JP2017050768A - 光伝送システムおよびビット割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波長分割多重で複数のマルチキャリア信号を光伝送する際に、各マルチキャリア信号のビット配置を決定するために要する時間を短縮する方法および光伝送システムを提供する。【解決手段】光伝送において、波長分割多重の各波長で周波数特性が異なるサブキャリアで構成されたマルチキャリア信号を伝送する際に、使用するビット割当を異ならせる。相手光伝送装置から送信Ｓ９されたプローブ信号を基にサブキャリア毎にＳＮＲを算出しＳ１０、各波長チャネル毎のＳＮＲから共通ＳＮＲを算出するＳ１３。共通ＳＮＲから各サブキャリアに割り当てるビット配置を決定するＳ１４。送信側へビット配置情報を送信しＳ１５、同ビット配置に基づき送信側は送信回路を制御するＳ１６。【選択図】図１３

Description

本発明は、マルチキャリア信号を伝送する光伝送システムおよびマルチキャリア信号のビット割当方法に係わる。

近年、データの伝送速度を向上させる技術の１つとして、離散マルチトーン（ＤＭＴ：Discrete Multi-Tone）変調が実用化されている。ＤＭＴは、マルチキャリア伝送方式の１つであり、複数のサブキャリアを利用してデータを伝送する。すなわち、ＤＭＴ変調においては、１つの信号帯域に対して複数のサブキャリアが割り当てられる。そして、各サブキャリアを利用してそれぞれデータが伝送される。よって、１つの信号帯域に対して多数のサブキャリアを割り当てることにより、各サブキャリアの伝送レートを高くすることなく、大容量のデータ伝送が実現される。

ＤＭＴ伝送システムにおいては、データ送信を開始する前に、送信局と受信局との間でＤＭＴネゴシエーションが実行される。ＤＭＴネゴシエーションにおいては、ＤＭＴ信号の各サブキャリアの品質が検出され、検出される品質に基づいて各サブキャリアに対して割り当てるビット数が決定される。このとき、ＤＭＴ信号の各サブキャリアの変調方式が決定される。この結果、各サブキャリアの通信品質を低下させることなく、効率的なデータ伝送が実現される。

なお、光ファイバを介して相互に接続された端末機器間でデータの廃棄がなされることのないデータ伝送を実現する通信レートのオートネゴシエーションシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。また、特許文献２に関連する技術が記載されている。

特開２００６−１３５４８７号公報 特開平９−１９１２９１号公報

ところで、通信システムの大容量化を実現する技術の１つとして、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が普及している。ＷＤＭは、複数の異なる波長を利用してデータを伝送する。すなわち、ＷＤＭにおいては、複数の波長チャネルが多重化される。そして、ＷＤＭの各波長チャネルにＤＭＴ変調を適用すれば、通信システムのさらなる高速化または大容量化が実現される。

ただし、ＷＤＭの各波長チャネルにＤＭＴ変調が適用されるシステムにおいては、必然的に、データ伝送のために使用されるサブキャリアの数が多くなる。ところが、効率的なデータ伝送を実現するためには、上述したように、各サブキャリアについてＤＭＴネゴシエーションを行う必要がある。したがって、ＷＤＭの各波長チャネルにＤＭＴ変調が適用されるシステムにおいては、データ送信を開始する前に実行されるＤＭＴネゴシエーションに要する時間が長くなる。なお、この問題は、ＤＭＴ伝送システムに限定されるものではなく、ＷＤＭの各波長チャネルにマルチキャリア変調が適用される光伝送システムにおいて発生し得る。

本発明の１つの側面に係わる目的は、波長分割多重で複数のマルチキャリア信号を伝送する光伝送システムにおいて、各マルチキャリア信号のビット配置を決定するために要する時間を短縮することである。

本発明の１つの態様のビット割当方法は、波長分割多重の各波長で周波数特性が異なるサブキャリアで構成されたマルチキャリア信号を伝送する光伝送システムにおいて使用され、異なるサブキャリアにおいてそれぞれ対応する波長のマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定し、前記異なるサブキャリアにおいて測定された複数の伝送特性に基づいて、前記各波長のマルチキャリア信号の各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する。

上述の態様によれば、波長分割多重で複数のマルチキャリア信号を伝送する光伝送システムにおいて、各マルチキャリア信号のビット配置を決定するために要する時間が短縮される。

ＤＭＴ変調を利用してデータを伝送する光伝送システムの一例を示す図である。 ＤＭＴ変調について説明する図である。 ＤＭＴネゴシエーションの手順を示す図である。 第１の実施形態に係わる光伝送システムの一例を示す図である。 ＤＭＴ変調器の一例を示す図である。 ＤＭＴ復調器の一例を示す図である。 波長および周波数に対するＳＮＲ特性を示す図である。 第１の実施形態のＤＭＴネゴシエーションの一例を示す図である。 第１の実施形態のＤＭＴネゴシエーションで得られるＳＮＲ特性を示す図である。 ＳＮＲ特性に基づいてビット配置を決定する方法を説明する図である。 ビット配置の例を模式的に示す図である。 ＤＭＴ変調光信号の伝送特性を示す図である。 第１の実施形態のビット割当方法の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態においてビット配置を決定する方法の一例を示す図である。 補正値テーブルの一例を示す図である。 第３の実施形態のＤＭＴネゴシエーションの一例を示す図である。 第３の実施形態のＤＭＴネゴシエーションで得られるＳＮＲ特性を示す図である。

本発明の実施形態に係わる光伝送システムは、ＷＤＭ信号を伝送する。ＷＤＭにおいては、複数の波長チャネルが多重化される。そして、ＷＤＭの各波長チャネルにＤＭＴ変調が適用される。以下では、まず、ある１つの波長チャネルにおいてＤＭＴ変調信号を伝送する方法について説明する。なお、ＤＭＴは、マルチキャリア伝送方式の１つであり、複数のサブキャリアを利用してデータを伝送する。

図１は、ＤＭＴ変調を利用してデータを伝送する光伝送システムの一例を示す。ここでは、光送信器１から光受信器２へＤＭＴ変調光信号が伝送されるものとする。光送信器１と光受信器２との間には、光ファイバ伝送路が設けられている。なお、光ファイバ伝送路上には、１または複数の光増幅器が設けられていてもよい。

光送信器１は、ＤＭＴ変調器１ａ、Ｄ／Ａコンバータ１ｂ、Ｅ／Ｏ素子１ｃを有する。ＤＭＴ変調器１ａは、データからＤＭＴ変調信号を生成する。このとき、データは、分割されて複数のサブキャリアに割り当てられる。このため、高速データが伝送される場合であっても、各サブキャリアに割り当てられるデータの速度を遅くすることができる。尚、複数のサブキャリアの周波数は互いに異なっている。

Ｄ／Ａコンバータ１ｂは、ＤＭＴ変調器１ａにより生成されるＤＭＴ変調信号をアナログ信号に変換する。Ｅ／Ｏ素子１ｃは、アナログＤＭＴ変調信号からＤＭＴ変調光信号を生成する。Ｅ／Ｏ素子１ｃは、特に限定されるものではないが、例えば、直接変調レーザ部品（ＤＭＬ：Directly Modulated Laser）により実現される。

図２（ａ）は、ＤＭＴ変調光信号のスペクトルの一例を示す。この例では、ＤＭＴ変調において、ｍ個のサブキャリア１〜ｍを利用してデータが伝送される。また、各サブキャリアの光強度（または、光パワー）は、ほぼ等化されている。そして、このＤＭＴ変調光信号は、光ファイバ伝送路を介して伝送され、光受信器２により受信される。

