(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信する送信装置と、前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、を含む通信システムの制御回路において、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散を取得する取得部と、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、前記取得部によって取得された累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定する波長制御部と、
前記波長制御部によって前記光信号の波長が設定された場合に前記受信装置を省電力化させる制御を行う省電力制御部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、
前記光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器によって変換された信号をデジタル処理するデジタル処理部と、
を備え、
前記受信装置を省電力化させる制御は、前記デジタル変換器の分解能を低下させる制御を含むことを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記光受信器は、
前記光信号を局発光と混合する光回路と、
前記光回路によって混合された光信号を光電変換する光電変換部と、
を備え、
前記波長制御部は、前記送信装置によって送信される光信号に設定する波長に応じて前記局発光の波長を設定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記デジタル処理部は、前記デジタル変換器によって変換された信号の波形歪をデジタルフィルタ処理により低減し、
前記省電力制御部は、前記デジタルフィルタ処理のフィルタ段数を減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記通信システムは、
前記送信装置によって送信された光信号および前記光信号とは波長が異なる光が入力される複数の入力ポートと、複数の出力ポートと、を有する第一光クロスコネクトと、
前記複数の出力ポートにそれぞれ接続され各波長に対応する複数の入力ポートを有し、前記複数の入力ポートへ入力された各光を波長多重する多重化器と、
を含み、
前記波長制御部は、設定した波長に対応する前記多重化器の入力ポートへ前記光信号が入力されるように前記第一光クロスコネクトの経路を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の制御回路。
【請求項５】
光信号を送信する送信装置と、
前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定するとともに前記受信装置を省電力化させる制御を行う制御回路と、
を含み、
前記受信装置は、
前記光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、
前記光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器によって変換された信号をデジタル処理するデジタル処理部と、
を備え、
前記受信装置を省電力化させる制御は、前記デジタル変換器の分解能を低下させる制御を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
互いに光信号を送受信する複数の通信装置を含む通信システムにおいて、
前記複数の通信装置のそれぞれは、
前記複数の通信装置のうちの他方の通信装置へ光信号を送信する送信装置と、
前記他方の通信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散の量が所定値以下でない場合に、前記送信装置によって送信される光信号の波長を前記受信される光信号とは異なる波長に設定し、前記累積波長分散の量が前記所定値以下である場合に、前記送信される光信号の波長を前記受信される光信号の波長に設定するとともに前記受信装置を省電力化させる制御を行う制御回路と、
を備え、
前記受信装置は、
前記光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、
前記光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器によって変換された信号の波形歪をデジタルフィルタ処理により低減するデジタル処理部と、
を備え、
前記受信装置を省電力化させる制御は、前記デジタル変換器の分解能を低下させる制御と、前記デジタルフィルタ処理のフィルタ段数を減少させる制御と、の少なくともいずれかを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
光信号を送信する送信装置と、前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、を含む通信システムの制御方法において、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散を取得し、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、取得した前記累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定し、
前記光信号の波長を設定した場合に前記受信装置を省電力化させる制御を行い、
前記受信装置は、
前記光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、
前記光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器によって変換された信号をデジタル処理するデジタル処理部と、
を備え、
前記受信装置を省電力化させる制御は、前記デジタル変換器の分解能を低下させる制御を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路、通信システムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝送トラフィックの増加に伴い、４０［Ｇｂｉｔ／ｓ］以上の伝送容量を持つ光伝送システム導入の要求が高まっている。これに対して、従来のＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調方式に比べて、周波数利用効率、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：光信号雑音比）耐力、非線形性耐力などに優れた様々な変調方式が検討されている。
【０００３】
たとえば、高分散耐力、高ＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：偏波モード分散）耐力、狭スペクトルといった特長を持つＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式が検討されている。
【０００４】
ＤＱＰＳＫ変調方式などの更なる特性（ＯＳＮＲ耐力、波長分散耐力）の改善を実現する技術として、コヒーレント受信とデジタル信号処理を組み合わせたデジタルコヒーレント受信方式が検討されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、デジタルコヒーレント受信方式のデジタルコヒーレント受信機において実現される分散モニタが知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３１５５７５号明細書
【特許文献２】特開２０１０−１３０６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のデジタルコヒーレント受信機は消費電力が大きいという問題がある。たとえば、デジタルコヒーレント受信機のデジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）やデジタル信号処理部（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）は特に消費電力が大きい。このため、たとえば従来の直接検波方式（たとえば１０［Ｇｂｉｔ／ｓ］）の光受信機と比較してデジタルコヒーレント受信機は数倍（たとえば７倍）の消費電力となる。
【０００７】
開示の制御回路、通信システムおよび制御方法は、上述した問題点を解消するものであり、受信装置の省電力化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、光信号を送信する送信装置と、前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、を含む通信システムの制御方法において、前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散を取得し、前記送信装置によって送信される光信号の波長を、取得した前記累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定し、前記光信号の波長を設定した場合に前記受信装置を省電力化させる制御を行う。
【発明の効果】
【０００９】
開示の制御回路、通信システムおよび制御方法によれば、受信装置の省電力化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態２にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図３】図３は、デジタルコヒーレント受信機の一例を示す図である。
【図４】図４は、波長分散の補償処理の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図６−１】図６−１は、経路設定の変更手順の一例を示す図（その１）である。
【図６−２】図６−２は、経路設定の変更手順の一例を示す図（その２）である。
