(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータ信号を送信する送信装置と、伝送路を介して伝送された前記ディジタルデータ信号を受信し、所定の閾値と比較して識別再生を行う受信装置とを備えたディジタル伝送システムにおいて、
前記受信装置は、
同じ閾値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いに閾値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、
受信信号を前記各識別器に分配する分配回路と、
前記各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路と、
前記各識別器の識別結果を入力し、各組ごとにｎ個の識別器で識別結果が同じになる組を選択し、その１つの組の１つの識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項２】
ディジタルデータ光信号を送信する送信装置と、光伝送路を介して伝送された前記ディジタルデータ光信号を受光し、その電気信号と所定の閾値と比較して識別再生を行う受信装置とを備えたディジタル伝送システムにおいて、
前記受信装置は、
同じ閾値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いに閾値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、
前記電気信号を前記各識別器に分配する分配回路と、
前記各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路と、
前記各識別器の識別結果を入力し、各組ごとにｎ個の識別器で識別結果が同じになる組を選択し、その１つの組の１つの識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項３】
ディジタルデータ光信号を送信する送信装置と、光伝送路を介して伝送された前記ディジタルデータ光信号を受光し、その電気信号と所定の閾値と比較して識別再生を行う受信装置とを備えたディジタル伝送システムにおいて、
前記受信装置は、
同じ閾値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いに閾値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、
前記ディジタルデータ光信号をｎ系列に分配する光分配回路と、
ｎ系列に分配された光信号をそれぞれ受光するｎ系列の受光回路と、
前記光分配回路または前記各受光回路の少なくとも一方の前段で光信号を増幅する光増幅器と、
前記ｎ系列の受光回路から出力される電気信号をそれぞれ閾値の異なるｋ組の識別器に分配するｎ系列の分配回路と、
前記各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路と、
前記各識別器の識別結果を入力し、各組ごとにｎ個の識別器で識別結果が同じになる組を選択し、その１つの組の１つの識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項４】
請求項３に記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記光分配回路に代えて、前記ディジタルデータ光信号の光周波数を変換して複数の光周波数の光信号を出力する光周波数変換回路と、複数の光周波数の光信号を各光周波数ごとに分波して前記各受光回路に入力させる光分波器とを備えた
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項５】
請求項３に記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記送信装置は、複数の周波数モードの光パルスをディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、
前記受信装置は、前記光分配回路に代えて、複数の周波数モードの光パルス信号を分離して前記各受光回路に入力させる光分波器を備えた
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項６】
請求項３に記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記送信装置は、複数の光周波数の連続光をディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、
前記受信装置は、前記光分配回路に代えて、複数の光周波数の光変調信号を分離して前記各受光回路に入力させる光分波器を備えた
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項７】
