(57)【要約】［課題］伝送条件に応じた最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる受信装置を得る。［解決手段］受信装置２０を、分離手段２１と、複数の光受信手段２２を備える構成とする。光受信手段２２は、光／電気変換手段２３と、受信係数演算手段２４と、帯域復元手段２５をさらに備えている。分離手段２１は、送信側において伝送路の特性を基に、各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施された、ボーレート以下の間隔の多重信号を分離する。光／電気変換手段２３は、光信号を電気信号に変換する。受信係数演算手段２４は、送信側で施されているスペクトル整形のパラメータを帯域狭窄パラメータとして取得する。帯域復元手段２５は、取得した帯域狭窄パラメータに基づいて、受信信号に帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を施して受信信号の帯域を復元する。
2018123718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて送信側において各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を受信し、前記チャネルごとの前記光信号に分離する分離手段と、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換して受信信号として出力する光／電気変換手段と、前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に送信側で施した前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する受信係数演算手段と、受信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元する帯域復元手段とを有する複数の光受信手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記帯域狭窄パラメータは、ボーレートの帯域幅に対する前記帯域狭窄フィルタ処理後の帯域幅を示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号雑音比を計測し、前記信号雑音比の情報を送信する雑音計測手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として用いて設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号雑音比の情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号スペクトルを取得し、前記信号スペクトルの情報を送信するスペクトル取得手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号スペクトルの情報から抽出した前記伝送路の特性を基に設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号スペクトルの情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記スペクトル取得手段は、前記受信信号の線形等化処理を監視し、前記信号スペクトルを取得することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記光／電気変換手段は、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長の局発光と前記分離手段から入力される前記光信号を干渉させ、コヒーレント検波を行うことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の受信装置。
【請求項７】
前記分離手段は、前記波長多重間隔パラメータを取得し、前記波長多重間隔パラメータを基に前記多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の受信装置。
【請求項８】
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータとして取得し、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する送信係数演算手段と、前記送信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す帯域狭窄手段と、前記伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、前記帯域狭窄手段が帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換する電気／光変換手段とを有する複数の光送信手段と、
複数の前記光送信手段から出力される前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力する多重手段と
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項９】
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記多重手段は、複数の前記光送信手段がそれぞれ生成した前記光信号を波長多重化する際の前記光信号の波長間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で前記光信号を波長多重化することを特徴とする請求項８または９に記載の送信装置。
【請求項１１】
光信号の伝送路の経路の情報と、前記伝送路の特性を基に、各チャネルの信号に帯域幅をボーレート以下にするスペクトル整形を施す際の前記帯域幅の情報を示す帯域狭窄パラメータと、複数の前記チャネルそれぞれの前記光信号の中心波長と前記中心波長の波長間隔を示す波長多重間隔パラメータを算出するパラメータ演算手段と、
前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記光信号の送信側と受信側にそれぞれ送信するパラメータ送信手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
【請求項１２】
前記パラメータ演算手段は、前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする請求項１１に記載の通信制御装置。
【請求項１３】
前記パラメータ演算手段は、前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号スペクトルの情報から前記伝送路の特性を抽出して、抽出した前記伝送路の特性を基に前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする請求項１１に記載の通信制御装置。
【請求項１４】
請求項８から１０いずれかに記載の送信装置と、
請求項１から７いずれかに記載の受信装置と、
請求項１１から１３いずれかに記載の通信制御装置と
を備え、
前記通信制御装置は、前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記送信装置および前記受信装置にそれぞれ送信し、
前記送信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記帯域狭窄フィルタ処理を施した信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換して、複数の前記チャネルの前記光信号を波長多重化して前記多重信号として前記伝送路に送信し、
前記受信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記伝送路を介して前記送信装置から受信する前記多重信号を分離した前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に電気信号に変換して、前記電気信号に変換した受信信号に前記帯域狭窄パラメータに基づいて前記帯域復元フィルタ処理を施すことを特徴とする光通信システム。
【請求項１５】
光信号の伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離し、
伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換し受信信号として出力し、
前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元することを特徴とする光通信方法。
【請求項１６】
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする請求項１５に記載の光通信方法。
【請求項１７】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号雑音比を計測し、前記信号雑音比の情報を送信し、
前記信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として用いて設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号雑音比の情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１５または１６に記載の光通信方法。
【請求項１８】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号スペクトルを取得し、前記信号スペクトルの情報を送信し、
前記信号スペクトルの情報から抽出した前記伝送路の特性を基に設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号スペクトルの情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１５または１６に記載の光通信方法。
【請求項１９】
前記受信信号の線形等化処理を監視し、前記信号スペクトルを取得することを特徴とする請求項１８に記載の光通信方法。
【請求項２０】
前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長の局発光と前記多重信号から分離された前記光信号を干渉させ、コヒーレント検波を行うことを特徴とする請求項１５から１９いずれかに記載の光通信方法。
【請求項２１】
前記波長多重間隔パラメータを取得し、前記波長多重間隔パラメータを基に前記多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離することを特徴とする請求項１５から２０いずれかに記載の光通信方法。
【請求項２２】
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された前記帯域狭窄パラメータとして取得し、
前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を前記帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施し、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、
帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換し、
複数の前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力することを特徴とする請求項１５から２０いずれかに記載の光通信方法。
【請求項２３】
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする請求項２２に記載の光通信方法。
【請求項２４】
複数の前記光信号を波長多重化する際の前記光信号の波長間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で前記光信号を波長多重化することを特徴とする請求項２２または２３に記載の光通信方法。
【請求項２５】
前記伝送路の経路の情報と、前記伝送路の特性を基に、前記帯域狭窄パラメータと前記波長多重間隔パラメータを算出し、
前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記光信号の送信側と受信側に送信することを特徴とする請求項２２から２４いずれかに記載の光通信方法。
【請求項２６】
前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする請求項２５に記載の光通信方法。
【請求項２７】
前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号スペクトルの情報から前記伝送路の特性を抽出し、
抽出した前記伝送路の特性を基に前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする請求項２５に記載の光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関するものであり、特に、スーパーナイキスト方式による光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、１００Ｇｂｐｓ（Giga bit per second）超の大容量基幹系光通信システムでは、デジタルコヒーレント方式が用いられている。そのような基幹系光通信システムは、通信トラフィック量の少ない伝送経路への通信トラフィックのオフロードや、障害が生じた伝送路の迂回などの柔軟な伝送路切替えを行うことができるエラスティックネットワークシステムとして構成されることがある。そのような構成の光通信システムでは、伝送条件が変わっても安定した通信を継続できることが望ましい。【０００３】
また、大容量基幹系光通信システムでは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）といった多値変調方式による通信が実用化されている。また、さらなる大容量化を目指して３２ＱＡＭや６４ＱＡＭといった、より高次の多値変調方式の開発も行われている。【０００４】
このような多値化による大容量化と並行して、信号帯域を狭窄化して波長多重化（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexer）することにより周波数利用効率を向上させる伝送方式の研究開発も盛んに行われている。代表的な例としては、これまで広く用いられてきたＮＲＺ（Non - Return Zero）方式の伝送と比べて、より信号スペクトルの狭帯域化が可能なナイキスト伝送方式のような方式が挙げられる。また、信号ボーレートよりもさらに信号帯域幅を狭くするスーパーナイキスト伝送方式といった高度な信号帯域狭窄技術も研究されている。このように、信号帯域を狭窄化することにより波長多重伝送時のチャネル間隔を密にし、光ファイバ１本当たりの伝送容量を向上させるアプローチも、多値化と合わせて重要視されている。【０００５】
