JP2016144197A - 光信号受信機、光信号受信方法及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチコアファイバ又はマルチモードファイバを用いた光通信において光信号送信機及び光信号受信機の台数を削減すること。【解決手段】実施形態の光信号受信機は、本発明の一態様は、マルチモードファイバの特定のモードに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部によって電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光信号を用いた通信技術に関する。

従来、超高速光変調技術や波長多重伝送技術を用いる光ファイバ通信により、大容量の通信を可能とする光伝送システムが実現されている。近年の光伝送システムでは、コヒーレント光通信技術とデジタル信号処理技術とを組み合わせたデジタルコヒーレント技術が用いられている。このデジタルコヒーレント技術では、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式により１チャネルあたり１００Ｇｂｉｔ／ｓの光信号を生成し、それを波長多重伝送技術により８０波多重する。このようなデジタルコヒーレント技術により、１本の光ファイバで８Ｔｂｉｔ／ｓの通信を可能とする伝送容量の大容量化が実現されている（例えば、非特許文献１参照）。
また、近年では、ＤＰ−１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の多値変調技術を用いることにより、１チャネルあたりの伝送容量を拡大し、光伝送システムの総伝送容量を数十Ｔｂｉｔ／ｓに拡張するための研究開発が進められている。

このような、デジタルコヒーレント技術によって伝送容量の大容量化が進められている一方で、光ファイバに入力できるパワー（以下、「光パワー」という。）の限界に起因して、伝送容量拡大の限界を迎えようとしている。従来の光ファイバ通信で一般的に用いられているシングルモードファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）では、光パワーの限界に起因する伝送容量の限界は１００Ｔｂｉｔ／ｓ程度と言われている。このような理由により、光伝送システムの総伝送容量も限界を迎えようとしている。

近年では、光伝送システムにおける総伝送容量の限界を超えるため、マルチコアファイバやマルチモードファイバを用いた空間多重伝送方式が研究されている。マルチコアファイバは、１本のファイバに複数のコアが配置されたものであり、１本のファイバ当たりの伝送容量を大幅に拡大することができる。また、マルチモードファイバは、ＳＭＦに比して大きなコア断面積を有する。そのため、マルチモードファイバには、ＳＭＦよりも多くの光パワーを入力することが可能であり、マルチコアファイバ同様に１本のファイバ当たりの伝送容量を大幅に拡大することができる。例えば、７コアを有するマルチコアファイバを伝送路として用いることにより、１２０．７Ｔｂｉｔ／ｓでの通信が可能となることが実証されている（例えば、非特許文献２参照）。また、例えば、３つのＬＰモード（ＬＰ０１、ＬＰ１１ａ、ＬＰ１１ｂ）を持つマルチモードファイバを用いることにより伝送容量を拡大する技術が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。

堀口真，島崎大作，笹倉芳明，井波政朗，山本秀人，"１００Ｇパケットトランスポートシステム（１００Ｇ−ＰＴＳ）の実用化"，ＮＴＴ技術ジャーナル，vol. 26，no. 10，2014. H.Takara, T. Mizuno, H. Kawakami, Y. Miyamoto, H. Masuda, K. Kitamura, H. Ono, S. Asakawa, Y. Amma, K. Hirakawa, S. Matsuo, K. Tsujikawa, and M. Yamada, "120.7-Tb/s (7 SDM/180 WDM/95.8 Gb/s) MCF-ROPA Unrepeatered Transmission of PDM-32QAM Channels over 204km," ECOC2014, Cannes, France, 2014. S. Randel, R. Ryf, A. Sierra, P. J. Winzer, A. H. Gnauck, C. A. Bolle, R.-J. Essiambre, D. W. Peckham, A. McCurdy, and R. Lingle, Jr., "6×56-Gb/s mode-division multiplexed transmission over 33-km few-mode fiber enabled by 6×6 MIMO equalization," Optics Express, vol. 19, no. 17, pp. 16697-16707, 2011.