【図６−３】図６−３は、経路設定の変更手順の一例を示す図（その３）である。
【図７】図７は、光信号の累積波長分散とＰＡＰＲとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、光信号の波長と累積波長分散との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、累積波長分散とビット数の減少に起因するＱ値ペナルティとの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施の形態３にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態４にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態５にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態６にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態６にかかる制御回路による制御処理の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図１８】図１８は、実施の形態６にかかる制御回路による制御処理の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１００は、送信装置１１０と、受信装置１２０と、制御回路１３０と、を備えている。送信装置１１０は、伝送路１０１を介して光信号を送信する。また、送信装置１１０は、制御回路１３０による制御によって、送信する光信号の波長を変化させる。
【００１３】
送信装置１１０が送信する光信号の変調方式には、たとえば、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ＰＳＫ）、ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＱＰＳＫ）などの位相変調方式を用いることができる。また、送信装置１１０が送信する光信号は、偏波多重された光信号であってもよい。
【００１４】
受信装置１２０は、送信装置１１０によって伝送路１０１を介して送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する。たとえば、受信装置１２０は、光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、デジタル変換器によって変換された信号をデジタル処理するデジタル処理部と、を備える。
【００１５】
受信装置１２０の光受信器は、たとえば、光信号を局発光と混合する光回路と、光回路によって混合された光信号を光電変換する光電変換部と、を備える。また、受信装置１２０のデジタル処理部は、受信した光信号の累積波長分散をモニタしてもよい。また、受信装置１２０のデジタル処理部は、デジタル変換器によって変換された信号の波形歪（たとえば波長分散）をデジタルフィルタ処理により低減してもよい。
【００１６】
制御回路１３０は、取得部１３１と、波長制御部１３２と、省電力制御部１３３と、を備えている。取得部１３１は、受信装置１２０によって受信される光信号の累積波長分散を取得する。たとえば、取得部１３１は、受信装置１２０によってモニタされた累積波長分散を示す分散情報を受信装置１２０から取得する。取得部１３１は、取得した分散情報を波長制御部１３２へ出力する。
【００１７】
波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を、取得部１３１から出力された分散情報が示す累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定する。たとえば、波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を、累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定する。
【００１８】
具体的には、波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を変化させつつ累積波長分散を監視し、累積波長分散の量が所定値以下になったときに送信装置１１０によって送信されていた光信号の波長を設定する。波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定した場合に、省電力制御を行うべき旨の指示信号を省電力制御部１３３へ出力する。
【００１９】
また、波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号に設定する波長に応じて、受信装置１２０の局発光の波長を設定してもよい。たとえば、波長制御部１３２は、送信装置１１０によって送信される光信号に設定する波長と同一の波長、または送信装置１１０によって送信される光信号に設定する波長からわずかに変化させた波長を、受信装置１２０の局発光の波長として設定する。
【００２０】
これにより、波長が変更された光信号を受信装置１２０が受信することができる。ただし、受信装置１２０は、送信装置１１０によって送信される光信号の波長の変更を波長モニタなどで検出し、検出結果に基づいて局発光の波長を設定する構成としてもよい。この場合は、波長制御部１３２は、受信装置１２０の局発光の波長を設定しなくてもよい。
【００２１】
省電力制御部１３３は、波長制御部１３２から指示信号が出力されると、受信装置１２０を省電力化させる制御を行う。具体的には、省電力制御部１３３は、受信装置１２０のデジタル変換器およびデジタル処理部の少なくともいずれかを省電力化させる制御を行う。たとえば、省電力制御部１３３は、受信装置１２０のデジタル変換器のビット数（分解能）を減少させることによってデジタル変換器を省電力化する。デジタル変換器のビット数は、たとえばデジタル変換における離散化（標本化および量子化の少なくともいずれか）の解像度である。または、省電力制御部１３３は、受信装置１２０のデジタルフィルタ処理のフィルタ段数を減少させることによってデジタル変換器を省電力化してもよい。
【００２２】
また、省電力制御部１３３は、取得部１３１から出力される分散情報を取得し、取得した分散情報が示す累積波長分散に基づいて受信装置１２０を省電力化させる制御を行ってもよい。たとえば、累積波長分散とビット数とを対応付ける対応情報（たとえば関係式またはテーブル）を制御回路１３０のメモリに記憶しておく。そして、省電力制御部１３３は、累積波長分散に対応するビット数を対応情報から取得し、取得したビット数を受信装置１２０のデジタル変換器の各デジタル変換器に設定する。
【００２３】
または、累積波長分散とフィルタ段数とを対応付ける対応情報（たとえば関係式またはテーブル）を制御回路１３０のメモリに記憶しておく。そして、省電力制御部１３３は、累積波長分散に対応するフィルタ段数を対応情報から取得し、取得したフィルタ段数を受信装置１２０のデジタルフィルタ処理に設定する。
【００２４】
制御回路１３０は、たとえば、受信装置１２０に設けられる。この場合は、波長制御部１３２は、所定の条件を満たす波長に設定すべき旨の制御信号を送信装置１１０へ送信することによって、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を設定する。この場合は、送信装置１１０および制御回路１３０は、互いに制御信号を送受信するための任意の通信方式（光通信や電気通信など）の通信インターフェースを備える。
【００２５】
または、制御回路１３０は、送信装置１１０に設けられてもよい。この場合は、省電力制御部１３３は、省電力化すべき旨の制御信号を受信装置１２０へ送信することによって、受信装置１２０を省電力化させる。また、取得部１３１は、受信装置１２０から分散情報を受信する。この場合は、受信装置１２０および制御回路１３０は、互いに制御信号を送受信するための任意の通信方式の通信インターフェースを備える。
【００２６】
または、制御回路１３０は、送信装置１１０および受信装置１２０と異なる通信装置に設けられてもよい。この場合は、波長制御部１３２は、所定の条件を満たす波長に設定すべき旨の制御信号を送信装置１１０へ送信することによって、送信装置１１０によって送信される光信号の波長を設定する。また、省電力制御部１３３は、省電力化すべき旨の制御信号を受信装置１２０へ送信することによって、受信装置１２０を省電力化させる。また、取得部１３１は、受信装置１２０から累積波長分散を示す分散情報を受信する。この場合は、送信装置１１０、受信装置１２０および制御回路１３０は、互いに制御信号や分散情報を送受信するための任意の通信方式の通信インターフェースを備える。
【００２７】
このように、実施の形態１にかかる通信システム１００によれば、送信装置１１０が送信する光信号の波長を、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定することができる。そして、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散が所定の条件を満たす状態で受信装置１２０を省電力化させることができる。これにより、伝送品質の低下を抑えつつ受信装置１２０の省電力化を図ることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２にかかる通信システムの一例を示す図である。図２に示すように、実施の形態２にかかる通信システム２００は、デジタルコヒーレント方式の送受信機と直接検波方式の送受信機とが波長多重によって混在した通信システムである。具体的には、通信システム２００は、デジタルコヒーレント送信機２１１と、直接検波送信機２１２＃１〜２１２＃ｍ（ｍ＝１，２，３，…）と、光クロスコネクト２１３と、多重化器２１４と、伝送路２２１と、中継器２２２と、伝送路２２３と、多重分離器２３１と、光クロスコネクト２３２と、デジタルコヒーレント受信機２３３と、直接検波受信機２３４＃１〜２３４＃ｍと、制御装置２４０と、を備えている。
【００２９】