請求項３に記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記送信装置は、複数の偏波モードの光をディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、
前記受信装置は、前記光分配回路に代えて、複数の偏波モードの光変調信号を偏波ごとに分離して前記各受光回路に入力させる光偏波分離器を備えた
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項８】
請求項３に記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記送信装置は、連続光あるいは光パルスをディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、
前記受信装置は、前記光分配回路に代えて、受信する光変調信号の光スペクトルを２分割分離して前記各受光回路に入力させる光サイドバンド分離器を備えた
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記識別器として、同じ閾値を有しかつ閾値が標準より高め（または低め）に設定された１組（ｎ個）の識別器を備え、
さらに、論理１（または論理０）の信号を前記選択回路に入力する固定電圧発生器を備え、
前記制御回路は、前記ｎ個の識別器の識別結果に論理１（または論理０）が含まれていれば、前記固定電圧発生器の出力信号を選択するように前記選択回路を制御し、前記ｎ個の識別器の識別結果に論理１（または論理０）が含まれていなければ、その１つの識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御する構成である
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれかに記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記識別器として、閾値が標準およびそれより高めおよび低めに設定された３個の識別器を備え、
前記選択回路には、閾値が標準より高めに設定された識別器の出力および標準に設定された識別器の出力が接続され、
前記制御回路は、閾値が標準より高めおよび低めに設定された識別器の識別結果の一方が論理１であれば、閾値が標準に設定された識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御し、両方ともに論理１または論理０であれば、閾値が標準より高めに設定された識別器の識別結果を選択するように前記選択回路を制御する構成である
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【請求項１１】
請求項１〜３のいずれかに記載のディジタル伝送システムにおいて、
前記送信装置から前記受信装置に、ディジタルデータ信号またはディジタルデータ光信号が複数の伝送路を介して伝送される構成であり、
前記受信装置は、前記複数の伝送を介して伝送された信号の遅延時間差をそろえる遅延回路を備え、各伝送路からの信号を前記複数の識別器に分配する構成である
ことを特徴とするディジタル伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号（電気信号、光信号）の伝送を行うディジタル伝送システムに関する。特に、伝送ビットレートを上昇させることなく高品質な伝送を可能とするディジタル伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた伝送システムでは、単一波長で40Ｇbit/s もの伝送容量の実現が可能になっている。このような伝送システムで通常用いられている伝送方式は、ＩＭ−ＤＤ（Intensity Modulation - Direct Detection)と呼ばれる最もシンプルな方式である。この方式では、送信機は光強度をディジタル信号の０と１に従ってオン／オフ変調し、受信機は光電変換により光強度を電気信号に変換し、識別器で所定の閾値に基づいて０か１かの判定を行うことにより信号を再生する。ここで、識別器に設定する閾値は通常固定して運用されるが、その閾値の決定に当たっては光ファイバ伝送路に接続しない状態で最適化する方法と、光ファイバ伝送路に接続した状態で最適化する方法がある。ただし、商用システムなどでは、適用範囲が広いために前者の方法が採用されている。
【０００３】
ところで、光伝送システムの受信機の識別器では、光ファイバの波長分散や光増幅器の自然放出光雑音などにより、０と１の誤識別、すなわちビット誤りが発生する。このビット誤りは、40Ｇbit/s もの高速伝送になると伝送距離を制限する要因になるので、その対策が必要になっている。その対策としては大きく分けて２つあるが、第１は誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction) であり、第２は閾値フィードバック等化（ＤＦＥ：Decision Feedback Equalization) である。なお、広く用いられている誤り訂正技術（ＩＴＵ−Ｔ recommendation G.975)では、識別器の閾値は固定されている。