特に、１Ｔｂｐｓ（Tera bit per second）以上の光伝送システムでは、実現可能性を考慮すると、複数のサブキャリアを波長多重して１Ｔｂｐｓ伝送を実現するサブキャリア多重方式が有効である。サブキャリア間隔が密になればなるほど、周波数利用効率が向上するため、サブキャリア多重間隔を狭くして伝送を行う技術が重要となる。そのため、サブキャリア間隔を密にして波長多重伝送を行う技術の開発が盛んに行われている。そのような、サブキャリア間隔を密にして波長多重伝送を行う技術としては、例えば、非特許文献１のような技術が開示されている。【０００６】
非特許文献１の光伝送システムは、デジタルコヒーレント方式の偏波多重多値光信号の伝送を行う通信システムである。非特許文献１の光伝送システムでは、主信号を狭帯域化するスペクトル整形処理が施されている。非特許文献１は、狭帯域化を行うことで、チャネル間の干渉を抑制しながら波長多重間隔を狭めることができるとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
Ｋｏｊｉ  Ｉｇａｒａｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．、“Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｎｇ−Ｈａｕｌ  Ｈｉｇｈ−Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ｓｕｐｅｒ−Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｒｅ  Ｆｉｂｅｒｓ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２０１５年３月１日、ＶＯＬ．３３、ＮＯ．５、ｐ１０２７−１０３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。非特許文献１のように、送信する信号に信号ボーレートよりも狭くなるような狭帯域化の処理を施した場合には、ナイキストの第１基準を満たさなくなることから主信号波形には歪みが生じる。そのような、波形の歪みの影響は、帯域を狭くするほど顕著となり伝送特性を大きく劣化させる。非特許文献１では、このような波形歪みによる特性劣化をＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation）等化器に代表される最尤推定アルゴリズムを用いて、送信シンボルを復元する方式が開示されている。【０００９】
一方で、エラスティックネットワークシステムに代表される光通信システムでは、経路の組み換えなどによって生じる伝送路の雑音やROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）機器通過に伴う帯域狭窄の影響など伝送特性が変動することがある。非特許文献１の光伝送システムで開示されている最尤推定アルゴリズムを用いたＭＬＳＥ等化器は、そのアルゴリズムの複雑性により、パラメータ最適化の収束に時間を要するほか、場合によっては収束しないといった問題も生じる。そのため、エラスティックネットワークシステムで生じる伝送特性の変動に瞬時に対応することはできない。そのため、非特許文献１の技術は、伝送路の経路の切り替えが行われた際に、伝送条件に応じて最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上する技術としては十分ではない。【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するため、伝送路の経路の切り替えが行われた場合でも、伝送条件に応じた最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる受信装置、送信装置および光通信方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の送信装置は、複数の光送信手段と、多重手段を備えている。また、光送信手段は、送信係数演算手段と、帯域狭窄手段と、電気／光変換手段をさらに備えている。送信係数演算手段は、信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータとして取得する。また、送信係数演算手段は、信号の帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する。帯域狭窄手段は、送信係数演算手段が算出したフィルタ係数に基づいて、信号の帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す。電気／光変換手段は、伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの光信号の中心波長と中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、帯域狭窄手段が帯域幅をボーレート以下にした信号を、波長多重間隔パラメータを基に光信号に変換する。多重手段は、複数の光送信手段から出力される各チャネルの光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として伝送路に出力する。【００１２】
本発明の受信装置は、分離手段と、複数の光受信手段を備えている。また、光受信手段は、光／電気変換手段と、受信係数演算手段と、帯域復元手段をさらに備えている。分離手段は、送信側において各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を受信し、チャネルごとの光信号に分離する。帯域狭窄フィルタ処理は、光信号を伝送する伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて施されている。光／電気変換手段は、伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの光信号の中心波長と中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得する。また、光／電気変換手段は、それぞれ割り当てられたチャネルの光信号を、波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換して受信信号として出力する。受信係数演算手段は、帯域狭窄パラメータを取得し、帯域狭窄パラメータを基に受信信号に送信側で施した帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する。帯域復元手段は、受信係数演算手段が算出したフィルタ係数を基に受信信号に帯域復元フィルタ処理を施して受信信号の帯域を復元する。【００１３】
本発明の光通信方法は、各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号をチャネルごとの光信号に分離する。帯域狭窄フィルタ処理は、光信号の伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて施されている。本発明の光通信方法は、伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの光信号の中心波長と中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得する。本発明の光通信方法は、それぞれ割り当てられたチャネルの光信号を、波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換する。本発明の光通信方法は、帯域狭窄パラメータを取得し、帯域狭窄パラメータを基に受信信号に帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する。本発明の光通信方法は、算出したフィルタ係数を基に受信信号に帯域復元フィルタ処理を施して受信信号の帯域を復元する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、伝送路の経路や切り替えが行われた場合でも、瞬時に伝送条件に応じた最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の送信装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の受信装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の光送信器の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の光受信器の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の通信制御装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の構成とデータの流れを模式的に示した図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における送信信号の信号スペクトルのイメージを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における帯域狭窄フィルタ特性の例を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における波長多重間隔と伝送路の特性の関係を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における多重信号のスペクトルを模式的に示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における受信信号の信号スペクトルのイメージを示す図である。
【図１４】本発明と対比した構成の光通信システムの構成の例を示す図である。
【図１５Ａ】ＮＲＺ波形の信号スペクトルの例を示す図である。
【図１５Ｂ】ナイキスト波形の信号スペクトルの例を示す図である。
【図１５Ｃ】ナイキスト方式の波長多重のイメージを示す図である。
【図１６】本発明と対比した構成の光通信システムの構成の例を示す図である。
【図１７Ａ】スーパーナイキスト波形の信号スペクトルの例を示す図である。
【図１７Ｂ】スーパーナイキスト波形の波長多重イメージを示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態の光受信器の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態の通信制御装置の構成を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態の構成とデータの流れを模式的に示した図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態の光受信器の構成を示す図である。
【図２４Ａ】本発明の第４の実施形態における受信信号のスペクトルイメージを示す図である。
【図２４Ｂ】本発明の第４の実施形態におけるスペクトルモニタ結果の例を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態の通信制御装置の構成を示す図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態の構成とデータの流れを模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の光通信システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の光通信システムは、送信装置１０と受信装置２０を備えている。送信装置１０と受信装置２０は、伝送路４００を介して接続されている。
【００１７】
送信装置１０の構成について説明する。図２は、本実施形態の送信装置１０の構成の概要を示したものである。本実施形態の送信装置１０は、複数の光送信手段１１と、多重手段１２を備えている。また、光送信手段１１は、送信係数演算手段１３と、帯域狭窄手段１４と、電気／光変換手段１５をさらに備えている。送信係数演算手段１３は、信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータとして取得する。また、送信係数演算手段１３は、信号の帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する。帯域狭窄手段１４は、送信係数演算手段１３が算出したフィルタ係数に基づいて、信号の帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す。電気／光変換手段１５は、伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの光信号の中心波長と中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得する。また、電気／光変換手段１５は、帯域狭窄手段１４が帯域幅をボーレート以下にした信号を、波長多重間隔パラメータを基に光信号に変換する。多重手段１２は、複数の光送信手段１１から出力される各チャネルの光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として伝送路に出力する。また、電気／光変換手段１５は、デジタル領域で帯域狭窄フィルタ処理されたデジタル信号をアナログ電気信号に変換するデジタル／アナログ変換手段を含む。デジタル／アナログ変換手段は、図２において省略している。
【００１８】
図３は、本実施形態の受信装置２０の構成の概要を示したものである。本実施形態の受信装置２０は、分離手段２１と、複数の光受信手段２２を備えている。また、光受信手段２２は、光／電気変換手段２３と、受信係数演算手段２４と、帯域復元手段２５をさらに備えている。分離手段２１は、送信側において各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を受信し、チャネルごとの光信号に分離する。帯域狭窄フィルタ処理は、光信号を伝送する伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて施されている。光／電気変換手段２３は、伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの光信号の中心波長と中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得する。また、光／電気変換手段２３は、それぞれ割り当てられたチャネルの光信号を、波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換して受信信号として出力する。受信係数演算手段２４は、帯域狭窄パラメータを取得し、帯域狭窄パラメータを基に受信信号に送信側で施した帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する。帯域復元手段２５は、受信係数演算手段２４が算出したフィルタ係数を基に受信信号に帯域復元フィルタ処理を施して受信信号の帯域を復元する。また、光／電気変換手段２３は、光信号から電気信号に変換されたアナログ信号をデジタル信号へと変換するアナログ／デジタル変換手段を含む。アナログ／デジタル変換手段は、図３において省略している。