光受信器２は、Ｏ／Ｅ素子２ａ、Ａ／Ｄコンバータ２ｂ、ＤＭＴ復調器２ｃを有する。Ｏ／Ｅ素子２ａは、受信したＤＭＴ変調光信号を電気信号に変換する。このＯ／Ｅ素子２ａは、例えば、フォトダイオードを含んで構成される。Ａ／Ｄコンバータ２ｂは、Ｏ／Ｅ素子２ａから出力される信号をデジタル信号に変換する。そして、ＤＭＴ復調器２ｃは、Ａ／Ｄコンバータ２ｂから出力されるデジタル信号に対してＤＭＴ復調を行ってデータを再生する。

上記構成の光伝送システムにおいて、各サブキャリアに対するビット割当は、ノード間の伝送特性（又は、品質）に基づいて決定される。伝送特性は、例えば、受信側の光伝送装置においてモニタされる信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）により特定される。すなわち、伝送特性モニタ部３は、光送信器１から受信するＤＭＴ変調光信号の信号対雑音比をモニタする。この場合、伝送特性モニタ部３は、サブキャリア毎に信号対雑音比をモニタする。

図２（ｂ）は、伝送特性モニタ部３により測定された伝送特性の一例を示す。横軸は、各サブキャリアを識別するサブキャリア番号（１〜Ｎ）を表す。縦軸は、信号対雑音比を表す。この例では、サブキャリア番号が小さい周波数領域で伝送特性が良好であり、サブキャリア番号が大きい周波数領域で伝送特性が劣化している。なお、以下の記載では、サブキャリア番号が小さいほど周波数が低く、サブキャリア番号が大きいほど周波数が高いものとする。すなわち、この実施例では、サブキャリアの周波数が低いほど信号対雑音比が高く、サブキャリアの周波数が高いほど信号対雑音比が低い。

ビット割当部４は、伝送特性モニタ部３により測定された伝送特性に基づいて、ビット配置を決定する。すなわち、各サブキャリアについて、１シンボルで伝送するビット数が決定される。このとき、信号対雑音比が高いサブキャリアに対して割り当てられるビット数は大きく、信号対雑音比が低いサブキャリアに対して割り当てられるビット数は小さい。図２（ｃ）に示す例では、ＤＭＴ変調光信号は、２５６個のサブキャリアを利用してデータを伝送する。そして、サブキャリア１〜１００に対してそれぞれ「４ビット」が割り当てられ、サブキャリア１０１〜１９０に対してそれぞれ「３ビット」が割り当てられ、サブキャリア１９１〜２５６に対してそれぞれ「２ビット」が割り当てられている。

送信回路制御部５は、ビット割当部４により決定されたビット配置に従って、各サブキャリアの変調方式を指定する。例えば、「２ビット」が割り当てられるサブキャリアに対してＱＰＳＫ変調方式が指定される。「３ビット」が割り当てられるサブキャリアに対して８ＰＳＫ変調方式が指定される。「４ビット」が割り当てられるサブキャリアに対して１６ＱＡＭ変調方式が指定される。そうすると、ＤＭＴ変調器１ａは、送信回路制御部５により指定された変調方式で、各サブキャリアを変調する。

なお、図１に示す構成では、送信側の伝送装置内に光送信器１および送信回路制御部５が設けられ、受信側の伝送装置内に光受信器２、伝送特性モニタ部３、ビット割当部４が設けられるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。たとえば、ビット割当部４は、送信側の伝送装置内に設けられていてもよい。この場合、伝送特性モニタ部３による測定結果が、受信側の伝送装置から送信側の伝送装置へ通知される。

図３は、ＤＭＴネゴシエーションの手順を示す。ＤＭＴネゴシエーションは、以下に説明するステージ１〜３を含み、ＤＭＴ送信器とＤＭＴ受信器との間で実行される。なお、ＤＭＴ送信器は、図１に示す光送信器１またはＤＭＴ変調器１ｂに相当する。また、ＤＭＴ受信器は、図１に示す光受信器２またはＤＭＴ復調器２ｃに相当する。

ステージ１において、ＤＭＴ送信器は、ＤＭＴ受信器へ同期用パイロット信号を送信する。この同期用パイロット信号により、ＤＭＴ送信器とＤＭＴ受信器との間の同期が確立する。

ステージ２において、ＤＭＴ送信器は、ＤＭＴ受信器へプローブ信号を送信する。ここで、ＤＭＴ受信器は、受信信号を等化するためのイコライザを備える。イコライザは、デジタルフィルタで実現される。そして、ＤＭＴ受信器は、受信したプローブ信号に基づいて、イコライザのパラメータ（例えば、デジタルフィルタのタップ係数）を計算する。計算されたパラメータは、イコライザに与えられる。なお、ステージ２の動作は、サブキャリア毎に実行される。したがって、例えば、ＤＭＴ変調光信号が２５６個のサブキャリアにより構成されているときは、プローブ信号を送信する動作およびイコライザパラメータを計算する動作が２５６回実行される。

ステージ３において、ＤＭＴ送信器は、ＤＭＴ受信器へプローブ信号を送信する。ＤＭＴ受信器は、プローブ信号を利用して信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）を測定する。ここで、ステージ３の動作も、サブキャリア毎に実行される。したがって、例えば、ＤＭＴ変調光信号が２５６個のサブキャリアにより構成されているときは、プローブ信号を送信する動作およびＳＮＲを測定する動作が２５６回実行される。そして、ＤＭＴ受信器は、各サブキャリアについて測定したＳＮＲに基づいて、各サブキャリアに割り当てるビット数を計算する。すなわち、ＤＭＴ変調光信号のビット配置が決定される。

ＤＭＴ受信器は、ビット配置を表すビット配置情報をＤＭＴ送信器へ送信する。そうすると、ＤＭＴ送信器は、ビット配置情報に基づいて送信回路を設定する。例えば、ＤＭＴ送信器は、ビット配置情報に基づいて、入力データを複数のサブキャリアに分配するデータ分配回路および各サブキャリアを変調する変調器の動作状態を設定する。この後、ＤＭＴ送信器は、データの送信を開始する。

上述のように、ＤＭＴネゴシエーションのステージ２およびステージ３は、ＤＭＴ変調光信号を構成するサブキャリアの個数と同じ回数繰り返し実行される。このため、ＤＭＴネゴシエーションのために要する時間が長くなることがある。そこで、本発明の実施形態に係わる光伝送システムは、ＤＭＴネゴシエーション時間を短縮するビット割当て方法を実行する。

＜第１の実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係わる光伝送システムの一例を示す。第１の実施形態に係わる光伝送システムは、送信側に設けられる光伝送装置１０および受信側に設けられる光伝送装置２０を含む。光伝送装置１０、２０間には、光ファイバ伝送路が設けられる。光ファイバ伝送路上には、１または複数の光増幅器が設けられていてもよい。

光伝送装置１０は、複数のＤＭＴ送信器１１、多重化器（ＭＵＸ）１２、送信回路制御部１３を備える。この実施例では、光伝送装置１０は、４個のＤＭＴ送信器１１（１１−１〜１１−４）を備える。

ＤＭＴ送信器１１は、ＤＭＴ変調器（ＤＭＴｍｏｄ）１１ａ、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１１ｂ、Ｅ／Ｏ素子（ＤＭＬ）１１ｃを有する。ＤＭＴ変調器１１ａは、入力データからＤＭＴ変調信号を生成する。入力データは、分割されて複数のサブキャリアに割り当てられる。複数のサブキャリアの周波数は、図２（ａ）に示すように、互いに異なっている。この実施例では、各ＤＭＴ送信器１１は、２５６個のサブキャリアを使用してＤＭＴ変調光信号を生成する。Ｄ／Ａコンバータ１１ｂは、ＤＭＴ変調器１１ａにより生成されるＤＭＴ変調信号をアナログ信号に変換する。Ｅ／Ｏ素子１１ｃは、アナログＤＭＴ変調信号からＤＭＴ変調光信号を生成する。このように、ＤＭＴ送信器１１は、入力データからＤＭＴ変調光信号を生成する。

ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４は、それぞれ１．３μｍ帯に配置される波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４を利用してＤＭＴ変調光信号を送信する。波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４の波長は、この実施例では、1296nm、1300nm、1305nm、1309nmである。また、各ＤＭＴ変調光信号は、２５６個のサブキャリアにより構成される。すなわち、各波長チャネルのＤＭＴ変調光信号を構成するサブキャリアの個数は、互いに同じである。加えて、各波長チャネルのサブキャリアの周波数範囲も互いに同じである。さらに、以下の記載では、ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４の伝送容量は互いに同じであるものとする。また、ＤＭＴ送信器１１−Ｔｘ１〜１１−Ｔｘ４は、他の波長帯でＤＭＴ変調光信号を送信してもよい。

多重化器１２は、ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４により生成されるＤＭＴ変調光信号を多重化してＷＤＭ信号を生成する。このＷＤＭ信号は、光伝送路を介して伝送され、光伝送装置２０により受信される。送信回路制御部１３は、ビット割当部２６から与えられるビット配置情報に基づいて、各ＤＭＴ送信器１１のＤＭＴ変調器１１ａの動作状態を制御する。なお、送信回路制御部１３は、例えば、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。ただし、送信回路制御部１３の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。

図５は、ＤＭＴ変調器１１ａの一例を示す。ＤＭＴ変調器１１ａは、分配器３１、マッパ３２、ＩＦＦＴ回路３３、合波器３４、プローブ信号生成器３５を備える。なお、ＤＭＴ変調器１１ａは、他の回路要素を備えていてもよい。

分配器３１は、ビット割当指示に従って、入力データを複数のサブキャリアに割り当てる。ビット割当指示は、送信回路制御部１３においてビット配置情報に基づいて生成される。また、ビット割当指示は、各サブキャリアに対して割り当てられるビット数を指定する。例えば、サブキャリアＳＣ１に対して「４ビット」が割り当てられており、サブキャリアＳＣ２５６に対して「２ビット」が割り当てられているものとする。この場合、分配器３１は、シンボル毎に、サブキャリアＳＣ１に４ビットのデータを与え、サブキャリアＳＣ２５６に２ビットのデータを与える。

マッパ３２は、サブキャリア毎に設けられる。よって、この実施例では、ＤＭＴ変調器１１ａは、２５６個のマッパ３２を備える。そして、各マッパ３２は、ビット割当指示に従って、入力信号をコンステレーション上にマッピングする。すなわち、入力信号は、位相および振幅を表す電界情報信号に変換される。ビット割当指示は、送信回路制御部１３から与えられる。また、ビット割当指示は、実質的に、変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭなど）を指定する。例えば、サブキャリアＳＣ１に対して「４ビット：１６ＱＡＭ」が指定されており、サブキャリアＳＣ２５６に対して「２ビット：ＱＰＳＫ」が指定されているものとする。この場合、サブキャリアＳＣ１に対応するマッパ３２は、与えられる４ビットデータを１６ＱＡＭ信号に変換し、サブキャリアＳＣ２５６に対応するマッパ３２は、与えられる２ビットデータをＱＰＳＫ信号に変換する。

ＩＦＦＴ回路３３は、マッパ３２から出力される電界情報信号を時間領域信号に変換する。すなわち、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２５６に対応する時間領域信号が生成される。合波器３４は、ＩＦＦＴ回路３３から出力される時間領域信号を合波してＤＭＴ変調信号を生成する。

プローブ信号生成器３５は、ＤＭＴネゴシエーションが実行されるときに、プローブ信号を生成する。プローブ信号は、予め決められたデータパターンを表す。そして、生成されるプローブ信号は、分配器３１に与えられる。なお、ＤＭＴネゴシエーションが実行されるときは、分配器３１は、プローブ信号を指定されたサブキャリアに割り当てる。この場合、他のサブキャリアは、例えば、ランダム信号を伝送する。

光伝送装置２０は、逆多重化器（ＤＥＭＵＸ）２１、複数のＤＭＴ受信器２２、算出部２３、ビット割当部２６を備える。この実施例では、光伝送装置２０は、４個のＤＭＴ受信器２２（２２−１〜２２−４）を備える。

逆多重化器２１は、受信ＷＤＭ信号を波長チャネル毎に分離する。この実施例では、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４が分離される。そして、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４は、それぞれ波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４を介してＤＭＴ変調光信号を受信する。

ＤＭＴ受信器２２は、受光器（ＰＤ）２２ａ、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２２ｂ、ＤＭＴ復調器（ＤＭＴｄｅｍｏｄ）２２ｃを有する。受光器２２ａは、受信したＤＭＴ変調光信号を電気信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２２ｂは、受光器２２ａから出力される信号をデジタル信号に変換する。そして、ＤＭＴ復調器２２ｃは、Ａ／Ｄコンバータ２２ｂから出力されるデジタル信号に対してＤＭＴ復調を行ってデータを再生する。

図６は、ＤＭＴ復調器２２ｃの一例を示す。ＤＭＴ復調器２２ｃは、分波器４１、フィルタ４２、ＦＦＴ回路４３、デマッパ４４、多重化器４５を備える。なお、ＤＭＴ復調器２２ｃは、他の回路要素を備えていてもよい。

分波器４１は、受信したＤＭＴ変調信号をサブキャリア毎に分離する。すなわち、各サブキャリアの受信信号は、対応するフィルタ４２に導かれる。フィルタ４２は、サブキャリア毎に設けられる。よって、この実施例では、ＤＭＴ復調器２２ｃは、２５６個のフィルタ４２を備える。フィルタ４２は、受信信号のパワーおよび位相を等化する。ここで、フィルタ４２は、ＦＩＲフィルタなどのデジタルフィルタにより実現される。よって、フィルタ４２の等化特性は、与えられるフィルタ係数（または、タップ係数）により制御される。フィルタ係数は、後述する係数算出部２４から与えられる。

ＦＦＴ回路４３は、フィルタ４２により等化された受信信号を周波数領域信号に変換する。各周波数領域信号は、対応するサブキャリアの電界情報を表す。デマッパ４４は、対応する周波数領域信号からデータを再生する。なお、デマッパ４４は、図５に示すマッパ３２の逆処理を実行する。多重化器４５は、各サブキャリアのデータを多重化する。

図４に戻る。算出部２３は、各ＤＭＴ受信器２２により再生されるデータに基づいて、ＤＭＴ信号の伝送特性を算出する。この例では、算出部２３は、係数算出部２４およびＳＮＲ算出部２５を含む。なお、算出部２３は、例えば、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。ただし、算出部２３の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。

係数算出部２４は、サブキャリア毎に、受信信号を適切に等化するフィルタ係数を算出する。なお、係数算出部２４は、図３に示すＤＭＴネゴシエーションのステージ２においてフィルタ係数を算出する。そして、算出されたフィルタ係数は、図６に示す対応するフィルタ４２に与えられる。ＳＮＲ算出部２５は、サブキャリア毎に、受信信号のＳＮＲを算出する。なお、ＳＮＲ算出部２５は、図３に示すＤＭＴネゴシエーションのステージ３においてＳＮＲを算出する。

ビット割当部２６は、ＳＮＲ算出部２５により算出された各サブキャリアのＳＮＲに基づいて、各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する。ビット割当部２６は、ビット／パワー配置を計算してもよい。ただし、以下の記載では、説明を簡潔にするために、ビット割当部２６は、単に、各サブキャリアに割り当てるビット数を決定するものとする。

ビット割当部２６は、例えば、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。ただし、ビット割当部２６の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。また、ビット割当部２６が光伝送装置２０に設けられるときは、算出部２３およびビット割当部２６が１つのプロセッサシステムにより実現されるようにしてもよい。