【０００４】
受信側で誤り訂正を行うには、まず送信側で伝送情報に所定の演算処理を行い、その結果得られる冗長ビットを付加して送信する。したがって、通常はビットレートが増加する。受信側では、受信信号に所定の演算処理を行い、その結果と伝送されてきた冗長ビットを比較して誤り位置を検出し、排他的論理和で訂正する。
【０００５】
一方、このようなバースト誤りに対処する方法として、閾値フィードバック等化法が提案されている（F.Buchali et al.,"Adaptive decision feedback equalizer for 10Gbit/s dispersion mitigation", ECOC'00, 5.2.5) 。この方法には、識別再生された信号の符号誤り率（ＢＥＲ）などを測定し、それが最小になるように識別器の閾値を可変制御する構成と、それぞれ異なる閾値が設定された複数の識別器の中から最適な識別器を選択する構成がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
誤り訂正（ＦＥＣ）の問題点は、伝送信号のビットレートが上昇することである。例えば、海底伝送システムで現在検討されているスーパーＦＥＣ（ここでは連接ＦＥＣ符号を例とする）では、７％の符号と12.5％の符号を縦属に接続し、合計22％の冗長符号を作り出している（O.A.Sab,"FEC techniques in submarine transmission sysrems", OFC'01, TuF-1)。しかし、40Ｇbit/s などの高速伝送になると、ビットレートは49Ｇbit/s 程度にもなり、電子回路の速度マージンを圧迫する可能性が出てくる。また、２つの符号化回路の間にはビット伝送順序を攪拌するインタリーブ回路が用いられ、回路規模が増大する。さらに、反復復号技術を用いるので、復号化遅延が無視できなくなる。
【０００７】
このようにＦＥＣは、伝送信号のビットレートと符号化ゲイン（誤り訂正能力）がトレードオフの関係にあり、最小限のビットレートの上昇で最大限の符号化ゲインを得る方法が求められている。また、ＦＥＣは、ランダムな誤りには効果を発揮するが、バースト誤りにはあまり効果がない。例えば、偏波モード分散などのフェージング現象におけるゆっくりした変化では、符号語の中の大半のビットが誤ることが想定されるが、この場合には誤り訂正が困難になる（M.Tomizawa et al.,"FEC performance in PMD-limited high-speed optical transmission systems", ECOC'00, 5.2.4) 。
【０００８】
一方、閾値フィードバック等化（ＤＦＥ）の問題点は、フィードバック制御回路を用いた構成であるので、処理時間がかかり、速い変化に追随できないことにある。例えば、可変識別器の出力結果（あるいは複数の識別器の選択出力結果）の符号誤り率などを測定し、最適な閾値を設定（選択）するためには、数〜数百ビット相当の制御時間が必要になる。したがって、ＤＦＥはフェージングには効果があるが、雑音などのビットごとに相関のないランダム誤りには効果的でない。
【０００９】
なお、以上の説明は光伝送システムについてのものであるが、一般に有線または無線の電気のディジタル信号伝送でも同様である。
【００１０】
本発明は、ＦＥＣとＤＦＥのそれぞれの問題点を補完し、雑音に制限された系と、フェージングに制限された系のいずれにも適用でき、しかも伝送ビットレートを上昇させずに高品質な伝送を可能とするディジタル伝送システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディジタルデータ信号を送信する送信装置と、伝送路を介して伝送されたディジタルデータ信号を受信し、所定の閾値と比較して識別再生を行う受信装置とを備えたディジタル伝送システムにおいて、受信装置は、同じ閾値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いに閾値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、受信信号を各識別器に分配する分配回路と、各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路と、各識別器の識別結果を入力し、各組ごとにｎ個の識別器で識別結果が同じになる組を選択し、その１つの組の１つの識別器の識別結果を選択するように選択回路を制御する制御回路とを備える（請求項１）。
【００１２】
