(57)【要約】【課題】位相スリップが発生しても、フレーム同期を確立する。【解決手段】送信機２００の同期パターン挿入部２２０は、直交する位相それぞれにより送信するデータに対し、同一時間位置に同期パターンを挿入し、送信側信号処理部２３０は、位相ごとに、同期パターンが挿入されたデータを設定したフレームからなる電界信号を生成する。電気／光信号変換部２４０は、直交する位相の電界信号から生成した位相変調方式の光信号を送信する。受信機３００の光／電気信号変換部３１０は、受信した光信号を直交する位相の電気信号に分離し、受信側信号処理部３３０は、それら電気信号から直交する位相の電界信号を得る。同位相レーン同期判定部３４０−１及び直交位相レーン同期判定部３４０−２は、自身に対応した位相の電界信号と、同期パターン及び反転した同期パターンそれぞれとの相関値を算出し、いずれかの相関値が閾値以上の場合に同期パターン検出と判定する。【選択図】図１
2017005467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを同一時間位置に挿入する処理、あるいは、一方の前記送信データに前記同期パターンを、他方の前記送信データに反転した前記同期パターンを同一時間位置に挿入する処理を行う同期パターン挿入部と、
位相ごとに、前記同期パターン又は反転した前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、
直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、
前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、
直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、対応する位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、対応する位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、
ことを特徴とする送受信システム。
【請求項２】
送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、
位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、
直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、
前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、
直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、
ことを特徴とする送受信システム。
【請求項３】
前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の送受信システム。
【請求項４】
前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングを他の前記同期判定部に通知し、
他の前記同期判定部は、通知された前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、
ことを特徴とする請求項３に記載の送受信システム。
【請求項５】
前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、同期パターン検出を判定した状態である非ハンチング状態と、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングとを他の前記同期判定部に通知し、
前記他の同期判定部は、同期パターン検出と判定していないハンチング状態であるときに、前記同期判定部から非ハンチング状態と前記タイミングとの通知を受信した場合に、前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、
ことを特徴とする請求項４に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記同期判定部は、自同期判定部が同期パターン検出を判定していないハンチング状態か、同期パターン検出を判定した非ハンチング状態かを他の前記同期判定部に通知し、自同期判定部及び他の前記同期判定部がハンチング状態であるときには、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のうちいずれかが前記条件を満たすか否かを判定し、自同期判定部及び他の前記同期判定部の少なくとも一方がハンチング状態ではないときには、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のいずれかが前記条件を満たすか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項３に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記信号送信部が生成する前記信号は光信号であり、
前記信号受信部は、前記送信装置から前記光信号を受信する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基幹系光伝送システムにおいては、高速なクライアント信号を経済的に収容し、大容量の情報を伝送することが求められている。このような目的の実現にむけて、周波数利用効率向上の観点から、コヒーレント検波とデジタル信号処理とを組み合わせたデジタルコヒーレント伝送方式が検討されている。このデジタルコヒーレント伝送方式を用いた波長多重伝送により、高速大容量の情報伝送の実現が期待される。デジタルコヒーレント伝送方式においては、送信装置、受信装置、及び光ファイバ伝送路で生じる波形劣化（例えば、波長分散）の補償を、デジタル信号処理により行っている。データ系列がフレーム構造を持つ送受信システムでは、受信装置においてフレーム単位のデジタル信号処理（例えば、誤り訂正）を実現するためにフレーム同期回路が必要である。
【０００３】
図２１は、従来技術のフレーム同期方法において用いられるフレームを示す図である。送信装置は、フレーム同期の確立のために、ＦＡＳ（Frame Alignment Signal）と呼ばれる既知系列をフレームの先頭に付与して信号を送信する。受信装置は、受信信号からＦＡＳを検出してフレームの位置を特定する。このように、フレームに設定した既知系列を用いたフレーム同期方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】"Interfaces for the optical transport network", ITU-T G.709/Y.1331, 2012年, Annex C, p.171
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した例にも示すように、フレーム同期を確立するために、既知系列をフレームに付与する方法が一般的に知られている。しかし、送信装置、受信装置、及び光ファイバ伝送路において生じる波形劣化により、データ系列に位相スリップが発生することがある。そのため、既知系列のパターンおよびパターンが出現するレーンが不定となり、フレーム位置を特定できないという問題が生じることがあった。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、位相スリップが発生しても、フレーム同期の確立が可能な送受信システム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】
【０００７】
本発明の一態様は、送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを同一時間位置に挿入する処理、あるいは、一方の前記送信データに前記同期パターンを、他方の前記送信データに反転した前記同期パターンを同一時間位置に挿入する処理を行う同期パターン挿入部と、位相ごとに、前記同期パターン又は反転した前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、対応する位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、対応する位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、ことを特徴とする送受信システムである。
【０００８】