ビット割当部２６は、各サブキャリアに割り当てるビット数を表すビット配置情報を送信回路制御部１３に送信する。そうすると、送信回路制御部１３は、このビット配置情報に基づいて、各ＤＭＴ送信器１１のＤＭＴ変調器１１ａの動作状態を制御する。

図７は、波長および周波数に対するＳＮＲ特性を示す。ｃｈ１〜ｃｈ４は、図４に示すＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４により生成されるＤＭＴ変調光信号を伝送する波長チャネルを表す。したがって、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４の中では、波長チャネルｃｈ１の波長が最も短く、波長チャネルｃｈ４の波長が最も長い。また、各ＤＭＴ変調光信号は、２５６個のサブチャネルＳＣ１〜ＳＣ２５６により構成される。上述したように、サブチャネルＳＣ１〜ＳＣ２５６の中では、サブキャリアＳＣ１の周波数が最も低く、サブキャリアＳＣ２５６の周波数が最も高い。

図７に示すように、１．３μｍ帯においては、波長が長くなるほどＳＮＲが劣化する。具体的には、波長チャネルｃｈ１からｃｈ４に向かって順番にＳＮＲが低くなっていく。また、サブキャリアの周波数が高くなるほどＳＮＲが劣化する。具体的には、サブキャリアＳＣ１からサブキャリアＳＣ２５６に向かってほぼ順番にＳＮＲが低くなっていく。さらに、サブキャリアの周波数が低い領域では波長チャネル間でＳＮＲ特性の差分は小さいが、サブキャリアの周波数が高い領域では波長チャネル間でＳＮＲ特性の差分は大きい。なお、ＳＮＲの劣化は、主に波長分散に起因する。

図７に示すＳＮＲ特性は、例えば、各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４においてＤＭＴネゴシエーションのステージ３を全てのサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２５６に対して順番に実行することにより得られる。ただし、この場合、各波長チャネルにおいて２５６回のＳＮＲ測定が必要である。すなわち、ＤＭＴネゴシエーション時間が長くなるおそれがある。そこで、本発明の第１の実施形態の光伝送システムにおいては、ＤＭＴネゴシエーション時間を短くするビット割当方法が実行される。

図８は、第１の実施形態のＤＭＴネゴシエーションの一例を示す。第１の実施形態のＤＭＴネゴシエーションでは、波長チャネル毎にプローブ信号を送信するサブキャリア範囲が異なる。この実施例では、波長チャネルｃｈ１においてサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のプローブ信号が順番に伝送され、波長チャネルｃｈ２においてサブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のプローブ信号が順番に伝送され、波長チャネルｃｈ３においてサブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のプローブ信号が順番に伝送され、波長チャネルｃｈ４においてサブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のプローブ信号が順番に伝送される。

たとえば、ＤＭＴネゴシエーションのステージ３は、以下の手順で実行される。即ち、まず、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４においてそれぞれサブキャリアＳＣ１、ＳＣ６５、ＳＣ１２９、ＳＣ１９３のＳＮＲが測定される。このとき、４つの波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４において並列にプローブ信号が伝送され、並列にＳＮＲが測定される。続いて、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４においてそれぞれサブキャリアＳＣ２、ＳＣ６６、ＳＣ１３０、ＳＣ１９４のＳＮＲが測定される。同様に、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４においてそれぞれ順番にサブキャリアが選択されてＳＮＲが測定される。そして、最後に、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４においてそれぞれサブキャリアＳＣ６４、ＳＣ１２８、ＳＣ１９２、ＳＣ２５６のＳＮＲが測定される。

図９は、第１の実施形態のＤＭＴネゴシエーションで得られるＳＮＲ特性を示す。第１の実施形態では、波長チャネル毎に異なるサブキャリア範囲でＳＮＲが測定される。すなわち、波長チャネルｃｈ１においてはサブキャリア範囲Ａ（ＳＣ１〜ＳＣ６４）に属する各サブキャリアのＳＮＲが測定され、波長チャネルｃｈ２においてはサブキャリア範囲Ｂ（ＳＣ６５〜ＳＣ１２８）に属する各サブキャリアのＳＮＲが測定され、波長チャネルｃｈ３においてはサブキャリア範囲Ｃ（ＳＣ１２９〜ＳＣ１９２）に属する各サブキャリアのＳＮＲが測定され、波長チャネルｃｈ４においてはサブキャリア範囲Ｄ（ＳＣ１９３〜ＳＣ２５６）に属する各サブキャリアのＳＮＲが測定される。換言すれば、サブキャリア範囲Ａ（ＳＣ１〜ＳＣ６４）のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ１を利用して取得し、サブキャリア範囲Ｂ（ＳＣ６５〜ＳＣ１２８）のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ２を利用して取得し、サブキャリア範囲Ｃ（ＳＣ１２９〜ＳＣ１９２）のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ３を利用して取得し、サブキャリア範囲Ｄ（ＳＣ１９３〜ＳＣ２５６）のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ４を利用して取得する。

各サブキャリア範囲においてＳＮＲを測定すべき波長チャネルは、例えば、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分に基づいて決定される。この実施例では、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が大きいサブキャリア範囲においてＳＮＲの悪い波長チャネルが選択され、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が小さいサブキャリア範囲においてＳＮＲの良好な波長チャネルが選択される。なお、光信号の波長およびサブキャリアの周波数に対するＳＮＲ特性の傾向は、既知であるものとする。１．３μｍ帯においては、図７に示すように、光信号の波長が長くなるほどＳＮＲが低くなり、且つ、サブキャリアの周波数が高くなるほどＳＮＲが低くなる。したがって、この傾向が既知であるときは、サブキャリア範囲ごとに、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分の大きさを見積もることができる。

例えば、図７に示すように、サブキャリアの周波数が高い領域（すなわち、サブキャリア番号の大きい領域）において、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が大きい。また、波長の短い波長チャネルと比較して、波長の長い波長チャネルのＳＮＲは劣化している。したがって、サブキャリア範囲Ｄにおいては、波長チャネルｃｈ４のＳＮＲ特性が測定される。換言すれば、波長チャネルｃｈ４を利用してサブキャリア範囲ＤのＳＮＲ特性が測定される。反対に、サブキャリアの周波数が低い領域（すなわち、サブキャリア番号の小さい領域）において、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が小さい。また、波長の長い波長チャネルと比較して、波長の短い波長チャネルのＳＮＲは良好である。したがって、サブキャリア範囲Ａにおいては、波長チャネルｃｈ１のＳＮＲ特性が測定される。換言すれば、波長チャネルｃｈ１を利用してサブキャリア範囲ＡのＳＮＲ特性が測定される。同様のポリシでサブキャリア範囲Ｂ、ＣにおいてＳＮＲ特性を測定する波長チャネルが決定される。

上述のＳＮＲ特性は、図４に示すＳＮＲ算出部２５により測定される。そして、ＳＮＲ算出部２５は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４においてそれぞれ測定されたＳＮＲ特性を連結して共通ＳＮＲ特性を生成する。そして、ビット割当部２６は、ＳＮＲ算出部２５により生成される共通ＳＮＲ特性に基づいて、各サブキャリアに対して割り当てるビット数を表すビット配置を決定する。このビット配置は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して同じである。

具体的には、ビット割当部２６は、図９に示すＳＮＲ特性（即ち、共通ＳＮＲ特性）に基づいて、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４により共用されるビット配置を決定する。すなわち、ビット割当部２６は、サブキャリア範囲Ａにおいて波長チャネルｃｈ１から取得したＳＮＲ特性、サブキャリア範囲Ｂにおいて波長チャネルｃｈ２から取得したＳＮＲ特性、サブキャリア範囲Ｃにおいて波長チャネルｃｈ３から取得したＳＮＲ特性、サブキャリア範囲Ｄにおいて波長チャネルｃｈ４から取得したＳＮＲ特性に基づいて、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４により共用されるビット配置を決定する。なお、ＳＮＲ特性から各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する方法は、公知のアルゴリズムを利用することができる。