また、光信号を伝送し、受信装置で電気信号に変換して処理する構成においても同様である（請求項２）。また、受信装置は、同じ閾値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いに閾値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、ディジタルデータ光信号をｎ系列に分配する光分配回路と、ｎ系列に分配された光信号をそれぞれ受光するｎ系列の受光回路と、光分配回路または各受光回路の少なくとも一方の前段で光信号を増幅する光増幅器と、ｎ系列の受光回路から出力される電気信号をそれぞれ閾値の異なるｋ組の識別器に分配するｎ系列の分配回路と、各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路と、各識別器の識別結果を入力し、各組ごとにｎ個の識別器で識別結果が同じになる組を選択し、その１つの組の１つの識別器の識別結果を選択するように選択回路を制御する制御回路とを備える構成としてもよい（請求項３）。
【００１３】
また、請求項３の構成の光分配回路に代えて、ディジタルデータ光信号の光周波数を変換して複数の光周波数の光信号を出力する光周波数変換回路と、複数の光周波数の光信号を各光周波数ごとに分波して各受光回路に入力させる光分波器とを備えてもよい（請求項４）。
【００１４】
また、請求項３の構成において、送信装置は、複数の周波数モードの光パルスをディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、受信装置は、光分配回路に代えて、複数の周波数モードの光パルス信号を分離して各受光回路に入力させる光分波器とを備えてもよい（請求項５）。
【００１５】
また、請求項３の構成において、送信装置は、複数の光周波数の連続光をディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、受信装置は、光分配回路に代えて、複数の光周波数の光変調信号を分離して各受光回路に入力させる光分波器を備えてもよい（請求項６）。
【００１６】
また、請求項３の構成において、送信装置は、複数の偏波モードの光をディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、受信装置は、光分配回路に代えて、複数の偏波モードの光変調信号を偏波ごとに分離して各受光回路に入力させる光偏波分離器を備えてもよい（請求項７）。
【００１７】
また、請求項３の構成において、送信装置は、連続光あるいは光パルスをディジタルデータ信号により変調して送信する構成であり、受信装置は、光分配回路に代えて、受信する光変調信号の光スペクトルを２分割分離して各受光回路に入力させる光サイドバンド分離器を備えてもよい（請求項８）。
【００１８】
また、識別器として、同じ閾値を有しかつ閾値が標準より高め（または低め）に設定された１組（ｎ個）の識別器を備え、さらに、論理１（または論理０）の信号を選択回路に入力する固定電圧発生器を備え、制御回路は、ｎ個の識別器の識別結果に論理１（または論理０）が含まれていれば、固定電圧発生器の出力信号を選択するように選択回路を制御し、ｎ個の識別器の識別結果に論理１（または論理０）が含まれていなければ、その１つの識別器の識別結果を選択するように選択回路を制御する構成としてもよい（請求項９）。
【００１９】
また、識別器として、閾値が標準およびそれより高めおよび低めに設定された３個の識別器を備え、選択回路には、閾値が標準より高めに設定された識別器の出力および標準に設定された識別器の出力が接続され、制御回路は、閾値が標準より高めおよび低めに設定された識別器の識別結果の一方が論理１であれば、閾値が標準に設定された識別器の識別結果を選択するように選択回路を制御し、両方ともに論理１または論理０であれば、閾値が標準より高めに設定された識別器の識別結果を選択するように選択回路を制御する構成としてもよい（請求項10）。
【００２０】
また、送信装置から受信装置に、ディジタルデータ信号またはディジタルデータ光信号が複数の伝送路を介して伝送される構成であり、受信装置は、複数の伝送を介して伝送された信号の遅延時間差をそろえる遅延回路を備え、各伝送路からの信号を複数の識別器に分配する構成としてもよい（請求項11）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。なお、送信装置側の構成は従来と同様であり、ここでは受信装置側の構成例を示す。また、光伝送システムにおける受信装置を例に説明するが、それに限るものではない。
【００２２】
図において、光信号は受光回路１で電気信号に変換され、その電気信号が分配回路２で複数系列に分配され、閾値１の識別器３−１１〜３−１ｎ、閾値２の識別器３−２１〜３−２ｎ、…、閾値ｋの識別器３−ｋ１〜３−ｋｎにそれぞれ入力される。すなわち、同じ閾値のｎ個の識別器を１組とすると、ｋ組の識別器に分配される。分配数は、同じ閾値を有する識別器の数ｎと、閾値の種類ｋの積（ｎ×ｋ）となる。各識別器の識別結果は、制御回路４に入力されるとともに、各組の少なくとも１つの識別器の識別結果が選択回路５に入力される。制御回路４は、各識別器の識別結果に基づいて選択回路５を制御し、１つの識別器の識別結果を選択して出力する。