しかしながら、空間多重伝送方式では、マルチコアファイバやマルチモードファイバにおいて、コア数やモード数に応じて光信号の多重分離が必要である。そのため、光伝送システムにおける光信号送信機及び光信号受信機の台数が増大するという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、マルチコアファイバ又はマルチモードファイバを用いた光通信において光信号送信機及び光信号受信機の台数を削減することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、マルチモードファイバの特定のモードに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部によって電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理部と、を備える光信号受信機である。

本発明の一態様は、上記の光信号受信機であって、前記光変調信号は強度変調信号であり、前記光電気変換部は、前記強度変調信号を直接検波して電気信号に変換する。

本発明の一態様は、上記の光信号受信機であって、前記強度変調信号を複数のモードに分離するモード分離部をさらに備え、前記光電気変換部は、前記複数のモードに分離された前記強度変調信号のそれぞれを、直接検波して電気信号に変換し、前記ＡＤ変換部は、前記複数のモードごとに電気信号に変換された前記強度変調信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、前記信号処理部は、前記複数のモードごとにデジタル信号に変換されたそれぞれの前記強度変調信号の波形歪みを等化して合成し、合成された強度変調信号を復調する。

本発明の一態様は、上記の光信号受信機であって、前記光変調信号は位相変調信号であり、前記光電気変換部は、前記位相変調信号をコヒーレント検波して電気信号に変換する。

本発明の一態様は、上記の光信号受信機であって、前記位相変調信号を複数のモードに分離するモード分離部をさらに備え、前記光電気変換部は、前記複数のモードに分離された前記位相変調信号のそれぞれを、コヒーレント検波して電気信号に変換し、前記ＡＤ変換部は、前記複数のモードごとに電気信号に変換された前記位相変調信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、前記信号処理部は、前記複数のモードごとにデジタル信号に変換されたそれぞれの前記位相変調信号の波形歪みを等化して合成し、合成された位相変調信号を復調する。

本発明の一態様は、上記の光信号受信機であって、前記信号処理部は、前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記位相変調信号の波長分散を補償する波長分散補償部と、波長分散が補償された前記位相変調信号の波形歪みを等化する波形等化部と、波形歪みが等化された前記位相変調信号の周波数オフセット及び位相ノイズを補償する位相補償部と、周波数オフセット及び位相ノイズが補償された前記位相変調信号を復調する復調部と、を備える。

本発明の一態様は、マルチモードファイバの特定のモードに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換ステップと、前記光電気変換ステップにおいて電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換ステップと、前記ＡＤ変換ステップにおいてデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理ステップと、を有する光信号受信方法である。

本発明の一態様は、マルチモードファイバで接続された光信号送信機と光信号受信機とが光信号を送受信する光伝送システムであって、前記光信号送信機は、光信号を変調して光変調信号を生成し、生成した光変調信号を前記マルチモードファイバの特定のモードに入力し、前記光信号受信機は、前記マルチモードファイバに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部によって電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理部と、を備える光伝送システムである。

本発明により、マルチコアファイバ又はマルチモードファイバを用いた光通信において光信号送信機及び光信号受信機の台数を削減することが可能となる。

第１実施形態の光伝送システム１のシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 第２実施形態の光伝送システム１ａのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 第３実施形態の光伝送システム１ｂのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 第４実施形態の光伝送システム１ｃのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 デジタル信号処理回路４３ｃの機能構成の具体例を示すブロック図である。 光信号受信機４ｃによって取得された信号波形の具体例を示すコンスタレーションマップである。 第５実施形態の光伝送システム１ｄのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 デジタル信号処理回路４３ｄの機能構成の具体例を示すブロック図である。 光信号受信機４ｄによって取得された信号波形の具体例を示すコンスタレーションマップである。 第６実施形態の光伝送システム１ｅのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。 デジタル信号処理回路４３ｅの機能構成の具体例を示すブロック図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の光伝送システム１のシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
光伝送システム１は、マルチモードファイバ伝送路２、光信号送信機３及び光信号受信機４を備える。マルチモードファイバ伝送路２は、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のモードを有するマルチモードファイバを用いて構成される。光信号送信機３及び光信号受信機４は、マルチモードファイバ伝送路２を介して、光信号を送受信する。

