４０】
一実施形態では、データベース５０は、静的遅延情報を含むルックアップテーブルを備える。ルックアップテーブルは、以下の情報を含むことができる：
−  各リンクのスパン長、
−  各スパンについての利用可能なモードの識別情報、
−  各スパンについての各モードのモード遅延値。
【００４１】
表２は、ネットワーク１０の場合での、このようなルックアップテーブルの実現可能な態様を示す。各スパンは、図１および表２の第１列に示されたスパン指標で識別される。表２の物理データは、ファイバ製造者および／または実験的特性評価から得られる理論値を入れることによって初期化することができる。
【００４２】
このデータを使用して、受信機構成２０で受信されたモード信号間のそれぞれの遅延時間を、ネットワーク中の光路についての予備知識に基づいて遅延制御モジュール２８で計算することができる。このような知識は、制御プレーン機構があるために得ることができ、例えば、ＬＳＰデータを含むＧＭＰＬＳトラフィックエンジニアリングデータベースから取り出すことができる。このような計算の原理は、以下の例示的な実施例でより明らかになろう。
【００４３】
例１：２つの変調光信号が、２つのモードＬＰ０１およびＬＰ１１でノードＡからノードＧまで伝送される。両モードが、スパン１および６をこの順序で伝搬する。２つのモード間に生じる遅延は（表２参照）：
（５０×４．２５＋８０×２．５）＝４１２．５ｎｓ
例２：３つの変調光信号が、３つのモードＬＰ０１、ＬＰ１１およびＬＰ０２でノードＡからノードＧまで伝送される。すべてのモードが、スパン１、５および９をこの順序で伝搬する。というのは、スパン６を通るルートが、例えばモードＬＰ０２をサポートしていなく、利用可能でないからである。
【００４４】
ＬＰ１１で生じる遅延は（表２参照）：
（５０×４．２５＋５０×４．２５＋６０×４．２２）＝６７８．２ｎｓ
ＬＰ０２で生じる遅延は（表２参照）：
（５０×６．３２＋５０×６．２８＋６０×６．３１）＝１０００８．６ｎｓ
一実施形態では、遅延制御モジュール２８はまた、矢印２９で示されるように、データベース５０内のルックアップテーブルを更新する更新機能を実行することができる。表２のデータは、いくつかの方法で更新することができる。
【００４５】
一実施形態では、ＤＳＰ  ２６は、あらかじめ知られているトレーニングシーケンスを受け取ると、アルゴリズムを用いて物理的パラメータを決定する。この目的には任意の変調フォーマットを使用することができる。データ支援アルゴリズムを使用するこのような更新は時々、例えば週に１度または月に１度、関連パラメータの変動の時間スケールに応じて実施される。
【００４６】
適切なデータ支援アルゴリズムの一例として、ＤＳＰ  ２６は次のように進むことができる：同一トレーニングシーケンスのいくつかのインスタンスが、別々の伝搬モードを使用して１つのマルチモードスパンを通じ同時に伝送される間、ＤＳＰ  ２６は、ＤＭＧＤ補償器２４において加えられる光遅延を、対応する復号シーケンス間の相互相関関数が最適化されるまで、すなわち最大相関が得られるまで変える。
【００４７】
上記の解決策は、静的または準静的伝搬遅延を補償する基礎として、どのモード信号もすべて個別に検出および復号ができるのに十分な程度に用いることができるが、ＤＳＰ  ２６は、適応ブラインドリアルタイムアルゴリズムによって微調整を行うようにさらに強化して動作を改善することもできる。
【００４８】
静的に決定された値付近のＤＭＧＤ変動が、短い時間枠中で非常に小さいままであるはずということを確認されたい。例示として、変動の大きさは以下のように推定することができる。色分散は、ファイバの典型的な２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ色分散値に対し、１秒間に約０．００５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、すなわち２０００ｋｍについて１０ｐｓ／ｎｍだけ、すなわち総分散値の１／４０００だけ変動する。
【００４９】
