(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチコア光ファイバを用いた伝送を行う光伝送システムであって、
前記マルチコア光ファイバが有する各コアにおいて伝送する信号光を生成し、当該信号光の各フレームに前記コアごとに異なる同期信号を配置する信号光生成部と、
前記コアそれぞれを介して伝送された前記信号光に含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定するクロストーク測定部と、
を備え、
前記クロストーク測定部は、クロストークが発生していると判定した場合、前記相関からクロストーク量を測定する、
光伝送システム。
【請求項２】
前記クロストーク測定部は、前記コアごとの前記同期信号と伝送された前記信号光に含まれる信号との相関を算出し、当該信号において前記信号光生成部において配置された同期信号と異なる同期信号との相関が所定の閾値以上である場合に、前記コア間においてクロストークが発生していると判定する、
請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記信号光生成部は、対称性を有する波形パターンからなる前記同期信号を前記信号光のフレームに配置し、
前記クロストーク測定部は、前記信号光に含まれる信号において、前記対称性に基づいて定められた間隔で自己相関を前記相関として算出し、
前記クロストーク測定部は、前記自己相関のピークに基づいて、前記コア間においてクロストークが発生しているか否かを判定する、
請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記信号光生成部は、基準となる第１の波形パターンと、前記第１の波形パターンを時間方向に反転した第２の波形パターンと、前記第１の波形パターンに対して位相共役となる第３の波形パターンと、前記第２の波形パターンに対して位相共役となる第４の波形パターンとを組み合わせた前記同期信号を前記信号光のフレームに配置し、
前記クロストーク測定部は、前記同期信号における遅延相関及び中央対称相関を前記自己相関として算出する、
請求項３に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記信号光生成部は、前記コアごとに異なる順序で前記第１の波形パターンと前記第２の波形パターンと前記第３の波形パターンと前記第４の波形パターンとが配置された前記同期信号を前記信号光それぞれのフレームに配置する、
請求項４に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記信号光生成部は、前記コアごとに定められた異なる前記第１の波形パターンと、前記第１の波形パターンに応じて定まる前記第２の波形パターンと前記第３の波形パターンと前記第４の波形パターンとが配置された前記同期信号を前記信号光それぞれのフレームに配置する、
請求項４に記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記信号光生成部により配置された前記同期信号に基づいて、前記信号光からフレームの境界を検出することでフレームを抽出するフレーム抽出部と、
前記フレーム抽出部により抽出されたフレームを重ね合わせるフレーム重畳部と、
を更に備え、
前記クロストーク測定部は、前記フレーム重畳部により重ね合わされたフレームに含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光伝送システム。
【請求項８】
マルチコア光ファイバを用いた伝送を行う光伝送システムにおけるクロストーク測定方法であって、
前記マルチコア光ファイバが有する各コアにおいて伝送する信号光を生成し、当該信号光の各フレームに前記コアごとに異なる同期信号を配置する信号光生成ステップと、
前記コアそれぞれを介して伝送された前記信号光に含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定する判定ステップと、
クロストークが発生していると判定された場合に前記相関からクロストーク量を測定する測定ステップと、
を含むクロストーク測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システム及びクロストーク測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムの伝送容量を飛躍的に増大するために、複数のコアを有するマルチコアファイバを伝送路に用いたマルチコア光伝送システムや、マルチモードファイバの異なるモードを用いて複数の情報を並列して伝送するマルチモード光伝送システムの開発が進められている。これらマルチコアファイバやマルチモードファイバを光信号の多重化に用いる光伝送は、空間分割多重（Space Division Multiplexing：ＳＤＭ）と呼ばれている。ＳＤＭ光伝送では、異なるコア又はモードそれぞれに異なる情報を伝送する波長分割多重（Wavelength Division Multiplex：ＷＤＭ）信号を伝搬させることで、従来の１つのシングルコアを有するファイバ、すなわち標準シングルモードファイバを伝送路とする場合と比較して、飛躍的に伝送容量を増大させることができる。