また、本発明の一態様は、送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、ことを特徴とする送受信システムである。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上述する送受信システムであって、前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上述する送受信システムであって、前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングを他の前記同期判定部に通知し、他の前記同期判定部は、通知された前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述する送受信システムであって、前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、同期パターン検出を判定した状態である非ハンチング状態と、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングとを他の前記同期判定部に通知し、前記他の同期判定部は、同期パターン検出と判定していないハンチング状態であるときに、前記同期判定部から非ハンチング状態と前記タイミングとの通知を受信した場合に、前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述する送受信システムであって、前記同期判定部は、自同期判定部が同期パターン検出を判定していないハンチング状態か、同期パターン検出を判定した非ハンチング状態かを他の前記同期判定部に通知し、自同期判定部及び他の前記同期判定部がハンチング状態であるときには、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のうちいずれかが前記条件を満たすか否かを判定し、自同期判定部及び他の前記同期判定部の少なくとも一方がハンチング状態ではないときには、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のいずれかが前記条件を満たすか否かを判断する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上述する送受信システムであって、前記信号送信部が生成する前記信号は光信号であり、前記信号受信部は、前記送信装置から前記光信号を受信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、送受信システムは、位相スリップが発生しても、フレーム同期の確立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態による送受信システムの構成図である。
【図２】同実施形態の送信機が備える同期パターン挿入部における処理を説明するための図である。
【図３】同実施形態の受信機において得られる受信信号の例を示す図である。
【図４】同実施形態の受信機において得られる受信信号の例を示す図である。
【図５】同実施形態の同期判定部の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】同実施形態の受信機における到来パターンを示す図である。
【図７】同実施形態の受信機における到来パターンを示す図である。
【図８】同実施形態の受信機における到来パターンを示す図である。
【図９】第２の実施形態による送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態の送信機が備える同期パターン挿入部における処理を説明するための図である。
【図１１】同実施形態の同期パターン挿入部により同期パターンが挿入された送信系列を示す図である。
【図１２】同実施形態の同期パターン挿入部により同期パターンが挿入された送信系列を示す図である。
【図１３】同実施形態の同期判定部の構成を示すブロック図である。
【図１４】同実施形態の受信機における到来パターンを示す図である。
【図１５】第３の実施形態による受信機における到来パターンを示す図である。
【図１６】第４の実施形態による同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部の構成を示すブロック図である。
【図１７】同実施形態の同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部の状態遷移を示す図である。
【図１８】同実施形態の同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部の状態遷移を示す図である。
【図１９】第５の実施形態による同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部の状態遷移を示す図である。
【図２０】同実施形態による同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部の状態遷移を示す図である
【図２１】従来技術のフレーム同期方法において用いられるフレームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における送受信システム１００の構成図である。同図に示すように、送受信システム１００は、光ファイバ伝送路９００により接続される送信機２００（送信装置）及び受信機３００（受信装置）を備える。送信機２００及び受信機３００は信号にフレーム構造を有し、位相変調方式により光ファイバ伝送を行う。
【００１８】
送信機２００は、ＤＳＰ（digital signal processor）２１０と、電気／光信号変換部２４０（信号送信部）とを備える。
ＤＳＰ２１０は、送信データからデジタルの電気信号を生成するデジタル信号処理部であり、同期パターン挿入部２２０と、送信側信号処理部２３０とを備える。同期パターン挿入部２２０は、ＤＳＰ２１０が入力した異なる系列の送信データのそれぞれに、周期的に同期パターンを挿入した送信系列を生成し、送信側信号処理部２３０に出力する。同期パターンは、受信機３００との間で予め決められたビットパターンのデータである。例えば、同期パターンは、フレームの先頭に対応する時間位置など、所定の時間位置に設定される。送信側信号処理部２３０は、各送信系列を入力し、互いに直交する位相（例えば、Ｉ成分及びＱ成分）ごとに、同期パターンが挿入された送信データ（送信系列）を設定したフレームからなる電界信号を生成し、電気／光信号変換部２４０に出力する。
【００１９】
電気／光信号変換部２４０は、例えば、ドライバや変調器で構成される。電気／光信号変換部２４０は、互いに直交する位相の電界信号を入力し、電気信号であるそれらの電界信号から位相変調方式の光信号を生成する。電気／光信号変換部２４０は、生成した光信号を、光ファイバ伝送路９００に出力する。光ファイバ伝送路９００は、送信機２００から出力された光信号を含む送信信号光を伝送する。
【００２０】
受信機３００は、光ファイバ伝送路９００により伝送された受信信号光と、局発光とを入力し、局発光搬送波位相と同位相の電界信号と、直交位相の電界信号とに分離して、複素電界信号として出力するコヒーレント受信を行う。以下では、局発光搬送波位相と同位相の電界信号を「電界信号（同位相）」と記載し、局発光搬送波位相と直交する位相の電界信号を「電界信号（直交位相）」と記載する。
【００２１】
受信機３００は、光／電気信号変換部３１０（信号受信部）と、ＤＳＰ３２０とを備える。
光／電気信号変換部３１０は、例えば、９０度ハイブリッドやＰＤ（フォトダイオード）等により構成される。光／電気信号変換部３１０は、光ファイバ伝送路９００により伝送された受信信号光を局発光によりダウンコンバートし、互いに直交する位相の電気信号に分離してＤＳＰ３２０に出力する。
【００２２】
ＤＳＰ３２０は、受信側信号処理部３３０と、同位相レーン同期判定部３４０−１と、直交位相レーン同期判定部３４０−２とを備える。受信側信号処理部３３０は、ＤＳＰ３２０が光／電気信号変換部３１０から入力した互いに直交する位相の電気信号に対してフィルタリングや適応化を行い、電界信号（同位相）及び電界信号（直交位相）を得る。以下では、局発光の局発光搬送波位相と同じ位相に対応した位相レーンを同位相レーンと記載し、局発光搬送波位相と直交する位相に対応した位相レーンを直交位相レーンと記載する。
【００２３】
同位相レーン同期判定部３４０−１は、同位相レーン側の同期判定部である。同位相レーン同期判定部３４０−１は、ＤＳＰ３２０から電界信号（同位相）を入力し、電界信号（同位相）の到来パターンから同期パターンを検出してフレームの先頭を特定する。また、直交位相レーン同期判定部３４０−２は、直交位相レーン側の同期判定部である。直交位相レーン同期判定部３４０−２は、ＤＳＰ３２０から電界信号（直交位相）を入力し、電界信号（直交位相）の到来パターンから同期パターンを検出してフレームの先頭を特定する。
【００２４】