【００１９】
本実施形態の送信装置１０は、光信号を伝送する際の伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを取得している。送信係数演算手段１３は、取得した帯域狭窄パラメータを基に、帯域狭窄手段１４において、信号の帯域幅をボーレート以下にするスペクトル整形処理を行っている。また、本実施形態の送信装置１０では、電気／光変換手段１５が波長多重間隔パラメータを基に、帯域狭窄が施された信号を光信号に変換する。また、電気／光変換手段１５が変換した光信号を、多重手段１２が複数の光送信手段１１から出力される各チャネルの光信号をボーレート以下の波長間隔で波長多重化して伝送路に出力している。よって、本実施形態の送信装置１０は、伝送路の特性に基づいて信号に最適な帯域幅となるように帯域狭窄フィルタ処理を施し、伝送路の特性に基づいて最適な波長間隔で光信号を多重化して送信することができる。
【００２０】
また、本実施形態の受信装置２０は、光信号を伝送する際の伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを取得している。本実施形態の受信装置２０は、分離手段２１においてボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号をチャネルごとの光信号に分離し、光／電気変換手段２３において波長多重間隔パラメータを基に電気信号に変換している。また、本実施形態の受信装置２０は、帯域復元手段２５において帯域狭窄パラメータに基づいて送信側の帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の帯域復元フィルタ処理を施している。
【００２１】
よって、本実施形態の受信装置２０は、伝送路の特性に応じて最適な波長間隔で波長多重化された光信号を分離し、帯域狭窄フィルタ処理が施された受信信号を、帯域狭窄前の信号により近い信号スペクトルに復元することができる。以上のように、本実施形態の送信装置１０および受信装置２０を用いることで伝送路の特性に応じて最適な波長間隔で波長多重化した多重信号の伝送を行うことができる。そのため、本実施形態の送信装置１０および受信装置２０を用いることで、伝送路の経路や特性に変動が生じた際にも、最適な条件での波長多重信号の伝送を、時間を要さずに確立することができる。その結果、本実施形態の送信装置１０および受信装置２０を用いることで、伝送路の経路の切り替えが行われた場合でも、伝送条件に応じて最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる。
【００２２】
また、本実施形態の光通信システムでは、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータが通信制御装置から送信装置１０および受信装置２０にそれぞれ送信される。通信制御装置は、パラメータ演算手段と、パラメータ送信手段を有する。パラメータ演算手段は、光信号の伝送路の経路の情報と、伝送路の特性を基に、各チャネルの信号に帯域幅をボーレート以下にするスペクトル整形を施す際の帯域幅の情報を示す帯域狭窄パラメータを算出する。また、パラメータ演算手段は、光信号の伝送路の経路の情報と、伝送路の特性を基に、複数の前記チャネルそれぞれの光信号の中心波長と中心波長の波長間隔を示す波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ送信手段は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを光信号の送信側と受信側にそれぞれ送信する。
【００２３】
そのような通信制御装置を用いる構成とした場合に、送信装置１０は、通信制御装置から帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受信し、帯域狭窄パラメータを基に信号に帯域狭窄フィルタ処理を施す。また、送信装置１０は、帯域狭窄フィルタ処理が施された信号を、波長多重間隔パラメータを基に光信号に変換して、複数のチャネルの光信号を波長多重化して多重信号として伝送路４００に送信する。受信装置２０は、通信制御装置から帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受信し、伝送路４００を介して送信装置１０から受信する多重信号を分離した光信号を、波長多重間隔パラメータを基に電気信号に変換する。受信装置２０は、電気信号に変換した受信信号に帯域狭窄パラメータに基づいて前記帯域復元フィルタ処理を施す。このように本実施形態の通信システムは、通信制御装置が生成する伝送路の特性を基にした共通の帯域狭窄パラメータと波長多重間隔パラメータによって送信装置１０および受信装置２０が動作する。そのため、本実施形態の光通信システムは、伝送路の経路の切り替えが行われた場合でも、伝送条件に応じて瞬時に最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態の光通信システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の光通信システムは、送信装置１００と、受信装置２００、通信制御装置３００を備えている。送信装置１００と受信装置２００は、光ファイバ伝送路４０１を介して接続されている。また、通信制御装置３００は、送信装置１００および受信装置２００と通信回線４０２を介して接続されている。
【００２５】
本実施形態の光通信システムは、送信装置１００から受信装置２００に光ファイバ伝送路４０１を介して波長多重化された光信号を伝送するデジタル光通信システムである。本実施形態の光通信システムは、サブキャリアを多重化したデジタルコヒーレント方式の通信を行う。また、本実施形態の通信システムは、ボーレート以下の帯域幅のサブキャリアをボーレート以下の波長間隔で波長多重化するスーパーナイキスト伝送方式によって通信を行う。
【００２６】
送信装置１００は、複数の光送信器３０と、合波器５１を備えている。送信装置１００は、各光送信器３０が生成する各チャネルに対応するボーレート以下の帯域幅のサブキャリアを、合波器５１でボーレート以下の波長間隔で波長多重化した波長多重信号を光ファイバ伝送路４０１に送信する。
【００２７】
光送信器３０の構成について説明する。図５は、本実施形態の光送信器３０の構成を示したものである。光送信器３０は、送信線形等化器３１と、電気／光変換器３３と、送信係数演算部３４を備えている。また、送信線形等化器３１は、帯域狭窄フィルタ３２をさらに備えている。本実施形態の光送信器３０は、第１の実施形態の光送信手段１１に相当する。
【００２８】
送信線形等化器３１は、帯域狭窄フィルタ３２によって送信原信号の信号帯域幅をボーレート以下に帯域制限する。帯域狭窄フィルタ３２によって送信原信号にフィルタ処理を施して帯域制限を行う際のフィルタ形状のデータは、送信係数演算部３４からフィルタ係数として入力される。本実施形態の送信線形等化器３１は、第１の実施形態の帯域狭窄手段１４に相当する。
【００２９】
電気／光変換器３３は、送信線形等化器３１から入力される電気信号を光信号に変換して出力する。電気／光変換器３３は、光源と、送信線形等化器３１から入力される電気信号を基に光源から出力された光に変調を施す変調器を備えている。光源には半導体レーザーが用いられる。また、変調器には、例えば、マッハツェンダー変調器が用いられる。電気／光変換器３３が出力する光の波長は、可変である。電気／光変換器３３は、波長多重間隔パラメータとして送られてくる中心波長の情報に基づいて、出力する光信号の中心波長を調整する。本実施形態の通信システムでは、各光送信器３０の電気／光変換器３３がそれぞれ、波長多重間隔パラメータに基づいた中心波長の光信号を出力することで、多重信号の波長間隔が定まる。電気／光変換器３３から出力された光信号はサブキャリアとして合波器５１に送られる。また、本実施形態の電気／光変換器３３は、第１の実施形態の電気／光変換手段１５に相当する。
【００３０】
送信係数演算部３４は、通信制御装置３００から入力される帯域狭窄パラメータに基づいて、帯域狭窄フィルタ３２のフィルタ形状をフィルタ係数として算出する。対応する光送信器３０と光受信器４０の送信係数演算部３４と受信係数演算部４６には、同じ帯域狭窄パラメータが通信制御装置３００から送信される。すなわち、送信係数演算部３４は、通信制御装置３００を介して受信装置２００の光受信器４０と帯域狭窄パラメータの情報を共有している。送信係数演算部３４は、算出したフィルタ係数を帯域狭窄フィルタ３２に送る。また、本実施形態の送信係数演算部３４は、第１の実施形態の送信係数演算手段１３に相当する。
【００３１】
合波器５１は、各光送信器３０からサブキャリアとして入力される光信号を波長多重化して光ファイバ伝送路４０１に出力する。合波器５１は、複数の光送信器３０から送られてくるボーレート以下の波長間隔のサブキャリアを、波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で多重化して出力する。合波器５１は、例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）によって構成される。合波器５１は、通過波長を選択する必要がある構成の場合には、波長多重間隔パラメータを基に通過波長を設定する。合波器５１は、波長多重間隔パラメータを、通信回線４０２を介して通信制御装置３００から受け取る。合波器５１は、可変光フィルタや光カプラなど他の合波機能を有する光学素子によって構成されていてもよい。また、本実施形態の合波器５１は、第１の実施形態の多重手段１２に相当する。
【００３２】
受信装置２００は、複数の光受信器４０と、分波器５２を備えている。受信装置２００は、光ファイバ伝送路４０１を介して、ボーレート以下の波長間隔でサブキャリアが波長多重化された多重信号を、分波器５３で分離し、各チャネルに対応する光受信器４０で受信信号の処理を行う。送信装置１００の光送信器３０および受信装置２００の光受信器４０は、光通信システムで通信を行う際のチャネルの数に対応するように備えられている。
【００３３】
光受信器４０の構成について説明する。図６は、本実施形態の光受信器４０の構成を示したものである。光受信器４０は、光／電気変換器４１と、静的線形等化器４２と、適応等化器４４と、識別器４５と、受信係数演算部４６を備えている。また、静的線形等化器４２は、帯域復元フィルタ４３をさらに備えている。本実施形態の光受信器４０は、第１の実施形態の光受信手段２２に相当する。
【００３４】
光／電気変換器４１は、分波器５２から入力される光信号を電気信号に変換する。光／電気変換器４１は、入力された光信号を電気信号に変換する受光素子を備えている。光／電気変換器４１は、コヒーレント検波のための局発光を出力する光源およびフォトダイオード等によって構成されている。光／電気変換器４１は、電気信号に変換した受信信号をデジタル信号として静的線形等化器４２に送る。光／電気変換器４１は、通信回線４０２を介して通信制御装置３００から受け取る波長多重間隔パラメータに基づいて、局発光の波長を変えることで受信する光信号の波長を調整する。また、本実施形態の光／電気変換器４１は、第１の実施形態の光／電気変換手段２３に相当する。
【００３５】
静的線形等化器４２は、光ファイバ伝送路４０１で生じる波長分散による波形歪みを補償する波長分散補償など、デジタルコヒーレント方式で一般的に実施される静的な波形歪み補償に加え、信号の帯域を復元する機能を有する。静的線形等化器４２は、送信側で施された帯域狭窄フィルタ処理とは逆の特性を有するフィルタ処理を行って帯域を復元する。
【００３６】
静的線形等化器４２は、帯域復元フィルタ４３によって送信側で施した帯域狭窄フィルタ処理とは逆の特性を有するフィルタ処理を行って受信信号の帯域を復元する。帯域復元フィルタ４３は、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小２乗誤差）規範に基づいて帯域の復元を行う。帯域復元フィルタ４３が受信信号に帯域復元処理を施す際のフィルタ形状は、受信係数演算部４６からフィルタ係数として入力される。帯域復元フィルタ４３において帯域復元処理が行われた受信信号は、適応等化器４４に送られる。また、本実施形態の静的線形等化器４２は、第１の実施形態の帯域復元手段２５に相当する。
【００３７】
適応等化器４４は、静的線形等化器４２の帯域復元フィルタ４３から送られてくる受信信号に対し、偏波分離や偏波モード分散補償などデジタルコヒーレント方式で一般的に実施される動的な波形整形処理を実現するための適応等化処理を施す。適応等化器４４は、適応等化処理を施した受信信号を識別器４５に送る。
【００３８】
識別器４５は、適応等化器４４から入力される受信信号を「１」または「０」のデジタルビット列に識別して、ビット列の信号として出力する。
【００３９】
受信係数演算部４６は、通信制御装置３００から受け取る送信側の帯域狭窄パラメータを基に、送信側の帯域狭窄フィルタ特性とは逆のフィルタ特性をフィルタ係数として算出する。受信係数演算部４６は、送信側の帯域狭窄フィルタ特性とは逆のフィルタ係数をＭＭＳＥ規範に基づいて算出する。送信側で帯域を制限する際に用いた帯域狭窄フィルタの情報は、あらかじめ対応する光送信器３０との間で共有されている。また、本実施形態の受信係数演算部４６は、第１の実施形態の受信係数演算手段２４に相当する。
【００４０】
分波器５２は、光ファイバ伝送路４０１から入力される多重信号を各サブキャリア、すなわち、各チャネルの光信号に分離し、各チャネルに対応する光受信器４０に送る。分波器５２は、例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）や可変光フィルタによって構成される。分波器５２は、通過波長を選択する必要がある構成の場合には通信回線４０２を介して通信制御装置３００から受け取る波長多重間隔パラメータに基づいて通過波長の設定を行い、各チャネルに対応する信号を選択する。また、本実施形態の分波器５２は、第１の実施形態の分離手段２１に相当する。
【００４１】
通信制御装置３００の構成について説明する。図７は、本実施形態の通信制御装置３００の構成の概要を示したものである。本実施形態の通信制御装置３００は、パラメータ演算部３０１と、パラメータ送信部３０２を備えている。
【００４２】
