(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置であって、
前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートを出力するデジタル信号処理手段と、
出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力手段と、
前記フレーム信号間のビット遅延量を前記シンボルレートで除算することによって前記サブキャリア信号間に生じる遅延時間を出力する遅延時間出力手段と、
前記遅延時間を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算手段と
を備えたことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項２】
光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置であって、
前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートと、前記サブキャリア信号の中心波長とを出力するデジタル信号処理手段と、
出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力手段と、
前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力手段と、
前記フレーム信号間のビット遅延量を前記シンボルレートで除算することで得られる値と、前記中心波長に基づいて得られた値に前記光ファイバ伝送路の波長分散量を乗じて得られる値とが等しくなるように前記波長分散量を計算する波長分散量計算手段と
を備えたことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項３】
前記波長分散量に基づいて、前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光信号受信装置。
【請求項４】
光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置が行う光信号受信方法であって、
前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートを出力するデジタル信号処理ステップと、
出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力ステップと、
前記フレーム信号間のビット遅延量を前記シンボルレートで除算することによって前記サブキャリア信号間に生じる遅延時間を出力する遅延時間出力ステップと、
前記遅延時間を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算ステップと
を有することを特徴とする光信号受信方法。
【請求項５】
光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置が行う光信号受信方法であって、
前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートと、前記サブキャリア信号の中心波長とを出力するデジタル信号処理ステップと、
出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力ステップと、
前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力ステップと、
前記フレーム信号間のビット遅延量を前記シンボルレートで除算することで得られる値と、前記中心波長に基づいて得られた値に前記光ファイバ伝送路の波長分散量を乗じて得られる値とが等しくなるように前記波長分散量を計算する波長分散量計算ステップと
を有することを特徴とする光信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ伝送路を伝送した光信号を、デジタルコヒーレント検波技術を用いて受信する光信号受信装置及び光信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１チャネルあたりの伝送速度が１００Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速伝送システムにおいて、コヒーレント光通信技術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ている。例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ長距離光伝送システムにおける変復調方式として標準となっているＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式（例えば、非特許文献１参照）では、４値の位相変調を用いることでシンボルレート３２Ｇｂｉｔ／ｓの信号を２多重しコヒーレント光信号を生成し、さらに２つの偏波を用いることで２多重し、１２８Ｇｂｉｔ／ｓのコヒーレント光信号を生成する。受信側では、信号光と同じ波長のローカル光を用いてコヒーレント受信した信号を、ＡＤ（Analog to Digital）コンバータを用いてデジタル化した後、デジタル信号処理によって、伝送路の波長分散補償、偏波分散補償、偏波信号の分離、周波数オフセット補償、キャリア位相補償等を行うことで優れた伝送特性が実現されている。
【０００３】
近年では、１チャネルあたり１００Ｇｂｉｔ／ｓを超える伝送速度を実現するために、複数のサブキャリア信号を多重して１つのチャネルとして伝送する光マルチキャリア伝送方式が検討されている。例えば、非特許文献２では、３４９Ｇｉｔ／ｓ  ＤＰ−３２ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）サブキャリア信号を３波並列に送受信することにより、１チャネルあたり１Ｔｂｉｔ／ｓの伝送を実現している。
【０００４】
また、デジタルコヒーレント検波技術を用いた光信号受信器において、光ファイバ伝送路を伝送した光信号に生じる波長分散は、デジタル信号処理装置の波長分散補償回路によって補償される。波長分散補償回路では、例えば、波長分散測定器で予め測定した波長分散量、もしくはデジタル信号処理装置に実装された波長分散推定回路によって推定された波長分散量を用いて、波長分散で生じた光信号の波形歪みを補償する。また、波長分散補償回路を適応制御して波長分散推定・補償する方法もある。
【０００５】
さらに、波長分散補償回路において、波長分散測定器で予め測定した波長分散値を用いる場合、環境変動によって生じる波長分散量の変動に追従することができないため、受信信号の特性が劣化してしまう。デジタル信号処理装置に実装された波長分散推定回路によって波長分散値を推定する方法（例えば非特許文献３参照）では、パイロット信号をデータ信号へ付加するため、信号データレートが増加してしまう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】OIF, “100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document”.