【００２３】
本実施形態では、光伝送路におけるＳ／Ｎ劣化およびフェージングなどの波形劣化が生じた信号が各識別器に入力され、さらに各識別器における雑音が互いに独立に付加される。したがって、各識別器ではこの雑音付加により、同じ閾値に対するｎ個の識別結果がすべて同じ値（１または０）を示す組や、ｎ個の識別結果のうちいくつかが異なる値を示す組が生じる。制御回路４は、各識別器の識別結果を入力し、同じ閾値に対するｎ個の識別結果がすべて同じ値（論理１または０）を示し、かつ論理１を示す組と論理０を示す組の多い方の組を選択する。例えば、ｋ組中、論理１を示す組が論理０を示す組よりも多ければ、論理１を示す組の１つを選択し、さらにその組のｎ個の識別器のうちの１つの識別結果を選択する。この制御回路４の論理は、一番確度の高い識別結果を得るための「多数決論理」と言える。
【００２４】
制御回路４の多数決論理の一例を図１に示す。ここでは、５種類の閾値に対して、それぞれ３つの識別器があるものとする。閾値１，２，３では３つの識別結果が論理１、閾値４では２つの識別結果が論理１、１つの識別結果が論理０、閾値５では３つの識別結果が論理０とする。この例では、識別結果として論理１を出力する閾値１，２，３のいずれかの識別器の出力が選択される。これによりビット誤り特性が改善される。
【００２５】
ところで、以上の多数決論理でもビット誤りが生じるケースとして、▲１▼ｋ組の識別器について、ｎ個の識別結果がすべて同じ値になる組が存在せず、どれかを出力した場合、▲２▼各識別器がすべて同様に誤る場合がある。ここで、最適固定閾値におけるビット誤り率をｐとし、異なるｋ種類の閾値に対するビット誤り率をｐ1 ，ｐ2 ，…，ｐk とすると、▲１▼の確率はｐ1 ・ｐ2 ・…・ｐk がｎk 通りあり、▲２▼の確率はある閾値のビット誤り率ｐj を用いてｐjnと表され、これが閾値分だけある。したがって、誤りが下流に伝搬する確率Ｐe は
【００２６】
【数１】
0003790190.tif 000002
【００２７】
と表される。
例えばｎ＝ｋ＝２の場合、またｐ1 ＝ｐ2 ＝５ｐと仮定すると、
Ｐe ＝150 ｐ2 
となる。したがって、ｐ＝10-6の場合はＰe ＝ 1.5×10-10 となり、十分に誤り訂正効果があることがわかる。この誤り訂正効果を見積もると、図２のようになる。ここで、最適識別点に固定された選択動作のない受信装置で、ＦＥＣもない構成の場合の誤り率10-12 におけるＱ値と、本発明あるいは本発明とＦＥＣを併用した場合の誤り率10-12 におけるＱ値とのｄＢ差を「利得」と定義すると、本発明における受信装置ではビットレートの上昇が０で利得 2.3dBとなり、本発明とＦＥＣを併用した受信装置ではビットレートの上昇が７％で利得 7.5dBが得られる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。なお、送信装置側の構成は従来と同様であり、ここでは受信装置側の構成例を示す。また、光伝送システムにおける受信装置を例に説明するが、それに限るものではない。
【００２９】
図において、光信号は光増幅器１１−０で増幅され、光分配回路（光カプラ）１２で複数ｎ系列に分配される。分配された各光信号はそれぞれ光増幅器１１−１〜１１−ｎで増幅され、受光回路１−１〜１−ｎで電気信号に変換される。それぞれの電気信号は、さらに分配回路２−１〜２−ｎでそれぞれ複数ｋ系列に分配される。ここで、分配回路２−１の分配出力は、閾値１の識別器３−１１、閾値２の識別器３−２１、…、閾値ｋの識別器３−ｋ１に入力され、以下同様に、分配回路２−ｎの分配出力は、閾値１の識別器３−１ｎ、閾値２の識別器３−２ｎ、…、閾値ｋの識別器３−ｋｎに入力される。各識別器の識別結果は、制御回路４および選択回路５に入力される。制御回路４は、各識別器の識別結果に基づいて選択回路５を制御し、１つの識別器の識別結果を選択して出力する。
【００３０】
本実施形態では、同じ閾値を有する各組のｎ個の識別器には、ｎ系列の光増幅器および受光回路を通過した信号が入力され、それらの独立した雑音と識別器の雑音を含めて、第１の実施形態と同様の「多数決論理」で１つの識別結果を選択することができる。
【００３１】
なお、光信号のビット誤り率特性は、受信装置（光増幅器）の入力前のＳＮ比でほぼ決定され、一旦増幅された後に分岐数分の損失があってもほとんどビット誤り率特性には影響しないことが知られている（石尾  他、「光増幅器とその応用」（オーム社））。一方、光伝送システムでは、光増幅器と受光回路の雑音が支配的であることが知られている。したがって、光増幅器および受光回路の雑音も独立事象として扱うことができる本実施形態の構成は、無中継長距離伝送システムの高品質な伝送に寄与することができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態を示す。なお、送信装置側の構成は従来と同様であり、ここでは受信装置側の構成例を示す。