パラメータ演算部３０１は、管理者等によって入力される伝送路経路情報を基に、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。伝送路経路情報は、送信装置１００および受信装置２００の間の光ファイバ伝送路４０１がどのような経路で構成されているかを示す情報と、各経路で光信号を伝送した際の伝送特性の情報によって構成されている。帯域狭窄パラメータは、例えば、ボーレートの帯域幅を基準として、帯域を狭窄する割合を示す帯域狭窄率として設定されている。また、波長多重間隔パラメータは、サブキャリアを波長多重化する際のサブキャリアに対応する波長と波長間隔を示す情報である。パラメータ演算部３０１は、伝送路経路情報や伝送路の特性を基に、現在選択されている伝送経路に対して、周波数利用効率が最も高くなるように、光送信器３０と光受信器４０に割り当てる波長、波長間隔および帯域狭窄率を算出する。パラメータ演算部３０１は、各サブキャリア、すなわち、各チャネルの光信号ごとの波長、波長間隔および帯域狭窄率の情報をパラメータ送信部３０２に送る。
【００４３】
パラメータ送信部３０２は、パラメータ演算部３０１が算出した帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを送信装置１００および受信装置２００に通信回線４０２を介して送る。
【００４４】
光ファイバ伝送路４０１は、光ファイバおよび光増幅器等によって構成され、波長多重化された光信号を伝送する。
【００４５】
通信回線４０２は、通信制御装置３００と送信装置１００および受信装置２００をそれぞれ接続する通信回線である。
【００４６】
また、図４では、光送信器３０および光受信器４０が、１台の送信装置１００および受信装置２００に備えられている構成について示しているが、光送信器３０および光受信器４０は、複数の送信装置や受信装置に分かれて備えられていてもよい。そのような構成とする場合には、各チャネルの光信号の多重化や分離を行えるように合波器および分波器が配置される。また、光ファイバ伝送路４０１は、複数の経路によって構成され、いずれかの伝送路が選択される構成であってもよい。
【００４７】
図８は、本実施形態の光通信システムの構成と各パラメータのデータの流れを模式的に示した図である。図８では、電気／光変換器３３をＥ／Ｏ変換器として示している。また、図８では、光／電気変換器４１をＯ／Ｅ変換器として示している。また、図８では、光ファイバ伝送路４０１を光ファイバネットワークとして示している。
【００４８】
図８に示すように本実施形態の光通信システムでは、通信制御装置から帯域狭窄パラメータが各光送信器の送信係数演算部および各光受信器の受信係数演算部にそれぞれ送られている。また、通信制御装置から波長多重間隔パラメータが各光送信器の合波器およびＥ／Ｏ変換器、並びに、各光受信器の分波器およびＯ／Ｅ変換器にそれぞれ送られている。各光送信器に入力される送信原信号は、送信線形等化器でボーレート以下の帯域幅にする帯域狭窄フィルタ処理が施され、合波器でボーレート以下の波長間隔で多重化されて伝送される。また、光ファイバネットワークを伝送された多重信号は、分波器で分波されて各受信器に入力され、静的線形等化器で受信信号の帯域幅の復元が行われる。
【００４９】
本実施形態の光通信システムの動作について説明する。始めに、通信制御装置３００に管理者等によって伝送路経路情報が入力される。伝送路経路情報は、光ファイバ伝送路４０１の経路の情報、各チャネルに割り当てられる光送信器３０および光受信器４０の組み合わせなどの情報によって構成されている。また、伝送路経路情報は、光ファイバ伝送路４０１の各経路で光信号を伝送した際の伝送特性に関する情報によって構成されている。
【００５０】
伝送路経路情報が入力されると、通信制御装置３００のパラメータ演算部３０１は、伝送路経路情報を基に、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３０１は、許容される伝送特性を維持しつつ周波数利用効率が最も高くなるように帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。帯域狭窄パラメータは、光送信器３０の帯域狭窄フィルタ３２において帯域狭窄を行う際の、帯域狭窄の度合いを帯域狭窄率として示したものである。本実施形態では帯域狭窄率は、ボーレートに相当する帯域幅に対する帯域狭窄後の帯域幅の比として設定されている。
【００５１】
本実施形態の光通信システムでは、通信制御装置３００のパラメータ演算部３０１が伝送路経路情報に基づいて、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出して、帯域狭窄率と波長多重間隔を制御する。本実施形態ではあらかじめ測定しておいた伝送特性から、許容可能なＱ値劣化マージンが算出される。パラメータ演算部３０１は、許容可能なＱ値劣化マージンに基づいて、誤り訂正可能な範囲で最も高密度な波長多重を行うように、帯域狭窄率と波長多重間隔が算出される。伝送路経路情報から許容可能なＱ値劣化マージンを算出する際のデータは、全ての伝送経路の特性を事前に測定してルックアップテーブル等に記憶しておいてもよいし、経路確立の初期導通時に測定を実施することで収集されてもよい。
【００５２】
帯域狭窄フィルタおよび帯域狭窄パラメータについて説明する。図９は、帯域狭窄フィルタ３２において、信号スペクトルを整形する際のスペクトル形状のイメージを示している。図９の上段は、送信原信号のスペクトル形状を示している。図９の中段は、帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）のフィルタ特性を示している。また、図９の下段は、帯域狭窄フィルタ３２でフィルタ処理を施した後の信号スペクトルの形状を示している。
【００５３】
スーパーナイキスト方式は、ナイキスト方式の送信原信号に対して、さらに帯域狭窄フィルタを施してボーレート以下の帯域幅に制限した送信用の信号が生成される。図９の上段では、送信原信号のスペクトル帯域幅はボーレート近傍まで制限されてはいるが、信号成分は、ボーレートよりもやや広がっている。通常のナイキスト伝送方式の場合には、図９の上段のようなスペクトル形状の信号を波長多重するが、ボーレート以下の間隔で波長多重を行うと、隣接チャネルとのクロストークによって信号の特性が著しく劣化する。
【００５４】
一方で、本実施形態で用いているスーパーナイキスト方式では、図９の中段に示す帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）による処理を送信原信号に施すことにより、信号スペクトル帯域幅は、ボーレート以下に狭窄される。帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）による処理を施された図９の下段のように信号スペクトル帯域幅の信号を多重化することで、クロストークによる特性劣化を生じさせることなくボーレート以下の間隔で波長多重を行うことが可能となる。帯域狭窄フィルタによる処理を施すことにより、符号間干渉が生じて信号品質劣化が生じる恐れはあるが、受信側で補償することで符号間干渉の影響を抑制することができる。よって、帯域狭窄によるボーレート以下の波長多重間隔による多重信号の伝送を行うスーパーナイキスト方式を用いることで、周波数利用効率を向上することができる。
【００５５】
図１０は、帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）の例を示している。図１０は、ベースバンド信号に対するフィルタ特性を示している。すなわち、図１０は、図９の中段に示した光スペクトルに対するフィルタ特性において、キャリア周波数を０とした時の片側半分だけを示したものである。図１０に示す帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）は、ナイキストフィルタで用いられるコサインロールオフフィルタのロールオフ特性を、そのまま低周波側にシフトした特性を持つ。通常のコサインロールオフフィルタでは、ボーレートの１／２の周波数ｆ１で、振幅特性も０．５と半分になる。一方で、図１０の帯域狭窄フィルタＨｔｘ（ｆ）では、振幅特性が０．５となる周波数ｆ２が低周波側に平行シフトしている。ｆ２／ｆ１の比率を帯域狭窄パラメータとすると、帯域狭窄パラメータが小さい程、信号スペクトル帯域幅が狭くなる。例えば、帯域狭窄パラメータが０．９の場合、通常のナイキスト方式と比較して１０パーセント帯域幅が狭窄される。
【００５６】
図１０では、コサインロールオフ特性を基にした帯域狭窄フィルタの例を示しているが、信号帯域を狭窄化する特性に基づいたものであれば、他の帯域狭窄フィルタを用いてもよい。
【００５７】
次に、ボーレート以下の帯域狭窄フィルタ処理を行う光通信システムにおける波長多重間隔と、伝送特性の関係について図１１を参照して説明する。図１１は、各帯域狭窄率における波長多重間隔と伝送特性を示すＱ値特性の関係の例を示したものである。
【００５８】
図１１は、帯域狭窄フィルタにおいて異なる２種類の帯域狭窄率を設定した場合の波長多重間隔とＱ値特性の関係を示している。図１１では、帯域狭窄率が小さい方がＲＢＷ１、帯域狭窄率が大きい方がＲＢＷ２として示されている。ＲＢＷ１およびＲＢＷ２は、ＲＢＷ１＜ＲＢＷ２＜１を満たす。すなわち、帯域狭窄率が小さいほど、帯域幅は狭くなる。また、図１１は、比較のため、ナイキスト伝送方式を用いた場合の波長多重間隔とＱ値特性の関係も示している。また、図１２は、帯域狭窄率ＲＢＷ１で帯域狭窄フィルタ処理を行った際の図１１のＡ１、Ｂ１およびＣ１の３点における波長多重のスペクトルイメージをそれぞれ示している。
【００５９】
図１１において実線で示している帯域狭窄率ＲＢＷ１、すなわち、帯域幅が狭いときの波長スペクトルイメージについて説明する。図１２の一番左のＡ点のスペクトルは、波長多重間隔が十分広い図１１のＡ１における波長多重のスペクトルイメージを示している。図１２のＡ点のスペクトルでは、隣接チャネルとのスペクトルの重なりが無いことから、クロストークによる特性劣化は発生しない。しかし、帯域狭窄率が小さくボーレート帯域以下の過度な帯域狭窄を行っているため、受信側で波形が完全に復元できずにＩＳＩ（Inter Symbol Interference：符号間干渉）が残留する。そのため、ナイキスト方式と比較してＱ値の特性劣化が生じている。図１１では、Ａ点におけるナイキスト方式と比較したＱ値の特性劣化量をＱｐｅｎａｌｔｙ１として示している。
【００６０】
図１２の中央のＢ点のスペクトルは、Ａ１よりもさらに波長多重間隔を狭くして帯域狭窄を行っている図１１のＢ１での波長多重のスペクトルイメージを示している。図１２の中央のＢ点のスペクトルは、チャネル間のギャップが全く無く、クロストークが生じない範囲で最も高密度な波長多重信号となっている。すなわち、図１１のＡ１からＢ１までは、波長多重間隔を狭くしても、同じＱ値特性が保たれる。
【００６１】
図１２の一番右のＣ点のスペクトルは、さらに波長多重間隔を狭くした図１１のＣ１における波長多重のスペクトルイメージを示している。図１２の一番右のＣ点のスペクトルでは、隣接チャネル間でクロストークが生じ、Ｑ値特性の劣化が生じている。すなわち、図１１のＢ１より左側ではクロストーク起因によりＱ値特性の劣化が生じる。さらに波長多重間隔を狭くすると、図１１のＤ１で、Ｑ値特性は誤り訂正限界まで低下する。
【００６２】
このように、ＲＢＷ１の条件では、クロストークが生じない波長多重間隔の領域において符号間干渉によるＱ値特性劣化Ｑｐｅｎａｌｔｙ１を許容する一方で、図１１のＤ１点のＣＳ１で示される波長多重間隔まで間隔を狭めて高密度多重することが可能である。クロストークが生じない波長多重間隔の領域は、図１１のＢ１より右側の領域が該当する。
【００６３】
図１１の帯域狭窄率ＲＢＷ２、すなわち、帯域狭窄率が大のときの波長スペクトルイメージについて説明する。図１１のＡ２では、ナイキスト方式の場合に比べたＱ値特性に、Ｑｐｅｎａｌｔｙ２で示している劣化が生じている。しかし、帯域狭窄の度合いが帯域狭窄率ＲＢＷ１の場合よりも小さいため、ＩＳＩの残留成分も小さい。そのため、特性劣化量のＱｐｅｎａｌｔｙ２は、Ｑｐｅｎａｌｔｙ１よりも小さくなっている。
【００６４】
波長多重間隔を狭くしていくと、クロストーク劣化無しの限界点Ｂ２まではＱ値特性が維持される。さらに波長多重間隔を狭くしたＣ２点では、クロストークによる劣化が生じる。誤り訂正限界点であるＤ２まで狭くすると、帯域狭窄率ＲＢＷ１の場合と比較して、帯域狭窄の度合いが少ないため、クロストークの影響が早く生じる。すなわち、帯域狭窄率ＲＢＷ２における波長多重間隔の最小限界値ＣＳ２は、前記帯域狭窄率ＲＢＷ１の最小限界値ＣＳ１よりも大きくなる。
【００６５】
また、ナイキスト伝送方式のようにＩＳＩによる特性劣化を許容しないで帯域狭窄を行う方法では、波長多重間隔が十分広い所では、クロストークによる劣化はもちろんのこと、ＩＳＩによる波形歪みも無いため、良好なＱ値特性が得られている。しかしながら、ナイキスト伝送方式は、ボーレート帯域幅よりもやや広いスペクトル幅を有していることから、波長多重間隔を狭くするとクロストークによるＱ値特性劣化が顕著に現れる。そのため、誤り訂正限界Ｄ３の波長多重間隔ＣＳ３は、本実施形態の帯域狭窄を行った場合と比べて最も大きい。すなわち、周波数利用効率は、本実施形態の帯域狭窄を行った他の２つの条件と比較して最も小さい。
【００６６】
帯域狭窄率と残留ＩＳＩによるＱ値特性劣化量はトレードオフの関係にあり、許容できるＱ値特性劣化量に応じて波長多重間隔の最小限界値も変化する。しかし、許容できるＱ値特性劣化は、伝送路の条件によって異なる。例えば、伝送距離が長い条件では、受信ＯＳＮＲが劣化し、Ｑ値特性全体が劣化することから、許容できるＱ値劣化のマージンが少なくなる。そのような場合に、過度に帯域狭窄を行って周波数利用効率を上げることはできない。一方、伝送距離が短い条件では、受信ＯＳＮＲも高く十分なＱ値マージンがあるため、過度な帯域狭窄を行ってＩＳＩによるＱ値劣化を許容してでも、周波数利用効率を優先して、波長多重間隔を狭くすることができる。すなわち、帯域狭窄率とＩＳＩによるＱ値劣化はトレードオフの関係であり、また、伝送条件によって許容できるＱ値劣化量が異なる。そのため、通信制御装置３００のパラメータ演算部３０１が伝送路条件に応じて、適切な帯域狭窄率を選択することにより、様々な伝送路の状態に対しても最も高密度な波長多重を行うことができる。
【００６７】
通信制御装置３００のパラメータ演算部３０１は、伝送路経路情報を基に、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出すると、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータをパラメータ送信部３０２に送る。
【００６８】
パラメータ送信部３０２は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータのデータを受け取ると、受け取ったデータを送信装置１００および受信装置２００に通信回線４０２を介して送る。
【００６９】
送信装置１００に入力された波長多重間隔パラメータは、光送信器３０の電気／光変換器３３および合波器５１に入力される。電気／光変換器３３および合波器５１は、波長多重間隔パラメータを受け取ると、波長多重間隔パラメータに基づいた波長および波長間隔で動作する。
【００７０】
また、受信装置２００に入力された波長多重間隔パラメータは、光受信器４０の光／電気変換器４１および分波器５２に入力される。光受信器４０の光／電気変換器４１および分波器５２は、波長多重間隔パラメータを受け取ると、波長多重間隔パラメータに基づいた波長および波長間隔で動作する。