光信号送信機３は、光信号を変調して光変調信号を生成する。光信号送信機３は、生成した光変調信号をマルチモードファイバ伝送路２に出力することで光信号を送信する。このとき、光信号送信機３は、Ｎ個のモードのうちの特定のモードで光変調信号を出力する。

光信号受信機４は、光信号送信機３から出力された光変調信号にデジタル信号処理を行うことで、マルチモードファイバ伝送時のモード分散により生じる波形歪みを補正して復調することで光信号を受信する。以下、この波形歪みの補正を波形等化と称する。

このように構成された第１実施形態の光伝送システムでは、光信号送信機から出力される光変調信号は、マルチモードファイバの特定のモードに入力される。そのため、このような光伝送システムでは、コア数やモード数に応じた光信号の多重分離が必要なくなり、光信号送信機及び光信号受信機の台数を削減することが可能となる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態の光信号送信機３が光変調信号として強度変調信号を生成する場合の光伝送システムの構成について説明する。

図２は、第２実施形態の光伝送システム１ａのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
光信号送信機３は、光変調信号として強度変調信号を生成する。光信号送信機３は、生成した強度変調信号をマルチモードファイバ伝送路２に出力する。第１実施形態において説明したように、光信号送信機３は、Ｎ個のモードのうちの特定のモードで強度変調信号を出力する。

光信号受信機４ａは、光電気変換器４１、ＡＤ変換器４２及びデジタル信号処理回路４３を備える。
光電気変換器４１は、マルチモードファイバ伝送路２を介して伝送される強度変調信号を直接検波して電気信号に変換する。光電気変換器４１は、直接検波によって電気信号に変換された強度変調信号をＡＤ変換器４２に出力する。

ＡＤ変換器４２は、光電気変換器４１によって電気信号に変換された強度変調信号をＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換してデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器４２は、ＡＤ変換によってデジタル信号に変換された強度変調信号をデジタル信号処理回路４３に出力する。

デジタル信号処理回路４３は、ＡＤ変換器４２によってデジタル信号に変換された強度変調信号にデジタル信号処理を行うことにより、強度変調信号の波形等化及び復調を行う。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第２実施形態の光信号受信機４ａが強度変調信号の波形等化及び復調を、マルチモードファイバ伝送路２においてモード分散された複数のモードごとに行う場合の光伝送システムの構成について説明する。

図３は、第３実施形態の光伝送システム１ｂのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
第３実施形態の光伝送システム１ｂは、光信号受信機４ｂがモード分離器４４をさらに備える点、光電気変換器４１に代えて光電気変換器４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋ（ｋは、２≦ｋ≦Ｎ）を備える点、ＡＤ変換器４２に代えてＡＤ変換器４２ｂを備える点、デジタル信号処理回路４３に代えてデジタル信号処理回路４３ｂを備える点で、第２実施形態の光伝送システム１ａと異なる。

モード分離器４４は、マルチモードファイバ伝送路２を介して伝送される強度変調信号を複数のモード１〜ｋ（２≦ｋ≦Ｎ）に分離する。モード分離器４４は、各モードに分離した強度変調信号を対応する光電気変換器４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋに出力する。モードｎ（１≦ｎ≦ｋ）に分離された強度変調信号は、光電気変換器４１ｂ−ｎに出力される。

光電気変換器４１−１〜４１−ｋは、モード分離器４４から出力される各モードに分離された強度変調信号をそれぞれ直接検波して電気信号に変換する。例えば、モードｎに分離された強度変調信号を強度変調信号ｎと表した場合、光電気変換器４１ｂ−ｎは、強度変調信号ｎを電気信号ｎに変換する。光電気変換器４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋは、それぞれ電気信号に変換した強度変調信号１〜ｋをＡＤ変換器４２ｂに出力する。

ＡＤ変換器４２ｂは、光電気変換器４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋによって電気信号に変換された強度変調信号をそれぞれＡＤ変換してデジタル信号に変換する。例えば、ＡＤ変換器４２ｂは、電気信号ｎをデジタル信号ｎに変換する。ＡＤ変換器４２ｂは、デジタル信号に変換した強度変調信号１〜ｋをデジタル信号処理回路４３ｂに出力する。