図１０は、ＳＮＲ特性に基づいてビット配置を決定する方法を説明する図である。ここでは、説明を簡単にするために、ＤＭＴ変調光信号は８個のサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ８により構成されているものとする。また、測定によりＳＮＲ特性Ａが得られているものとする。なお、SNR_BPSK、SNR_QPSK、SNR_8PSK、SNR_16QAMは、それぞれＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭの許容ＳＮＲを表す。許容ＳＮＲは、ビット誤り率が所定の条件を満足することを保証する閾値に相当する。

ビット割当アルゴリズムは、例えば、最もＳＮＲマージンの大きいサブキャリアに対してビットを割り当てる。ここで、各サブキャリアのＳＮＲマージンは、例えば、以下の方法で計算される。
ビットが割り当てられていないサブキャリア：測定されたＳＮＲとSNR_BPSKとの差
１ビットが割り当てられているサブキャリア：測定されたＳＮＲとSNR_QPSKとの差
２ビットが割り当てられているサブキャリア：測定されたＳＮＲとSNR_8PSKとの差
３ビットが割り当てられているサブキャリア：測定されたＳＮＲとSNR_16QAMとの差

よって、第１ビットの割当においては、各サブキャリアのＳＮＲとSNR_BPSKとの差を計算することによって、各サブキャリアのＳＮＲマージンが計算される。そして、ＳＮＲマージンが最も大きいサブキャリアに対して第１ビットが割り当てられる。この実施例では、サブキャリアＳＣ１のＳＮＲマージンが最も大きいので、サブキャリアＳＣ１に対して第１ビットが割り当てられる。

第２ビットの割当においては、サブキャリアＳＣ１のＳＮＲマージンは、サブキャリアＳＣ１のＳＮＲとSNR_QPSKとの差である。一方、サブキャリアＳＣ２〜ＳＣ８のＳＮＲマージンは、対応するＳＮＲとSNR_BPSKとの差である。そして、ＳＮＲマージンが最も大きいサブキャリアに対して第２ビットが割り当てられる。例えば、サブキャリアＳＣ２のＳＮＲマージンが最も大きいものとすると、サブキャリアＳＣ２に対して第２ビットが割り当てられる。

同様に、ビット割当アルゴリズムは、ＳＮＲマージンの大きいサブキャリアに対して順番にビットを割り当ててゆく。そして、予め指定された数のビットがサブキャリアに割り当てられると、ビット割当アルゴリズムの処理は終了する。

第１の実施形態の光伝送システムでは、ＤＭＴ変調信号のサブキャリア範囲が複数に分割され、各サブキャリア範囲においてそれぞれ対応するマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性が測定される。図１０（ｂ）に示す例では、ＤＭＴ変調信号のサブキャリア範囲は、サブキャリア範囲Ａ１およびサブキャリア範囲Ａ２に分割されている。サブキャリア範囲Ａ１においては、ＤＭＴ変調光信号１のサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ４のＳＮＲが測定される。また、サブキャリア範囲Ａ２においては、ＤＭＴ変調光信号２のサブキャリアＳＣ５〜ＳＣ８のＳＮＲが測定される。この結果、サブキャリア範囲Ａ１においてＳＮＲ特性Ａ１が得られ、サブキャリア範囲Ａ２においてＳＮＲ特性Ａ２が得られているものとする。なお、図１０（ｂ）に示す例では、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ８に割り当てるべきデータは、１シンボル当たり１２ビットであるものとする。

ビット割当部２６は、ＳＮＲ特性Ａ１およびＳＮＲ特性Ａ２を連結することにより生成される共通ＳＮＲ特性に基づいてビット割当を実行する。各ＳＮＲ特性の測定および共通ＳＮＲ特性の生成は、上述したように、ＳＮＲ算出部２５により行われる。

ビット割当部２６は、図１０（ａ）参照しながら説明したように、各サブキャリアのＳＮＲマージンに基づいてビット割当を行う。この場合、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ４のＳＮＲマージンは、ＤＭＴ変調光信号１を利用して測定されたＳＮＲ特性Ａ１に基づいて算出される。また、サブキャリアＳＣ５〜ＳＣ８のＳＮＲマージンは、ＤＭＴ変調光信号２を利用して測定されたＳＮＲ特性Ａ２に基づいて算出される。

第１ビットの割当においては、サブキャリアＳＣ１のＳＮＲマージン（サブキャリアＳＣ１のＳＮＲとSNR_BPSKとの差分）が最大である。よって、第１ビットはサブキャリアＳＣ１に割り当てられる。この後、サブキャリアＳＣ１のＳＮＲマージンは、「サブキャリアＳＣ１のＳＮＲとSNR_QPSKとの差分」に更新される。

第２ビットの割当においては、サブキャリアＳＣ２のＳＮＲマージン（サブキャリアＳＣ２のＳＮＲとSNR_BPSKとの差分）が最大である。よって、第２ビットはサブキャリアＳＣ２に割り当てられる。この後、サブキャリアＳＣ２のＳＮＲマージンは、「サブキャリアＳＣ２のＳＮＲとSNR_QPSKとの差分」に更新される。

同様に、第３ビット〜第１２ビットがそれぞれ最大のＳＮＲマージンを有するサブキャリアに割り当てられる。この結果、図１０（ｂ）に示す例では、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２に対してそれぞれ３ビットが割り当てられ、サブキャリアＳＣ３〜ＳＣ４に対してそれぞれ２ビットが割り当てられ、サブキャリアＳＣ５〜ＳＣ６に対してそれぞれ１ビットが割り当てられている。なお、サブキャリアＳＣ７、ＳＣ８にはビットが割り当てられていない。

なお、図１０に示すビット割当アルゴリズムは、ビット割当方法の一例であり、本発明または本発明の第１の実施形態は、このアルゴリズムに限定されるものではない。すなわち、本発明または本発明の第１の実施形態は、他の任意のアルゴリズムでＳＮＲ特性に基づいてビット割当を行うことができる。

このように、第１の実施形態では、複数の波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して共通のＳＮＲ特性が生成され、そのＳＮＲ特性に基づいて各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して共通のビット配置が生成される。そして、各ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４は、それぞれその共通のビット配置に応じてＤＭＴ変調光信号を生成する。ここで、第１の実施形態で生成される共通のＳＮＲ特性は、実際に測定されるＳＮＲ特性に対して誤差を有している。よって、すべてのサブキャリアのＳＮＲを測定した結果に基づいてビット配置を決定する方式と比較すると、第１の実施形態で生成される各ＤＭＴ変調光信号の伝送特性が劣化するおそれがある。

なお、この明細書では、各波長チャネルのすべてのサブキャリアのＳＮＲを測定し、その測定結果に基づいてビット配置を決定する手順を「全サブキャリア測定方式」と呼ぶことがある。全サブキャリア測定方式においては、各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４のビット配置は、それぞれ図７に示す対応するＳＮＲ特性に基づいて算出される。したがって、全サブキャリア測定方式においては、各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４のビット配置は、互いに異なっている。図１１（ａ）は、波長チャネルｃｈ１に対して全サブキャリア測定方式で決定されたビット配置の例を示す。図１１（ｂ）は、波長チャネルｃｈ４に対して全サブキャリア測定方式で決定されたビット配置の例を示す。

これに対して、本発明の第１の実施形態では、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して同じビット配置が生成される。図１１（ｃ）は、第１の実施形態で決定されたビット配置の例を示す。