【００７１】
送信装置１００に入力された帯域狭窄パラメータは、光送信器３０の送信係数演算部３４に入力される。送信係数演算部３４は、帯域狭窄パラメータを基に帯域狭窄フィルタのフィルタ係数を算出する。送信係数演算部３４は、帯域狭窄フィルタのフィルタ係数を算出すると、算出したフィルタ係数を帯域狭窄フィルタ３２に送る。
【００７２】
また、受信装置２００に入力された帯域狭窄パラメータは、光受信器４０の受信係数演算部４６に入力される。受信係数演算部４６は、帯域狭窄パラメータを基に帯域復元フィルタのフィルタ係数を算出する。受信係数演算部４６は、送信側で行われた帯域狭窄フィルタ処理と逆のフィルタ特性となるように帯域復元フィルタのフィルタ係数を算出する。受信係数演算部４６は、帯域復元フィルタのフィルタ係数を算出すると、算出したフィルタ係数を帯域復元フィルタ４３に送る。
【００７３】
光送信器３０に光ファイバ伝送路４０１で伝送を行うための信号が送信原信号として入力されると、送信原信号は送信線形等化器３１に送られる。送信線形等化器３１に送信原信号が入力されると、帯域狭窄フィルタ３２は、送信原信号に帯域狭窄フィルタ処理を施す。帯域狭窄フィルタ３２は、送信係数演算部３４から受け取るフィルタ係数に基づいて、送信原信号にフィルタ処理を施す。
【００７４】
帯域狭窄フィルタ３２は、フィルタ処理を施した信号を電気／光変換器３３に送る。電気／光変換器３３は、信号を受け取ると受け取った信号を基に光信号を生成する。電気／光変換器３３は、波長多重間隔パラメータに基づいた波長の光信号を生成する。電気／光変換器３３は、生成した光信号を合波器５１に送る。
【００７５】
各光送信器３０から光信号が各チャネルのサブキャリアとして入力されると、合波器５１は、各光送信器３０からの光信号、すなわち、サブキャリアを波長多重化する。合波器５１は、各光送信器３０から送られてくるサブキャリアを、波長多重間隔パラメータに基づいたボーレート以下の波長間隔で波長多重化して多重信号として光ファイバ伝送路４０１に送信する。送信装置１００の合波器５１から送信された多重信号は、光ファイバ伝送路４０１を伝送され、受信装置２００に送られる。
【００７６】
光ファイバ伝送路４０１を伝送された多重信号は、受信装置２００の分波器５２に入力される。分波器５２は、入力された多重信号を各チャネルに対応する光信号に分離して、対応する光受信器４０にそれぞれ送る。各光受信器４０に送られた光信号は、光／電気変換器４１に入力される。
【００７７】
光／電気変換器４１は、入力された光信号、すなわち、受信信号を電気信号に変換し、デジタル信号として静的線形等化器４２に送る。
【００７８】
受信信号が入力されると、静的線形等化器４２は、波長分散補償に加え、帯域復元フィルタ４３で受信信号にフィルタ処理を施し、送信側で帯域狭窄が行われた受信信号の帯域を復元する。帯域復元フィルタは、送信側の帯域狭窄フィルタとは逆の特性を有する。帯域復元フィルタのフィルタ係数は、受信係数演算部４６の演算処理によって決定され、受信係数演算部４６から帯域復元フィルタ４３に入力される。
【００７９】
帯域復元フィルタ処理について説明する。図１３は、受信信号を処理する際のスペクトル形状のイメージを示している。図１３の上段は、受信信号のスペクトル形状を示している。比較のため、送信原信号のスペクトル形状も点線で示した。図１３の中段は、帯域復元フィルタＨｒｘ（ｆ）のフィルタ形状を示している。また、図１３の下段は、帯域復元後の信号のスペクトル形状を示している。図１３の上段に示すとおり、送信側で帯域狭窄フィルタを施しているため、帯域復元前の受信信号は、信号主成分であるボーレート帯域内のうち、特に高周波成分が大きく減衰して波形が大きく歪んだスペクトル形状となっている。
【００８０】
図１３の上段のような大きな波形歪みを伴った信号を次段の適応等化器に入力すると、適応等化アルゴリズムの収束性が著しく損なわれ、安定性を失う恐れがある。場合によっては、歪み波形が元になって収束せず発散して、同期外れが生じる可能性がある。そのような状態は、光通信システムとしては致命的な問題となり得る。
【００８１】
本実施形態の光通信システムでは、送信側で行われる帯域狭窄フィルタ処理とは逆の特性を有するような帯域復元フィルタ処理を行うことで、図１３の下段に示す通り、高周波成分が持ち上げられる。そのため、帯域復元フィルタ処理によって、信号スペクトルを送信原信号のスペクトルに近づかせることができる。高周波成分が持ち上げられることで波形歪みを抑圧することができるので、後段の適応等化器の収束性は改善される。そのため、本実施形態の光通信システムでは、同期外れのない安定な通信状態を維持することができる。
【００８２】
また、図１３の下段に示す通り、送信側で一度欠落した信号は、完全には元通りに復元不可能であるため、帯域復元フィルタ処理後の信号には若干の波形歪みが残留し、特性劣化が生じる。しかし、特性劣化量が誤り訂正限界を下回っていれば、正常に通信を継続することができる。そのため、本実施形態の光通信システムでは、回路規模や電力の使用量が大きいＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation）等化器を用いなくても、周波数利用効率を向上させつつ正常な通信の継続を行うことが可能になる。
【００８３】
帯域復元フィルタ４３は、受信係数演算部４６から受け取るフィルタ係数を基に、受信信号に帯域復元フィルタ処理を施すと、帯域復元フィルタ処理を行った受信信号を適応等化器４４に送る。帯域復元フィルタ処理が行われた信号が入力されると、適応等化器４４は、入力された信号に適応等化処理を行い、識別器４５に送る。識別器４５は、適応等化器４４から信号を受け取ると、デジタルビット列として識別を行い、識別を行ったビット列に基づく信号を出力する。光／電気変換器４１、静的線形等化器４２、帯域復元フィルタ４３、適応等化器４４および識別器４５は、受信信号が入力されるごとに上記の動作を繰り返し行う。
【００８４】
図１４は、本実施形態の光通信システムとの対比した例として、ナイキスト伝送方式の光通信システムの構成を示した図である。図１４のＥ／Ｏ変換器は、本実施形態の電気／光変換器に相当する。また、図１０のＯ／Ｅ変換器は、本実施形態の光／電気変換器に相当する。図１５Ａは、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式の信号スペクトルを示している。また、図１５Ｂは、ナイキスト伝送方式における信号スペクトル示している。また、図１５Ｃは、ナイキスト伝送方式のサブキャリア波長多重のスペクトルイメージを示している。
【００８５】
ナイキスト伝送方式では、送信側の送信線形等化器および受信側の静的線形等化器がそれぞれコサインロールオフフィルタに基づいたルートナイキストフィルタを施す。コサインロールオフフィルタは、ナイキストの第１基準を満たす帯域制限フィルタとして用いられる。このような処理を行うことで、ナイキスト伝送方式では、ＩＳＩが無い状態で、信号帯域をボーレート近辺にまで狭窄することができる。よって、ナイキスト伝送方式ではＮＲＺ方式の信号スペクトルと比べて帯域幅を大幅に絞ることが可能となる。その結果、ナイキスト伝送方式では、図１５Ｃに示すように、高密度な波長多重を行うことが可能となる。
【００８６】
図１５Ｃでは、隣接サブキャリア信号とのクロストークが生じない最も狭い波長多重間隔で多重化した場合を示しているため、波長多重間隔は、信号ボーレートよりも若干広くなる。また、コサインロールオフフィルタは、ロールオフ率を可能な限り０に近づけると、信号スペクトル形状を矩形に近づけることが可能となり、限りなくボーレートに近い間隔で波長多重を実現することが可能になる。しかし、ロールオフ率が０の理想的な送信信号を実機で生成するには、電気／光変換器を構成する光変調器やその駆動回路など送信フロントエンドデバイスのアナログ特性に対する要求が極めて厳しくなる。アナログ特性は、例えば、周波数特性、帯域内フラットネス、反射などの特性が該当する。また、波長多重間隔をボーレート以下にすることによってクロストークの影響により特性が著しく劣化する。
【００８７】
また、図１６は、本実施形態の方式による帯域狭窄および復元処理を行わずにボーレート以下の波長多重間隔で波長多重化を行う、通常のスーパーナイキスト伝送方式の構成の例を示したものである。図１６のようなスーパーナイキスト伝送方式では、送信線形等化器において信号帯域幅をボーレートよりも狭くするような帯域狭窄フィルタ処理を施し、ボーレート以下の高密度な波長多重間隔を実現している。
【００８８】
図１７Ａは、スーパーナイキスト方式における信号スペクトルイメージを示している。また、図１７Ｂは、スーパーナイキスト方式における波長多重イメージを示している。スーパーナイキスト方式では、図１７Ａおよび図１７Ｂに示しように、ボーレート以下の間隔で波長多重を行って周波数利用効率を向上させることが可能となる。しかし、スーパーナイキスト方式では、送信信号帯域をボーレート以下に削って情報量を欠落させているため、通常通りの受信処理では送信信号を復元することは困難である。そのため、図１６に示すように、受信側においてＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation）等化器に代表される最尤推定アルゴリズムを用いて、送信シンボルを復元する方式が用いられることがある。
【００８９】
しかし、そのようなスーパーナイキスト伝送方式では主に２つの大きな問題がある。１つ目の問題は、波形等化の安定性である。光受信器においては、波長分散補償などの静的な波形歪みを補償する静的線形等化器と、偏波処理を含む時間変動を伴う波形歪みを補償するための適応等化器の２つの波形等化処理が実施される。しかし、スーパーナイキスト伝送方式では、送信原信号の帯域よりも狭い帯域幅の信号を受信する。そのため、受信側で元の信号を復元する必要があるが、波長多重間隔を狭くして周波数利用効率を向上するために、信号帯域幅を狭くすればするほど、受信信号の波形歪みが大きくなり、適応等化部の収束性が著しく劣化する。場合によっては同期外れを起こす可能性があり、安定な通信ができなくなる。
【００９０】
２つ目の問題は、最尤推定アルゴリズムを用いた信号復元処理は、非常に複雑であることから、回路規模ならびに消費電力の増大を生じる。特に、光通信で適用される１００Ｇｂｐｓ以上のスループットでのＭＬＳＥ等化器をＬＳＩ実装することは技術的難易度が高いだけでなく、その回路規模は、現在の最先端プロセス用いても現実的ではない。
【００９１】
一方で、本実施形態の光通信システムは、送信側で送信原信号の帯域をボーレート以下にするために施した帯域狭窄フィルタと逆の特性を有する帯域復元フィルタ処理を受信側で施すことで受信信号の歪みを小さくすることができる。そのため、後段の適応等化器における適応等化処理における収束性が安定し、安定した通信を継続することが可能になる。
【００９２】
本実施形態の光通信システムは、光送信器３０において帯域狭窄パラメータに基づいて、送信原信号に帯域狭窄フィルタ処理を施し各チャネルのサブキャリアに対応する光信号に変換している。帯域狭窄パラメータは、通信制御装置３００において光信号の伝送特性を基に算出され、光送信器３０と光受信器４０にそれぞれ送信されている。すなわち、光送信器３０と光受信器４０は、伝送特性を基に算出された帯域狭窄パラメータの情報を共有している。
【００９３】
また、合波器５１は、通信制御装置３００において伝送特性を基に算出された波長多重間隔パラメータに基づいて、各光送信器３０から出力されるサブキャリアをボーレート以下の波長間隔で多重化して、多重信号を光ファイバ伝送路４０１に出力している。そのため、本実施形態の送信装置１０は、伝送特性に応じて帯域幅および波長間隔でサブキャリアを多重化して送信することができるので周波数の利用効率を向上することができる。
【００９４】
本実施形態の光通信システムでは、光受信器４０は、通信制御装置３００から送られてくる送信側と共有の帯域狭窄パラメータを基に、受信信号に送信側の帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性のフィルタ処理を施している。よって、光受信器４０は、帯域狭窄前の送信原信号の信号スペクトルにより近い信号スペクトルを復元することができる。すなわち、本実施形態の光受信器４０は、伝送特性に応じた帯域幅および波長間隔で多重化された多重信号を送信原信号の信号スペクトルにより近い信号スペクトルを復元することができる。
【００９５】
本実施形態の光受信器４０は、送信原信号の信号スペクトルにより近い信号スペクトルを復元することで、信号の歪みの影響を抑制することができるので適応等化器などにおける受信信号の処理を安定して行うことができる。そのため、回路規模や電力消費量の増大を生じるＭＬＳＥ等化器など用いなくても、信号を安定して復元することができるので、回路の小型化や省電力化を行うことができる。
【００９６】
以上のように、本実施形態の光通信システムは、波長多重技術を活用したサブキャリア多重デジタルコヒーレント伝送を、ＭＬＳＥ等化器のような大規模、大消費電力の回路を必要とすることなく行うことができる。また、光通信システムは、伝送路の特性を基に信号の帯域の狭窄および復元を行っているので、様々な伝送経路に対して最適な波長多重を、設定に要する時間を抑制して行うことができる。そのため、本実施形態の通信システムは、伝送経路の切り替えを行うようなエラスティックなネットワークシステムとした場合にも、周波数利用効率を向上させて光ファイバ１本あたりの伝送容量を拡大することができる。以上より、本実施形態の通信システムは、伝送路の経路の切り替えが行われた場合でも、伝送条件に応じた最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる。
【００９７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１８は、本実施形態の光通信システムの構成の概要を示したものである。
【００９８】
本実施形態の光通信システムは、送信装置１００と、受信装置５００と、通信制御装置３１０を備えている。送信装置１００と受信装置５００は、光ファイバ伝送路４０１を介して接続されている。また、通信制御装置３１０は、送信装置１００および受信装置５００と通信回線４０２を介して接続されている。
【００９９】
本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態と同様に送信装置１００から受信装置５００に光ファイバ伝送路４０１を介して波長多重化された光信号を伝送するデジタル光通信システムである。本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態と同様にデジタルコヒーレント方式およびスーパーナイキスト伝送方式によって通信を行う。
【０１００】
第２の実施形態では、あらかじめ測定された伝送路の特性を用いて、通信制御装置において帯域狭窄パラメータの算出を行っている。本実施形態の光通信システムは、そのような構成に代えて、光ファイバ伝送路４０１における雑音特性を計測した結果に基づいて帯域狭窄パラメータを算出することを特徴とする。
【０１０１】