デジタル信号処理回路４３ｂは、ＡＤ変換器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｋによってデジタル信号に変換された強度変調信号のそれぞれを波形等化して合成し、合成した強度変調信号を復調する。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第１実施形態の光信号送信機３が光変調信号として位相変調信号を生成する場合の光伝送システムの構成について説明する。

図４は、第４実施形態の光伝送システム１ｃのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
光信号送信機３は、光変調信号として位相変調信号を生成する。光信号送信機３は、生成した位相変調信号をマルチモードファイバ伝送路２に出力する。第１実施形態において説明したように、光信号送信機３は、Ｎ個のモードのうちの特定のモードで位相変調信号を出力する。

光信号受信機４ｃは、局発光源４５をさらに備える点、光電気変換器４１に代えてコヒーレントレシーバ４６を備える点、デジタル信号処理回路４３に代えてデジタル信号処理回路４３ｃを備える点で第２実施形態の光信号受信機４ａと異なる。

局発光源４５は、コヒーレント検波に必要な参照光をコヒーレントレシーバ４６に出力する。
コヒーレントレシーバ４６は、局発光源４５から出力される参照光を用いて位相変調信号をコヒーレント検波して電気信号に変換する。

図５は、デジタル信号処理回路４３ｃの機能構成の具体例を示すブロック図である。
デジタル信号処理回路４３ｃは、波長分散補償回路４３１、適応等化回路４３２、キャリア位相補償回路４３３及び復調回路４３４を備える。
波長分散補償回路４３１は、ＡＤ変換器４２によってデジタル信号に変換された位相変調信号の波長分散を補償する。波長分散補償回路４３１は、波長分散が補償された位相変調信号を適応等化回路４３２に出力する。

適応等化回路４３２は、波長分散補償回路４３１によって波長分散が補償された位相変調信号に対して波形等化を行う。適応等化回路４３２は、波形等化を行った位相変調信号をキャリア位相補償回路４３３に出力する。

キャリア位相補償回路４３３は、適応等化回路４３２によって波形等化された位相変調信号に対して、周波数オフセット及び位相ノイズを推定し補償する。以下、この周波数オフセット及び位相ノイズの補償を総称してキャリア位相補償と称する。キャリア位相補償回路４３３は、キャリア位相補償を行った位相変調信号を復調回路４３４に出力する。

復調回路４３４は、キャリア位相補償回路４３３によって周波数オフセット及び位相ノイズが補償された位相変調信号を復調する。

図６は、光信号受信機４ｃによって取得された信号波形の具体例を示すコンスタレーションマップである。
図６の（ａ）図は、コヒーレント検波によって取得された位相変調信号のＸ偏波を示すコンスタレーションマップである。図６の（ｂ）図は、復調後の光信号のＸ偏波を示すコンスタレーションマップである。図６に示す例は、光信号送信機３から位相変調信号として１２８Ｇｂｉｔ／ｓのＤＰ−ＱＰＳＫ信号をＬＰ０１モードでマルチモードファイバへ入力した場合の例である。図６に示すように、光信号受信機４ｃは、マルチモードファイバ伝送時のモード分散により生じる波形歪みを、デジタル信号処理で等化して復調することができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、第４実施形態の光信号受信機４ｃが、位相変調信号の波形等化及び復調を、マルチモードファイバ伝送路２においてモード分散された複数のモードごとに行う場合の光伝送システムの構成について説明する。

図７は、第５実施形態の光伝送システム１ｄのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
第５実施形態の光伝送システム１ｄは、光信号受信機４ｄがモード分離器４４をさらに備える点、局発光源４５に代えて局発光源４５ｄ−１〜４５ｄ−ｋを備える点、コヒーレントレシーバ４６に代えてコヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋ（ｋは、２≦ｋ≦Ｎ）を備える点、ＡＤ変換器４２に代えてＡＤ変換器４２ｄを備える点、デジタル信号処理回路４３ｃに代えてデジタル信号処理回路４３ｄを備える点で、第４実施形態の光伝送システム１ｃと異なる。