デジタルコヒーレント送信機２１１（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ＴＸ）は、図１に示した送信装置１１０の一例である。デジタルコヒーレント送信機２１１は、レーザダイオード２１１ａと、駆動部２１１ｂ，２１１ｃと、変調器２１１ｄと、を備えている。レーザダイオード２１１ａ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）は、光を生成して変調器２１１ｄへ出力する。また、レーザダイオード２１１ａは、出力する光の波長を、制御装置２４０による制御によって変化させる。
【００３０】
駆動部２１１ｂ，２１１ｃのそれぞれは、データ信号（電気信号）を変調器２１１ｄへ出力する。変調器２１１ｄは、レーザダイオード２１１ａから出力された光を、駆動部２１１ｂ，２１１ｃから出力されたデータ信号によって変調する。変調器２１１ｄは、変調した光信号を光クロスコネクト２１３へ出力する。変調器２１１ｄには、たとえばＭＺ型（マッハツェンダ型）のＬＮ（ＬｉＮｂＯ３：ニオブ酸リチウム）変調器や半導体変調器を用いることができる。
【００３１】
直接検波送信機２１２＃１（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ＴＸ）は、レーザダイオード２１２ａと、駆動部２１２ｂと、変調器２１２ｃと、を備えている。レーザダイオード２１２ａ（ＬＤ）は光を生成して変調器２１２ｃへ出力する。また、レーザダイオード２１２ａは、出力する光の波長を、制御装置２４０による制御によって変化させる。駆動部２１２ｂは、データ信号（電気信号）を変調器２１２ｃへ出力する。
【００３２】
変調器２１２ｃは、レーザダイオード２１２ａから出力された光を、駆動部２１２ｂから出力されたデータ信号によって変調する。変調器２１２ｃは、変調した光信号を光クロスコネクト２１３へ出力する。変調器２１２ｃには、たとえばＭＺ型のＬＮ変調器や半導体変調器を用いることができる。直接検波送信機２１２＃２〜２１２＃ｍはそれぞれ直接検波送信機２１２＃１と同様の構成を備えている。デジタルコヒーレント送信機２１１および直接検波送信機２１２＃１〜２１２＃ｍは、互いに異なる波長の光信号を出力する。
【００３３】
光クロスコネクト２１３（ＯＸＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｎｎｅｃｔ）は、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する第一光クロスコネクトである。光クロスコネクト２１３の複数の入力ポートには、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信された光信号と、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信された光信号とは波長が異なる光と、が入力される。具体的には、光クロスコネクト２１３の複数の入力ポートには、デジタルコヒーレント送信機２１１から送信された光信号と、直接検波送信機２１２＃１〜２１２＃ｍから出力された各光信号と、が入力される。
【００３４】
光クロスコネクト２１３の複数の入力ポートへ入力された各光信号は、それぞれ光クロスコネクト２１３の複数の出力ポートのいずれかから出力される。また、光クロスコネクト２１３における各光信号の経路は制御装置２４０によって制御される。光クロスコネクト２１３の複数の出力ポートから出力された各光は、それぞれ多重化器２１４の各入力ポートのいずれかへ入力される。
【００３５】
多重化器２１４（ＭＵＸ）は、光クロスコネクト２１３の複数の出力ポートにそれぞれ接続され、各波長に対応する（波長依存性のある）複数の入力ポートを有する。また、多重化器２１４は、複数の入力ポートへ入力された各光信号を波長多重する。多重化器２１４は、波長多重した波長多重光を出力する。多重化器２１４から出力された波長多重光は、伝送路２２１、中継器２２２および伝送路２２３を介して多重分離器２３１へ伝送される。中継器２２２は、多重化器２１４から伝送路２２１を介して伝送された波長多重光を中継し、伝送路２２３を介して多重分離器２３１へ送信する。
【００３６】
多重分離器２３１（ＤＥＭＵＸ）は、多重化器２１４から伝送路２２１、中継器２２２および伝送路２２３を介して伝送された波長多重光を波長多重分離する。多重化器２１４は、各波長に対応する複数の出力ポートを有する。伝送路２２３は、波長多重分離により得られた各光信号を、それぞれの光信号の波長に対応する出力ポートから出力する。
【００３７】
光クロスコネクト２３２（ＯＸＣ）は、多重分離器２３１の各出力ポートから出力された各光信号が入力される複数の入力ポートを有する。また、光クロスコネクト２３２は、デジタルコヒーレント受信機２３３に接続された出力ポートを含む複数の出力ポートを有する第二光クロスコネクトである。
【００３８】
光クロスコネクト２３２の複数の入力ポートへ入力された各光信号は、それぞれ光クロスコネクト２３２の複数の出力ポートのいずれかから出力される。また、光クロスコネクト２３２における各光信号の経路は制御装置２４０によって制御される。光クロスコネクト２３２の複数の出力ポートから出力された各光は、それぞれデジタルコヒーレント受信機２３３および直接検波受信機２３４＃１〜２３４＃ｍのいずれかへ出力される。
【００３９】
デジタルコヒーレント受信機２３３（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ＲＸ）は、図１に示した受信装置１２０の一例である。デジタルコヒーレント受信機２３３は、レーザダイオード２３３ａと、レシーバ２３３ｂと、デジタル変換部２３３ｃと、デジタル処理部２３３ｄと、を備えている。レーザダイオード２３３ａ（ＬＤ）は、局発光を生成してレシーバ２３３ｂへ出力する局発光発振器（ＬＯ：Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。また、レーザダイオード２３３ａは、出力する局発光の波長を制御装置２４０による制御によって変化させる。
【００４０】
レシーバ２３３ｂは、光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器である。具体的には、レシーバ２３３ｂには、レーザダイオード２３３ａから出力された局発光と、光クロスコネクト２３２から出力された光信号と、が入力される。レシーバ２３３ｂは、光信号を局発光と混合し、混合した光信号を光電変換する。レシーバ２３３ｂは、電気信号に変換した信号をデジタル変換部２３３ｃへ出力する。
【００４１】
デジタル変換部２３３ｃは、レシーバ２３３ｂから出力された信号をデジタル信号に変換する。デジタル変換部２３３ｃは、デジタル信号に変換した信号をデジタル処理部２３３ｄへ出力する。また、デジタル変換部２３３ｃは、制御装置２４０の制御によってデジタル変換のビット数（分解能）を変化させる。
【００４２】
デジタル処理部２３３ｄ（ＤＳＰ）は、デジタル変換部２３３ｃから出力された信号をデジタル処理により受信する。たとえば、デジタル処理部２３３ｄは、デジタル変換部２３３ｃから出力された信号に基づいて受信信号の波形歪補償などを行って受信信号を復調する。また、デジタル処理部２３３ｄは、分散モニタ２３３ｅの機能を有する。分散モニタ２３３ｅは、デジタル変換部２３３ｃから出力された信号に基づくデジタル処理により、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信した光信号の累積波長分散をモニタし、モニタした累積波長分散を示す分散情報を制御装置２４０へ送信する。
【００４３】
デジタルコヒーレント受信機のデジタル処理部において実現される分散モニタについては、たとえば上記特許文献２に記載されている。直接検波受信機２３４＃１〜２３４＃ｍ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ＲＸ）のそれぞれは、光クロスコネクト２３２から出力された光信号を直接検波方式によって受信する。
【００４４】
制御装置２４０は、図１に示した制御回路１３０を備える通信装置の一例である。制御装置２４０は、デジタルコヒーレント受信機２３３の分散モニタ２３３ｅから送信された分散情報を受信する。また、制御装置２４０は、デジタルコヒーレント送信機２１１のレーザダイオード２１１ａの波長を、受信した分散情報が示す累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定するようにデジタルコヒーレント送信機２１１へ制御信号を送信する。
【００４５】
また、制御装置２４０は、デジタルコヒーレント受信機２３３のレーザダイオード２３３ａの波長を、レーザダイオード２１１ａに設定させた波長に応じた波長に設定させる。また、制御装置２４０は、デジタルコヒーレント送信機２１１のレーザダイオード２１１ａの波長を設定した場合に、デジタル変換部２３３ｃのビット数を減少させることによってデジタル変換部２３３ｃを省電力化する制御を行う。
【００４６】
なお、通信システム２００は、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３を複数含んでいてもよい。また、通信システム２００において、たとえば中継器２２２および伝送路２２３を省いてもよい。この場合は、多重化器２１４から出力された波長多重光は、伝送路２２１を介して多重分離器２３１へ伝送される。
【００４７】
図３は、デジタルコヒーレント受信機の一例を示す図である。ここでは、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号は、Ｉチャネル（実部成分：Ｉｎ  ｐｈａｓｅ）およびＱチャネル（虚部成分：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ）を含む２つの光信号が偏波多重された光信号（計４チャネル）であるとする。図３に示すように、デジタルコヒーレント受信機２３３のレシーバ２３３ｂは、スプリッタ３１１と、偏波ビームスプリッタ３１２と、９０度ハイブリッド回路３２１，３２２と、光電変換部３３１〜３３４と、を備えている。
【００４８】