図１２は、全サブキャリア測定方式および第１の実施形態により生成されるＤＭＴ変調光信号の伝送特性を示す。ここでは、各波長チャネルのＤＭＴ変調光信号のビット誤り率を示している。なお、ＦＥＣ限界は、ＤＭＴ変調光信号により伝送されるデータに所定のＦＥＣ（Forward Error Correction）符号が付与されている場合において、そのＦＥＣ符号により訂正可能なビット誤り率の最大値を表す。

全サブキャリア測定方式に基づいてＤＭＴ変調光信号が生成される場合、波長の短い波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２と比較して、波長の長い波長チャネルｃｈ３、ｃｈ４のビット誤り率が大きくなっている。なお、各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４の伝送容量が互いに同じであり、且つ、一定であるときは、各サブキャリアのＳＮＲが低い波長チャネル（すなわち、波長チャネルｃｈ３、ｃｈ４）のビット誤り率が高くなる。

第１の実施形態においてＤＭＴ変調光信号が生成される場合、全サブキャリア測定方式と比較して、ビット誤り率が高くなってしまう。ただし、第１の実施形態において共通ビット配置を決定するとき、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が大きいサブキャリア範囲（すなわち、サブキャリア範囲Ｄ）において、ＳＮＲの低い波長チャネル（すなわち、波長チャネルｃｈ４）のＳＮＲ特性が使用される。すなわち、伝送特性の悪い波長チャネルｃｈ４において、実際に測定されたＳＮＲ特性に基づいてビット割当が行われる。よって、波長チャネルｃｈ４においては、ビット割当誤差が小さく、全サブキャリア測定方式に対する伝送特性の劣化も小さい。

波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ３においては、波長チャネル間でのＳＮＲ特性の差分が大きいサブキャリア範囲（特に、サブキャリア範囲Ｄ）において、他の波長チャネル（ここでは、波長チャネルｃｈ４）で測定されたＳＮＲ特性が使用される。このため、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ３においては、ビット割当誤差が大きくなり、全サブキャリア測定方式に対する伝送特性の劣化も大きくなってしまう。特に、波長チャネルｃｈ１においては、サブキャリア範囲Ｄでのビット割当誤差が大きくなるので、全サブキャリア測定方式に対する伝送特性の劣化も大きくなる。ただし、全サブキャリア測定方式に基づいてＤＭＴ変調光信号が生成される場合、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ３（特に、波長チャネルｃｈ１）のビット誤り率は低い。このため、第１の実施形態においてビット割当誤差に起因してビット誤り率が高くなる場合であっても、そのビット誤り率をＦＥＣ限界以下に抑えることができる。

このように、第１の実施形態によれば、各波長チャネルにおいてそれぞれ一部のサブキャリアのＳＮＲを測定することでビット配置が決定される。したがって、各波長チャネルのすべてのサブキャリアのＳＮＲを測定することでビット配置を決定する全サブキャリア測定方式と比較して、ＤＭＴネゴシエーション時間を短くすることができる。また、ＳＮＲ特性が最も悪い波長チャネルにおいて、全サブキャリア測定方式との誤差が最も小さくなるように共通ビット配置が作成されるので、ＤＭＴ変調光信号の伝送特性の劣化は抑制される。

なお、上述の実施例では、ＤＭＴネゴシエーションのステージ３の処理時間が短縮されるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。すなわち、本発明はＤＭＴネゴシエーションのステージ２にも適用可能である。

たとえば、係数算出部２４は、波長チャネルｃｈ１においてサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のフィルタ係数を算出し、波長チャネルｃｈ２においてサブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のフィルタ係数を算出し、波長チャネルｃｈ３においてサブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のフィルタ係数を算出し、波長チャネルｃｈ４においてサブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のフィルタ係数を算出する。そして、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４において算出されたフィルタ係数が、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のフィルタ４２に与えられる。すなわち、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のフィルタ４２に同じフィルタ係数が与えられる。この手順を導入すれば、ＤＭＴネゴシエーション時間がさらに短縮される。

図１３は、第１の実施形態のビット割当方法の一例を示すフローチャートである。この例では、光伝送装置１０から光伝送装置２０へ伝送されるＷＤＭ信号には、４つのＤＭＴ変調光信号が多重化されている。各ＤＭＴ変調光信号は、この実施例では、２５６個のサブキャリアで構成されている。

Ｓ１において、光伝送装置１０と光伝送装置２０との間で同期処理が実行される。すなわち、光伝送装置１０は、同期パイロット信号を光伝送装置２０へ送信する。そして、光伝送装置２０は、この同期パイロット信号を利用して同期を確立する。なお、Ｓ１は、ＤＭＴネゴシエーションのステージ１に相当する。

Ｓ２において、送信回路制御部１３は、変数Ｎを初期化する。変数Ｎの初期値は「１」である。また、変数Ｎは、サブキャリアをカウントするために使用される。

Ｓ３において、光伝送装置１０は、変数Ｎにより識別されるサブキャリアを利用して、光伝送装置２０へプローブ信号を送信する。このとき、送信回路制御部１３は、ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４に対して下記のサブキャリア選択指示を与える。
ＤＭＴ送信器１１−１：Ｎ
ＤＭＴ送信器１１−２：Ｎ＋６４
ＤＭＴ送信器１１−３：Ｎ＋１２８
ＤＭＴ送信器１１−４：Ｎ＋１９２
そうすると、各ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４は、サブキャリア選択指示に従ってプローブ信号を送信する。例えば、変数Ｎが「１」であるときは、ＤＭＴ送信器１１−１はサブキャリアＳＣ１を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−２はサブキャリアＳＣ６５を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−３はサブキャリアＳＣ１２９を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−４はサブキャリアＳＣ１９３を利用してプローブ信号を送信する。また、変数Ｎが「２」であるときは、ＤＭＴ送信器１１−１はサブキャリアＳＣ２を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−２はサブキャリアＳＣ６６を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−３はサブキャリアＳＣ１３０を利用してプローブ信号を送信し、ＤＭＴ送信器１１−４はサブキャリアＳＣ１９４を利用してプローブ信号を送信する。

Ｓ４において、光伝送装置２０は、光伝送装置１０から送信されるプローブ信号を利用してイコライザパラメータ（例えば、フィルタ４２のフィルタ係数）を算出する。このとき、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４は、それぞれ対応するＤＭＴ変調光信号からプローブ信号を再生する。また、係数算出部２４は、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４により再生されたプローブ信号に基づいてイコライザパラメータを算出する。算出されたイコライザパラメータは、サブキャリア番号に対応づけて、係数算出部２４に接続されるメモリに格納される。

Ｓ５において、送信回路制御部１３は、変数Ｎが「サブキャリア数／４」よりも大きいか否かを判定する。そして、変数Ｎが「サブキャリア数／４」以下であったときは、Ｓ６において変数Ｎが１だけインクリメントされる。その後、ビット割当方法の処理は、Ｓ３に戻る。すなわち、変数Ｎが「サブキャリア数／４」よりも大きくなるまで、Ｓ３〜Ｓ６が繰り返し実行される。この結果、波長チャネルｃｈ１において、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のイコライザパラメータが算出される。同様に、波長チャネルｃｈ２においてサブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のイコライザパラメータが算出され、波長チャネルｃｈ３においてサブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のイコライザパラメータが算出され、波長チャネルｃｈ４においてサブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のイコライザパラメータが算出される。

Ｓ７において、係数算出部２４は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４から収集したイコライザパラメータをＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４に設定する。例えば、波長チャネルｃｈ１から収集したイコライザパラメータは、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のためのフィルタ４２にそれぞれ設定される。同様に、波長チャネルｃｈ２から収集したイコライザパラメータは、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のサブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のためのフィルタ４２にそれぞれ設定され、波長チャネルｃｈ３から収集したイコライザパラメータは、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のサブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のためのフィルタ４２にそれぞれ設定され、波長チャネルｃｈ４から収集したイコライザパラメータは、各ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４のサブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のためのフィルタ４２にそれぞれ設定される。この後、Ｓ８において、変数Ｎは「１」に初期化される。