【０００３】
長距離のＳＤＭ光伝送システムでは、標準シングルモードファイバを伝送路とする光伝送システムと同様に伝送中に信号光が減衰するため、強度が小さくなった信号光を増幅するＳＤＭ用の光ファイバ増幅器が必要不可欠である。マルチコア光伝送システムに用いられるマルチコアファイバ増幅器では、増幅用マルチコアファイバの各コアを伝搬する信号光間のモード結合により、コア間クロストークが生じる（非特許文献１）。マルチコアファイバ増幅器を光伝送システムへ適用するにあたっては、マルチコアファイバ増幅器におけるコア間クロストーク値を測定し、コア間クロストーク値が規定値又は設計値を下回る値であるか否かを評価する必要がある（非特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Takenaga et al. , "An Investigation on Crosstalk in Multi-Core Fibers by Introducing Random Fluctuation along Longitudinal Direction," IEICE TRANSACTIONS on Communications, 2011, Vol.E94-B, No.2, p.409-416
【非特許文献２】Y. Tsuchida et al. , "Amplification Characteristics of a Multi-core Erbium-doped Fiber Amplifier," Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC/NFOEC), 2012 and the National Fiber Optic Engineers Conference, 2012, p.1-3
【非特許文献３】H. Ono et al. , "Inter-core crosstalk measurement in multi-core fibre amplifier using multiple intensity tones," Electronics Letters, 2014, Volume 50, Issue 14, p.1009-1010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、マルチコアファイバを伝送に用いる場合におけるコア間クロストークの測定を可能とする光伝送システム及びクロストーク測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、マルチコア光ファイバを用いた伝送を行う光伝送システムであって、前記マルチコア光ファイバが有する各コアにおいて伝送する信号光を生成し、当該信号光の各フレームに前記コアごとに異なる同期信号を配置する信号光生成部と、前記コアそれぞれを介して伝送された前記信号光に含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定するクロストーク測定部と、を備え、前記クロストーク測定部は、クロストークが発生していると判定した場合、前記相関からクロストーク量を測定する、光伝送システムである。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記クロストーク測定部は、前記コアごとの前記同期信号と伝送された前記信号光に含まれる信号との相関を算出し、当該信号において前記信号光生成部において配置された同期信号と異なる同期信号との相関が所定の閾値以上である場合に、前記コア間においてクロストークが発生していると判定する。