図２は、送信機２００が備える同期パターン挿入部２２０における処理を説明するための図である。同期パターン挿入部２２０は、２つの系列のデータ（Ａ）及びデータ（Ａ’）を入力する。同期パターン挿入部２２０は、入力したデータ（Ａ）及びデータ（Ａ’）に対し、フレームの先頭に対応した時間位置に、既知系列である同期パターンを付加する。データ（Ａ）は、データ（Ａ−１）、…、データ（Ａ−Ｎ）に分割して送信信号のフレームに設定され、データ（Ａ’）は、データ（Ａ’−１）、…、データ（Ａ’−Ｎ）に分割して送信信号のフレームに設定される。なお、データ（Ａ）及びデータ（Ａ’）はそれぞれ、互いに直交する位相の信号に設定されるが、いずれが同位相レーン又は直交位相レーンに対応するかは固定でなくともよい。以下では、簡単のため、データ（Ａ）が同位相レーンに対応し、データＢが直交位相レーンに対応する場合を例に説明する。
【００２５】
図３及び図４は、受信機３００において得られる受信信号の例を示す図である。
図３は、送信機２００の同期パターン挿入部２２０が、互いに直交する位相の送信データであるデータ（Ａ）およびデータ（Ａ’）に対し、同一時間位置に、同一の同期パターンＰを挿入した場合の受信信号を示す。同図では、同位相レーンにより受信したデータ（Ａ−１）の前、及び、直交位相レーンにより受信したデータ（Ａ’−１）の前に同期パターンＰが挿入されている。
【００２６】
図４は、送信機２００の同期パターン挿入部２２０が、互いに直交する位相の送信データであるデータ（Ａ）およびデータ（Ａ’）に対し、同一時間位置に、反転した同期パターンを挿入した場合の受信信号を示す。同期パターン挿入部２２０は、同一時間位置に、データ（Ａ）に同期パターンＰを挿入し、データＢに同期パターンＰを反転させた同期パターン（反転）Ｐ’を挿入する。同図では、同位相レーンにより受信したデータ（Ａ−１）の前に同期パターンＰが挿入されており、直交位相レーンにより受信したデータ（Ａ’−１）の前に同期パターン(反転）Ｐ’が挿入されている。
【００２７】
図５は、同期判定部３４０の構成を示す機能ブロック図である。同位相レーン同期判定部３４０−１及び直交位相レーン同期判定部３４０−２は、同期判定部３４０と同様の構成である。同期判定部３４０が入力する電界信号の到来パターンは、同位相レーン同期判定部３４０−１の場合、電界信号（同位相）の到来パターン（以下、「同位相レーン到来パターン」と記載する。）であり、直交位相レーン同期判定部３４０−２の場合、電界信号（直交位相）の到来パターン（以下、「直交位相レーン到来パターン」と記載する。）である。
【００２８】
同期判定部３４０は、閾値判定部３５０と、記憶部３６０とを備える。
閾値判定部３５０は、相関値算出部３５１及び判定処理部３５２を備える。相関値算出部３５１は、同期判定部３４０が入力した到来パターンと、予め記憶部３６０に記憶される参照同期パターンとの相関値を算出する。参照同期パターンは、送信機２００との間で既知の同期パターンである。具体的には、相関値算出部３５１は、電界信号の到来パターンにおける先頭位置を到来順に１ビット分ずつずらしながら、先頭位置から同期パターンの長さ分の到来パターンと、参照同期パターンとの相関値を算出する。さらに、相関値算出部３５１は、到来パターンと、参照同期パターンを反転させた参照同期パターン（反転）との相関値を同様に算出する。判定処理部３５２は、到来パターンと参照同期パターンとの相関値、または、到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値が、相関ありを示す所定の条件を満たすか否かを判断する。判定処理部３５２は、いずれかの相関値が所定の条件を満たすと判断した場合、同期パターン検出と判定する。以下では、相関値が閾値を超えることを所定の条件として説明する。
【００２９】
図６〜図８は、位相スリップが発生した場合の受信機３００における到来パターンを示す図である。ここでは、送信機２００において、同位相レーンの送信データであるデータ（Ａ）および直交位相レーンの送信データであるデータ（Ａ’）に対し、同一時間位置に、同一の同期パターンＰを挿入した場合について示している。
【００３０】
図６は、直交位相レーンの位相スリップが発生した場合を示している。この場合、送信機２００により挿入された直交位相レーンの同期パターンＰは、受信信号においては同期パターン（反転）Ｐ’となる。
図７は、同位相レーンの位相スリップが発生した場合を示している。この場合、送信機２００が挿入した同位相レーンの同期パターンＰは、受信信号においては同期パターン（反転）Ｐ’となる。
図８は、同位相レーン及び直交位相レーンに位相スリップが発生した場合を示している。この場合、送信機２００が挿入した同位相レーンの同期パターンＰ及び直交位相レーンの同期パターンＰは、受信信号においては同期パターン（反転）Ｐ’となる。
【００３１】
同位相レーン同期判定部３４０−１の相関値算出部３５１は、電界信号（同位相）の入力に伴い、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値、及び、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値を算出している。また、直交位相レーン同期判定部３４０−２の判定処理部３５２は、電界信号（直交位相）の入力に伴いに、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値を算出している。
【００３２】
図６の場合、同位相レーン同期判定部３４０−１の判定処理部３５２は、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。また、直交位相レーン同期判定部３４０−２の判定処理部３５２は、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００３３】
図７の場合、同位相レーン同期判定部３４０−１の判定処理部３５２は、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。また、直交位相レーン同期判定部３４０−２の判定処理部３５２は、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００３４】
図８の場合、同位相レーン同期判定部３４０−１の判定処理部３５２は、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。また、直交位相レーン同期判定部３４０−２の判定処理部３５２は、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値（反転）が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００３５】
図６、図７、図８に示す何れの場合においても、到来パターンに含まれる同期パターンは、同期パターンＰもしくは同期パターン（反転）Ｐ’となる。従って、同位相レーン同期判定部３４０−１又は直交位相レーン同期判定部３４０−２は、受信信号から同期パターンを検出することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、同一時間位置に同位相レーンおよび直交位相レーンに同一同期パターンを挿入している。第２の実施形態では、同位相レーンと直交位相レーンのそれぞれに同期パターンを挿入する時間位置を、フレーム単位で循環させる。
【００３７】
図９は、本実施形態の送受信システム１００ａの構成を示すブロック図である。同図において、図１に示す第１の実施形態による送受信システム１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように、送受信システム１００ａは、光ファイバ伝送路９００により接続される送信機２００ａ及び受信機３００ａを備える。送信機２００ａ及び受信機３００ａは信号にフレーム構造を有し、位相変調方式により光ファイバ伝送を行う。
【００３８】
送信機２００ａは、ＤＳＰ２１０ａと、電気／光信号変換部２４０とを備える。ＤＳＰ２１０ａが第１の実施形態のＤＳＰ２１０と異なる点は、同期パターン挿入部２２０に代えて、同期パターン挿入部２２０ａを備える点である。同期パターン挿入部２２０ａは、ＤＳＰ２１０が入力した異なる系列の送信データのそれぞれに同期パターンを挿入した送信系列を生成し、送信側信号処理部２３０に出力する。このとき、同期パターン挿入部２２０ａは、それぞれの系列の送信データに同期パターンを挿入する時間位置を、フレーム単位で循環させる。
【００３９】
受信機３００ａは、光／電気信号変換部３１０と、ＤＳＰ３２０ａとを備える。ＤＳＰ３２０ａが第１の実施形態のＤＳＰ３２０と異なる点は、同位相レーン同期判定部３４０−１に代えて同位相レーン同期判定部３４０ａ−１を備える点、直交位相レーン同期判定部３４０−２に代えて直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２を備える点である。同位相レーン同期判定部３４０ａ−１は、同位相レーン側の同期判定部であり、直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２は、直交位相レーン側の同期判定部である。同位相レーン同期判定部３４０ａ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２は、同位相レーン到来パターン及び直交位相レーン到来パターンから同期パターンを検出してフレームの先頭を特定する。