【００３３】
図において、光信号は光増幅器１１−１で増幅され、光周波数変換回路（例えば非線形効果を用いた波長変換素子）１３で光周波数変換される。ここでは、光周波数ｆa の光信号に対して、光周波数ｆa とｆb の光信号に変換されるものとする。この２つの光周波数の光信号は光増幅器１１−２で増幅され、光分波器（光周波数分離フィルタ）１４で各光周波数の光信号に分波される。分波された各光信号はそれぞれ受光回路１−１，１−２で電気信号に変換される。それぞれの電気信号は、さらに分配回路２−１，２−２でそれぞれ２系列に分配される。ここで、分配回路２−１の分配出力は、閾値１の識別器３−１１、閾値２の識別器３−２１に入力され、分配回路２−２の分配出力は、閾値１の識別器３−１２、閾値２の識別器３−２２に入力される。各識別器の識別結果は、制御回路４および選択回路５に入力される。制御回路４は、各識別器の識別結果に基づいて選択回路５を制御し、１つの識別器の識別結果を選択して出力する。
【００３４】
本実施形態では、同じ閾値を有する２つの識別器には、異なる光周波数の光信号に対して受光回路の雑音が付加された電気信号が入力され、第２の実施形態と同様にそれらの独立した雑音と識別器の雑音を含めて、第１の実施形態と同様の「多数決論理」で１つの識別結果を選択することができる。
【００３５】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態を示す。本実施形態は、送信装置側に特徴があり、受信装置は第３の実施形態から光周波数変換回路を除いた構成で対応することができる。
【００３６】
図において、光送信機は、複数の光周波数の光パルス、例えば互いに光位相が反転するキャリア抑圧ＲＺパルスを出力する２モード光パルス発生回路２１と、光変調器２２と、光増幅器２３により構成される。光変調器２２はデータ信号により変調し、２つのモードからなるＲＺパルス（ＣＳ−ＲＺ（Carrier Suppressed Return-to-Zero)符号、またはＤＣＳ−ＲＺ（Duobinary Carrier Suppressed Return-to-Zero)符号）の光信号を出力する。
【００３７】
受信装置の光分波器１４はＳＳＢ分離を行う構成であり、２つのモードからなるＲＺパルス（ＣＳ−ＲＺ符号またはＤＣＳ−ＲＺ符号）を分離し、２つのＮＲＺ信号またはデュオバイナリ信号とする。以下第３の実施形態と同様に、それぞれ受光回路１−１，１−２で電気信号に変換され、分配回路２−１，２−２を介してそれぞれ対応する識別器３−１１〜３−２２に入力され、第１の実施形態と同様の「多数決論理」で１つの識別結果を選択する。
【００３８】
本実施形態では、２つの周波数モードの光は独立であり、光伝送路中のすべての光中継器から受ける雑音は、モード間で相関のないランダム雑音になることを利用している。これにより、２つのモードに対応する光信号を異なる閾値の識別器で識別して「多数決論理」で１つを選択することにより、光中継器からの雑音によるビット誤りも訂正することが可能となる。
【００３９】
（第５の実施形態）
第４の実施形態の光送信機では、２モード光パルス発生回路２１から出力される２つの異なる光周波数の光パルスを、光変調器２２でデータ信号により変調する構成を示したが、２つの異なる光周波数の連続光をデータ信号により変調する構成としてもよい。この第５の実施形態における連続光発生回路としては、発振波長の異なる２つのレーザ光源を用いてもよいし、２つのサイドモード発生回路を用いてもよい。受信装置は、図５に示す第４の実施形態のもので対応することができる。なお、第４の実施形態では、光パルスの位相とデータ信号による変調位相を制御する必要があるが、本実施形態の構成では位相制御の必要はない。
【００４０】
（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態を示す。本実施形態は、第４の実施形態の光送信機の２モード光パルス発生回路２１に代えて２偏波モード光発生回路２４を用い、受信装置の光分波器１４に代えて光偏波分離器２５を用いる。
【００４１】
２偏波モード光発生回路２４は、２つの偏波モードの連続光または光パルスを発生する。光偏波分離器２５は、２つの偏波モードの光信号を偏波ごとに分離し、以下第３の実施形態と同様に、それぞれ受光回路１−１，１−２で電気信号に変換され、分配回路２−１，２−２を介してそれぞれ対応する識別器３−１１〜３−２２に入力され、第１の実施形態と同様の「多数決論理」で１つの識別結果を選択する。
【００４２】
なお、偏波に依存した波形劣化の原因として、偏波モード分散（ＰＭＤ）、偏波依存ロス（ＰＤＬ）などがあるが、本実施形態による構成では偏波に依存した波形劣化などに対して受信特性を改善することができる。
【００４３】
（第７の実施形態）
図７は、本発明の第７の実施形態を示す。本実施形態は、第４の実施形態または第５の実施形態のような２つの光周波数またはモードを用いない構成を特徴とする。
【００４４】