約５ｎｓ／ｋｍのＤＭＧＤ値では、同じ１／４０００の変動比で１．２５ｐｓ／ｋｍの変動の大きさになる。２８Ｇボーでは、これはファイバの２０−３０ｋｍごとにほぼ１シンボルということに相当する。海底での最大伝送距離が約１２，０００ｋｍであるので、この距離に対応する最大変動幅は約６００シンボルまでとなる。
【００５０】
このような大きさのＤＭＧＤ変動を補償するために、適応アルゴリズムをＤＳＰ  ２６によって実行することができる。適応アルゴリズムは、以下の原理に基づいてよい。
−  異なるモードで伝送される諸信号が通常、モード分割多重化の原理により送信機側で独立している一方で、受信機側の遅延補償では、両方向でモード間のクロストークを補償しなければならない。クロストークにより１つのモード信号が別のモード信号に「足跡」を付けることになり、その結果、諸モード信号が相互に関連するようになる。
−  適合アルゴリズムは、ルックアップテーブル内に見出される粗い遅延値付近で補償遅延時間を変えながら、２つのモード間の相互相関関数を最大化するように働く。
−  例えば、適合アルゴリズムは、以下の関数を長さＴのデータのブロックについて最大化するように働く：
【００５１】
【数１】
0005694605.tif 000002
式（１）で：
−  ＳＬＰｍｎおよびＳＬＰｋｌは、モードＬＰｍｎおよびＬＰｋｌに対応する入力モード信号を示し、この入力モード信号は、ルックアップテーブルによって決定された粗い値で最初に設定されたＤＭＧＤ補償器２４によってすでに補正されたものである。
−  相互相関関数の最大限における変数ｔの値は、最適化遅延時間に対応する。
【００５２】
上記のように、光ＤＭＧＤ補償器２４によって与えられる遅延時間は、十分に大きくすることが可能な単位補償遅延時間によって調整することができる。光ＤＭＧＤ補償器２４の下流のモード信号間で与えられたより細かい補償遅延時間、ＤＳＰ  ２６はさらに、各検出信号用の調整可能な電子バッファを備えることもできる。このようなバッファは、モード信号間の残留ＤＭＧＤを微細に回復するために、調整可能デジタルＤＭＧＤ補償器として動作させることができる。このようなデジタルＤＭＧＤ補償器を備えるデジタル信号処理デバイスの諸実施形態を次に、図４および図５を参照して説明する。
【００５３】
図４を参照すると、図２の要素と同じまたは類似の要素は、同じ数字が３００だけ大きくされたもので示されている。
【００５４】
デジタル信号プロセッサ３２６は、ＰＤＭ変調信号の両偏光成分の同相成分および直交位相成分を受信するのに適している４ライン入力部５１を各検出モード信号用に備える。４ライン入力部５１は、デジタルバッファでできている調整可能デジタルＤＭＧＤ補償器５２に接続され、この補償器は、矢印５３で示されるようにＤＭＧＤ計算モジュール３２８によって制御される。調整可能デジタルＤＭＧＤ補償器５２は、固定または適応ＦＩＲフィルタとして実施できる色分散（ＣＤ）補償ブロック５４に接続される。ＣＤ補償ブロック５４の出力部の加算器ブロック５５は、処理されるモード信号の各偏光成分に対応する２つの複合デジタル信号を再構成するように動作し、この複合信号をＭＩＭＯモジュール５６に供給する。
【００５５】
ＭＩＭＯモジュール５６は、光路のモード混合マトリクスを逆にすることによって、モード信号を（またＰＤＭ伝送の場合にはその偏光成分も）デジタル領域で等化および分離するように動作する。これは、定モジュールアルゴリズム（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｅ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）（ＣＭＡ）などのブラインド適応アルゴリズムを使用する１組の適応ＦＩＲフィルタとして実施することができる。
【００５６】
ＭＩＭＯモジュール５６の下流で、処理連鎖は、搬送波の周波数および位相を回復するための搬送波周波数および位相推定モジュール５７と、光補償器２４およびデジタル補償器５２によって補償されなかった残留ＤＭＧＤを推定するＤＭＧＤ推定ブロック５８と、場合によってＦＥＣ復号を含んでデータストリームを復号するシンボル識別ブロック５９とを備える。