【非特許文献２】J. Renaudier, R. Rios Muller, L. Schmalen, P. Tran, P. Brindel and G. Charlet, “1-Tb/s PDM-32QAM Superchannel Transmission at 6.7-b/s/Hz over SSMF and 150-GHz-Grid ROADMs,” ECOC2014, Tu.3.3.4, Cannes, France, 2012.
【非特許文献３】K. Ishihara, E. Yamazaki, T. Nakagawa, R. Kudo, T. Kobayashi and Y. Miyamoto, “Fast chromatic dispersion estimation for coherent optical transmission systems,” Electronics Letters, vol. 48, no. 20, pp. 1290-1292, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、波長分散補償回路を適応制御して波長分散推定・補償する方法では、適応制御によりデジタル信号処理装置の回路規模増大を招くという問題がある。また、前述の波長分散推定・補償方法では、光伝送路における光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal to Noise Ratio）が厳しい条件下において、波長分散推定の精度が低下してしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単にかつ高精度に波長分散量を推定することができる光信号受信装置及び光信号受信方法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】
【０００９】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するデジタル信号処理手段と、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力手段と、前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力手段と、前記ビット遅延量を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートを出力するデジタル信号処理手段と、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力手段と、前記フレーム信号と前記シンボルレートとに基づき前記サブキャリア信号間に生じる遅延時間を出力する遅延時間出力手段と、前記遅延時間を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートと、前記サブキャリア信号の中心波長とを出力するデジタル信号処理手段と、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力手段と、前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力手段と、前記フレーム信号間のビット遅延量と、前記シンボルレートと、前記中心波長とを用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、前記波長分散量に基づいて、前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する分散補償手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置が行う光信号受信方法であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するデジタル信号処理ステップと、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力ステップと、前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力ステップと、前記ビット遅延量を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置が行う光信号受信方法であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートを出力するデジタル信号処理ステップと、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力ステップと、前記フレーム信号と前記シンボルレートとに基づき前記サブキャリア信号間に生じる遅延時間を出力する遅延時間出力ステップと、前記遅延時間を用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算ステップとを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、光ファイバ伝送路から入力する光マルチキャリア信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