モード分離器４４は、図３で説明したモード分離器４４と同様である。モード分離器４４は、マルチモードファイバ伝送路２を介して伝送された位相変調信号をモード１〜ｋ（２≦ｋ≦Ｎ）に分離する。モード分離器４４は、各モードに分離した強度変調信号を対応するコヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋに出力する。モードｎ（１≦ｎ≦ｋ）に分離された位相変調信号は、コヒーレントレシーバ４６ｄ−ｎに出力される。

局発光源４５ｄ−１〜４５ｄ−ｋは、コヒーレント検波に必要な参照光を対応するコヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋに出力する。局発光源４５ｄ−ｎ（１≦ｎ≦ｋ）は、コヒーレントレシーバ４６ｄ−ｎに対応する。

コヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋは、対応する局発光源４５ｄ−１〜４５ｄ−ｋから出力される参照項を用いて、モード分離器４４から出力される各モードに分離された位相変調信号をそれぞれコヒーレント検波して電気信号に変換する。例えば、モードｎに分離された位相変調信号を位相変調信号ｎと表した場合、コヒーレントレシーバ４６ｄ−ｎは、位相変調信号ｎを電気信号ｎに変換する。コヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋは、それぞれ電気信号に変換した位相変調信号１〜ｋをＡＤ変換器４２ｄに出力する。

ＡＤ変換器４２ｄは、コヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋによって電気信号に変換された位相変調信号のそれぞれをＡＤ変換してデジタル信号に変換する。例えば、ＡＤ変換器４２ｄは、コヒーレントレシーバ４６ｄ−ｎから出力される電気信号ｎをデジタル信号ｎに変換する。ＡＤ変換器４２ｄは、デジタル信号に変換した位相変調信号１〜ｋをデジタル信号処理回路４３ｄに出力する。

デジタル信号処理回路４３ｄは、ＡＤ変換器４２ｄによってデジタル信号に変換された位相変調信号のそれぞれを波形等化して合成し、合成した位相変調信号を復調する。

図８は、デジタル信号処理回路４３ｄの機能構成の具体例を示すブロック図である。
デジタル信号処理回路４３ｄは、波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋ、適応等化回路４３２ｄ、キャリア位相補償回路４３３及び復調回路４３４を備える。

波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋは、ＡＤ変換器４２ｄによってデジタル信号に変換されたモードごとの位相変調信号の波長分散を補償する。波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋは、モードごとに波長分散が補償された位相変調信号を適応等化回路４３２ｄに出力する。

適応等化回路４３２ｄは、波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋによって波長分散が補償されたモードごとの位相変調信号に対して波形等化を行う。適応等化回路４３２ｄは、波形等化が行われた位相変調信号を合成してキャリア位相補償回路４３３に出力する。
キャリア位相補償回路４３３及び復調回路４３４は、図５と同様である。

図９は、光信号受信機４ｄによって取得された信号波形の具体例を示すコンスタレーションマップである。
図９の（ａ）図及び（ｂ）図は、コヒーレント検波によって取得された位相変調信号を示すコンスタレーションマップである。（ａ）図は、モード分離器４４によって分離されたＬＰ０１モードの位相変調信号を示す。（ｂ）図は、モード分離器４４によって分離されたＬＰ１１ａモードの位相変調信号を示す。すなわち、図９の例は、ｋ＝２の場合に対応する。図９の（ｃ）図は、復調後の光信号を示すコンスタレーションマップである。図９に示す例は、図６と同様に、光信号送信機３から位相変調信号として１２８Ｇｂｉｔ／ｓのＤＰ−ＱＰＳＫ信号をＬＰ０１モードでマルチモードファイバへ入力した場合の例である。図９に示すように、光信号受信機４ｄは、マルチモードファイバ伝送時のモード分散により生じる波形歪みを、モードごとにデジタル信号処理で等化して復調することができる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態では、第５実施形態の光信号受信機４ｄが、位相変調信号の波形等化及び復調を、マルチモードファイバ伝送路２においてモード分散された複数のモードごとに行う場合の光伝送システムの構成について説明する。第５実施形態と異なる点は、デジタル信号処理回路が、波長分散補償、波形等化及びキャリア位相補償のぞれぞれを、モード分離器によって分離されたモードごとの位相変調信号に対して行う点である。