【００４０】
図１０は、送信機２００ａが備える同期パターン挿入部２２０ａにおける処理を説明するための図である。同期パターン挿入部２２０ａは、異なる系列の送信データであるデータ（Ａ）およびデータ（Ａ’）を入力する。以下では、簡単のため、データ（Ａ）が同位相レーンに対応し、データＢが直交位相レーンに対応する場合を例に説明する。
【００４１】
同期パターン挿入部２２０ａは、データ（Ａ）及びデータ（Ａ’）に対し、既知系列である同期パターンを付与する。ただし、同期パターン挿入部２２０ａは、同位相レーンと直交位相レーンとの間で、同期パターンを挿入する時間位置をフレーム単位で循環させる。つまり、同期パターン挿入部２２０ａは、同期パターンの挿入対象となる送信データの系列をフレーム単位で変更する。同図に示すように、データ（Ａ）に同期パターンを付加した時間位置ではデータ（Ａ’）に同期パターンが挿入されない。なお、データ（Ａ’）に同期パターンを付加した時間位置では、データ（Ａ）に同期パターンが挿入されない。
【００４２】
図１１は、同期パターン挿入部２２０ａにより同期パターンが挿入された送信系列を示す図である。同図では、同期パターンを挿入する時間位置を、２フレーム単位で循環させている。ｉ番目に送信するフレームを第ｉフレームとする（ｉは１以上の整数）。
同期パターン挿入部２２０ａは、同位相レーンの送信データであるデータ（Ａ）、及び、直交位相レーンの送信データであるデータ（Ａ’）を入力する。同期パターン挿入部２２０ａは、同期パターンＰを、第１フレームでは同位相レーンのデータ（Ａ）に、第２フレームでは直交位相レーンのデータ（Ａ’）に、第３フレームでは再び同位相レーンのデータ（Ａ）に挿入する。このように、同期パターン挿入部２２０ａは、同期パターンＰを周期的に、第（ｊ×２−１）フレームでは同位相レーンの送信データに、第（ｊ×２）フレームでは直交位相レーンの送信データに挿入する（ｊは１以上の整数）。
【００４３】
図１２は、同位相レーンおよび直交位相レーンがそれぞれ複数である場合に、同期パターン挿入部２２０ａにより同期パターンが挿入された送信系列を示す図である。例えば、偏波多重の場合、同位相レーンおよび直交位相レーンはそれぞれ複数（Ｘ偏波及びＹ偏波など）となる。同図では、同位相レーンが第１の同位相レーン及び第２の同位相レーンの２つであり、直交位相レーンが第１の直交位相レーン及び第２の直交位相レーンの２つである場合を示している。同期パターン挿入部２２０ａは、４つの位相レーンのそれぞれに同期パターンを挿入する時間位置が異なるように、４フレーム単位で循環させる。
【００４４】
同図では、同期パターン挿入部２２０ａは、第１の同位相レーンの送信データであるデータ（Ａ）、第１の直交位相レーンの送信データであるデータ（Ａ’）、第２の同位相レーンの送信データであるデータ（Ａ’’）、及び、第２の直交位相レーンの送信データであるデータ（Ａ’’’）を入力する。同期パターン挿入部２２０ａは、同期パターンＰを、第１フレームでは第１の同位相レーンの送信データ（Ａ）に、第２フレームでは第１の直交位相レーンの送信データ（Ａ’）に、第３フレームでは第２の同位相レーンの送信データ（Ａ’’）に、第４フレームでは第２の直交位相レーンの送信データ（Ａ’’’）に挿入する。以降は再び、第１の同位相レーン、第１の直交位相レーン、第２の同位相レーン、第２の直交位相レーンの順番に繰り返して送信データに同期パターンＰを挿入する。
このように、同期パターン挿入部２２０ａは、同期パターンＰを周期的に、第（ｊ×４−３）フレームでは第１の同位相レーンの送信データに、第（ｊ×４−２）フレームでは第１の直交位相レーンの送信データに、第（ｊ×４−１）フレームでは第２の同位相レーンの送信データに、第（ｊ×４）フレームでは第２の直交位相レーンの送信データに挿入する（ｊは１以上の整数）。
【００４５】
図１３は、本実施形態の同期判定部３４０ａの構成を示すブロック図である。同位相レーン同期判定部３４０ａ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２は、同期判定部３４０ａと同様の構成である。同図において、図５に示す第１の実施形態による同期判定部３４０と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同期判定部３４０ａは、電界信号（同位相）及び電界信号（直交位相）を入力する。同期判定部３４０ａは、閾値判定部３５０ａと、記憶部３６０とを備える。
【００４６】
閾値判定部３５０ａは、相関値算出部３５１ａ及び判定処理部３５２ａを備える。
相関値算出部３５１ａは、同位相レーン到来パターンと、予め記憶部３６０に記憶される参照同期パターンとの相関値である第一相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値を算出する。判定処理部３５２ａは、相関値算出部３５１ａが算出した第一相関値、又は、第二相関値が閾値を超えた場合、同期パターン検出と判定する。
【００４７】
続いて、本実施形態の受信機３００ａのフレーム同期の動作について説明する。
図１４は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入した場合に、受信機３００ａにおいて第１フレーム先頭から第２フレーム先頭の間に位相スリップが発生した場合の到来パターンを示す図である。
【００４８】
第１フレームにおけるフレーム同期について説明する。
同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、電界信号（同位相）及び電界信号（直交位相）の入力に伴い、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値を算出している。第１フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、第一相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００４９】
次に、第２フレームにおけるフレーム同期について説明する。
引き続き、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、第一相関値、及び、第二相関値を算出している。第２フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００５０】
次に、第３フレームにおけるフレーム同期について説明する。
同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、第一相関値、及び、第二相関値の算出を継続している。第３フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００５１】
上述のように、第２の実施形態における同位相レーン同期判定部３４０ａ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２により、位相スリップが発生しても、同期パターンを検出することができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、同期判定部は、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの相関値が閾値を超えた場合に同期パターン検出と判定している。本実施形態では、同期判定部は、さらに、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値を算出し、いずれかの相関値が閾値を超えた場合に同期パターン検出と判定する。以下、第２の実施形態との差分を中心に説明する。
【００５３】
本実施形態の伝送システムの構成は、第２の実施形態と同様である。ただし、本実施形態の同期判定部３４０ａの閾値判定部３５０ａが備える相関値算出部３５１ａは、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値に加え、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第四相関値を算出する。本実施形態の判定処理部３５２ａは、第一相関値、第二相関値、第三相関値、又は、第四相関値のいずれが閾値を超えた場合、同期パターン検出と判定する。
【００５４】
続いて、本実施形態の受信機３００ａのフレーム同期の動作について説明する。