）波のサブキャリア信号に分波し、Ｎ波の前記サブキャリア信号からデジタル信号を出力する光マルチキャリア信号受信機を備える光信号受信装置が行う光信号受信方法であって、前記デジタル信号を入力し、フレーム信号を出力するとともに、前記サブキャリア信号のシンボルレートと、前記サブキャリア信号の中心波長とを出力するデジタル信号処理ステップと、出力された前記フレーム信号を入力し、フレーム信号処理してクライアント信号を出力するクライアント信号出力ステップと、前記フレーム信号からサブキャリア信号間のビット遅延量を出力する遅延量出力ステップと、前記フレーム信号間のビット遅延量と、前記シンボルレートと、前記中心波長とを用いて前記光ファイバ伝送路の波長分散量を計算する波長分散量計算ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光マルチキャリア信号を構成するサブキャリア信号間のビット遅延量を測定し、このビット遅延量を用いて波長分散量を計算によって求めるようにしたため、簡単にかつ高精度に波長分散量を推定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による光信号受信装置の構成を示すブロックである。
【図２】図１に示す光信号受信信号の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態による光信号受信装置の構成を示すブロックである。
【図４】図３に示す光信号受信信号の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態による光信号受信装置の構成を示すブロックである。
【図６】図５に示す光信号受信信号の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態による光信号受信装置の構成を示すブロックである。
【図８】図７に示す光信号受信信号の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による光信号受信装置を説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、光信号受信装置１は、入力された光マルチキャリア信号をサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮ（サブキャリア信号数Ｎは１より大きい正の整数）に分波する波長分波器１０と、サブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮをそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１〜ｓＮを出力する光マルチキャリア信号受信機２０と、デジタル信号ｓ１〜ｓＮをデジタル信号処理して波形等化しフレーム信号ｄ１〜ｄＮに復調するデジタル信号処理装置３０と、フレーム信号ｄ１〜ｄＮをフレーム信号処理してクライアント信号ｃ及びフレーム信号ｄｋとｄｌ間（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）のビット遅延量Ｔｋｌを出力するフレーム信号受信装置４０と、クライアント信号ｃを出力するクライアント信号送信機５０とで構成されている。デジタル信号処理装置３０は、波長分散量計算回路３０１を備える。波長分散量計算回路３０１は、フレーム信号受信装置４０が出力するフレーム信号ｄｋとｄｌ間のビット遅延量Ｔｋｌを用いて波長分散量を計算する。計算された波長分散量は、デジタル信号処理装置の波長分散補償回路（図示せず）で用いる。
【００１９】
フレーム信号の例としてはＩＴＵ−Ｔで規定されるＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。１００Ｇｂｉｔ／ｓを超える伝送を実現するフレーム信号としてｎ×１００Ｇｂｉｔ／ｓ（ｎは１より大きい正の整数）のＯＴＵＣｎが検討されている（例えば、参考文献１参照）。
参考文献１：「大原拓也，“OTN インタフェース技術および標準化動向”，BI-5-1，電子情報通信学会総合大会，2014．」
【００２０】
例えば４サブキャリアを用いて４００Ｇｂｉｔ／ｓ伝送する場合は、ＯＴＵＣ４信号を４つの１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号のＯＴＬＣ４．４＃１，ＯＴＬＣ４．４＃２，ＯＴＬＣ４．４＃３，ＯＴＬＣ４．４＃４に分配し、各ＯＴＬＣ４．４信号がサブキャリアを用いて伝送される。受信側ではデジタル信号処理装置３０の出力ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４としてＯＴＬＣ４．４＃１，ＯＴＬＣ４．４＃２，ＯＴＬＣ４．４＃３，ＯＴＬＣ４．４＃４が用いられる。ＯＴＬＣ４．４＃ｉ（この例では１≦ｉ≦４）はフレーム構造を持っており、フレームの先頭には固定のビットパターンを持ったＦＡＳ（Ｆｒａｍｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｓｉｇｎａｌ）があり、ＦＡＳの後ろには１フレームごとに０〜２５５までの数字をインクレメントするカウンタであるＭＦＡＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｒａｍｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｓｉｇｎａｌ）がある。