Ｓ９において、光伝送装置１０は、変数Ｎにより識別されるサブキャリアを利用して、光伝送装置２０へプローブ信号を送信する。なお、Ｓ３の処理およびＳ９の処理は実質的に同じなので、重複する説明は省略する。ただし、Ｓ９で送信されるプローブ信号のデータパターンは、Ｓ３において送信されるプローブ信号と異なっていてもよい。

Ｓ１０において、光伝送装置２０は、光伝送装置１０から送信されるプローブ信号を利用してＳＮＲを測定する。このとき、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４は、それぞれ対応するＤＭＴ変調光信号からプローブ信号を再生する。また、ＳＮＲ算出部２５は、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４により再生されたプローブ信号に基づいてＳＮＲを算出する。算出されたＳＮＲ値は、サブキャリア番号に対応づけて、ＳＮＲ算出部２５に接続されるメモリに格納される。

Ｓ１１において、送信回路制御部１３は、変数Ｎが「サブキャリア数／４」よりも大きいか否かを判定する。そして、変数Ｎが「サブキャリア数／４」以下であったときは、Ｓ１２において変数Ｎが１だけインクリメントされる。その後、ビット割当方法の処理は、Ｓ９に戻る。すなわち、変数Ｎが「サブキャリア数／４」よりも大きくなるまで、Ｓ９〜Ｓ１２が繰り返実行される。この結果、波長チャネルｃｈ１において、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のＳＮＲが算出される。同様に、波長チャネルｃｈ２においてサブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のＳＮＲが算出され、波長チャネルｃｈ３においてサブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のＳＮＲが算出され、波長チャネルｃｈ４においてサブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のＳＮＲが算出される。

Ｓ１３において、ＳＮＲ算出部２５は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４のＳＮＲ特性を連結して共通ＳＮＲ特性を生成する。この実施例では、図９に示すように、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４においては波長チャネルｃｈ１のＳＮＲ特性が採用され、サブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８においては波長チャネルｃｈ２のＳＮＲ特性が採用され、サブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２においては波長チャネルｃｈ３のＳＮＲ特性が採用され、サブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６においては波長チャネルｃｈ４のＳＮＲ特性が採用されている。

Ｓ１４において、ビット割当部２６は、ＳＮＲ算出部２５により生成される共通ＳＮＲ特性に基づいてビット配置を決定する。すなわち、共通ＳＮＲ特性に基づいて、各サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２５６に対して割り当てるビット数が決定される。ビット割当部２６により決定されるビット配置は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して同じである。そして、ビット割当部２６は、ビット配置を表すビット配置情報を光伝送装置１０に送る。

Ｓ１６において、送信回路制御部１３は、ビット配置情報に従ってＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４の送信回路を制御する。ここで、ビット配置は、各波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４に対して共通である。したがって、ＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４の送信回路は、ビット配置情報に従って同じ状態に制御される。このとき、分配器３１は、ビット配置情報に従って、入力データを複数のマッパ３２に分配する。また、各マッパ３２は、ビット配置情報に応じて決まる変調方式で動作する。なお、マッパ３２は、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２５６に対応してそれぞれ設けられている。

光伝送装置２０においては、ＤＭＴ受信器２２−１〜２２−４の受信回路は、ビット配置情報に従って同じ状態に制御される。このとき、各デマッパ４４は、ビット配置情報に基づいて復調すべき信号の変調方式を認識する。また、多重化器４５は、ビット配置情報に従って、複数のデマッパ４４により再生されたデータを多重化する。デマッパ４４は、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ２５６に対応してそれぞれ設けられている。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、複数の波長チャネルに対して共通ＳＮＲ特性が生成され、この共通ＳＮＲ特性に基づいて複数の波長チャネルに対して同じビット配置が生成される。これに対して、第２の実施形態では、複数のＤＭＴ変調光信号が伝送される光伝送路の特性に基づいて、ビット配置が補正される。一例としては、第１の実施形態のビット割当方法で生成されるビット配置が光伝送路の波長分散に基づいて補正される。なお、光伝送システムの構成は、第１の実施形態および第２の実施形態において実質的に同じであってよい。

図１４は、第２の実施形態においてビット配置を決定する方法の一例を示す。この実施例では、第１の実施形態と同様に、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ６４のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ１において測定され、サブキャリアＳＣ６５〜ＳＣ１２８のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ２において測定され、サブキャリアＳＣ１２９〜ＳＣ１９２のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ３において測定され、サブキャリアＳＣ１９３〜ＳＣ２５６のＳＮＲ特性は波長チャネルｃｈ４において測定される。図１４において、測定により得られたＳＮＲ特性は、それぞれ実線で表されている。

ところで、伝送特性（ここでは、ＳＮＲ）の波長依存性および周波数依存性は、光伝送路の波長分散に依存する。したがって、光伝送路の波長分散が既知であれば、ＳＮＲの波長依存性および周波数依存性を推定することができる。ここで、光伝送路の波長分散は、伝送距離および光ファイバの分散特性に基づいて算出することができる。

第２の実施形態の光伝送システムにおいては、光伝送装置１０、２０間の光伝送路の伝送距離および光ファイバの分散特性を表す伝送路情報がＳＮＲ算出部２５に与えられる。ＳＮＲ算出部２５は、この伝送路情報に基づいてＳＮＲ補正値を算出する。そして、ＳＮＲ算出部２５は、測定により得られたＳＮＲ特性をＳＮＲ補正値で補正することにより補正ＳＮＲ特性を生成する。

例えば、図１４に示すサブキャリア範囲Ｄにおいては、波長チャネルｃｈ４のＤＭＴ変調光信号を利用してＳＮＲが測定されている。したがって、サブキャリア範囲Ｄにおいては、波長チャネルｃｈ４のＳＮＲ特性を補正することにより、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３の補正ＳＮＲ特性が算出される。同様に、サブキャリア範囲Ｃにおいては、波長チャネルｃｈ３のＳＮＲ特性を補正することにより、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ４の補正ＳＮＲ特性が算出される。サブキャリア範囲Ｂにおいては、波長チャネルｃｈ２のＳＮＲ特性を補正することにより、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ３、ｃｈ４の補正ＳＮＲ特性が算出される。サブキャリア範囲Ａにおいては、波長チャネルｃｈ１のＳＮＲ特性を補正することにより、波長チャネルｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４の補正ＳＮＲ特性が算出される。

図１５は、ＳＮＲ補正値を決定するための補正値テーブルの一例を示す。補正値テーブルは、波長チャネル識別するチャネルＩＤ、ファイバ長、分散特性の組合せに対してサブキャリア番号ごとにＳＮＲ補正値を格納する。ファイバ長は、光伝送装置１０、２０間の光伝送路の伝送距離に相当する。分散特性は、光ファイバの特性を表す。なお、各サブキャリアのＳＮＲ補正値は、例えば、予め測定またはシミュレーションにより求められているものとする。