スプリッタ３１１は、レーザダイオード２３３ａから出力された局発光を分岐（パワー分岐）し、分岐した各局発光をそれぞれ９０度ハイブリッド回路３２１，３２２へ出力する。偏波ビームスプリッタ３１２（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）は、光クロスコネクト２３２から出力された光信号を偏波多重分離する。偏波ビームスプリッタ３１２は、偏波多重分離により得られた各光信号をそれぞれ９０度ハイブリッド回路３２１，３２２へ出力する。
【００４９】
９０度ハイブリッド回路３２１，３２２のそれぞれは、スプリッタ３１１から出力された局発光と、偏波ビームスプリッタ３１２から出力された光信号と、を混合する光回路である。９０度ハイブリッド回路３２１は、混合により得られた各チャネルの光信号をそれぞれ光電変換部３３１，３３２へ出力する。９０度ハイブリッド回路３２２は、混合により得られた各チャネルの光信号をそれぞれ光電変換部３３３，３３４へ出力する。
【００５０】
光電変換部３３１，３３２（Ｏ／Ｅ）のそれぞれは、９０度ハイブリッド回路３２１から出力された光信号を光電変換する。光電変換部３３１，３３２のそれぞれは、変換した信号をデジタル変換部２３３ｃへ出力する。光電変換部３３３，３３４（Ｏ／Ｅ）のそれぞれは、９０度ハイブリッド回路３２２から出力された光信号を光電変換する。光電変換部３３３，３３４のそれぞれは、変換した信号をデジタル変換部２３３ｃへ出力する。
【００５１】
デジタル変換部２３３ｃは、デジタル変換器３４１〜３４４（ＡＤＣ）を備えている。デジタル変換器３４１〜３４４は、それぞれ光電変換部３３１〜３３４から出力された信号をデジタル信号に変換する。デジタル変換器３４１〜３４４のそれぞれは、デジタル信号に変換した信号をデジタル処理部２３３ｄへ出力する。また、デジタル変換部２３３ｃは、制御装置２４０からの制御によって、デジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させる。
【００５２】
デジタル処理部２３３ｄは、波形歪補償部３５１と、周波数位相同期部３５２と、識別復調部３５３と、を備えている。波形歪補償部３５１は、デジタル変換部２３３ｃから出力された各信号の波形歪を補償する。波形歪補償部３５１が補償する波形歪は、たとえば、光伝送路の波長分散、偏波変動、偏波モード分散などによる光信号の波形歪である。波形歪補償部３５１は波形歪を補償した各信号を周波数位相同期部３５２へ出力する。
【００５３】
周波数位相同期部３５２は、波形歪補償部３５１から出力された各信号の周波数および位相を同期させて識別復調部３５３へ出力する。識別復調部３５３は、周波数位相同期部３５２から出力された各信号を復調し識別する。これにより、デジタルコヒーレント受信機２３３へ入力された光信号を受信することができる。識別復調部３５３は、各信号の識別結果を出力する。
【００５４】
図４は、波長分散の補償処理の一例を示す図である。図４に示す波長分散補償回路４００は、図３に示した波形歪補償部３５１によって行われる分散補償の処理を模擬的に示す回路である。波長分散補償回路４００は、フィルタの段数がｎのＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：有限インパルス応答）フィルタである。具体的には、波長分散補償回路４００は、遅延部４１１〜４１３，…，４１ｎと、乗算部４２０〜４２３，…，４２ｎと、加算部４３０と、係数設定部４４０と、を備えている。波長分散補償回路４００へ入力された信号は、遅延部４１１および乗算部４２０へ入力される。
【００５５】
遅延部４１１は、入力された信号を遅延量τだけ遅延させて遅延部４１２および乗算部４２１へ出力する。遅延部４１２は、遅延部４１１から出力された信号を遅延量τだけ遅延させて遅延部４１３および乗算部４２２へ出力する。遅延部４１３は、遅延部４１２から出力された信号を遅延量τだけ遅延させて後段の遅延部および乗算部４２３へ出力する。遅延部４１ｎは、前段の遅延部から出力された信号を遅延量τだけ遅延させて乗算部４２ｎへ出力する。
【００５６】
乗算部４２０は、入力された信号に係数Ｃ０を乗算して加算部４３０へ出力する。乗算部４２１は、遅延部４１１から出力された信号に係数Ｃ１を乗算して加算部４３０へ出力する。乗算部４２２は、遅延部４１２から出力された信号に係数Ｃ２を乗算して加算部４３０へ出力する。乗算部４２３は、遅延部４１３から出力された信号に係数Ｃ３を乗算して加算部４３０へ出力する。乗算部４２ｎは、遅延部４１ｎから出力された信号に係数Ｃｎを乗算して加算部４３０へ出力する。
【００５７】
加算部４３０は、乗算部４２０〜４２３，…，４２ｎから出力された各信号を加算して出力する。係数設定部４４０は、たとえば分散モニタ２３３ｅ（図２参照）によってモニタされ波長分散に基づいて、乗算部４２０〜４２３，…，４２ｎによって乗算される係数Ｃ０〜Ｃｎを設定する。これにより、波長分散補償回路４００へ入力された信号の波長分散を小さく（補償）することができる。波長分散補償回路４００においては、フィルタの段数ｎが大きいほど大きな波長分散の補償が可能となる。
【００５８】
図５は、実施の形態２にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、通信システム２００は、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３を複数含んでいるとする。制御装置２４０は、たとえば、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３の各組を対象として図５に示す各ステップを実行する。
【００５９】
まず、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント送受信機（デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３）の設定波長を選択する（ステップＳ５０１）。つぎに、制御装置２４０は、ステップＳ５０１によって選択された設定波長が、対象のデジタルコヒーレント送受信機とは別のデジタルコヒーレント送受信機に設定済みであるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。
【００６０】
ステップＳ５０２において、別のデジタルコヒーレント送受信機に設定済みである場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、制御装置２４０は、ステップＳ５０１によって選択された設定波長とは別の設定波長の候補があるか否かを判断する（ステップＳ５０３）。別の設定波長の候補がない場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）は、制御装置２４０は、一連の処理を終了する。この場合は、デジタル変換部２３３ｃのビット数は変更されない。別の設定波長の候補がある場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）は、制御装置２４０は、ステップＳ５０１へ戻り、別の設定波長の候補を選択する。
【００６１】
ステップＳ５０２において、別のデジタルコヒーレント送受信機に設定済みでない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）は、制御装置２４０は、ステップＳ５０４へ移行する。すなわち、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント送受信機の波長を、ステップＳ５０１によって選択された設定波長に変更する（ステップＳ５０４）。具体的には、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント送信機２１１のレーザダイオード２１１ａと、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３のレーザダイオード２３３ａと、の各波長を変更する。なお、設定波長が別のデジタルコヒーレント送受信機に設定済みでない場合には、設定波長が直接受信方式の光送受信機に設定されている場合も含まれる。この場合は、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント送受信機に設定した波長が設定されていた直接受信方式の光送受信機の波長を他の波長に設定する制御を行ってもよい。
【００６２】
つぎに、制御装置２４０は、光クロスコネクト２１３，２３２の経路設定を変更する（ステップＳ５０５）。具体的には、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント送信機２１１から出力される光信号が、多重化器２１４の入力ポートのうちの変更後の設定波長に対応する入力ポートへ入力されるように光クロスコネクト２１３の経路設定を変更する。また、制御装置２４０は、多重分離器２３１の出力ポートのうちの変更後の設定波長に対応する出力ポートから出力される光信号が、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３へ入力されるように光クロスコネクト２３２の経路設定を変更する。
【００６３】
つぎに、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散が所定値（たとえば±５００［ｐｓ／ｎｍ］）以下か否かを判断する（ステップＳ５０６）。具体的には、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３の分散モニタ２３３ｅから出力される分散情報が示す累積波長分散が所定値以下か否かを判断する。累積波長分散が所定値以下でない場合（ステップＳ５０６：Ｎｏ）は、制御装置２４０は、ステップＳ５０３へ移行する。
【００６４】
ステップＳ５０６において、累積波長分散が所定値以下である場合（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）は、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３のデジタル変換器のビット数を減少させ（ステップＳ５０７）、一連の処理を終了する。ステップＳ５０７において、制御装置２４０は、対象のデジタルコヒーレント受信機２３３のデジタル変換部２３３ｃのデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させる。