図において、光送信機は、光発生回路２６から出力される連続光または光パルスを光変調器２２でデータ信号により変調して送信する。この構成は、通常のＮＲＺまたはＲＺの送信装置の構成と同様であり、第４の実施形態または第５の実施形態と比べて周波数利用効率を高めることができる。。
【００４５】
受信装置の光サイドバンド分離器２７は、通常のＮＲＺまたはＲＺスペクトルの側帯波を切り出し、２つのモードに分離する。以下第３の実施形態と同様に、それぞれ受光回路１−１，１−２で電気信号に変換され、分配回路２−１，２−２を介してそれぞれ対応する識別器３−１１〜３−２２に入力され、第１の実施形態と同様の「多数決論理」で１つの識別結果を選択する。受光回路１−１，１−２は、シングルサイドバンド受信器あるいはベスティジアルサイドバンド受信器を用いることができる（参考文献：S.Bigo et al.,Dig.OFC2001, PD25,2001) 。
【００４６】
（第８の実施形態）
図８は、本発明の第８の実施形態を示す。なお、送信装置側の構成は従来と同様であり、ここでは受信装置側の構成例を示す。また、光伝送システムにおける受信装置を例に説明するが、それに限るものではない。
【００４７】
図において、光信号は光増幅器１１−０で増幅され、光分配回路（光カプラ）１２で２系列に分配される。分配された各光信号はそれぞれ光増幅器１１−１，１１−２で増幅され、受光回路１−１，１−２で電気信号に変換される。それぞれの電気信号は、標準の閾値より高めに設定された閾値Ｈの識別器３−１１および識別器３−１２に入力される。各識別器の識別結果は、制御回路４に入力されるとともに、その一方（ここでは識別器３−１１の出力）が選択回路５に入力される。また、選択回路５には、固定電圧発生器１５から論理１の信号が入力される。制御回路４は、各識別器の識別結果に基づいて選択回路５を制御し、１つの識別器の識別結果または固定電圧発生器１５の出力を選択して出力する。
【００４８】
例えば図８に示すように、論理０の受信信号が識別器に入力されると、各識別器の閾値が標準より高く設定されているので、多少の雑音が付加されたとしても２つの識別結果は論理０となる確率が高い。このとき、制御回路４は、識別器３−１１の識別結果（論理０）を選択するように選択回路５を制御する（図中丸印）。
【００４９】
一方、論理１の受信信号が識別器に入力されると、雑音の付加により２つの識別結果がともに論理１または一方が論理１となる確率が高い。したがって、少なくとも一方の識別結果が論理１であれば、受信信号が論理１の信号であると判断し、固定電圧発生器１５の出力（論理１）を選択する。これにより、雑音成分のない論理１の信号を出力することができる。
【００５０】
なお、制御回路４における以上の判定は、論理和回路により実現することができる。また、２つの識別結果がともに論理１になる場合には、ともに論理０になる場合と同様に、識別器３−１１の識別結果（論理１）を選択するようにしてもよい。この場合には、制御回路４は排他的論理和回路により実現することができる。これは、識別器の数が３以上になる場合にも同様に適用できる。また、識別器３−１１，３−１２の閾値を標準より低めに設定した場合には、上記の論理を反転させることにより同様に対応することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態ては、論理１を出力する固定電圧発生器１５を用いた例を示したが、論理０を出力する固定電圧発生器を加え、２つの識別結果がともに論理０になる場合には、この固定電圧発生器の出力（論理０）を選択するようにしてもよい。これにより、論理０についても雑音成分のない信号を出力することができる。この場合の制御回路は、２つの識別結果の少なくとも一方が論理１であるか、ともに論理０であるかに応じて、受信信号が論理１か論理０かを判定するものであり、その判定に基づいて固定電圧発生器からの論理１または論理０の信号を選択する。
【００５２】
（第９の実施形態）
図９は、本発明の第９の実施形態を示す。なお、送信装置側の構成は従来と同様であり、ここでは受信装置側の構成例を示す。また、光伝送システムにおける受信装置を例に説明するが、それに限るものではない。
【００５３】
図において、光信号は光増幅器１１−０で増幅され、光分配回路（光カプラ）１２で２系列に分配される。分配された各光信号はそれぞれ光増幅器１１−１，１１−２で増幅され、受光回路１−１，１−２で電気信号に変換される。受光回路１−１から出力される電気信号は、さらに分配回路２−１で２系統に分配され、それぞれ標準の閾値より高めに設定された閾値Ｈの識別器３−１１と、標準より低めに設定された閾値Ｌの識別器３−１２に入力される。また、受光回路１−２から出力される電気信号は、標準の閾値Ｍに設定された識別器３−１３に入力される。各識別器の識別結果は制御回路４に入力されるとともに、識別器３−１１および識別器３−１３の出力が選択回路５に入力される。制御回路４は、識別器３−１１，３−１２の識別結果に基づいて選択回路５を制御し、１つの識別器の識別結果を選択して出力する。