【００５７】
ＤＭＧＤ推定ブロック５８は、光補償器２４およびデジタル補償器５２内の補償値セットに対して実際のＤＭＧＤの偏差のリアルタイム推定値６０が得られるように、上述の信号間の相互相関関数を計算し最適化することによって動作する。ＤＭＧＤ補償モジュール３２８ではこの推定値を使用して、矢印５３および３２７で示されるように、デジタル補償器５２および光補償器２４内の更新補償遅延時間を設定する。
【００５８】
一実施形態では、光補償器２４の設定が補償遅延時間の比較的大きな修正についてのみ修正されるのに対し、より細かい修正をデジタル補償器５２に対して与えることができる。別の実施形態では、デジタル補償器５２が抑制され、より細かい遅延時間補償がＭＩＭＯモジュール５６によって直接、多数のフィルタタップを使用して行われる。
【００５９】
ＤＭＧＤ計算モジュール３２８では、推定値６０を使用して、矢印３２９で示されるようにデータベース３５０内の光路の物理的パラメータを更新することができる。一実施形態では、このような更新データは学習モードで動作しているときのみ、すなわちトレーニングシーケンスによってのみアップロードされる。
【００６０】
別の実施形態では、更新データが通常利用時でもアップロードされる。その目的のために、すなわち、完全なデータストリームが検出された場合に異なるモードの異なる信号間の遅延時間を直接計算するために、前のＦＥＣビット誤り率およびフレーム同期などのＦＥＣ情報を使用することができる。しかし、データベース３５０内のルックアップテーブルは、非常に高い速度で更新することができない。このテーブルはむしろ平均値をリストアップすべきであり、高頻度の変動に追従すべきではない。こうした変動は、受信機側でデジタルＤＭＧＤ補償器５２によってリアルタイムで補償することができる。
【００６１】
図５の実施形態では、共用のＭＯモジュール５６の代わりに別々の偏光逆多重化モジュール６６がそれぞれのモード信号用に設けられる。偏光逆多重化モジュール６６は、当技術分野で知られているバタフライ構造の１組の適応ＦＩＲフィルタとして実施することができる。加えて、共用のシンボル識別ブロック５９の代わりに別々のシンボル識別ブロック６９がそれぞれのモード信号に対して設けられる。それ以外は、図５の実施形態は図４のものと類似であり、これ以上の説明は不要である。
【００６２】
遅延制御モジュールまたは信号処理モジュールなどの要素は、例えばＡＳＩＣのようなハードウェア手段でよく、あるいは例えばＡＳＩＣとＦＰＧＡ、または少なくとも１つのマイクロプロセッサと中にソフトウェアモジュールがある少なくとも１つのメモリとの、ハードウェア手段とソフトウェア手段を組み合せたものでよい。
【００６３】
本発明は、説明された諸実施形態に限定されない。添付の特許請求の範囲は、本明細書に示された基本的な教示の範囲内に完全に入る、当業者に想起され得るすべての修正および代替構築物を具体化するものと解釈されるべきである。
【００６４】
動詞「備える」または「含む」およびその活用型が用いられることは、請求項に記載されたもの以外の要素またはステップが存在することを除外するものではない。さらに、要素またはステップの前に冠詞「ａ」または「ａｎ」が用いられることは、複数のこのような要素またはステップが存在することを除外するものではない。
【００６５】
特許請求の範囲では、カッコ内のいかなる参照符号も特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【００６６】
【表１】
0005694605.tif 000003
【００６７】
【表２】
0005694605.tif 000004
【図１】
0005694605.tif 000005
【図２】
0005694605.tif 000006
【図３】
0005694605.tif 000007
【図４】
0005694605.tif 000008
【図５】
0005694605.tif 000009