【００６５】
以上の各ステップにより、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散が所定値以下になる波長に設定することができる。そして、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散が所定値以下になる状態でデジタルコヒーレント受信機２３３を省電力化させることができる。
【００６６】
図６−１〜図６−３は、経路設定の変更手順の一例を示す図である。図６−１〜図６−３において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示した制御処理の前においては、図６−１に示すように、レーザダイオード２１１ａ，２３３ａが波長λ１に設定され、レーザダイオード２１２ａが波長λ２に設定されているとする。
【００６７】
また、光クロスコネクト２１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１から出力される波長λ１の光信号を、多重化器２１４の波長λ１に対応する入力ポート６１１へ入力するように設定されている。また、光クロスコネクト２１３は、直接検波送信機２１２＃１から出力される波長λ２の光信号を、多重化器２１４の波長λ２に対応する入力ポート６１２へ入力するように設定されている。
【００６８】
また、光クロスコネクト２３２は、多重分離器２３１の波長λ１に対応する出力ポート６２１から出力される波長λ１の光信号をデジタルコヒーレント受信機２３３へ出力するように設定されている。また、光クロスコネクト２３２は、多重分離器２３１の波長λ２に対応する出力ポート６２２から出力される波長λ２の光信号を直接検波受信機２３４＃１へ出力するように設定されている。
【００６９】
つぎに、図５に示したステップＳ５０４によって、図６−２に示すように、レーザダイオード２１１ａ，２３３ａが波長λ２に設定されたとする。このとき、波長λ２はレーザダイオード２１２ａに設定されていた波長であるため、制御装置２４０は、レーザダイオード２１２ａの波長をたとえば波長λ１に設定する。これにより、デジタルコヒーレント送信機２１１および直接検波送信機２１２＃１からの各光信号が同一波長となることを回避することができる。
【００７０】
つぎに、図５に示したステップＳ５０５によって、図６−３に示すように、光クロスコネクト２１３が、デジタルコヒーレント送信機２１１からの波長λ２の光信号を、多重化器２１４の波長λ２に対応する入力ポート６１２へ入力するように設定される。また、光クロスコネクト２１３が、直接検波送信機２１２＃１からの波長λ１の光信号を、多重化器２１４の波長λ１に対応する入力ポート６１１へ入力するように設定される。
【００７１】
また、光クロスコネクト２３２が、多重分離器２３１の波長λ１に対応する出力ポート６２１から出力される波長λ１の光信号を直接検波受信機２３４＃１へ出力するように設定される。また、光クロスコネクト２３２が、多重分離器２３１の波長λ２に対応する出力ポート６２２から出力される波長λ２の光信号をデジタルコヒーレント受信機２３３へ出力するように設定される。
【００７２】
これにより、波長多重方式の通信システム２００においてデジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を変更しても、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号をデジタルコヒーレント受信機２３３へ伝送することができる。
【００７３】
図７は、光信号の累積波長分散とＰＡＰＲとの関係を示すグラフである。図７において、横軸は、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散［ｐｓ／ｎｍ］を示している。また、縦軸は、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号（伝送波形）のＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク電力対平均電力比）を示している。ＰＡＰＲ特性７００は、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散に対するＰＡＰＲの特性を示している。
【００７４】
ＰＡＰＲ特性７００に示すように、累積波長分散が０に近いほどＰＡＰＲが減少する。特に、累積波長分散が±８００［ｐｓ／ｎｍ］の範囲においてはＰＡＰＲが大きく減少する。デジタルコヒーレント受信方式において、ＰＡＰＲが大きい受信信号を正確に受信するにはデジタル変換器のビット数を大きくし、分解能を上げる必要がある。しかし、デジタル変換器のビット数を大きくするとそれに伴い、消費電力も増加する。
【００７５】
図８は、光信号の波長と累積波長分散との関係を示すグラフである。図８において、横軸は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を示している。また、縦軸は、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信し、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散を示している。累積波長分散特性８００は、光信号の波長に対する累積波長分散の特性の一例を簡略化して示している。
【００７６】
累積波長分散特性８００に示すように、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長が異なると、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散も異なる。したがって、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を制御することで、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散を抑えることが可能である。
【００７７】
たとえば、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を波長範囲８０１に設定することで、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散を±５００［ｐｓ／ｎｍ］の範囲に抑えることができる。これにより、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号のＰＡＰＲ（図７参照）を抑えることができるため、デジタル変換器のビット数を減少させても伝送品質の低下を抑えることができる。このため、デジタルコヒーレント受信機２３３の低消費電力化を図ることができる。
【００７８】
なお、デジタルコヒーレント受信方式ではデジタル処理によって大きな累積波長分散を補償することができる。このため、従来、デジタルコヒーレント受信方式においては、累積波長分散は大きな問題とならず、光信号の波長配置については考慮されていなかった。これに対して、通信システム２００においては、光信号の波長を制御して光信号の累積波長分散を抑えることで、消費電力を抑えることができる。
【００７９】
図９は、累積波長分散とビット数の減少に起因するＱ値ペナルティとの関係を示すグラフである。図９において、横軸は、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散［ｐｓ／ｎｍ］を示している。また、縦軸は、デジタル変換器３４１〜３４４のビット数を５ビットから４ビットに減少させることに起因するＱ値ペナルティ［ｄＢ］を示している。Ｑ値ペナルティ特性９００は、累積波長分散に対するＱ値ペナルティの特性を示している。
【００８０】
光信号の累積波長分散が増加すると、光信号のＰＡＰＲも増加するため、Ｑ値ペナルティ特性９００に示すように、ビット数の減少に起因するＱ値ペナルティが増加する。これに対して、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を制御し、光信号の累積波長分散の量をたとえば５００［ｐｓ／ｎｍ］以下に抑えると、ビット数の減少に起因するＱ値ペナルティを０．２［ｄＢ］以下に抑えることができる。したがって、デジタルコヒーレント受信機２３３における受信品質の低下を抑えつつ、デジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させ、デジタルコヒーレント受信機２３３の低消費電力化を図ることができる。たとえばフラッシュ型のデジタル変換器の場合は、ビット数を１ビット減少させることによって消費電力をたとえば半減させることが可能である。
【００８１】
このように、実施の形態２にかかる通信システム２００によれば、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定することができる。そして、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる状態でデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させることができる。これにより、伝送品質の低下を抑えつつデジタルコヒーレント受信機２３３の省電力化を図ることができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３にかかる通信システムの一例を示す図である。図１０において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、実施の形態３にかかる通信システム２００は、図２に示した光クロスコネクト２１３，２３２、多重化器２１４および多重分離器２３１に代えて、光カプラ１０１１，１０２１を備えている。
【００８３】