本実施形態の送信装置１００および光ファイバ伝送路４０１の構成と機能は、第２の実施形態と同様である。
【０１０２】
受信装置５００は、複数の光受信器６０と、分波器５２を備えている。本実施形態の分波器５２の構成と機能は、第２の実施形態の分波器５２と同様である。また、光受信器６０は、光送信器３０に対応するように備えられている。
【０１０３】
光受信器６０の構成について説明する。図１９は、光受信器６０の構成を示したものである。光受信器６０は、光／電気変換器６１と、静的線形等化器６２と、適応等化器６４と、識別器６５と、受信係数演算部６６と、ＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）モニタ部６７を備えている。また、静的線形等化器６２は、帯域復元フィルタ６３をさらに備えている。本実施形態の光／電気変換器６１、静的線形等化器６２、帯域復元フィルタ６３、適応等化器６４、識別器６５および受信係数演算部６６の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【０１０４】
ＯＳＮＲモニタ部６７は、光／電気変換器６１の出力信号を監視し、受信信号のＯＳＮＲを計測する。ＯＳＮＲモニタ部６７は、受信信号のＯＳＮＲの測定結果を通信制御装置３１０にＯＳＮＲモニタ結果として送る。
【０１０５】
通信制御装置３１０の構成について説明する。図２０は、本実施形態の通信制御装置３１０の構成を示したものである。
【０１０６】
通信制御装置３１０は、パラメータ演算部３１１と、パラメータ送信部３１２と、ＯＳＮＲモニタ結果受信部３１３を備えている。本実施形態のパラメータ送信部３１２の構成と機能は、第２の実施形態のパラメータ送信部３０２と同様である。
【０１０７】
パラメータ演算部３１１は、管理者等によって入力される伝送路経路情報と、ＯＳＮＲモニタ結果を基に、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３１１は、ＯＳＮＲモニタ結果を伝送路の伝送特性として、第２の実施形態と同様に帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３１１は、各チャネルの光信号の波長、波長間隔および帯域狭窄率の情報をパラメータ送信部３１２に送る。
【０１０８】
ＯＳＮＲモニタ結果受信部３１３は、各光受信器６０のＯＳＮＲモニタ部６７が計測したＯＳＮＲモニタ結果を、通信回線４０２を介して受信する。ＯＳＮＲモニタ結果受信部３１３は、各光受信器６０から受けとったＯＳＮＲモニタ結果をパラメータ演算部３１１に送る。
【０１０９】
図２１は、本実施形態の光通信システムの構成と各パラメータのデータの流れを模式的に示した図である。図２１では、電気／光変換器３３をＥ／Ｏ変換器として示している。また、図２１では、光／電気変換器６１をＯ／Ｅ変換器として示している。また、図２１では、光ファイバ伝送路４０１を光ファイバネットワークとして示している。
【０１１０】
図２１に示すように本実施形態の光通信システムでは、各光受信器のＯＳＮＲモニタ部６７から受信信号のＯＳＮＲの計測結果が通信制御装置にそれぞれ送られている。また、通信制御装置から帯域狭窄パラメータが各光送信器の送信係数演算部および各光受信器の受信係数演算部にそれぞれ送られている。また、通信制御装置から波長多重間隔パラメータが各光送信器の合波器およびＥ／Ｏ変換器、並びに、各光受信器の分波器およびＯ／Ｅ変換器にそれぞれ送られている。各光送信器に入力される送信原信号は、送信線形等化器でボーレート以下の帯域幅にする帯域狭窄フィルタ処理が施され、合波器でボーレート以下の波長間隔で多重化されて伝送される。また、光ファイバネットワークを伝送された多重信号は、分波されて各受信器に入力され、静的線形等化器で受信信号の帯域幅の復元が行われる。
【０１１１】
本実施形態の光通信システムの動作について説明する。本実施形態の光通信システムにおいて、ＯＳＮＲモニタ部６７が受信信号のＯＳＮＲを計測し、パラメータ演算部３１１がＯＳＮＲモニタ結果を伝送路の特性として各パラメータを算出する動作以外の動作は、第２の実施形態と同様である。よって、以下では、ＯＳＮＲモニタ部６７が受信信号のＯＳＮＲを計測し、パラメータ演算部３１１がＯＳＮＲモニタ結果を伝送特性として各パラメータを算出する動作を主に説明する。
【０１１２】
本実施形態の光通信システムは、初期状態では、第２の実施形態と同様に、管理等によって伝送路経路情報とともに入力された伝送特性の情報を基に動作を開始する。
【０１１３】
多重信号の伝送が行われている際、光ファイバ伝送路４０１を伝送された多重信号は、受信装置５００の分波器５２で各チャネルの光信号に分離され、対応する光受信器６０に送られる。光受信器６０の光／電気変換器６１に光信号が入力されると、光信号は電気信号に変換されて、静的線形等化器６２およびＯＳＮＲモニタ部６７に送られる。
【０１１４】
受信信号が入力されると、ＯＳＮＲモニタ部６７は、受信信号のＯＳＮＲを計測する。ＯＳＮＲを計測すると、ＯＳＮＲモニタ部６７は、測定結果をＯＳＮＲモニタ結果として通信制御装置３１０に通信回線４０２を介して送る。
【０１１５】
通信制御装置３１０に入力されたＯＳＮＲモニタ結果は、ＯＳＮＲモニタ結果受信部３１３に送られる。ＯＳＮＲモニタ結果受信部３１３は、ＯＳＮＲモニタ結果を受け取ると、受け取ったＯＳＮＲモニタ結果をパラメータ演算部３１１に送る。
【０１１６】
パラメータ演算部３１１は、ＯＳＮＲモニタ結果を受け取ると、受け取ったＯＳＮＲモニタ結果を伝送路における光信号の伝送特性として、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３１１は、受け取ったＯＳＮＲモニタ結果を伝送路の特性として、第２の実施形態と同様に帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３１１は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出すると、算出した各パラメータをパラメータ送信部３１２に送る。
【０１１７】
パラメータ送信部３１２は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受け取ると、受け取った各パラメータを送信装置１００および受信装置５００に通信回線４０２を介して送る。
【０１１８】
送信装置１００および受信装置５００は、新たに算出された帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受け取ると、新たに受け取ったパラメータを基に第２の実施形態と同様に帯域の狭窄や復元の動作を行う。
【０１１９】
本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態の光通信システムと同様の効果を有する。また、本実施形態の光通信システムでは、ＯＳＮＲモニタ部６７で計測したＯＳＮＲを伝送特性として、パラメータ演算部３１１が伝送特性に応じた最適な帯域幅および多重間隔になるように帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出している。本実施形態の光通信システムでは、受信信号のＯＳＮＲの実測値を伝送特性とすることで、経路や伝送路の状態等が変化した場合でも、伝送路の状態に応じて帯域幅および多重間隔を最適化することができる。なお、一般的に受信信号のＯＳＮＲと受信Ｑ値の関係には相関があり、理論的に算出するほか、経験的、実験的に得られる受信ＯＳＮＲと受信Ｑ値の関係を用いて算出しても良い。その結果、本実施形態の通信システムは、伝送条件に応じてより最適な高密度波長多重を行うことができるので、周波数利用効率をより向上することができる。
【０１２０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２２は、本実施形態の光通信システムの構成の概要を示したものである。
本実施形態の光通信システムは、送信装置１００と、受信装置６００と、通信制御装置３２０を備えている。送信装置１００と受信装置６００は、光ファイバ伝送路４０１を介して接続されている。また、通信制御装置３２０は、送信装置１００および受信装置６００と通信回線４０２を介して接続されている。
【０１２１】
本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態と同様に送信装置１００から受信装置６００に光ファイバ伝送路４０１を介して波長多重化された光信号を伝送するデジタル光通信システムである。本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態と同様にデジタルコヒーレント方式およびスーパーナイキスト伝送方式によって通信を行う。
【０１２２】
第２の実施形態では、あらかじめ測定された伝送路の特性を用いて、通信制御装置において帯域狭窄パラメータの算出を行っている。本実施形態の光通信システムは、そのような構成に代えて、光ファイバ伝送路４０１を伝送された信号スペクトルを取得し、信号スペクトルから抽出した伝送特性に基づいて帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする。
【０１２３】
本実施形態の送信装置１００および光ファイバ伝送路４０１の構成と機能は、第２の実施形態と同様である。
【０１２４】
受信装置６００は、複数の光受信器７０と、分波器５２を備えている。本実施形態の分波器５２の構成と機能は、第２の実施形態の分波器５２と同様である。また、光受信器７０は、光送信器３０に対応するように備えられている。
【０１２５】
光受信器７０の構成について説明する。図２３は、光受信器７０の構成を示したものである。光受信器７０は、光／電気変換器７１と、静的線形等化器７２と、適応等化器７４と、識別器７５と、受信係数演算部７６と、スペクトルモニタ部７７を備えている。また、静的線形等化器７２は、帯域復元フィルタ７３をさらに備えている。本実施形態の光／電気変換器７１、静的線形等化器７２、帯域復元フィルタ７３、適応等化器７４、識別器７５および受信係数演算部７６の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【０１２６】
スペクトルモニタ部７７は、静的線形等化器７２における受信信号の線形等化処理等を監視し、受信信号のスペクトルデータを取得する機能を有する。スペクトルモニタ部７７における受信信号のスペクトルデータの取得は、以下のように行われる。
【０１２７】
受信側の静的線形等化器７２は、長大なインパルス応答長を要する波長分散の補償を行うため、回路利用効率の高い周波数領域の等化器によって構成される。静的線形等化器７２は、受信した時間領域の信号を、一度、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理により周波数領域の信号に変換する。その後、静的線形等化器７２は、所定の線形フィルタ特性を乗算した後、再び、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理によって時間領域の信号に戻す処理を行う。ＦＦＴ処理後の周波数領域の信号は、瞬間的な周波数スペクトルそのものを示すので、スペクトルモニタ部７７は、静的線形等化器７２の内部演算結果を平均化することによって、受信信号のスペクトル形状のデータを取得することができる。
【０１２８】
取得可能なスペクトルの領域は、光／電気変換器のアナログ帯域やサンプリング周波数によって決まるが、ボーレートの２倍程度のサンプリング周波数でアナログデジタル変換されることが多い。アナログ帯域も信号ボーレートよりは広い帯域を有するので、高密度な波長多重を行った場合、図２４Ａに示すように隣接チャネルの一部までモニタ領域として含まれる。そのため、取得するスペクトルにおいて、図２４Ｂに示す通り、隣接チャネルとの波長多重間隔マージンや、ＯＳＮＲに相当する信号ピークパワーとノイズフロアの差をモニタすることができる。このようにスペクトルを監視することで、帯域狭窄における許容Ｑ値の劣化量や、隣接チャネルとのクロストーク量の推測などを基に波長多重間隔をより詳細に制御することが可能になる。
【０１２９】
スペクトルモニタ部７７は、取得したスペクトルデータを、通信回線４０２を介して通信制御装置３２０に送る。
【０１３０】
通信制御装置３２０の構成について説明する。図２５は、本実施形態の通信制御装置３２０の構成を示したものである。通信制御装置３２０は、パラメータ演算部３２１と、パラメータ送信部３２２と、スペクトルモニタ結果受信部３２３を備えている。本実施形態のパラメータ送信部３２２の構成と機能は、第２の実施形態のパラメータ送信部３０２と同様である。
【０１３１】
パラメータ演算部３２１は、管理者等によって入力される伝送路経路情報と、スペクトルモニタ結果を基に、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３２１は、例えば、スペクトルデータから隣接チャネルとの波長多重間隔マージンや、ＯＳＮＲに相当する信号ピークパワーとノイズフロアの差のデータを伝送路の特性データとして抽出する。パラメータ演算部３２１は、伝送路経路情報と、スペクトルデータから抽出した伝送特性のデータを基に第２の実施形態と同様に帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３２１は、各チャネルの光信号の波長、波長間隔および帯域狭窄率の情報をパラメータ送信部３２２に送る。
【０１３２】
スペクトルモニタ結果受信部３２３は、各光受信器７０のスペクトルモニタ部７７が計測した受信信号のスペクトルデータを、通信回線４０２を介して受信する。スペクトルモニタ結果受信部３２３は、各光受信器７０から受けとったスペクトルデータをパラメータ演算部３２１に送る。
【０１３３】
図２６は、本実施形態の光通信システムの構成と各パラメータのデータの流れを模式的に示したものである。図２６では、電気／光変換器３３をＥ／Ｏ変換器として示している。また、図２６では、光／電気変換器７１をＯ／Ｅ変換器として示している。また、図２６では、光ファイバ伝送路４０１を光ファイバネットワークとして示している。
【０１３４】
図２６に示すように本実施形態の光通信システムでは、各光受信器のスペクトルモニタ部７７から受信信号のスペクトルデータが通信制御装置にそれぞれ送られている。また、通信制御装置から帯域狭窄パラメータが各光送信器の送信係数演算部および各光受信器の受信係数演算部にそれぞれ送られている。また、通信制御装置から波長多重間隔パラメータが各光送信器の合波器およびＥ／Ｏ変換器、並びに、各光受信器の分波器およびＯ／Ｅ変換器にそれぞれ送られている。各光送信器に入力される送信原信号は、送信線形等化器でボーレート以下の帯域幅にする帯域狭窄フィルタ処理が施され、合波器でボーレート以下の波長間隔で多重化されて伝送される。また、光ファイバネットワークを伝送された多重信号は、分波されて各光受信器に入力され、静的線形等化器で受信信号の帯域幅の復元が行われる。
【０１３５】
本実施形態の光通信システムの動作について説明する。本実施形態の光通信システムにおいて、スペクトルモニタ部７７が受信信号のスペクトルデータを計測し、パラメータ演算部３２１がスペクトルデータから伝送路の特性を抽出して、各パラメータを算出する動作以外の動作は、第２の実施形態と同様である。