【００２１】
フレーム信号受信装置では受信したＯＴＬＣ４．４＃ｉ（この例では１≦ｉ≦４）のそれぞれについてＦＡＳの固定ビットパタンを見つけ出してフレームの境界を認識し、その後、ＦＡＳあるいはＦＡＳとＭＦＡＳの双方を用いてＯＴＬＣ４．４＃ｉ間のスキューを検出する。検出スキュー情報をもとにバッファなどを用いてデスキューしたのちにＯＴＵＣ４信号を再生する。前述のスキューの情報がフレーム信号間のビット遅延量に相当する。
【００２２】
波長分散によってサブキャリア信号ＥｋとＥｌの間に生じる遅延時間Δｔｋｌと波長分散量ＤｋｌＬの関係は（１）式で示される（例えば、参考文献２参照）。
参考文献２：「T. E. Dimmick, G. Rossi, and D. J. Blumenthal, “Optical Dispersion Monitoring Technique Using Double Sideband Subcarriers,” IEEE Photonics Technology. Letters, vol. 12, no. 7, pp. 900-902, 2000.」
【数１】
0006386369.tif 000002
【００２３】
ここで、ｆＳはサブキャリア信号のシンボルレート、Δｆはサブキャリア信号間隔、λｋ及びλｌはサブキャリア信号ＥｋとＥｌの中心波長、Ｃは光速、Ｄｋｌは単位長さあたりの波長分散量、及びＬは光ファイバ伝送路長を示す。（１）式の変形により、フレーム信号受信装置４０が出力するサブキャリア信号間ビット遅延量Ｔｋｌを用いて、波長分散量ＤｋｌＬを計算することができる。本実施形態では、光マルチキャリア信号がＮ波のサブキャリア信号で構成されているため、波長分散量Ｄ１２Ｌ〜Ｄ（ｎ−１）ｎＬを計算することができる。計算された波長分散量は、デジタル信号処理装置３０内の波長分散補償回路（図示せず）で用いる。
【００２４】
また、本実施形態では、波長分散量Ｄ１２Ｌ〜Ｄ（ｎ−１）ｎＬを計算できるため、これらの波長分散量を用いて、任意の波長における伝送路の波長分散量を計算することが可能となる。例えば、１５５０ｎｍ帯で伝送を行う場合、波長分散量ＤＬと波長λの関係は（２）式で示される（例えば、参考文献３参照）。
参考文献３：「ITU-T, G.652, “Transmission media and optical systems characteristics -Optical fibre cables”.」
ＤＬ＝Ｌ［Ｄ１５５０＋Ｓ１５５０）λ−１５５０）］  ・・・（２）
【００２５】
ここで、Ｄ１５５０は波長１５５０ｎｍにおける単位長さあたりの波長分散量、Ｓ１５５０は分散スロープを示す。本実施形態で計算した波長分散量を用いて、（２）式のＤ１５５０及びＳ１５５０を求めることができるため、任意の波長λにおける伝送路の波長分散量ＤＬを計算することが可能となる。
【００２６】
次に、図２を参照して、図１に示す光信号受信装置１の動作を説明する。図２は、図１に示す光信号受信装置１の動作を示すフローチャートである。まず、波長分波器１０は、入力された光マルチキャリア信号をサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮ（サブキャリア信号数Ｎは１より大きい正の整数）に分波する（ステップＳ１）。続いて、光マルチキャリア信号受信機２０は、分波されたサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮをそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１〜ｓＮを出力する（ステップＳ２）。
【００２７】
次に、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号ｓ１〜ｓＮをデジタル信号処理して波形等化しフレーム信号ｄ１〜ｄＮに復調する（ステップＳ３）。続いて、フレーム信号受信装置４０は、復調されたフレーム信号ｄ１〜ｄＮをフレーム信号処理してクライアント信号ｃを出力する（ステップＳ４）。また、フレーム信号受信装置４０は、フレーム信号ｄｋとｄｌ間（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）のビット遅延量Ｔｋｌを求めて波長分散量計算回路３０１へ出力する（ステップＳ５）。
【００２８】