【００５４】
例えば図９に示すように、論理０の受信信号が閾値Ｈの識別器３−１１および閾値Ｌの識別器３−１２に入力されると、雑音の付加により２つの識別結果がともに論理０または閾値Ｌの識別器３−１２の識別結果が論理１となる確率が高い。したがって、識別結果がともに論理０であれば、閾値Ｈの識別器３−１１の識別結果（論理０）を選択するように選択回路５を制御する。また、閾値Ｌの識別器３−１２の識別結果が論理１であれば、閾値Ｍの識別器３−１３に判定を委ね、その判定結果を選択するように選択回路５を制御する。
【００５５】
一方、論理１の受信信号が閾値Ｈの識別器３−１１および閾値Ｌの識別器３−１２に入力されると、雑音の付加により２つの識別結果がともに論理１または閾値Ｈの識別器３−１１の識別結果が論理０となる確率が高い。したがって、識別結果がともに論理１であれば、閾値Ｈの識別器３−１１の識別結果（論理１）を選択するように選択回路５を制御する。また、閾値Ｈの識別器３−１１の識別結果が論理０であれば、閾値Ｍの識別器３−１３に判定を委ね、その判定結果を選択するように選択回路５を制御する。
【００５６】
なお、制御回路４における以上の判定は、排他的論理和回路により実現することができる。
【００５７】
（第１０の実施形態）
図１０は、本発明の第１０の実施形態を示す。第２の実施形態や第３の実施形態では、受信した光信号を複数系列に分配し、光増幅器や受光回路の雑音の影響も含めて識別判定する構成であったが、本実施形態では送信側から複数の光伝送路に並列送信した信号を受信する構成に適用するものである。すなわち、ダイバーシチ受信装置の新たな選択論理を提供するものである。ただし、本発明ではビット単位の多数決論理により、最適の閾値の識別器を選択してその識別結果を採用するものである。
【００５８】
図において、複数の光伝送路から受信する光信号は、それぞれ対応する光増幅器１１−１，１１−２を介して受光回路１−１，１−２に入力される。それ以降の構成は、第２の実施形態や第３の実施形態と同様であるが、異なる光伝送路で異なる遅延を受けた信号を識別することになるので、その同期をとるための遅延回路１６−１，１６−２が設けられる。
【００５９】
本実施形態では、複数の光伝送路の光は独立であり、光伝送路中のすべての光中継器から受ける雑音は、伝送路間で相関のないランダム雑音になることを利用している。これにより、２つの光伝送路に対応する光信号を異なる閾値の識別器で識別して「多数決論理」で１つを選択することにより、光中継器からの雑音によるビット誤りも訂正することが可能となる。
【００６０】
なお、識別器の構成およびその選択論理については、第５の実施形態や第６の実施形態の構成をとるようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディジタル伝送システムは、伝送信号のビットレートを上昇させることなく効果的に誤り訂正を行うことができる。また、誤り率が低くなる閾値を選択する構成であるので、フェージングなどの劣化にも最適な閾値を継続して選択し、効果的に誤り訂正を行うことができる。
【００６２】
さらに、フィードフォワード構成によりビットごとの瞬時の閾値を選択することができるので、信号受信当初から誤り訂正が可能であるとともに、ビットごとの相関のないランダム誤りに効果的に対処することができる。
【００６３】
また、本発明は伝送路および中継器の雑音による信号誤りに対しても効果的に誤り訂正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図。
【図２】第１の実施形態による誤り率特性を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す図。
【図６】本発明の第６の実施形態を示す図。
【図７】本発明の第７の実施形態を示す図。
【図８】本発明の第８の実施形態を示す図。
【図９】本発明の第９の実施形態を示す図。
【図１０】本発明の第１０の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１  受光回路
２  分配回路
３  識別器
４  制御回路
５  選択回路
１１  光増幅器
１２  光分配回路
１３  光周波数変換回路
１４  光分波器
１５  固定電圧発生回路
１６  遅延回路
２１  ２モード光パルス発生回路
２２  光変調器
２３  光増幅器
２４  ２偏波モード光発生回路
２５  光偏波分離器
２６  光発生回路
２７  光サイドバンド分離器
【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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【図９】
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【図１０】
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