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記信号光生成部は、対称性を有する波形パターンからなる前記同期信号を前記信号光のフレームに配置し、前記クロストーク測定部は、前記信号光に含まれる信号において、前記対称性に基づいて定められた間隔で自己相関を前記相関として算出し、前記クロストーク測定部は、前記自己相関のピークに基づいて、前記コア間においてクロストークが発生しているか否かを判定する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記信号光生成部は、基準となる第１の波形パターンと、前記第１の波形パターンを時間方向に反転した第２の波形パターンと、前記第１の波形パターンに対して位相共役となる第３の波形パターンと、前記第２の波形パターンに対して位相共役となる第４の波形パターンとを組み合わせた前記同期信号を前記信号光のフレームに配置し、前記クロストーク測定部は、前記同期信号における遅延相関及び中央対称相関を前記自己相関として算出する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記信号光生成部は、前記コアごとに異なる順序で前記第１の波形パターンと前記第２の波形パターンと前記第３の波形パターンと前記第４の波形パターンとが配置された前記同期信号を前記信号光それぞれのフレームに配置する。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記信号光生成部は、前記コアごとに定められた異なる前記第１の波形パターンと、前記第１の波形パターンに応じて定まる前記第２の波形パターンと前記第３の波形パターンと前記第４の波形パターンとが配置された前記同期信号を前記信号光それぞれのフレームに配置する。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記信号光生成部により配置された前記同期信号に基づいて、前記信号光からフレームの境界を検出することでフレームを抽出するフレーム抽出部と、前記フレーム抽出部により抽出されたフレームを重ね合わせるフレーム重畳部と、を更に備え、前記クロストーク測定部は、前記フレーム重畳部により重ね合わされたフレームに含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定する。
【００１３】
また、本発明の一態様は、マルチコア光ファイバを用いた伝送を行う光伝送システムにおけるクロストーク測定方法であって、前記マルチコア光ファイバが有する各コアにおいて伝送する信号光を生成し、当該信号光の各フレームに前記コアごとに異なる同期信号を配置する信号光生成ステップと、前記コアそれぞれを介して伝送された前記信号光に含まれる前記同期信号に関する相関に基づいて、前記コア間におけるクロストーク発生の有無を判定する判定ステップと、クロストークが発生していると判定された場合に前記相関からクロストーク量を測定する測定ステップと、を含むクロストーク測定方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチコアファイバを伝送に用いる場合におけるコア間クロストークを測定することが可能となる。また、コア間クロストークの影響を抑えたデータ信号の復調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態における光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるクロストーク検出の概要を示す図である。
【図４】第２の実施形態における光伝送システムの各コアの信号光に配置される同期信号の信号波形パターンの概要を示す図である。
【図５】遅延相関と中央対称相関との一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における同期信号の信号波形パターンの構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態における信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態における光伝送システムが行う処理の概要を示す図である。
【図９】第３の実施形態における信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態の光伝送システムにおいて、フレーム信号の重ね合わせを適用した信号処理部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における光伝送システム及びクロストーク測定方法を説明する。各実施形態における光伝送システムでは、送信側においてマルチコアファイバで伝送するフレームに含まれる同期信号に、コアごとに異なる信号を割り当てる。受信側では、伝送されたコアごとのフレームに含まれる同期信号と他のコアから漏れ込むフレームの同期信号とに基づいてクロストークの発生の有無や強度を測定する。以下に説明する各実施形態において、同じ構成要素に対しては同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における光伝送システムの構成例を示すブロック図である。光伝送システムは、信号光送信部１、マルチコア伝送部２及び信号光受信部３を備える。信号光送信部１は、光源１１、光増幅器１２、光カプラ１３、駆動信号生成部１４及びＮ個の光変調器１５を備える。Ｎは、光伝送システムのマルチコア伝送部２において並列に伝送される信号光の数である。