図１０は、第６実施形態の光伝送システム１ｅのシステム構成の具体例を示すシステム構成図である。
光伝送システム１ｅは、光信号受信機４ｅがデジタル信号処理回路４３ｄに代えてデジタル信号処理回路４３ｅを備える点で第５実施形態の光伝送システム１ｄと異なる。

図１１は、デジタル信号処理回路４３ｅの機能構成の具体例を示すブロック図である。
デジタル信号処理回路４３ｅは、波長分散補償回路４３１ｅ−１〜４３１ｅ−ｋ、適応等化回路４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋ、キャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋ、波形合成回路４３５及び復調回路４３４を備える。波長分散補償回路４３１ｅ−１〜４３１ｅ−ｋ及び復調回路４３４は、図８の波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋ及び復調回路４３４と同様である。

適応等化回路４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋは、波長分散補償回路４３１ｅ−１〜４３１ｅ−ｋによって波長分散が補償されたモードごとの位相変調信号に対して波形等化を行う。適応等化回路４３２ｅ−ｎ（１≦ｎ≦ｋ）は、波長分散補償回路４３１ｅ−ｎから出力される位相変調信号に対して波形等化を行う。適応等化回路４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋは、波形等化を行った位相変調信号を対応するキャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋに出力する。適応等化回路４３２ｅ−ｎ（１≦ｎ≦ｋ）は、キャリア位相補償回路４３３ｅ−ｎに対応する。

キャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋは、適応等化回路４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋによって波形等化されたモードごとの位相変調信号に対してキャリア位相補償を行う。キャリア位相補償回路４３３ｅ−ｎは、適応等化回路４３２ｅ−ｎから出力される位相変調信号に対してキャリア位相補償を行う。キャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋは、キャリア位相補償を行った位相変調信号を波形合成回路４３５に出力する。

波形合成回路４３５は、キャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋによってキャリア位相補償されたモードごとの位相変調信号を合成する。波形合成回路４３５は、合成した位相変調信号を復調回路４３４に出力する。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、上記の光伝送システムでは、マルチモードファイバ伝送路を介した光信号の伝送において、光信号送信機３は、マルチモードファイバが有する複数のモードのうちの特定のモードでのみ光変調信号を出力する。そして、光信号受信機は、特定のモード又はモード分散によって分散された複数のモードで取得される光変調信号の波形等化及び復調を行う。このように構成されることによって、光伝送システムは、マルチモードファイバ伝送路を用いて光信号を伝送する場合において必要となる光信号送信機及び光信号受信機の数を削減することができる。

なお、上記の実施形態では、光信号の伝送路がマルチモードファイバを用いて構成された場合について説明したが、上述した光信号送信機及び光信号受信機は、複数のコアを持つマルチコアファイバを用いて構成された伝送路で光信号の送受信を行う光伝送システムに適用されてもよい。

なお、上記の実施形態における光電気変換器４１、光電気変換器４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋ、コヒーレントレシーバ４６、コヒーレントレシーバ４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋは、本発明における光電気変換部の一例である。
また、上記実施形態におけるＡＤ変換器４２、ＡＤ変換器４２ｂ、ＡＤ変換器４２ｄは本発明におけるＡＤ変換部の一例である。
また、上記実施形態におけるデジタル信号処理回路４３、デジタル信号処理回路４３ｂ、デジタル信号処理回路４３ｃ、デジタル信号処理回路４３ｄ、デジタル信号処理回路４３ｅは、本発明における信号処理部の一例である。
また、上記実施形態における波長分散補償回路４３１、波長分散補償回路４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋ、波長分散補償回路４３１ｅ−１〜４３１ｅ−ｋは、本発明における波長分散補償部の一例である。
また、上記実施形態における適応等化回路４３２、適応等化回路４３２ｄ、適応等化回路４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋは、本発明における波形等化部の一例である。
また、上記実施形態におけるキャリア位相補償回路４３３、キャリア位相補償回路４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋは、本発明における位相補償部の一例である。
また、上記実施形態における復調回路４３４は本発明における復調部の一例である。
また、上記実施形態におけるモード分離器４４は本発明におけるモード分離部の一例である。