次に、波長分散量計算回路３０１は、フレーム信号受信装置４０が出力するフレーム信号ｄｋとｄｌ間のビット遅延量Ｔｋｌを用いて波長分散量を算出する（ステップＳ６）。算出された波長分散量は、デジタル信号処理装置３０内の波長分散補償回路（図示せず）で用いる。これと並行して、クライアント信号送信機５０は、フレーム信号受信装置４０から出力するクライアント信号ｃを外部へ出力する（ステップＳ７）。このクライアント信号送信機５０は、光信号受信装置１に必ずしも備えている必要はなく、光信号受信装置１内において、フレーム信号受信装置４０が出力するクライアント信号ｃに対して何らかの処理を施すようにしてもよい。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、図面を参照して、本発明の第２実施形態による光信号受信装置を説明する。図３は同実施形態の構成を示すブロック図である。図３に示す光信号受信装置１は、図１に示す光信号受信装置１において、サブキャリア信号数Ｎ＝２とした場合における構成例をしめしている。また、図３には、光信号受信装置１と対として用いる光信号送信装置２も図示してある。
【００３０】
光マルチキャリア信号を出力する光信号送信装置２は、クライアント信号ｃを受信するクライアント信号受信機６０と、クライアント信号ｃをフレーム信号ｄ１及びｄ２に変換するフレーム信号送信装置７０と、フレーム信号ｄ１及びｄ２をそれぞれ１２８Ｇｂｉｔ／ｓ（シンボルレート：３２Ｇｂｉｔ／ｓ）ＤＰ−ＱＰＳＫのサブキャリア信号Ｅ１及びＥ２に変調して出力するサブキャリア送信機８０、サブキャリア送信機９０と、サブキャリア信号Ｅ１及びＥ２を合波して２５６Ｇｂｉｔ／ｓの光マルチキャリア信号として、シングルモードファイバ２４０ｋｍで構成されている光ファイバ伝送路３へ出力する波長合波器１００とで構成されている。
【００３１】
光ファイバ伝送路を伝送した光マルチキャリア信号を受信する光受信装置１は、２５６Ｇｂｉｔ／ｓの光マルチキャリア信号を１２８Ｇｂｉｔ／ｓ  ＤＰ−ＱＰＳＫのサブキャリア信号Ｅ１及びＥ２に分波する波長分波器１０と、サブキャリア信号Ｅ１及びＥ２をそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１及びｓ２を出力する光マルチキャリア信号受信機２０と、デジタル信号ｓ１及びｓ２をデジタル信号処理してフレーム信号ｄ１及びｄ２に復調するデジタル信号処理装置３１と、フレーム信号ｄ１及びｄ２をフレーム信号処理してクライアント信号ｃ及びフレーム信号ｄ１とｄ２間のビット遅延量Ｔ１２を出力するフレーム信号受信装置４０と、クライアント信号ｃを外部へ出力するクライアント信号送信機とで構成されている。
【００３２】
次に、図３に示すデジタル信号処理装置３１に構成を説明する。図３に示す光信号受信装置１におけるデジタル信号処理装置３１は、フレーム信号受信装置４０が出力するフレーム信号ｄ１とｄ２間のビット遅延量Ｔ１２を用いて波長分散量を計算する波長分散量計算回路３１０と、サブキャリア信号Ｅ１及びＥ２に対応するデジタル信号ｓ１及びｓ２の波長分散を補償する波長分散補償回路３１１、３１２と、波形等化及び偏波分離を行う適応等化回路３１３、３１４と、周波数オフセット及び位相ノイズを推定し補償するキャリア位相補償回路３１５、３１６と、デジタル信号処理されたデジタル信号ｓ１及びｓ２をフレーム信号ｄ１及びｄ２に復調する復調回路３１７、３１８とで構成されている。
【００３３】
次に、図４を参照して、図３に示す光信号受信装置１に動作を説明する。図４は、図３に示す光信号受信装置１に動作を示すフローチャートである。まず、波長分波器１０は、入力された光マルチキャリア信号をサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮ（サブキャリア信号数Ｎは１より大きい正の整数）に分波する（ステップＳ１２）。続いて、光マルチキャリア信号受信機２０は、分波されたサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮをそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１〜ｓＮを出力する（ステップＳ１２）。
【００３４】
次に、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号ｓ１〜ｓＮをデジタル信号処理してフレーム信号ｄ１〜ｄＮに復調する（ステップＳ１３）。続いて、フレーム信号受信装置４０は、復調されたフレーム信号ｄ１〜ｄＮをフレーム信号処理してクライアント信号ｃを出力する（ステップＳ１４）。また、フレーム信号受信装置４０は、フレーム信号ｄｋとｄｌ間（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）のビット遅延量Ｔ１２を求めて波長分散量計算回路３１０へ出力する（ステップＳ１５）。
【００３５】
これと並行して、クライアント信号送信機５０は、フレーム信号受信装置４０から出力するクライアント信号ｃを外部へ出力する（ステップＳ１６）。
【００３６】
次に、デジタル信号処理装置３１の詳細な処理動作を説明する。波長分散量計算回路３１０は、サブキャリア間ビット遅延量Ｔ１２から波長分散量を算出する（ステップＳ１３１）。波長分散補償回路３１１、３１２は、算出された波長分散量Ｄ１２Ｌを用いて波長分散を補償する（ステップＳ１３２）。
【００３７】
次に、適応等化回路３１３、３１４は、波形等化及び偏波分離を行う（ステップＳ１３３）。続いて、キャリア位相補償回路３１５、３１６周波数オフセット及び位相ノイズを推定し補償する（ステップＳ１３４）。そして、復調回路３１７、３１８は、デジタル信号処理されたデジタル信号ｓ１及びｓ２をフレーム信号ｄ１及びｄ２に復調する（ステップＳ１３５）。