【００１８】
光源１１は、一つ又は複数の異なる波長の連続光を発生させ、発生させた連続光を光増幅器１２へ出力する。光増幅器１２は、光源１１から出力される連続光を増幅して光カプラ１３へ出力する。光カプラ１３は、光増幅器１２から出力される連続光をＮ−分岐させ、分岐させることにより得られた連続光を光変調器１５それぞれへ出力する。駆動信号生成部１４は、伝送対象のデータ信号を外部から入力し、入力されたデータ信号をＮ本のストリームに分ける。駆動信号生成部１４は、各ストリームのデータ信号に応じた信号波形パターンを生成し、各信号波形パターンを光変調器１５へ出力する。
【００１９】
信号光生成部としての光変調器１５は、光カプラ１３から入力される連続光に対して、駆動信号生成部１４から入力される信号波形パターンに基づいた変調を行う。光変調器１５は、変調により得られた信号光をマルチコア伝送部２へ出力する。信号光送信部１からマルチコア伝送部２へ出力されるＮ個の信号光それぞれは、Ｎ個のストリームのデータ信号に対応する信号である。駆動信号生成部１４から各光変調器１５へ出力される信号波形パターンには、同期信号に対応する信号波形パターンがフレームごとに含まれる。駆動信号生成部１４から入力される信号波形パターンに基づいた変調を光変調器１５が行うことにより、信号光の各フレームには同期信号が配置されることになる。同期信号は光変調器１５ごとに異なるパターンが定められ、Ｎ個の信号光それぞれには異なる同期信号が配置される。
【００２０】
マルチコア伝送部２は、一つ又は複数のマルチコア光ファイバ２１を備える。マルチコア光ファイバ２１は、複数のコアを含む光ファイバである。マルチコア伝送部２に備えられるマルチコア光ファイバ２１のコアと、信号光送信部１に備えられる光変調器１５とは、それぞれが一対一に対応付けられている。マルチコア光ファイバ２１のコアには、対応する光変調器１５から出力される信号光が入力される。信号光送信部１からマルチコア伝送部２へ入力されるＮ個の信号光は、各コアを通って信号光受信部３へと伝送される。マルチコア伝送部２において、近隣のコア間で信号光の漏れ込み（クロストーク）が発生し、コアを通る信号光の一部が近隣のコアへ漏れ込むことで、信号光の強度が減衰する。また、他のコアを通る信号光が自コアを通る信号光に漏れ込むことで、信号光の混線が生じる。図１では図の簡素化のために２つのコア間におけるクロストークを示している。
【００２１】
信号光受信部３は、光カプラ３１、光フィルタ３２、光電変換部３３及び信号処理部３４を備える。光カプラ３１は、マルチコア伝送部２からＮ個の信号光を入力し、入力したＮ個の信号光を結合して一つの信号光に集約する。光カプラ３１は、各信号光を集約して得られた信号光を光フィルタ３２へ出力する。光フィルタ３２は、例えばＯＢＰＦ（Optical Band Pass Filter）などを含み構成され、信号光に含まれるノイズを除去して光電変換部３３へ出力する。光電変換部３３は、例えばフォトダイオードなどを含み構成され、入力される信号光を電気信号に変換し、電気信号を信号処理部３４へ出力する。
【００２２】
信号処理部３４は、入力する電気信号を各コアに対応する信号成分に分離し、各信号成分を更にフレームごとに分離する。信号処理部３４は、フレームごとに分離した信号に対して他のコアの信号成分が含まれているか否かを判定することにより、コア間クロストークの発生の有無や強度を測定する。信号処理部３４は、コア間クロストークの測定結果に基づいて、各フレームに含まれるデータ信号を復調し、復調したデータ信号を外部へ出力する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態における信号処理部３４の構成を示すブロック図である。信号処理部３４は、参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２、相関算出部３４３、クロストーク測定部３４４及び復調部３４５を備える。参照信号記憶部３４１には、マルチコア伝送部２のコアそれぞれに対応する同期信号の信号波形パターンが参照信号として記憶されている。すなわち、信号光送信部１と信号光受信部３との間において、各コアに予め割り当てられている同期信号の信号波形パターンが共有されている。
【００２４】