図１５は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入した場合に、受信機３００ａにおいて第１フレーム先頭から第２フレーム先頭の間に位相スリップが発生し、かつ、同期パターンの反転が生じた場合の到来パターンを示す図である。
【００５５】
第１フレームにおけるフレーム同期について説明する。
同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、電界信号（同位相）及び電界信号（直交位相）の入力に伴い、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出する。第１フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００５６】
次に、第２フレームにおけるフレーム同期について説明する。
引き続き、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出している。第２フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００５７】
次に、第３フレームにおけるフレーム同期について説明する。
同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の相関値算出部３５１ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の相関値算出部３５１ａは、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値の算出を継続している。第３フレームの先頭において、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１の判定処理部３５２ａ及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２の判定処理部３５２ａは、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第四相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定する。
【００５８】
上述したように、本実施形態における同位相レーン同期判定部３４０ａ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２により、位相スリップが発生し、かつ同期パターンの反転が生じた場合でも、同期パターンを検出することができる。
【００５９】
（第４の実施形態）
本実施形態の同位相レーンの同期判定部及び直交位相レーンの同期判定部は、それぞれ自身の状態を他方に通知する。自身の状態とは、自同期判定部が、同期パターン検出と判定していない「ハンチング状態」、又は、それ以外の状態（同期パターン検出と判定している状態）の「非ハンチング状態」のいずれかの状態である。
【００６０】
同位相レーンの同期判定部及び直交位相レーンの同期判定部は、非ハンチング状態であるときは、同期パターン検出がなされているので、将来到来する同期パターンの位置が予想できている。そこで、同期判定部は、自レーンについて予想される同期パターンの位置を示す情報である期待位置情報を他レーンの同期判定部に通知する。
同期判定部（例えば、同位相レーン同期判定部）は、相手のレーンの同期判定部（例えば、直交位相レーン同期判定部）の状態が「非ハンチング状態」であるとき、相手のレーンの同期判定部（例えば、直交位相レーン同期判定部）から通知された同期パターンの期待位置では同期判定を行わない。
これにより、同一タイミングで両レーンの同期判定部が非ハンチング状態となる衝突状態を回避できる。
【００６１】
本実施形態の伝送システムの構成は、第２の実施形態、第３の実施形態と同様である。ただし、本実施形態の受信機３００ａは、同位相レーン同期判定部３４０ａ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ａ−２に代えて、図１６に示す同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２を備える。
【００６２】
図１６は、本実施形態の同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の構成を示すブロック図である。
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、閾値判定部３５０ｂ−１及び記憶部３６０を備え、閾値判定部３５０ｂ−１は、相関値算出部３５１ｂ−１及び判定処理部３５２ｂ−１を備える。相関値算出部３５１ｂ−１は、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第四相関値を算出する。判定処理部３５２ｂ−１は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、又は、第四相関値のいずれが閾値を超えた場合、同期パターン検出と判定し、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２に非ハンチング状態と期待位置情報を通知する。
【００６３】
直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２は、閾値判定部３５０ｂ−２及び記憶部３６０を備え、閾値判定部３５０ｂ−２は、相関値算出部３５１ｂ−２及び判定処理部３５２ｂ−２を備える。相関値算出部３５１ｂ−２は、相関値算出部３５１ｂ−１と同様に、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出する。判定処理部３５２ｂ−２は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、又は、第四相関値のいずれが閾値を超えた場合、同期パターン検出と判定し、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１に非ハンチング状態と期待位置情報を通知する。
【００６４】
続いて、本実施形態の受信機３００ａのフレーム同期の動作について説明する。
【００６５】
図１７は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の状態遷移を示す図である。同図は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入した場合について示す。以下では、期待位置が時刻Ｔであることを示す期待位置情報を、期待位置（Ｔ）と記載する。
【００６６】
最初、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１がハンチング状態であり、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２が非ハンチング状態であるとする。
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、ハンチング状態であるため、到来パターン全体で同期パターンを検索している。すなわち、相関値算出部３５１ｂ−１は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出する。しかし、判定処理部３５２ｂ−１では、閾値を超える相関値を検出していない。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出しており、判定処理部３５２ｂ−２は、いずれかの相関値が閾値を超えたことにより同期パターン検出と判断する。判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１に、自身の状態である「非ハンチング状態」と、直交位相レーンに同期パターンが現れる期待位置（Ｔ１）を通知する。
【００６７】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、ハンチング状態であるため、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出している。直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２から状態通知がない場合、時刻Ｔ１において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、直交位相レーンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値が閾値を超えることから同期パターン検出と判定する。そのため、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２と同一タイミングで非ハンチング状態となってしまう。
【００６８】