【００３８】
本実施形態におけるサブキャリア信号間隔Δｆは３７．５ＧＨｚ、サブキャリア信号Ｅ１及びＥ２の中心波長はそれぞれλ１＝１５８０．１９４ｎｍ及びλ２＝１５８０．５０７ｎｍとした。また、本実施形態において、フレーム信号受信装置４０が出力するサブキャリア間のビット遅延量Ｔ１２は４４ビットであった。デジタル信号処理装置３１における波長分散量計算回路が（１）式を用いて出力する光ファイバ伝送路の波長分散量Ｄ１２Ｌは４４０１．３４ｐｓ／ｎｍとなった。波長分散測定器で予め測定した光ファイバ伝送路の波長分散量Ｄ１２Ｌは４３９６．７３  ｐｓ／ｎｍであり、本実施形態において波長分散量計算回路が推定した波長分散量は近い値となった。
【００３９】
＜第３実施形態＞
次に、図面を参照して、本発明の第３実施形態による光信号受信装置を説明する。図５は同実施形態の構成を示すブロック図である。図５に示す光信号受信装置１は、第１実施形態と同様に、波長分波器１０と、光マルチキャリア信号受信機２０と、デジタル信号処理装置３２と、フレーム信号受信装置４１と、クライアント信号送信機５０とで構成されており、デジタル信号処理装置３２は波長分散量計算回路３１８を備える。
【００４０】
図５に示すの光信号受信装置１におけるデジタル信号処理装置３２は、マルチキャリア信号情報として、サブキャリア信号のシンボルレートｆＳをフレーム信号受信装置４１へ出力する。フレーム信号受信装置４１は、デジタル信号処理装置３２から入力したシンボルレートｆＳと、フレーム信号処理時に得られたフレーム信号ｄｋとｄｌ（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）間のビット遅延量Ｔｋｌとを用いて、波長分散によってサブキャリア信号ＥｋとＥｌの間に生じる遅延時間Δｔｋｌ＝Ｔｋｌ／ｆＳを計算し、サブキャリア間遅延時間Δｔｋｌをデジタル信号処理装置３２の波長分散量計算回路（図示せず）へ入力する。
【００４１】
デジタル信号処理装置３２における波長分散量計算回路３１８は、フレーム信号受信装置４１から入力されたサブキャリア間遅延時間Δｔｋｌを用いて、（１）式を用いて、波長分散量ＤｋｌＬを計算する。計算された波長分散量は、デジタル信号処理装置３２の波長分散補償回路で用いる。
【００４２】
次に、図６を参照して、図５に示す光信号受信装置の動作を説明する。図６は、図５に示す光信号受信装置の動作を示すフローチャートである。まず、波長分波器１０は、入力された光マルチキャリア信号をサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮ（サブキャリア信号数Ｎは１より大きい正の整数）に分波する（ステップＳ２１）。続いて、光マルチキャリア信号受信機２０は、分波されたサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮをそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１〜ｓＮを出力する（ステップＳ２２）。
【００４３】
次に、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号ｓ１〜ｓＮをデジタル信号処理して波形等化しフレーム信号ｄ１〜ｄＮに復調する（ステップＳ２３）。そして、デジタル信号処理装置３２は、マルチキャリア信号情報（サブキャリア信号のシンボルレートＦＳ）を出力する（ステップＳ２４）。
【００４４】
次に、フレーム信号受信装置４１は、復調されたフレーム信号ｄ１〜ｄＮをフレーム信号処理してクライアント信号ｃを出力する（ステップＳ２５）。また、フレーム信号受信装置４１は、デジタル信号処理装置３２から入力したシンボルレートｆＳと、フレーム信号処理時に得られたフレーム信号ｄｋとｄｌ（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）間のビット遅延量Ｔｋｌとを用いて、波長分散によってサブキャリア信号ＥｋとＥｌの間に生じる遅延時間Δｔｋｌ＝Ｔｋｌ／ｆＳを波長分散量計算回路３１８に出力する（ステップＳ２６）。
【００４５】
次に、波長分散量計算回路３１８は、フレーム信号受信装置４０が出力する遅延時間Δｔｋｌを用いて波長分散量を算出する（ステップＳ２７）。算出された波長分散量は、デジタル信号処理装置３０内の波長分散補償回路（図示せず）で用いる。これと並行して、クライアント信号送信機５０は、フレーム信号受信装置４０から出力するクライアント信号ｃを外部へ出力する（ステップＳ２８）。
【００４６】
＜第４実施形態＞  
次に、図面を参照して、本発明の第４実施形態による光信号受信装置を説明する。図７は同実施形態の構成を示すブロック図である。図７に示す光信号受信装置１は、第１実施形態及び第３実施形態と同様に、波長分波器１０と、光マルチキャリア信号受信機２０と、デジタル信号処理装置３２と、フレーム信号受信装置４２と、クライアント信号送信機５０とで構成されており、フレーム信号受信装置４２は波長分散量計算機能４２０を備える。
【００４７】