フレーム抽出部３４２は、参照信号記憶部３４１に記憶されている各信号波形パターンと、光電変換部３３から入力する電気信号との相関を算出する。フレーム抽出部３４２は、相関がピークとなる箇所をフレームの境界として検出する。フレーム抽出部３４２は、コアごとに異なる信号波形パターンを用いることで、各コアで伝送された信号光ごとにフレーム境界を検出する。フレーム抽出部３４２は、信号光のフレームごとに分割した電気信号をフレーム信号として抽出し、各フレーム信号を相関算出部３４３及び復調部３４５へ出力する。フレーム抽出部３４２は、各コアで伝送された信号光ごとにフレーム信号を出力する。
【００２５】
相関算出部３４３は、コアのフレーム信号それぞれに対して、当該コア以外の他のコアに対応する信号波形パターンとの相関を算出する。相関算出部３４３は、コアごとに、当該コアのフレーム信号における他のコアそれぞれの信号波形パターンとの相関をクロストーク測定部３４４へ出力する。
【００２６】
クロストーク測定部３４４は、相関算出部３４３から入力される各コアの相関のうち、予め定められた閾値以上の相関の有無を判定する。クロストーク測定部３４４は、ある第Ｍコア（Ｍ＝１，２，…，Ｎ）のフレーム信号において、他の第ｍコア（ｍ＝１，２，…，Ｎ，ｍ≠Ｍ）の信号波形パターンとの相関が高い箇所がある場合、第Ｍコアの信号光に第ｍコアの信号光が漏れ込んでいると判定する。また、相関の大小は漏れ込んでいる他のコアの信号光の強度に依存するため、クロストーク測定部３４４は、相関に基づいてクロストークの強度を測定する。また、クロストーク測定部３４４は、信号波形パターンがコアごとに異なっていることに基づいて、クロストークが発生しているコアの組み合わせを特定する。クロストーク測定部３４４は、クロストーク発生の有無と、クロストークが発生しているコアの組み合わせとその強度とを含む測定結果を復調部３４５へ出力する。
【００２７】
復調部３４５は、クロストーク測定部３４４から入力する測定結果に基づいて、フレーム抽出部３４２から入力するコアごとのフレーム信号に対して復調を行う。復調部３４５は、復調により得られたＮ個のストリームのデータ信号を、一つ又は複数の系列のデータ信号に変換して外部へ出力する。
【００２８】
図３は、第１の実施形態におけるクロストーク検出の概要を示す図である。同図に示す例では、コアごとに異なる同期信号（Sync_1, Sync_2,…,Sync_N）に対応する信号波形パターンがフレームの先頭部に配置されている。フレームには、同期信号に続いてペイロード部が設けられており、データ信号に対応する搬送信号（P_1, P_2,…）がペイロード部に配置される。第Ｍコアの信号光に、他のコア（例えば、第１コア、第２コア）の信号光が漏れ込んでいる場合、第Ｍコアの主信号成分に第１コア、第２コアの主信号成分が漏れ込み信号成分として重畳された信号光が信号光受信部３へ入力される。このとき、信号光に対応する電気信号においても同様に他のコアの主信号成分が漏れ込み信号成分として重畳されていることになる。
【００２９】
信号光受信部３において、参照信号記憶部３４１に記憶されている参照信号の信号波形パターン（Ref_1, Ref_2,…,Ref_N）と電気信号との相関を逐次算出すると、信号波形パターン（Ref_1, Ref_2,…,Ref_N）と同一のパターンが存在する箇所（時刻又はシンボル位置）において相関のピークが現れる。このピークの位置が他のコアから漏れ込んだ信号光に含まれる同期信号の信号波形パターン（Sync_1, Sync_2,…,Sync_N）の位置になる。このとき、参照信号の信号波形パターン（Ref_1, Ref_2,…,Ref_N）と、検出された同期信号の信号波形パターン（Sync_1, Sync_2,…,Sync_N）との信号強度の比較を行うことにより、クロストークの強度（クロストーク量）が測定される。
【００３０】
本実施形態の光伝送システムによれば、第１コアから第Ｎコアそれぞれの電気信号又はフレーム信号における他の第ｍコアの信号波形パターン（Ref_1, Ref_2,…,Ref_N）との相関に基づいて、クロストーク発生の有無、他のコアのフレーム境界の検出、クロストーク量の測定を行ことにより、コア間クロストークの測定が可能となる。
【００３１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態における光伝送システムでは、送信側においてコアごとに異なる同期信号の信号波形パターンをフレーム境界に配置し、受信側において既知の信号波形パターンに基づいてクロストーク発生の有無などを検出する構成について説明した。第２の実施形態では、既知の信号波形パターンとの相関を用いることに代えて、電気信号（フレーム信号）に含まれる信号間の相関（自己相関）を用いることにより、クロストーク発生の有無などを検出する。
【００３２】