【０１３６】
よって、以下では、スペクトルモニタ部７７が受信信号のスペクトルデータを取得し、パラメータ演算部３２１がスペクトルデータから伝送路の特性を抽出して各パラメータを算出する動作を主に説明する。
【０１３７】
本実施形態の光通信システムは、初期状態では、第２の実施形態と同様に、管理等によって伝送路経路情報とともに入力された伝送特性の情報を基に動作を開始する。
【０１３８】
多重信号の伝送が行われている際、光ファイバ伝送路４０１を伝送された多重信号は、受信装置６００の分波器５２で各チャネルの光信号に分離され、対応する光受信器７０に送られる。光受信器７０の光／電気変換器７１に光信号が入力されると、光信号は電気信号に変換されて静的線形等化器７２に受信信号として送られる。
【０１３９】
受信信号が入力されると、静的線形等化器７２は、受信信号の波長分散補償や帯域復元フィルタ処理を行う。静的線形等化器７２が受信信号の波長分散補償等の等化処理を行う際に、スペクトルモニタ部７７は、静的線形等化器７２からスペクトルデータを取得する。
【０１４０】
スペクトルモニタ部７７は、スペクトルデータを取得すると所定の時間ごとに平均化したデータをスペクトルモニタ結果として通信制御装置３２０に通信回線４０２を介して送信する。スペクトルデータを取得する際の所定の時間は、瞬間的な変動の影響を抑制してスペクトルデータを安定して取得できる時間としてあらかじめ設定されている。
【０１４１】
通信制御装置３２０に入力されたスペクトルモニタ結果は、スペクトルモニタ結果受信部３２３に送られる。スペクトルモニタ結果受信部３２３は、スペクトルデータとしてスペクトルモニタ結果を受け取ると、受け取ったスペクトルデータをパラメータ演算部３２１に送る。
【０１４２】
パラメータ演算部３２１は、受信信号のスペクトルデータを受け取ると、受け取ったスペクトルデータから伝送路における伝送特性のデータを抽出する。伝送特性のデータを抽出すると、パラメータ演算部３２１は、抽出した伝送特性を基に帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出する。パラメータ演算部３２１は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを算出すると、算出した各パラメータをパラメータ送信部３２２に送る。
【０１４３】
パラメータ送信部３２２は、帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受け取ると、受け取った各パラメータを送信装置１００および受信装置６００に通信回線４０２を介して送る。
【０１４４】
送信装置１００および受信装置６００は、新たに算出された帯域狭窄パラメータおよび波長多重間隔パラメータを受け取ると、新たに受け取ったパラメータを基に第２の実施形態と同様の信号の帯域の狭窄と復元の動作を行う。
【０１４５】
本実施形態の光通信システムは、第２の実施形態の光通信システムと同様の効果を有する。また、本実施形態の光通信システムは、スペクトルモニタ部７７で計測した受信信号のスペクトルから抽出した伝送特性を基に、パラメータ演算部３０１が伝送特性に応じた最適な帯域幅および多重間隔になるように各パラメータを算出している。本実施形態の光通信システムでは、受信信号のスペクトルデータから抽出した伝送特性を用いることで、伝送路の状態についてより正確なデータを基に帯域幅および多重間隔を最適化することができる。そのため、本実施形態の光通信システムは、光信号の伝送の経路や伝送路の状態が変わった場合でも、伝送路の状態に応じて最適な帯域幅および多重間隔を算出し、周波数効率を最適化することができる。その結果、伝送条件に応じた最適な高密度波長多重を行って、周波数利用効率を向上することができる。
【０１４６】
第１乃至第４の実施形態では、送信装置から受信装置の一方向にのみ多重信号を伝送しているが、送信装置と受信装置の機能を合わせて有する伝送装置を用いて双方向の通信を行ってもよい。また、そのような構成とする場合に、通信制御装置を送信装置または受信装置のいずれかと同じ場所に設置し、多重信号に測定結果や各パラメータの情報を基にした信号を重畳することで各情報の通知や共有が行われるようにしてもよい。
【０１４７】
第２乃至第４の実施形態の光送信器の送信線形等化器および送信係数演算部は、例えば、各機能の処理を行う回路が形成された半導体装置を用いて構成することができる。また、第２乃至第４の実施形態の光受信器の静的線形等化器、適応等化器、識別器および受信係数演算部は、例えば、各機能の処理を行う回路が形成された半導体装置を用いて構成することができる。第３の実施形態の光受信器のＯＳＮＲモニタ部、第４の実施形態の光受信器のスペクトルモニタ部、および、各実施形態の通信制御装置のパラメータ演算部も同様に各機能の処理を行う回路が形成された半導体装置を用いて構成することができる。また、各実施形態の通信制御装置のパラメータ送信部は、通信モジュールと各機能の処理を行う回路が形成された半導体装置を用いて構成することができる。第３の実施形態のＯＳＮＲモニタ結果受信部、および、第４の実施形態のスペクトルモニタ結果受信部も同様に通信モジュールと各機能の処理を行う回路が形成された半導体装置を用いて構成することができる。
【０１４８】
また、上記の各部位における処理は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ素子等によって構成される装置上で各機能の処理を行うプログラムを実行することで行われてもよい。
【０１４９】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１５０】
（付記１）
光信号を伝送する伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて送信側において各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を受信し、前記チャネルごとの前記光信号に分離する分離手段と、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換して受信信号として出力する光／電気変換手段と、前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に送信側で施した前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する受信係数演算手段と、受信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元する帯域復元手段とを有する複数の光受信手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
【０１５１】
（付記２）
前記帯域狭窄パラメータは、ボーレートの帯域幅に対する前記帯域狭窄フィルタ処理後の帯域幅を示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする付記１に記載の受信装置。
【０１５２】
（付記３）
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号雑音比を計測し、前記信号雑音比の情報を送信する雑音計測手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として用いて設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号雑音比の情報の送信先から取得することを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１５３】
（付記４）
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号スペクトルを取得し、前記信号スペクトルの情報を送信するスペクトル取得手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号スペクトルの情報から抽出した前記伝送路の特性を基に設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号スペクトルの情報の送信先から取得することを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１５４】
（付記５）
前記スペクトル取得手段は、前記受信信号の線形等化処理を監視し、前記信号スペクトルを取得することを特徴とする付記４に記載の受信装置。
【０１５５】
（付記６）
前記光／電気変換手段は、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長の局発光と前記分離手段から入力される前記光信号を干渉させ、コヒーレント検波を行うことを特徴とする付記１から３いずれかに記載の受信装置。
【０１５６】
（付記７）
前記分離手段は、前記波長多重間隔パラメータを取得し、前記波長多重間隔パラメータを基に前記多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離することを特徴とする付記１から６いずれかに記載の受信装置。
【０１５７】
（付記８）
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータとして取得し、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する送信係数演算手段と、前記送信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す帯域狭窄手段と、前記伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、前記帯域狭窄手段が帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換する電気／光変換手段とを有する複数の光送信手段と、
複数の前記光送信手段から出力される前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力する多重手段と
を備えることを特徴とする送信装置。
【０１５８】
（付記９）
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする付記８に記載の送信装置。
【０１５９】
（付記１０）
前記多重手段は、複数の前記光送信手段がそれぞれ生成した前記光信号を波長多重化する際の前記光信号の波長間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で前記光信号を波長多重化することを特徴とする付記８または９に記載の送信装置。
【０１６０】
（付記１１）
光信号の伝送路の経路の情報と、前記伝送路の特性を基に、各チャネルの信号に帯域幅をボーレート以下にするスペクトル整形を施す際の前記帯域幅の情報を示す帯域狭窄パラメータと、複数の前記チャネルそれぞれの前記光信号の中心波長と前記中心波長の波長間隔を示す波長多重間隔パラメータを算出するパラメータ演算手段と、
前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記光信号の送信側と受信側にそれぞれ送信するパラメータ送信手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
【０１６１】
（付記１２）
前記パラメータ演算手段は、前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする付記１１に記載の通信制御装置。
【０１６２】
（付記１３）
前記パラメータ演算手段は、前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号スペクトルの情報から前記伝送路の特性を抽出して、抽出した前記伝送路の特性を基に前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする付記１１に記載の通信制御装置。
【０１６３】
（付記１４）
付記８から１０いずれかに記載の送信装置と、
付記１から７いずれかに記載の受信装置と、
付記１１から１３いずれかに記載の通信制御装置と
を備え、
前記通信制御装置は、前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記送信装置および前記受信装置にそれぞれ送信し、
前記送信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記帯域狭窄フィルタ処理を施した信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換して、複数の前記チャネルの前記光信号を波長多重化して前記多重信号として前記伝送路に送信し、
前記受信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記伝送路を介して前記送信装置から受信する前記多重信号を分離した前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に電気信号に変換して、前記電気信号に変換した受信信号に前記帯域狭窄パラメータに基づいて前記帯域復元フィルタ処理を施すことを特徴とする光通信システム。
【０１６４】
（付記１５）
光信号の伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離し、
伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換し受信信号として出力し、
前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元することを特徴とする光通信方法。
【０１６５】
（付記１６）
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする付記１５に記載の光通信方法。
【０１６６】
（付記１７）
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号雑音比を計測し、前記信号雑音比の情報を送信し、
前記信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として用いて設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号雑音比の情報の送信先から取得することを特徴とする付記１５または１６に記載の光通信方法。
【０１６７】
（付記１８）
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号スペクトルを取得し、前記信号スペクトルの情報を送信し、
前記信号スペクトルの情報から抽出した前記伝送路の特性を基に設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号スペクトルの情報の送信先から取得することを特徴とする付記１５または１６に記載の光通信方法。