図７に示す光信号受信装置１におけるデジタル信号処理装置３２は、マルチキャリア信号情報として、サブキャリア信号のシンボルレートｆＳ及び中心波長λ１〜λＮをフレーム信号受信装置４２へ出力する。フレーム信号受信装置４２に備える波長分散量計算機能４２０は、デジタル信号処理装置３２から入力されたシンボルレートｆＳと中心波長λ１〜λＮ、フレーム信号処理時に得られた任意の２つフレーム信号ｄｋとｄｌ（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）間のビット遅延量Ｔｋｌとを用いて、（１）式より波長分散量ＤｋｌＬを計算する。フレーム信号受信装置４２における波長分散量計算機能４２０で計算された波長分散量は、デジタル信号処理装置３２の波長分散補償回路（図示せず）へ入力する。
【００４８】
次に、図８を参照して、図７に示す光信号受信装置の動作を説明する。図８は、図７に示す光信号受信装置の動作を示すフローチャートである。まず、波長分波器１０は、入力された光マルチキャリア信号をサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮ（サブキャリア信号数Ｎは１より大きい正の整数）に分波する（ステップＳ３１）。続いて、光マルチキャリア信号受信機２０は、分波されたサブキャリア信号Ｅ１〜ＥＮをそれぞれコヒーレント検波してデジタル信号ｓ１〜ｓＮを出力する（ステップＳ３２）。
【００４９】
次に、デジタル信号処理装置３０は、デジタル信号ｓ１〜ｓＮをデジタル信号処理して波形等化しフレーム信号ｄ１〜ｄＮに復調する（ステップＳ３３）。そして、デジタル信号処理装置３３は、マルチキャリア信号情報（サブキャリア信号のシンボルレートｆＳと中心波長λ１〜λＮ）を出力する（ステップＳ３４）。
【００５０】
次に、フレーム信号受信装置４１は、復調されたフレーム信号ｄ１〜ｄＮをフレーム信号処理してクライアント信号ｃを出力する（ステップＳ３５）。また、フレーム信号受信装置４１は、デジタル信号処理装置３３から入力したシンボルレートｆＳと、フレーム信号処理時に得られたフレーム信号ｄｋとｄｌ（１≦ｋ＜ｌ≦Ｎ）間のビット遅延量Ｔｋｌとを用いて、波長分散によってサブキャリア信号ＥｋとＥｌの間に生じる遅延時間Δｔｋｌ＝Ｔｋｌ／ｆＳを波長分散量計算機能４２０に出力する（ステップＳ３６）。
【００５１】
次に、波長分散量計算機能４２０は、出力された遅延時間Δｔｋｌを用いて波長分散量を算出する（ステップＳ３７）。算出された波長分散量は、デジタル信号処理装置３３内の波長分散補償回路（図示せず）で用いる。これと並行して、クライアント信号送信機５０は、フレーム信号受信装置４０から出力するクライアント信号ｃを外部へ出力する（ステップＳ３８）。
【００５２】
以上説明したように、光ファイバ伝送路を伝送した光マルチキャリア信号を、光マルチキャリア信号受信機でコヒーレント検波して受信してデジタル信号処理装置で復調後に、フレーム信号受信装置において光マルチキャリア信号を構成するサブキャリア信号間のビット遅延量を測定し、このビット遅延量を用いて波長分散量を計算することにより、高精度に波長分散量を推定することが可能になる。
【００５３】
前述した実施形態における光信号受信装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能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。さらに「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、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能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。
【００５４】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
光ファイバ伝送路を伝送した光マルチキャリア信号を、光マルチキャリア信号受信機でコヒーレント検波して受信してデジタル信号処理装置で復調後に、フレーム信号受信装置において光マルチキャリア信号を構成するサブキャリア信号間のビット遅延量を測定し、このビット遅延量を用いて波長分散量を計算することにより、高精度に波長分散量を推定することが不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・光信号受信装置、２・・・光信号送信装置、３・・・光ファイバ伝送路、１０・・・波長分波器、２０・・・光マルチキャリア信号受信機、３０、３１、３２、３３・・・デジタル信号処理装置、３０１、３１０、３１８・・・波長分散量計算回路、３１１、３１２・・・波長分散補償回路、３１３、３１４・・・適応等化回路、３１５、３１６・・・キャリア位相補償回路、３１７、３１８・・・復調回路、４０、４１、４２・・・フレーム信号受信装置、４２０・・・波長分散量計算機能、５０・・・クライアント信号送信機、６０・・・クライアント信号受信機、７０・・・フレーム信号送信装置、８０、９０・・・サブキャリア送信機、１００・・・波長合波器
【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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