図４は、第２の実施形態における光伝送システムの各コアの信号光に配置される同期信号（Sync）の信号波形パターンの概要を示す図である。同図では、フレームの先頭に同期信号を配置する場合が示されている。同期信号の信号波形パターンには、４つの信号パターンが含まれる。１つ目の信号パターンは、基準となる基準波形パターン（Ｓ）である。この基準波形パターンは、任意の方法で定められる。２つ目の信号パターンは、基準波形パターンに対して位相共役となる波形パターン（ＳＣ）である。３つ目の信号パターンは、基準波形パターンを時間方向に反転した波形パターン（ＳＲ）である。４つ目の信号パターンは、基準波形パターンを時間方向に反転した波形パターンに対して位相共役となる波形パターン（ＳＣＲ）である。
【００３３】
図４に示す例では、同期信号の信号波形パターンにおいて、先頭部分に基準波形パターン（Ｓ）を配置し、基準波形パターン（Ｓ）に続いて波形パターン（ＳＣ）を配置し、後尾に波形パターン（ＳＣＲ）を配置し、波形パターン（ＳＣＲ）の直前に波形パターン（ＳＲ）を配置している。なお、同図において波形パターン（ＳＣ）と波形パターン（ＳＲ）との間に間隔が設けられているが、間隔を設けずともよい。
【００３４】
このように構成された同期信号の信号波形パターンにおいて、基準波形パターン（Ｓ）の先頭と波形パターン（ＳＲ）の先頭とから間隔を維持して順に重畳して相関をとると、両波形パターン（Ｓ，ＳＲ）から遅延相関が得られる。また、波形パターン（ＳＣ）の後尾から先頭に向けて、波形パターン（ＳＲ）の先頭から後尾に向けて、各信号を順に重畳して相関をとると、両波形パターン（ＳＣ，ＳＲ）が時間的に反転した波形となっていることから中央対称性を利用した中央対称相関が得られる。
【００３５】
図５は、遅延相関と中央対称相関との一例を示す図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す波形において、横軸は時間を示し、縦軸は相関の強さを示している。遅延相関は、図５（Ａ）に示すように、同期信号の信号波形パターンにおいてピーク部分で対称になる山型の波形を有する。中央対称相関は、図５（Ｂ）に示すように、最も高いピークで対称となる複数のピークをもつ波形を有する。遅延相関と中央対称相関とを掛け合わせて重畳することにより、図５（Ｃ）に示すようなピーク波形を得ることができる。図５（Ｃ）に示すピーク波形を用いることにより、同期信号の信号波形パターンの位置を特定することができる。また、相関のピーク強度からクロストーク量を推定することができる。また、遅延相関と中央対称相関とを掛け合わせて得られるピーク波形は、非常に鋭いため、同期信号の信号波形パターンの位置を高精度に特定することが可能である。
【００３６】
図６は、第２の実施形態における同期信号の信号波形パターンの構成例を示す図である。図６（Ａ）に示す構成例は、第１コアから第Ｎコアそれぞれの同期信号において共通の基準波形パターン（Ｓ）を用いるが、基準波形パターン（Ｓ）と波形パターン（ＳＣ，ＳＲ，ＳＣＲ）との配置関係を異ならせることにより、異なる同期信号がされている。例えば、第１コアで伝送する信号光の各フレームに配置する同期信号は波形パターン［Ｓ，ＳＣ，ＳＲ，ＳＣＲ］順の組み合わせで構成され、第２コアで伝送する信号光の各フレームに配置する同期信号は波形パターン［Ｓ，ＳＲ，ＳＣ，ＳＣＲ］順の組み合わせで構成される。図６（Ａ）に示す同期信号の信号波形パターンを用いる場合には、遅延相関と中央対称相関とのピーク位置がコアごとに異なるため、検出された同期信号の信号波形パターンがいずれのコアの信号波形パターンであるかを特定できる。
【００３７】
また、図６（Ｂ）に示す構成例は、第１コアから第Ｎコアそれぞれの同期信号において異なる基準波形パターン（Ｓ１，Ｓ２，…，ＳＮ）を用いるが、基準波形パターン（ＳＭ）と波形パターン（ＳＭＣ，ＳＭＲ，ＳＭＣＲ）（Ｍ＝１，２，…，Ｎ）とに対して同じ配置関係を適用することにより、異なる同期信号がされている。この構成例においても、遅延相関と中央対称相関とのピーク位置がコアごとに異なるため、検出された同期信号の信号波形パターンがいずれのコアの信号波形パターンであるかを特定できる。
【００３８】
図７は、第２の実施形態における信号処理部３５の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態における光伝送システムは、第１の実施形態における光伝送システムの信号処理部３４に代えて信号処理部３５を備える。信号処理部３５は、参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２、相関算出部３５３、クロストーク測定部３５４及び復調部３４５を備える。参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２及び復調部３４５については、第１の実施形態と同じ構成であるため、重複する説明を省略する。