【０１６８】
（付記１９）
前記受信信号の線形等化処理を監視し、前記信号スペクトルを取得することを特徴とする付記１８に記載の光通信方法。
【０１６９】
（付記２０）
前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長の局発光と前記多重信号から分離された前記光信号を干渉させ、コヒーレント検波を行うことを特徴とする付記１５から１９いずれかに記載の光通信方法。
【０１７０】
（付記２１）
前記波長多重間隔パラメータを取得し、前記波長多重間隔パラメータを基に前記多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離することを特徴とする付記１５から２０いずれかに記載の光通信方法。
【０１７１】
（付記２２）
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された前記帯域狭窄パラメータとして取得し、
前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を前記帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施し、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、
帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換し、
複数の前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力することを特徴とする付記１５から２０いずれかに記載の光通信方法。
【０１７２】
（付記２３）
前記帯域狭窄パラメータは、前記帯域狭窄フィルタ処理における帯域の狭窄の度合いを示す帯域狭窄率として設定されていることを特徴とする付記２２に記載の光通信方法。
【０１７３】
（付記２４）
複数の前記光信号を波長多重化する際の前記光信号の波長間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で前記光信号を波長多重化することを特徴とする付記２２または２３に記載の光通信方法。
【０１７４】
（付記２５）
前記伝送路の経路の情報と、前記伝送路の特性を基に、前記帯域狭窄パラメータと前記波長多重間隔パラメータを算出し、
前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記光信号の送信側と受信側に送信することを特徴とする付記２２から２４いずれかに記載の光通信方法。
【０１７５】
（付記２６）
前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする付記２５に記載の光通信方法。
【０１７６】
（付記２７）
前記光信号の受信側から取得した前記光信号の信号スペクトルの情報から前記伝送路の特性を抽出し、
抽出した前記伝送路の特性を基に前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを算出することを特徴とする付記２５に記載の光通信方法。
【０１７７】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１７８】
この出願は、２０１６年１２月２８日に出願された日本出願特願２０１６−２５５１８８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１７９】
１０    送信装置
１１    光送信手段
１２    多重手段
１３    送信係数演算手段
１４    帯域狭窄手段
１５    電気／光変換手段
２０    受信装置
２１    分離手段
２２    光受信手段
２３    光／電気変換手段
２４    受信係数演算手段
２５    帯域復元手段
３０    光送信器
３１    送信線形等化器
３２    帯域狭窄フィルタ
３３    電気／光変換器
３４    送信係数演算部
４１    光／電気変換器
４２    静的線形等化器
４３    帯域復元フィルタ
４４    適応等化器
４５    識別器
４６    受信係数演算部
５１    合波器
５２    分波器
６１    光／電気変換器
６２    静的線形等化器
６３    帯域復元フィルタ
６４    適応等化器
６５    識別器
６６    受信係数演算部
６７    ＯＳＮＲモニタ部
７１    光／電気変換器
７２    静的線形等化器
７３    帯域復元フィルタ
７４    適応等化器
７５    識別器
７６    受信係数演算部
７７    スペクトルモニタ部
１００    送信装置
２００    受信装置
３００    通信制御装置
３０１    パラメータ演算部
３０２    パラメータ送信部
３１０    通信制御装置
３１１    パラメータ演算部
３１２    パラメータ送信部
３１３    ＯＳＮＲモニタ結果受信部
３２０    通信制御装置
３２１    パラメータ演算部
３２２    パラメータ送信部
３２３    スペクトルモニタ結果受信部
４００    伝送路
４０１    光ファイバ伝送路
４０２    通信回線
５００    受信装置
６００    受信装置
【図１】
2018123718.tif 000003
【図２】
2018123718.tif 000004
【図３】
2018123718.tif 000005
【図４】
2018123718.tif 000006
【図５】
2018123718.tif 000007
【図６】
2018123718.tif 000008
【図７】
2018123718.tif 000009
【図８】
2018123718.tif 000010
【図９】
2018123718.tif 000011
【図１０】
2018123718.tif 000012
【図１１】
2018123718.tif 000013
【図１２】
2018123718.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2018123718.tif 000016
【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
2018123718.tif 000018
【図１５Ｃ】
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【図１６】
2018123718.tif 000020
【図１７Ａ】
2018123718.tif 000021
【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
2018123718.tif 000024
【図２０】
2018123718.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月19日(2019.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて送信側において各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を受信し、前記チャネルごとの前記光信号に分離する分離手段と、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換して受信信号として出力する光／電気変換手段と、前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に送信側で施した前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する受信係数演算手段と、受信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元する帯域復元手段とを有する複数の光受信手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号雑音比を計測し、前記信号雑音比の情報を送信する雑音計測手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号雑音比の情報を前記伝送路の特性として用いて設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号雑音比の情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記伝送路を介して受信する前記光信号の信号スペクトルを取得し、前記信号スペクトルの情報を送信するスペクトル取得手段をさらに備え、
前記受信係数演算手段は、前記信号スペクトルの情報から抽出した前記伝送路の特性を基に設定された前記帯域狭窄パラメータを前記信号スペクトルの情報の送信先から取得することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記光／電気変換手段は、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長の局発光と前記分離手段から入力される前記光信号を干渉させ、コヒーレント検波を行うことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の受信装置。
【請求項５】
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された帯域狭窄パラメータとして取得し、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出する送信係数演算手段と、前記送信係数演算手段が算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施す帯域狭窄手段と、前記伝送路の特性を基に設定されたチャネルごとの前記光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、前記帯域狭窄手段が帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換する電気／光変換手段とを有する複数の光送信手段と、
複数の前記光送信手段から出力される前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力する多重手段と
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
前記多重手段は、複数の前記光送信手段がそれぞれ生成した前記光信号を波長多重化する際の前記光信号の波長間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、前記波長多重間隔パラメータに基づいた波長間隔で前記光信号を波長多重化することを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
光信号の伝送路の経路の情報と、前記伝送路の特性を基に、各チャネルの信号に帯域幅をボーレート以下にするスペクトル整形を施す際の前記帯域幅の情報を示す帯域狭窄パラメータと、複数の前記チャネルそれぞれの前記光信号の中心波長と前記中心波長の波長間隔を示す波長多重間隔パラメータを算出するパラメータ演算手段と、
前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記光信号の送信側と受信側にそれぞれ送信するパラメータ送信手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の送信装置と、
請求項１から４いずれかに記載の受信装置と、
請求項７に記載の通信制御装置と
を備え、
前記通信制御装置は、前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを前記送信装置および前記受信装置にそれぞれ送信し、
前記送信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記帯域狭窄フィルタ処理を施した信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換して、複数の前記チャネルの前記光信号を波長多重化して前記多重信号として前記伝送路に送信し、
前記受信装置は、前記通信制御装置から前記帯域狭窄パラメータおよび前記波長多重間隔パラメータを受信し、前記伝送路を介して前記送信装置から受信する前記多重信号を分離した前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に電気信号に変換して、前記電気信号に変換した受信信号に前記帯域狭窄パラメータに基づいて前記帯域復元フィルタ処理を施すことを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
光信号の伝送路の特性を基に信号の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータとして設定された帯域狭窄パラメータに基づいて各チャネルの信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形が帯域狭窄フィルタ処理として施され、ボーレート以下の間隔で波長多重化された多重信号を前記チャネルごとの光信号に分離し、
伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を波長多重間隔パラメータとして取得し、それぞれ割り当てられた前記チャネルの前記光信号を、前記波長多重間隔パラメータに基づいて電気信号に変換し受信信号として出力し、
前記帯域狭窄パラメータを取得し、前記帯域狭窄パラメータを基に前記受信信号に前記帯域狭窄フィルタ処理とは逆特性の処理を帯域復元フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数を基に前記受信信号に前記帯域復元フィルタ処理を施して前記受信信号の帯域を復元することを特徴とする光通信方法。
【請求項１０】
信号の帯域幅をボーレート以下に狭窄するスペクトル整形を行う際の帯域幅の狭窄の度合いを示すパラメータを、光信号を伝送する伝送路の特性に基づいて設定された前記帯域狭窄パラメータとして取得し、
前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を前記帯域狭窄フィルタ処理として施す際のフィルタ係数を算出し、
算出した前記フィルタ係数に基づいて、前記信号の前記帯域幅を狭窄する処理を帯域狭窄フィルタ処理として施し、
前記伝送路の特性を基に設定された前記チャネルごとの光信号の中心波長と前記中心波長の間隔の情報を前記波長多重間隔パラメータとして取得し、
帯域幅をボーレート以下にした前記信号を、前記波長多重間隔パラメータを基に前記光信号に変換し、
複数の前記チャネルの前記光信号をボーレート以下の間隔で波長多重化して多重信号として前記伝送路に出力することを特徴とする請求項９に記載の光通信方法。
【国際調査報告】
2018123718.tif 000033
2018123718.tif 000034