光カプラ１０１１は、デジタルコヒーレント送信機２１１および直接検波送信機２１２＃１〜２１２＃ｍから出力された各光信号を合波する第一光カプラである。デジタルコヒーレント送信機２１１および直接検波送信機２１２＃１〜２１２＃ｍから出力された各光信号は互いに波長が異なり、光カプラ１０１１により波長多重される。光カプラ１０１１は、合波した波長多重光を出力する。光カプラ１０１１から出力された波長多重光は、伝送路２２１、中継器２２２および伝送路２２３を介して光カプラ１０２１へ伝送される。
【００８４】
光カプラ１０２１は、光カプラ１０１１から伝送路２２１、中継器２２２および伝送路２２３を介して伝送された波長多重光を分岐（パワー分岐）する第二光カプラである。光カプラ１０２１は、分岐した各波長多重光をそれぞれデジタルコヒーレント受信機２３３および直接検波受信機２３４＃１〜２３４＃ｍへ出力する。デジタルコヒーレント受信機２３３および直接検波受信機２３４＃１〜２３４＃ｍのそれぞれは、光カプラ１０２１から出力された波長多重光に含まれる各波長の光信号のいずれかを抽出して受信する。
【００８５】
ここでは、通信システム２００を、図２に示した光クロスコネクト２１３，２３２、多重化器２１４および多重分離器２３１に代えて光カプラ１０１１，１０２１を備える構成としたが、このような構成に限らない。たとえば、通信システム２００を、図２に示した光クロスコネクト２１３、多重化器２１４および多重分離器２３１に代えて光カプラ１０１１を備える構成としてもよい。この場合は、制御装置２４０は、光クロスコネクト２３２についての経路設定（たとえば図６−３参照）を行う。また、通信システム２００を、図２に示した光クロスコネクト２３２、多重分離器２３１に代えて光カプラ１０２１を備える構成としてもよい。この場合は、制御装置２４０は、光クロスコネクト２１３についての経路設定（たとえば図６−３参照）を行う。
【００８６】
図１１は、実施の形態３にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置２４０は、たとえば、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３の各組を対象として図１１に示す各ステップを実行する。図１１に示すステップＳ１１０１〜Ｓ１１０４は、図５に示したステップＳ５０１〜Ｓ５０４と同様である。ステップＳ１１０４のつぎに、制御装置２４０は、ステップＳ１１０５へ移行する。ステップＳ１１０５，Ｓ１１０６は、図５に示したステップＳ５０６，Ｓ５０７と同様である。このように、実施の形態３にかかる通信システム２００によれば、光カプラ１０１１，１０２１を用いて波長多重方式を実現することで、たとえば図２，図６−３に示した光クロスコネクト２１３，２３２の経路設定処理を省くことができる。
【００８７】
（実施の形態４）
図１２は、実施の形態４にかかる通信システムの一例を示す図である。図１２において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、デジタルコヒーレント受信機２３３のデジタル処理部２３３ｄは、波形歪補償部３５１（図３参照）の機能を有する。波形歪補償部３５１は、たとえば図４に示した波長分散補償回路４００の機能を有するデジタルフィルタである。
【００８８】
制御装置２４０は、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定するとともに、波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させる。たとえば、制御装置２４０は、図４に示した波長分散補償回路４００が示す処理において、フィルタの段数ｎを減少させる。これにより、波形歪補償部３５１における処理量を低減し、デジタルコヒーレント受信機２３３の省電力化を図ることができる。
【００８９】
図１３は、実施の形態４にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置２４０は、たとえば、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３の各組を対象として図１３に示す各ステップを実行する。図１３に示すステップＳ１３０１〜Ｓ１３０６は、図５に示したステップＳ５０１〜Ｓ５０６と同様である。ステップＳ１３０６のつぎに、制御装置２４０は、波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させ（ステップＳ１３０７）、一連の処理を終了する。
【００９０】
このように、実施の形態４にかかる通信システム２００によれば、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定することができる。そして、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる状態で波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させることができる。これにより、伝送品質の低下を抑えつつデジタルコヒーレント受信機２３３の省電力化を図ることができる。
【００９１】
（実施の形態５）
図１４は、実施の形態５にかかる通信システムの一例を示す図である。図１４において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、デジタルコヒーレント受信機２３３のデジタル処理部２３３ｄは、波形歪補償部３５１の機能を有する。波形歪補償部３５１は、たとえば図４に示した波長分散補償回路４００の機能を有するデジタルフィルタ処理である。制御装置２４０は、デジタル変換部２３３ｃのデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させるとともに、波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させる。
【００９２】
図１５は、実施の形態５にかかる制御装置による制御処理の一例を示すフローチャートである。制御装置２４０は、たとえば、デジタルコヒーレント送信機２１１およびデジタルコヒーレント受信機２３３の各組を対象として図１５に示す各ステップを実行する。図１５に示すステップＳ１５０１〜Ｓ１５０７は、図５に示したステップＳ５０１〜Ｓ５０７と同様である。ステップＳ１５０７のつぎに、制御装置２４０は、波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させ（ステップＳ１５０８）、一連の処理を終了する。
【００９３】
このように、実施の形態５にかかる通信システム２００によれば、デジタルコヒーレント送信機２１１が送信する光信号の波長を、デジタルコヒーレント受信機２３３が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定することができる。そして、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる状態でデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させることができる。また、受信装置１２０が受信する光信号の累積波長分散の量が所定値以下になる状態で波形歪補償部３５１のフィルタの段数を減少させることができる。これにより、伝送品質の低下を抑えつつデジタルコヒーレント受信機２３３の省電力化を図ることができる。
【００９４】
（実施の形態６）
図１６は、実施の形態６にかかる通信システムの一例を示す図である。図１６において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、実施の形態６にかかる通信システム１６００は、通信装置１６１０および通信装置１６２０を含んでいる。通信装置１６１０および通信装置１６２０は、互いに対向し光信号を送受信する。具体的には、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれは、デジタルコヒーレント送信機２１１と、デジタルコヒーレント受信機２３３と、分岐部１６１１と、波長モニタ１６１２と、制御回路１６１３と、を備えている。
【００９５】
通信装置１６１０，１６２０のそれぞれのデジタルコヒーレント送信機２１１は、対向する（他方の）通信装置へ光信号を送信する。たとえば、通信装置１６１０のデジタルコヒーレント送信機２１１は、伝送路１６０１を介して通信装置１６２０へ光信号を送信する。通信装置１６２０のデジタルコヒーレント送信機２１１は、伝送路１６０２を介して通信装置１６１０へ光信号を送信する。通信装置１６１０，１６２０のそれぞれのレーザダイオード２１１ａは、制御回路１６１３の制御によって光の波長を変化させる。
【００９６】
通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの分岐部１６１１は、対向する通信装置から送信された光信号を分岐し、分岐した各光信号をデジタルコヒーレント受信機２３３および波長モニタ１６１２へ出力する。通信装置１６１０，１６２０のそれぞれのデジタルコヒーレント受信機２３３は、分岐部１６１１から出力された光信号を受信する。通信装置１６１０，１６２０のそれぞれのレーザダイオード２３３ａは、制御回路１６１３の制御によって局発光の波長を変化させる。
【００９７】
通信装置１６１０，１６２０のそれぞれのデジタル変換部２３３ｃは、制御回路１６１３の制御によってデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させる。通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの分散モニタ２３３ｅは、モニタした累積波長分散を示す分散情報を制御回路１６１３へ出力する。通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの波長モニタ１６１２は、分岐部１６１１から出力された光信号の波長をモニタし、モニタした波長を示す波長情報を制御回路１６１３へ出力する。
【００９８】
通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの制御回路１６１３は、図１に示した制御回路１３０の一例である。制御回路１６１３は、分散モニタ２３３ｅから出力される分散情報が示す累積波長分散と、波長モニタ１６１２から出力される波長情報が示す波長と、に基づいて、レーザダイオード２１１ａ，２３３ａの波長およびデジタル変換部２３３ｃのビット数を制御する。