図１５に示す例では、波長チャネルｃｈ１の補正ＳＮＲ特性が生成される。なお、ファイバ長は10kmであり、光ファイバの分散特性は10ps/nm/kmである。

サブキャリア範囲Ａにおいては、ＳＮＲ算出部２５は、波長チャネルｃｈ１において測定されたＳＮＲに対応するＳＮＲ補正値を加算する。ただし、サブキャリア範囲Ａにおいては、波長チャネルｃｈ１のＳＮＲが測定されているので、ＳＮＲ補正値はゼロである。サブキャリア範囲Ｂにおいては、ＳＮＲ算出部２５は、波長チャネルｃｈ２において測定されたＳＮＲに対応するＳＮＲ補正値を加算する。例えば、波長チャネルｃｈ１のサブキャリアＳＣ６５の補正ＳＮＲは、波長チャネルｃｈ２で測定されたサブキャリアＳＣ６５のＳＮＲに「0.01」を加算することにより算出される。また、波長チャネルｃｈ１のサブキャリアＳＣ６６の補正ＳＮＲは、波長チャネルｃｈ２で測定されたサブキャリアＳＣ６６のＳＮＲに「0.02」を加算することにより算出される。同様に、サブキャリア範囲Ｃにおいては、波長チャネルｃｈ３において測定されたＳＮＲに対応するＳＮＲ補正値が加算され、サブキャリア範囲Ｄにおいては、波長チャネルｃｈ４において測定されたＳＮＲに対応するＳＮＲ補正値が加算される。例えば、波長チャネルｃｈ１のサブキャリアＳＣ２５６の補正ＳＮＲは、波長チャネルｃｈ４で測定されたサブキャリアＳＣ２５６のＳＮＲに「1.92」を加算することにより算出される。

同様の方法で波長チャネルｃｈ２〜ｃｈ４の補正ＳＮＲ特性が生成される。すなわち、波長チャネルごとに異なる補正ＳＮＲ特性が生成される。そして、ビット割当部２６は、上述のようにして生成される補正ＳＮＲ特性に基づいて各波長チャネルのビット配置を決定する。また、送信回路制御部１３は、ビット割当部２６から与えられるビット配置情報に従ってＤＭＴ送信器１１−１〜１１−４の送信回路を制御する。

上述のようにして補正されたＳＮＲ特性は、各波長チャネルのすべてのサブキャリアのＳＮＲを測定することにより得られるＳＮＲ特性と近似している。したがって、第１の実施形態と比較して、第２の実施形態のＤＭＴ変調光信号の伝送特性は改善される。また、第２の実施形態のＤＭＴネゴシエーション時間は、第１の実施形態とほぼ同じであり、すべてのサブキャリアのＳＮＲを測定する方式と比較して短くなる。

＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、ＷＤＭ信号に多重化されている複数の波長チャネルに対して１つの共通ＳＮＲ特性が生成され、その共通ＳＮＲ特性に基づいてビット配置が決定される。これに対して、第３の実施形態では、ＷＤＭ信号に多重化されている複数の波長チャネルに対して複数の共通ＳＮＲ特性が生成され、各共通ＳＮＲ特性に基づいてそれぞれビット配置が決定される。

図１６は、第３の実施形態のＤＭＴネゴシエーションの一例を示す図である。この実施例では、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２に対して共通ＳＮＲ特性が生成され、波長チャネルｃｈ３、ｃｈ４に対して共通ＳＮＲ特性が生成される。この場合、波長チャネルｃｈ１においてサブキャリアＳＣ１〜１２８のＳＮＲが順番に測定され、波長チャネルｃｈ２においてサブキャリアＳＣ１２９〜２５６のＳＮＲが順番に測定される。また、波長チャネルｃｈ３においてサブキャリアＳＣ１〜１２８のＳＮＲが順番に測定され、波長チャネルｃｈ４においてサブキャリアＳＣ１２９〜２５６のＳＮＲが順番に測定される。このとき、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ４のＳＮＲ測定は並列に実行される。

図１７は、第３の実施形態のＤＭＴネゴシエーションで得られるＳＮＲ特性を示す。実線は、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２のための共通ＳＮＲ特性Ｘを表し、破線は、波長チャネルｃｈ３、ｃｈ４のための共通ＳＮＲ特性Ｙを表す。そして、ビット割当部２６は、共通ＳＮＲ特性Ｘに基づいて波長チャネルｃｈ１、ｃｈ２のためのビット配置を決定する。また、ビット割当部２６は、共通ＳＮＲ特性Ｙに基づいて、波長チャネルｃｈ３、ｃｈ４のためのビット配置を決定する。

１０、２０ 光伝送装置
１１（１１−１〜１１−４） ＤＭＴ送信器
１１ａ ＤＭＴ変調器
１３ 送信回路制御部
２２（２２−１〜２２−４） ＤＭＴ受信器
２２ｃ ＤＭＴ復調器
２４ 係数算出部
２５ ＳＮＲ算出部
２６ ビット割当部
３１ 分配器
３２ マッパ
４２ フィルタ

Claims (7)

1. 波長分割多重の各波長で周波数特性が異なるサブキャリアで構成されたマルチキャリア信号を伝送する光伝送システムにおいて使用されるビット割当方法であって、
   異なるサブキャリアにおいてそれぞれ対応する波長のマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定し、
   前記異なるサブキャリアにおいて測定された複数の伝送特性に基づいて、前記各波長のマルチキャリア信号の各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する
   ことを特徴とするビット割当方法。
2. 前記伝送特性を測定する処理は、異なるサブキャリア範囲においてそれぞれ対応する波長のマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定し、
   前記ビット数を決定する処理は、前記異なるサブキャリア範囲において測定された複数の伝送特性に基づいて、前記各波長のマルチキャリア信号の各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のビット割当方法。
3. 前記複数の異なるサブキャリア範囲に属するサブキャリアの数は互いに同じであり、
   前記複数の異なるサブキャリア範囲においてそれぞれ伝送特性を測定する処理は、互いに並列に行われる
   ことを特徴とする請求項２に記載のビット割当方法。
4. 前記複数のマルチキャリア信号間での伝送特性の差分が大きいサブキャリア範囲において伝送品質の悪いマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定し、
   前記複数のマルチキャリア信号間での伝送特性の差分が小さいサブキャリア範囲において伝送品質の良好なマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のビット割当方法。
5. 前記複数のマルチキャリア信号は、１．３μｍ帯において波長分割多重で伝送され、
   周波数の低いサブキャリア範囲において波長の短いマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定し、
   周波数の高いサブキャリア範囲において波長の長いマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を測定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のビット割当方法。
6. 前記複数の異なるサブキャリア範囲のそれぞれにおいて、前記複数のマルチキャリア信号が伝送される光伝送路の特性に基づいて、測定されたマルチキャリア信号の伝送特性から各マルチキャリア信号の伝送特性を表す個別伝送特性を生成し、
   各マルチキャリア信号の個別伝送特性に基づいてそれぞれ対応するマルチキャリア信号のサブキャリアに割り当てるビット数を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のビット割当方法。
7. 第１の光伝送装置から第２の光伝送装置へ、波長分割多重の各波長で周波数特性が異なるサブキャリアで構成されたマルチキャリア信号を伝送する光伝送システムであって、
   前記第１の光伝送装置に設けられ、各波長のマルチキャリア信号を前記第２の光伝送装置へ送信する複数の送信器と、
   前記第２の光伝送装置に設けられ、前記各波長のマルチキャリア信号のサブキャリアの伝送特性を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された伝送特性に基づいて、前記各波長のマルチキャリア信号の各サブキャリアに割り当てるビット数を表すビット配置を決定するビット割当部と、
   前記第１の光伝送装置に設けられ、前記ビット配置に従って前記複数の送信器を制御する制御部と、を備え、
   前記複数の送信器には、互いに異なるサブキャリア範囲が割り当てられており、
   各送信器は、自分に割り当てられているサブキャリア範囲に属するサブキャリアを利用して前記第２の光伝送装置へプローブ信号を送信し、
   前記算出部は、前記複数のサブキャリア範囲のそれぞれにおいて前記プローブ信号の伝送特性を測定し、
   前記ビット割当部は、前記複数のサブキャリア範囲においてそれぞれ測定された伝送特性に基づいて、前記各波長のマルチキャリア信号の各サブキャリアに割り当てるビット数を表すビット配置を決定し、
   前記制御部は、前記ビット配置に従って前記複数の送信器を制御する
   ことを特徴とする光伝送システム。

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