【００３９】
相関算出部３５３は、コアのフレーム信号それぞれに対して、遅延相関を算出する組み合わせ間隔に基づいて遅延相関を算出する。また、相関算出部３５３は、コアのフレーム信号それぞれに対して、中央対称相関を算出する組み合わせ間隔に基づいて中央対称相関を算出する。遅延相関を算出する組み合わせ間隔と、中央対称相関を算出する組み合わせ間隔とは、同期信号の信号波形パターンにおける４つの波形パターンの配置関係に基づいて、図４に示すように一意に予め定められる。相関算出部３５３は、コアのフレーム信号ごとに算出した遅延相関及び中央対称相関をクロストーク測定部３５４へ出力する。
【００４０】
クロストーク測定部３５４は、相関算出部３４３から入力される遅延相関及び中央対称相関を掛け合わせる。クロストーク測定部３５４は、掛け合わせて得られた相関に基づいて、クロストーク発生の有無を判定する。クロストークが発生している場合には、クロストーク測定部３５４は、遅延相関及び中央対称相関の波形とピーク位置の現れ方とに基づいて、いずれの他のコアの信号光が漏れ込んでいるかを特定する。また、クロストーク測定部３５４は、遅延相関及び中央対称相関のピーク値に基づいて、クロストーク量を推定する。クロストーク測定部３５４は、クロストーク発生の有無と、クロストークが発生しているコアの組み合わせとその強度とを含む測定結果を復調部３４５へ出力する。
【００４１】
本実施形態の光伝送システムによれば、第１コアから第Ｎコアそれぞれの電気信号又はフレーム信号における自己相関（遅延相関及び中央対称相関）に基づいて、クロストーク発生の有無、他のコアのフレーム境界の検出、クロストーク量の測定を行ことにより、コア間クロストークの測定が可能となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
第１の実施形態における光伝送システムでは、受信側においてフレームごとに他のコアの信号波形パターン（Ref_1, Ref_2,…,Ref_N）の相関を算出してクロストーク発生の有無などを検出する構成について説明した。クロストークが発生した場合において、他のコアの信号波形パターンは、主信号成分の同期信号及びペイロード部の搬送信号と重畳されて現れるため、搬送信号の値によっては他のコアの信号波形パターンが誤って検出されたり、打ち消されたりするなどして、検出精度が低下することがある。そこで、第３の実施形態における光伝送システムでは、相関を算出する前に、フレーム信号単位で重ね合わせを行うことにより、搬送信号の値による影響を平均化して検出精度の向上を図る。
【００４３】
図８は、第３の実施形態における光伝送システムが行う処理の概要を示す図である。図８において、ｆｔは主信号成分の同期信号を示し、ｆＸＴ１及びｆＸＴ２は他のコアの同期信号、すなわち漏れ込む信号光の同期信号を示す。図８（Ａ）は、第１及び第２の実施形態における、フレーム信号に含まれる他のコアの同期信号（ｆＸＴ１，ｆＸＴ２）が搬送信号から受ける影響を示す図である。図８（Ｂ）は、第３の実施形態における、フレーム信号に含まれる他のコアの同期信号（ｆＸＴ１，ｆＸＴ２）が搬送信号から受ける影響を示す図である。フレーム信号単位で重ね合わせを行うことで、図８（Ｂ）に示されるように、フレーム信号間で互いに打ち消されたり、平均化されたりすることにより、他のコアの同期信号（ｆＸＴ１，ｆＸＴ２）が搬送信号の成分から受ける影響が抑えられる。また、フレーム信号に含まれる他のコアの同期信号（ｆＸＴ１，ｆＸＴ２）の位置はほぼ一定であるため、レーム信号単位で重ね合わせを行うことで、他のコアの同期信号（ｆＸＴ１，ｆＸＴ２）が強調されるため、搬送信号の成分から受ける影響がより抑えられる。
【００４４】
図９は、第３の実施形態における信号処理部３６の構成例を示すブロック図である。第３の実施形態における光伝送システムは、第１の実施形態における光伝送システムの信号処理部３４に代えて信号処理部３６を備える。信号処理部３６は、参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２、フレーム重畳部３６５、相関算出部３４３、クロストーク測定部３４４及び復調部３４５を備える。参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２、相関算出部３４３、クロストーク測定部３４４及び復調部３４５については、第１の実施形態と同じ構成であるため、重複する説明を省略する。
【００４５】