しかし、本実施形態の同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出するものの、判定処理部３５２ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２から受信した状態通知により、時刻Ｔ１における同期判定を行わないため、ハンチング状態のままである。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出しており、時刻Ｔ１において、判定処理部３５２ｂ−２は、第二相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態が継続する。
【００６９】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、時刻Ｔ２において、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値（第一相関値）により同期パターン検出と判断する。これにより、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、時刻Ｔ１と異なったタイミングで非ハンチング状態へ遷移する。
【００７０】
図１８は、同位相レーン及び直交位相レーンに位相スリップが発生した場合の同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の状態遷移を示す図である。同図は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入した場合について示す。
最初、図１７と同様に、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１がハンチング状態であり、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２が非ハンチング状態であるとする。
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出するが、判定処理部３５２ｂ−１は、閾値を超える相関値を検出していない。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出しており、判定処理部３５２ｂ−２は、いずれかの相関値が閾値を超えたことにより同期パターン検出と判断する。判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１に、自身の状態である「非ハンチング状態」と、直交位相レーンに同期パターンが現れる期待位置（Ｔ１）を通知する。
【００７１】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、ハンチング状態であるため、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出している。直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２から状態通知がない場合、時刻Ｔ１において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、同位相レーンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値が閾値を超えることから同期パターン検出と判定する。そのため、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２と同一タイミングで非ハンチング状態となってしまう。
【００７２】
しかし、本実施形態の同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、又は、第四相関値を算出するものの、判定処理部３５２ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２から受信した状態通知により、時刻Ｔ１における同期判定を行わないため、ハンチング状態のままである。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出しており、時刻Ｔ１において、判定処理部３５２ｂ−２は、第三相関値が閾値を超えるため、同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態が継続する。
【００７３】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、時刻Ｔ２において、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値（第四相関値）により同期パターン検出と判断する。これにより、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１は、時刻Ｔ１と異なったタイミングで非ハンチング状態へ遷移する。
【００７４】
上述したように、本実施形態における同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２により、位相スリップが発生しても、それぞれの位相レーンで異なったタイミングで同期パターンを検出することができる。
【００７５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部は、自身の状態と相手の状態がともに、「ハンチング状態」であるとき、自レーンの到来パターンと、参照同期パターン及び参照同期パターン（反転）のそれぞれとの相関値を算出する。すなわち、同位相レーン同期判定部及び直交位相レーン同期判定部は、自同期判定部の状態と相手の同期判定部の状態がともに、「ハンチング状態」であるとき、他レーンの到来パターンと参照同期パターン及び参照同期パターン（反転）のそれぞれとの相関値を算出しないレーン制限を行う。
これにより、同位相レーンおよび直交位相レーンが同一タイミングで非ハンチング状態となることを防ぐことができる。
【００７６】
本実施形態の伝送システムの構成は、第４の実施形態と同様である。ただし、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、自身の状態と相手の状態の少なくともいずれか一方が「ハンチング状態」ではない場合、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第四相関値を算出する。また、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、自身の状態と相手の状態がともに、「ハンチング状態」であるとき、自レーンの到来パターンと、参照同期パターン及び参照同期パターン（反転）のそれぞれとの相関値のみを算出し、他レーンの到来パターンと、参照同期パターン及び参照同期パターン（反転）のそれぞれとの相関値は算出しない。
【００７７】
続いて、本実施形態の受信機３００ａのフレーム同期の動作について説明する。
図１９は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の状態遷移を示す図である。同図は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入した場合について示す。
【００７８】
最初、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１、及び、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２がハンチング状態であるとする。
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、自身がハンチング状態であり、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２もハンチング状態であるため、同位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第一相関値、及び、同位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第三相関値を算出している。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、自身がハンチング状態であり、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１もハンチング状態であるため、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターンとの相関値である第二相関値、及び、直交位相レーン到来パターンと参照同期パターン（反転）との相関値である第四相関値を算出している。
【００７９】