【００９９】
具体的には、制御回路１６１３は、分散情報が示す累積波長分散が所定の条件を満たさない場合に、レーザダイオード２１１ａの波長を、波長情報が示す波長とは異なる波長に設定する。また、制御回路１６１３は、分散情報が示す累積波長分散が所定の条件を満たす場合に、レーザダイオード２１１ａの波長を、波長情報が示す波長に設定するとともに、デジタル変換部２３３ｃのビット数を低下させる。
【０１００】
図１７は、実施の形態６にかかる制御回路による制御処理の一例を示すフローチャート（その１）である。通信装置１６１０の制御回路１６１３は、たとえば図１７に示す各ステップを繰り返し実行することによって通信装置１６１０の各構成を制御する。まず、制御回路１６１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長（レーザダイオード２１１ａの波長）を初期値に設定する（ステップＳ１７０１）。
【０１０１】
つぎに、制御回路１６１３は、通信装置１６２０から受信する光信号の波長を波長モニタ１６１２から取得する（ステップＳ１７０２）。つぎに、制御回路１６１３は、ステップＳ１７０２によって取得された波長が、前回のステップＳ１７０２によって取得された波長から変化したか否かを判断する（ステップＳ１７０３）。波長が変化していない場合（ステップＳ１７０３：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、ステップＳ１７０２へ戻る。波長が変化した場合（ステップＳ１７０３：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、ステップＳ１７０２によって取得された波長が、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長と一致するか否かを判断する（ステップＳ１７０４）。
【０１０２】
ステップＳ１７０４において、波長が一致しない場合（ステップＳ１７０４：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、ステップＳ１７０５へ移行する。具体的には、制御回路１６１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長（レーザダイオード２１１ａの波長）を、ステップＳ１７０２によって取得された波長に設定し（ステップＳ１７０５）、ステップＳ１７０２へ戻る。
【０１０３】
ステップＳ１７０４において、波長が一致する場合（ステップＳ１７０４：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、レーザダイオード２３３ａから出力される局発光の波長を、ステップＳ１７０２によって取得された波長に設定する（ステップＳ１７０６）。つぎに、制御回路１６１３は、通信装置１６２０から受信する光信号の累積波長分散を分散モニタ２３３ｅから取得する（ステップＳ１７０７）。
【０１０４】
つぎに、制御回路１６１３は、ステップＳ１７０７によって取得された累積波長分散が所定値以下か否かを判断する（ステップＳ１７０８）。累積波長分散が所定値以下である場合（ステップＳ１７０８：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、デジタル変換部２３３ｃのデジタル変換器３４１〜３４４のビット数を減少させ（ステップＳ１７０９）、一連の処理を終了する。累積波長分散が所定値以下でない場合（ステップＳ１７０８：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、レーザダイオード２１１ａについて変更する波長の候補があるか否かを判断する（ステップＳ１７１０）。
【０１０５】
ステップＳ１７１０において、波長の候補がない場合（ステップＳ１７１０：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、一連の処理を終了する。波長の候補がある場合（ステップＳ１７１０：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を通信装置１６２０と異なる波長に変更し（ステップＳ１７１１）、一連の処理を終了する。具体的には、制御回路１６１３は、レーザダイオード２１１ａの波長を、ステップＳ１７０２によって取得された波長とは異なる波長に変更する。
【０１０６】
図１８は、実施の形態６にかかる制御回路による制御処理の一例を示すフローチャート（その２）である。通信装置１６２０の制御回路１６１３は、たとえば図１８に示す各ステップを繰り返し実行することによって通信装置１６２０の各構成を制御する。まず、制御回路１６１３は、通信装置１６２０が受信する光信号の波長を波長モニタ１６１２から取得する（ステップＳ１８０１）。つぎに、制御回路１６１３は、ステップＳ１８０１によって取得された波長が、前回のステップＳ１８０１によって取得された波長から変化したか否かを判断する（ステップＳ１８０２）。
【０１０７】
ステップＳ１８０２において波長が変化していない場合（ステップＳ１８０２：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、ステップＳ１８０１へ戻る。波長が変化した場合（ステップＳ１８０２：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、レーザダイオード２３３ａから出力される局発光の波長を、ステップＳ１８０１によって取得された波長に設定する（ステップＳ１８０３）。つぎに、制御回路１６１３は、通信装置１６１０から通信装置１６２０が受信する光信号の累積波長分散を分散モニタ２３３ｅから取得する（ステップＳ１８０４）。
【０１０８】
つぎに、制御回路１６１３は、ステップＳ１８０４によって取得された累積波長分散が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１８０５）。累積波長分散が所定値以下である場合（ステップＳ１８０５：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、デジタル変換部２３３ｃのデジタル変換器のビット数を減少させる（ステップＳ１８０６）。つぎに、制御回路１６１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長（レーザダイオード２１１ａの波長）を、ステップＳ１８０１によって取得された波長に設定し（ステップＳ１８０７）、一連の処理を終了する。
【０１０９】
ステップＳ１８０５において、累積波長分散が所定値以下でない場合（ステップＳ１８０５：Ｎｏ）は、波長モニタ１６１２は、レーザダイオード２１１ａについて変更する波長の候補があるか否かを判断する（ステップＳ１８０８）。レーザダイオード２１１ａについて変更する波長の候補は、ステップＳ１８０１によって取得された波長とは異なる波長とする。波長の候補がない場合（ステップＳ１８０８：Ｎｏ）は、制御回路１６１３は、一連の処理を終了する。
【０１１０】
ステップＳ１８０８において波長の候補がある場合（ステップＳ１８０８：Ｙｅｓ）は、制御回路１６１３は、デジタルコヒーレント送信機２１１によって送信される光信号の波長を通信装置１６１０と異なる波長に変更し（ステップＳ１８０９）、一連の処理を終了する。具体的には、制御回路１６１３は、レーザダイオード２１１ａの波長を、ステップＳ１８０１によって取得された波長とは異なる波長に変更する。
【０１１１】
図１７および図１８に示した各ステップを繰り返すことにより、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの制御回路１６１３は、受信信号の累積波長分散が所定値を超える場合に、送信波長を受信波長とは異なる波長に設定することができる。これにより、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの送信波長を、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの受信信号の累積波長分散が所定値以下になる波長に設定することができる。
【０１１２】
これにより、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれは、波長を設定すべき旨の制御信号を送受信しなくても、送信波長を累積波長分散が所定値以下になる波長に設定することができる。また、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの送信波長が、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれの受信信号の累積波長分散が所定値以下になる波長に設定された場合にデジタルコヒーレント受信機２３３を省電力化させることができる。
【０１１３】
このように、実施の形態６にかかる通信システム１６００によれば、通信装置１６１０，１６２０の間の双方向の通信について実施の形態２と同様の効果を得ることができる。また、通信装置１６１０，１６２０のそれぞれは、たとえば波長を設定すべき旨の制御信号を送受信しなくても、送信波長を累積波長分散が所定値以下になる波長に設定することができる。このため、簡単な構成によって、伝送品質の低下を抑えつつデジタルコヒーレント受信機２３３の省電力化を図ることができる。
【０１１４】
また、実施の形態６にかかる通信システム１６００と、上述した各実施の形態にかかる通信システム２００を組み合わせてもよい。たとえば、通信システム１６００の通信装置１６１０，１６２０において、制御回路１６１３は、波形歪補償部３５１のフィルタ段数を減少させることでデジタルコヒーレント受信機２３３を省電力化してもよい。
【０１１５】
以上説明したように、制御回路、通信システムおよび制御方法によれば、受信装置の省電力化を図ることができる。上述した各実施の形態に関しさらに以下の付記を開示する。
【０１１６】