フレーム重畳部３６５は、フレーム抽出部３４２から入力されるフレーム信号を、フレーム信号単位で重ね合わせて重畳する処理をコアごとに行う。フレーム重畳部３６５は、所定の回数の重ね合わせを行って得られた各コアのフレーム信号を相関算出部３４３へ出力する。第３の実施形態では、相関算出部３４３に入力される各コアのフレーム信号は、重ね合わせの回数分減るため、フレーム信号に対して相関を算出する演算量が削減される。一方で、図８に示したように、フレーム信号に含まれる他のコアの信号波形パターンが搬送信号の成分から受ける影響が抑えられているため、他のコアの信号波形パターンを高感度で検出することができ、クロストークの測定結果の精度を向上させることができる。
【００４６】
なお、フレーム信号の重ね合わせによるクロストークの測定精度の向上は、第２の実施形態における光伝送システムにも適用可能である。図１０は、第２の実施形態の光伝送システムにおいて、フレーム信号の重ね合わせを適用した信号処理部３７の構成例を示す図である。この場合における光伝送システムは、第２の実施形態における光伝送システムの信号処理部３５に代えて信号処理部３７を備える。信号処理部３７は、参照信号記憶部３４１、フレーム抽出部３４２、フレーム重畳部３６５、相関算出部３５３、クロストーク測定部３５４及び復調部３４５を備える。フレーム抽出部３４２と相関算出部３５３との間に、図９に示した信号処理部３６と同様に、フレーム重畳部３６５を設けることにより、クロストークの測定結果の精度を向上させることができる。
【００４７】
本実施形態の光伝送システムによれば、第１コアから第Ｎコアそれぞれの電気信号又はフレーム信号における、他の第ｍコアの信号波形パターンとの相関又は自己相関に基づいたクロストークの測定を行うことが可能になるとともに、測定結果の精度を向上させることができる。
【００４８】
以上説明したように、各実施形態における光伝送システムによれば、コア間クロストークの発生の有無、クロストークが発生しているコアの組み合わせ、他のコアから漏れ込む信号光の強度を測定することができる。また、光信号光受信部は、測定結果に基づいて、各フレームからデータ信号を復調することにより、コア間クロストークの影響を抑えて復調を行うことができる。その結果、伝送する信号品質の維持、伝送距離の延長、伝送容量の向上を図ることが可能となる。
【００４９】
なお、各実施形態における光伝送システムでは、マルチコア伝送部２の各コアで伝送された信号光を、光カプラ３１で一つの信号光に集約する構成を説明した。しかし、信号光受信部３において光カプラ３１を設けずに、各コアで伝送された信号光ごとに光フィルタ３２と光電変換部３３と信号処理部３４とを設けて個別にクロストークの測定及びデータ信号の復調を行うようにしてもよい。この場合、各信号処理部３４から出力されるデータ信号を、駆動信号生成部１４においてＮ本のストリームに分ける処理と逆の処理により一つの系列のデータ信号にまとめるようにしてもよい。
【００５０】
また、各実施形態における光伝送システムでは、信号光送信部１が一つの光源１１を備える構成を説明した。しかし、マルチコア伝送部２において伝送する信号光ごと、すなわち光変調器１５ごとに光源１１及び光増幅器１２を信号光送信部１に設けてもよい。この場合、光カプラ１３は不要となる。
【００５１】
また、各実施形態における光伝送システムでは、同期信号はフレームの先頭に配置される構成を説明した。しかし、同期信号は、フレームの後尾に配置してもよく、フレームの境界に隣接する領域に配置されていればよい。
【００５２】
上述した実施形態における信号処理部の全て又は一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。例えば、信号処理部が有する構成要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００５３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
マルチコアファイバを伝送に用いる場合においてコア間クロストークの測定が不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１…信号光送信部、２…マルチコア伝送部、３…信号光受信部、１１…光源、１２…光増幅器、１３…光カプラ、１４…駆動信号生成部、１５…光変調器、２１…マルチコア光ファイバ、３１…光カプラ、３２…光フィルタ、３３…光電変換部、３４，３５，３６，３７…信号処理部、３４１…参照信号記憶部、３４２…フレーム抽出部、３４３，３５３…相関算出部、３４４，３５４…クロストーク測定部、３４５…復調部、３６５…フレーム重畳部
【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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