時刻Ｔ３において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、第一相関値が閾値を越えるため同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態に遷移する。判定処理部３５２ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２に状態通知を行い、「非ハンチング状態」と期待位置（Ｔ５）を通知する。同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、自身が非ハンチング状態であるため、レーン制限を解除し、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値の算出を開始する。
一方、状態通知を受けた直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１が非ハンチング状態であり、自身の状態がハンチング状態であるため、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値の算出を開始する。
【００８０】
時刻Ｔ４において、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の判定処理部３５２ｂ−２は、第二相関値が閾値を超えるため同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態に遷移する。判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１に状態通知を行い、「非ハンチング状態」と期待位置（Ｔ６）を通知する。
【００８１】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１、及び、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２が非ハンチング状態であるため、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出する。
【００８２】
時刻Ｔ５において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、第一相関値が閾値を越えるため同期パターン検出と判断し、非ハンチング状態を継続する。一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１から期待位置（Ｔ５）が通知されているため、判定処理は行わない。
【００８３】
図２０は、位相スリップが発生した場合の同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の状態遷移を示す図である。同図は、送信機２００ａが図１１に示すように同期パターンを挿入し、時刻Ｔ４において位相スリップが発生した場合について示す。
【００８４】
最初、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１、及び、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２がハンチング状態であるとする。同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、第一相関値、及び、第三相関値を算出し、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、第二相関値、及び、第四相関値を算出している。
【００８５】
時刻Ｔ３において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、第一相関値が閾値を越えるため同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態に遷移する。判定処理部３５２ｂ−１は、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２に状態通知を行い、「非ハンチング状態」と期待位置（Ｔ５）を通知する。同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１は、自身が非ハンチング状態であるため、レーン制限を解除し、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値の算出を開始する。
一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２も、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値の算出を開始する。
【００８６】
時刻Ｔ４において、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の判定処理部３５２ｂ−２は、第三相関値が閾値を超えるため同期パターン検出と判定し、非ハンチング状態に遷移する。判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１に状態通知を行い、「非ハンチング状態」と期待位置（Ｔ６）を通知する。
【００８７】
同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１、及び、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２が非ハンチング状態であるため、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の相関値算出部３５１ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の相関値算出部３５１ｂ−２は、第一相関値、第二相関値、第三相関値、及び、第四相関値を算出する。
【００８８】
時刻Ｔ５において、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１の判定処理部３５２ｂ−１は、第四相関値が閾値を越えるため同期パターン検出と判断し、非ハンチング状態を継続する。一方、直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２の判定処理部３５２ｂ−２は、同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１から期待位置（Ｔ５）が通知されているため、判定処理は行わない。
【００８９】
上述したように、本実施形態における同位相レーン同期判定部３４０ｂ−１及び直交位相レーン同期判定部３４０ｂ−２により、位相スリップが発生しても、それぞれの位相レーンで異なったタイミングで同期パターンを検出することができる。
【００９０】
以上説明した本発明の実施形態によれば、位相スリップが発生しても、既知系列のパターンおよびパターンが出現するレーンを特定し、フレーム同期を確立することができる。
【００９１】
上述した実施形態における送信機２００、送信機２００ａ、受信機３００、及び、受信機３００ａの一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この送信機２００、送信機２００ａ、受信機３００、及び、受信機３００ａの一部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よく、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い。
【００９２】
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】
【００９３】
位相変調方式により通信を行うシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１００、１００ａ  送受信システム
２００、２００ａ  送信機
２１０、２１０ａ  ＤＳＰ
２２０、２２０ａ  同期パターン挿入部
２３０  送信側信号処理部
２４０  電気／光信号変換部
３００、３００ａ  受信機
３１０  光／電気信号変換部
３２０、３２０ａ  ＤＳＰ
３３０  受信側信号処理部
３４０、３４０ａ  同期判定部
３４０−１、３４０ａ−１、３４０ｂ−１  同位相レーン同期判定部
３４０−２、３４０ａ−２、３４０ｂ−２  直交位相レーン同期判定部
３５０、３５０ａ、３５０ｂ−１、３５０ｂ−２  閾値判定部
３５１、３５１ａ、３５１ｂ−１、３５１ｂ−２  相関値算出部
３５２、３５２ａ、３５２ｂ−１、３５２ｂ−２  判定処理部
３６０  記憶部
９００  光ファイバ伝送路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月3日(2016.10.3)