（付記１）光信号を送信する送信装置と、前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、を含む通信システムの制御回路において、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散を取得する取得部と、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、前記取得部によって取得された累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定する波長制御部と、
前記波長制御部によって前記光信号の波長が設定された場合に前記受信装置を省電力化させる制御を行う省電力制御部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【０１１７】
（付記２）前記受信装置は、
前記光信号の複素振幅を示す信号を抽出する光受信器と、
前記光受信器によって抽出された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器によって変換された信号をデジタル処理するデジタル処理部と、
を備え、
前記省電力制御部は、前記デジタル変換器および前記デジタル処理部の少なくともいずれかを省電力化させる制御を行うことを特徴とする付記１に記載の制御回路。
【０１１８】
（付記３）前記光受信器は、
前記光信号を局発光と混合する光回路と、
前記光回路によって混合された光信号を光電変換する光電変換部と、
を備え、
前記波長制御部は、前記送信装置によって送信される光信号に設定する波長に応じて前記局発光の波長を設定することを特徴とする付記２に記載の制御回路。
【０１１９】
（付記４）前記省電力制御部は、前記デジタル変換器の分解能を低下させることを特徴とする付記２または３に記載の制御回路。
【０１２０】
（付記５）前記デジタル処理部は、前記デジタル変換器によって変換された信号の波形歪をデジタルフィルタ処理により低減し、
前記省電力制御部は、前記デジタルフィルタ処理のフィルタ段数を減少させることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２１】
（付記６）前記波長制御部は、前記送信装置によって送信される光信号の波長を、前記累積波長分散の量が所定値以下になる波長に設定することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２２】
（付記７）前記受信装置に設けられる制御回路であって、
前記波長制御部は、前記所定の条件を満たす波長に設定すべき旨の制御信号を前記送信装置へ送信することによって前記送信装置によって送信される光信号の波長を設定することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２３】
（付記８）前記送信装置に設けられる制御回路であって、
前記省電力制御部は、省電力化すべき旨の制御信号を前記受信装置へ送信することによって前記受信装置を省電力化させることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２４】
（付記９）前記送信装置および前記受信装置とは異なる通信装置に設けられる制御回路であって、
前記波長制御部は、前記所定の条件を満たす波長に設定すべき旨の制御信号を前記送信装置へ送信することによって前記送信装置によって送信される光信号の波長を設定し、
前記省電力制御部は、省電力化すべき旨の制御信号を前記受信装置へ送信することによって前記受信装置を省電力化させることを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２５】
（付記１０）前記デジタル処理部は、前記累積波長分散をモニタし、
前記取得部は、前記デジタル処理部によってモニタされた累積波長分散を取得することを特徴とする付記２に記載の制御回路。
【０１２６】
（付記１１）前記省電力制御部は、前記累積波長分散に基づいて前記受信装置を省電力化させる制御を行うことを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２７】
（付記１２）前記通信システムは、
前記送信装置によって送信された光信号および前記光信号とは波長が異なる光が入力される複数の入力ポートと、複数の出力ポートと、を有する第一光クロスコネクトと、
前記複数の出力ポートにそれぞれ接続され各波長に対応する複数の入力ポートを有し、前記複数の入力ポートへ入力された各光を波長多重する多重化器と、
を含み、
前記波長制御部は、設定した波長に対応する前記多重化器の入力ポートへ前記光信号が入力されるように前記第一光クロスコネクトの経路を設定することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１２８】
（付記１３）前記通信システムは、
前記多重化器によって波長多重された波長多重光を波長多重分離する多重分離器と、
前記多重分離器によって波長多重分離された各光が入力される複数の入力ポートと、前記受信装置に接続された出力ポートを含む複数の出力ポートと、を有する第二光クロスコネクトと、
を含み、
前記波長制御部は、前記設定した波長に対応する前記多重分離器の出力ポートから出力される前記光信号が前記受信装置へ出力されるように前記第二光クロスコネクトの経路を設定することを特徴とする付記１２に記載の制御回路。
【０１２９】
（付記１４）前記通信システムは、
前記送信装置によって送信された光信号および前記光信号とは波長が異なる光を合波する第一光カプラと、
前記第一光カプラによって合波された波長多重光を分岐する第二光カプラと、
を含み、
前記受信装置は、前記第二光カプラによって分岐された各波長多重光のいずれかを受信することを特徴とする付記１〜１３のいずれか一つに記載の制御回路。
【０１３０】
（付記１５）光信号を送信する送信装置と、
前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定するとともに前記受信装置を省電力化させる制御を行う制御回路と、
を含むことを特徴とする通信システム。
【０１３１】
（付記１６）互いに光信号を送受信する複数の通信装置を含む通信システムにおいて、
前記複数の通信装置のそれぞれは、
前記複数の通信装置のうちの他方の通信装置へ光信号を送信する送信装置と、
前記他方の通信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散が所定の条件を満たさない場合に、前記送信装置によって送信される光信号の波長を前記受信される光信号とは異なる波長に設定し、前記累積波長分散が前記所定の条件を満たす場合に、前記送信される光信号の波長を前記受信される光信号の波長に設定するとともに前記受信装置を省電力化させる制御を行う制御回路と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【０１３２】
（付記１７）光信号を送信する送信装置と、前記送信装置によって送信された光信号をデジタルコヒーレント受信する受信装置と、を含む通信システムの制御方法において、
前記受信装置によって受信される光信号の累積波長分散を取得し、
前記送信装置によって送信される光信号の波長を、取得した前記累積波長分散が所定の条件を満たす波長に設定し、
前記光信号の波長を設定した場合に前記受信装置を省電力化させる制御を行う、
ことを特徴とする制御方法。
【符号の説明】
【０１３３】
１００，２００，１６００  通信システム
１１０  送信装置
１２０  受信装置
１３０，１６１３  制御回路
１３１  取得部
１３２  波長制御部
１３３  省電力制御部
２１１  デジタルコヒーレント送信機
２１１ａ，２１２ａ，２３３ａ  レーザダイオード
２１１ｂ，２１１ｃ，２１２ｂ  駆動部
２１１ｄ，２１２ｃ  変調器
２１２  直接検波送信機
２１３，２３２  光クロスコネクト
２１４  多重化器
２２１，２２３，１６０１，１６０２  伝送路
２２２  中継器
２３１  多重分離器
２３３  デジタルコヒーレント受信機
２３３ｂ  レシーバ
２３３ｃ  デジタル変換部
２３３ｄ  デジタル処理部
２３３ｅ  分散モニタ
２３４  直接検波受信機
２４０  制御装置
３１１  スプリッタ
３１２  偏波ビームスプリッタ
３２１，３２２  ９０度ハイブリッド回路
３３１〜３３４  光電変換部
３４１〜３４４  デジタル変換器
３５１  波形歪補償部
３５２  周波数位相同期部
３５３  識別復調部
４００  波長分散補償回路
４１１〜４１３，４１ｎ  遅延部
４２０〜４２３，４２ｎ  乗算部
４３０  加算部
４４０  係数設定部
６１１，６１２  入力ポート
６２１，６２２  出力ポート
７００  ＰＡＰＲ特性
８００  累積波長分散特性
８０１  波長範囲
９００  Ｑ値ペナルティ特性
１０１１，１０２１  光カプラ
１６１０，１６２０  通信装置
１６１１  分岐部
１６１２  波長モニタ
【図１】
0005696461.tif 000002
【図２】
0005696461.tif 000003
【図３】
0005696461.tif 000004
【図４】
0005696461.tif 000005
【図５】
0005696461.tif 000006
【図６−１】
0005696461.tif 000007
【図６−２】
0005696461.tif 000008
【図６−３】
0005696461.tif 000009
【図７】
0005696461.tif 000010
【図８】
0005696461.tif 000011
【図９】
0005696461.tif 000012
【図１０】
0005696461.tif 000013
【図１１】
0005696461.tif 000014
【図１２】
0005696461.tif 000015
【図１３】
0005696461.tif 000016
【図１４】
0005696461.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
0005696461.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
0005696461.tif 000021