上述した実施形態における光信号送信機及び光信号受信機をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、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く、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

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。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…光伝送システム，
２…マルチモードファイバ伝送路，
３…光信号送信機，
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ…光信号受信機，
４１、４１ｂ−１〜４１ｂ−ｋ…光電気変換器，
４２、４２ｂ、４２ｄ…ＡＤ変換器，
４３、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ…デジタル信号処理回路，
４３１、４３１ｄ−１〜４３１ｄ−ｋ、４３１ｅ−１〜４３１ｅ−ｋ…波長分散補償回路，
４３２、４３２ｄ、４３２ｅ−１〜４３２ｅ−ｋ…適応等化回路，
４３３、４３３ｅ−１〜４３３ｅ−ｋ…キャリア位相補償回路，
４３４…復調回路，
４３５…波形合成回路，
４４…モード分離器，
４５、４５ｄ−１〜４５ｄ−ｋ…局発光源，
４６、４６ｄ−１〜４６ｄ−ｋ…コヒーレントレシーバ

Claims (8)

1. マルチモードファイバの特定のモードに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換部と、
   前記光電気変換部によって電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理部と、
   を備える光信号受信機。
2. 前記光変調信号は強度変調信号であり、
   前記光電気変換部は、前記強度変調信号を直接検波して電気信号に変換する、
   請求項１に記載の光信号受信機。
3. 前記強度変調信号を複数のモードに分離するモード分離部をさらに備え、
   前記光電気変換部は、前記複数のモードに分離された前記強度変調信号のそれぞれを、直接検波して電気信号に変換し、
   前記ＡＤ変換部は、前記複数のモードごとに電気信号に変換された前記強度変調信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、
   前記信号処理部は、前記複数のモードごとにデジタル信号に変換されたそれぞれの前記強度変調信号の波形歪みを等化して合成し、合成された強度変調信号を復調する、
   請求項２に記載の光信号受信機。
4. 前記光変調信号は位相変調信号であり、
   前記光電気変換部は、前記位相変調信号をコヒーレント検波して電気信号に変換する、
   請求項１に記載の光信号受信機。
5. 前記位相変調信号を複数のモードに分離するモード分離部をさらに備え、
   前記光電気変換部は、前記複数のモードに分離された前記位相変調信号のそれぞれを、コヒーレント検波して電気信号に変換し、
   前記ＡＤ変換部は、前記複数のモードごとに電気信号に変換された前記位相変調信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、
   前記信号処理部は、前記複数のモードごとにデジタル信号に変換されたそれぞれの前記位相変調信号の波形歪みを等化して合成し、合成された位相変調信号を復調する、
   請求項４に記載の光信号受信機。
6. 前記信号処理部は、
   前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記位相変調信号の波長分散を補償する波長分散補償部と、
   波長分散が補償された前記位相変調信号の波形歪みを等化する波形等化部と、
   波形歪みが等化された前記位相変調信号の周波数オフセット及び位相ノイズを補償する位相補償部と、
   周波数オフセット及び位相ノイズが補償された前記位相変調信号を復調する復調部と、
   を備える請求項５に記載の光信号受信機。
7. マルチモードファイバの特定のモードに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換ステップと、
   前記光電気変換ステップにおいて電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換ステップと、
   前記ＡＤ変換ステップにおいてデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理ステップと、
   を有する光信号受信方法。
8. マルチモードファイバを介して光信号送信機と光信号受信機とが光信号を送受信する光伝送システムであって、
   前記光信号送信機は、光信号を変調して光変調信号を生成し、生成した光変調信号を前記マルチモードファイバの特定のモードに入力し、
   前記光信号受信機は、
   前記マルチモードファイバに入力された光変調信号を検波して電気信号に変換する光電気変換部と、
   前記光電気変換部によって電気信号に変換された前記光変調信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された前記光変調信号の波形歪みを等化して復調する信号処理部と、
   を備える光伝送システム。

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