【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】
送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを同一時間位置に挿入する処理、あるいは、一方の前記送信データに前記同期パターンを、他方の前記送信データに反転した前記同期パターンを同一時間位置に挿入する処理を行う同期パターン挿入部と、
位相ごとに、前記同期パターン又は反転した前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、
直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、
前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、
直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、対応する位相の前記電界信号に対して、前記同期パターンとの相関値と、反転した前記同期パターンとの相関値とをそれぞれ算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、
ことを特徴とする送受信システム。
【請求項２】
送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、
位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、
直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、
前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、
直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備え、
前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定し、
前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングを他の前記同期判定部に通知し、
他の前記同期判定部は、通知された前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、
ことを特徴とする送受信システム。
【請求項３】
前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、同期パターン検出を判定した状態である非ハンチング状態と、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングとを他の前記同期判定部に通知し、
前記他の同期判定部は、同期パターン検出と判定していないハンチング状態であるときに、前記同期判定部から非ハンチング状態と前記タイミングとの通知を受信した場合に、前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、
ことを特徴とする請求項２に記載の送受信システム。
【請求項４】
送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、
位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、
直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、
前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、
直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備え、
前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定し、
前記同期判定部は、自同期判定部が同期パターン検出を判定していないハンチング状態か、同期パターン検出を判定した非ハンチング状態かを他の前記同期判定部に通知し、自同期判定部及び他の前記同期判定部がハンチング状態であるときには、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のうちいずれかが前記条件を満たすか否かを判定し、自同期判定部及び他の前記同期判定部の少なくとも一方がハンチング状態ではないときには、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のいずれかが前記条件を満たすか否かを判断する、
ことを特徴とする送受信システム。
【請求項５】
前記信号送信部が生成する前記信号は光信号であり、
前記信号受信部は、前記送信装置から前記光信号を受信する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の送受信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様は、送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを同一時間位置に挿入する処理、あるいは、一方の前記送信データに前記同期パターンを、他方の前記送信データに反転した前記同期パターンを同一時間位置に挿入する処理を行う同期パターン挿入部と、位相ごとに、前記同期パターン又は反転した前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、対応する位相の前記電界信号に対して、前記同期パターンとの相関値と、反転した前記同期パターンとの相関値とをそれぞれ算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備える、ことを特徴とする送受信システムである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の一態様は、送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備え、前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定し、前記同期判定部は、同期パターン検出と判定した場合に、自同期判定部に対応する位相において同期パターン検出が期待されるタイミングを他の前記同期判定部に通知し、他の前記同期判定部は、通知された前記タイミングにおいては、同期パターンを検出する処理を行わない、ことを特徴とする送受信システムである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の一態様は、送信装置及び受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、直交する位相の電界信号それぞれに設定する送信データに、既知のパターンのデータである同期パターンを、フレーム単位で挿入対象の前記送信データを変えながら挿入する同期パターン挿入部と、位相ごとに、前記同期パターンが挿入された前記送信データを設定したフレームからなる電界信号を生成する送信側信号処理部と、直交する位相の前記電界信号から位相変調方式の信号を生成し、前記受信装置に送信する信号送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から前記信号を受信する信号受信部と、前記信号から直交する位相の電界信号を分離する受信側信号処理部と、直交する位相のそれぞれに対応して設けられ、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が相関ありを示す所定の条件を満たす場合に同期パターン検出と判定する同期判定部とを備え、前記同期判定部は、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値を算出し、いずれかの前記相関値が前記条件を満たす場合に同期パターン検出と判定し、前記同期判定部は、自同期判定部が同期パターン検出を判定していないハンチング状態か、同期パターン検出を判定した非ハンチング状態かを他の前記同期判定部に通知し、自同期判定部及び他の前記同期判定部がハンチング状態であるときには、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、自同期判定部に対応した位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のうちいずれかが前記条件を満たすか否かを判定し、自同期判定部及び他の前記同期判定部の少なくとも一方がハンチング状態ではないときには、各位相の前記電界信号と前記同期パターンとの相関値、及び、各位相の前記電界信号と反転した前記同期パターンとの相関値のいずれかが前記条件を満たすか否かを判断する、ことを特徴とする送受信システムである。