JP2018182620A - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力を低減することができる信号処理装置及び信号処理方法を提供する。【解決手段】 信号処理装置は、偏波多重光を受信する受信部と、前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有するフィルタにより補償する適応等化部と、前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出する検出部と、前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定する決定部と、前記所定数のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化する設定部とを有する。【選択図】図７

Description

本件は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。

大容量のデータ伝送の需要の増加に応じ、例えば、１つの波長光で１００（Ｇｂｐｓ）以上の伝送を可能とするデジタルコヒーレント光伝送方式の研究開発が行われている。デジタルコヒーレント光伝送方式では、直交振幅変調（QAM: Quadrature Amplitude Modulation）などの変調方式により信号の変調処理が行われる。

デジタルコヒーレント光伝送方式の受信装置は、伝送路から光信号をデジタルコヒーレント受信して偏波成分ごとの電界信号に変換し、各電界信号に対し、例えば、伝送路の波長分散、非線形光学効果、及び群遅延時間差（ＤＧＤ:Differential Group Delay）などによる品質劣化を補償する。なお、ＤＧＤとは、複屈折性を有する光ファイバに光が入力されたとき、光の直交する偏波モード成分の間の伝送速度差に起因する偏波分散を定量的に示すパラメータである。

品質劣化の補償には、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタなどから構成される適応等化器（AEQ: Adaptive Equalizer）が用いられる（例えば特許文献１参照）。

適応等化器は、伝送路の特性とは逆の特性を信号に適応的に与えることにより信号の品質劣化を補償する。このとき、適応等化器は、ＦＩＲフィルタのタップ係数をＣＭＡ（Constant Modulus Algorism）などのアルゴリズムに従って制御して所定値に収束させる。このため、適応等化器は、タップ数が多いほど演算量が増加する（例えば特許文献２参照）。

特開２０１４−１５０３６５号公報 特開２０１６−１３４８４０号公報

適応等化器の消費電力は演算量の増加に伴って増加する。これに対し、適応等化器のタップ数を減少させれば演算量が減少するため、消費電力を低減することが可能であるが、信号の品質劣化が十分に補償されないないおそれがある。したがって、適応等化器は最大数のタップを動作させる必要があるため、消費電力を低減することが難しい。

そこで本件は、消費電力を低減することができる信号処理装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。

１つの態様では、信号処理装置は、偏波多重光を受信する受信部と、前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有するフィルタにより補償する適応等化部と、前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出する検出部と、前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定する決定部と、前記所定数のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化する設定部とを有する。

１つの態様では、信号処理方法は、偏波多重光を受信し、前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有する適応等化部により補償し、前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出し、前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定し、前記適応等化部のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化する方法である。

１つの側面として、消費電力を低減することができる。

受信装置の一例を示す構成図である。 適応等化部の一例を示す構成図である。 タップ数が１７個であるＦＩＲフィルタの一例を示す構成図である。 タップ数が１７個である場合のＤＧＤの変化に対するＱ値の劣化量の変化の例を示す図である。 タップ数が１５個であるＦＩＲフィルタの一例を示す構成図である。 タップ数が１５個である場合のＤＧＤの変化に対するＱ値の劣化量の変化の例を示す図である。 信号処理制御部の一例を示す構成図である。 タップ数ごとのＱ値の劣化特性の一例を示す図である。 信号処理制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 受信装置の他の例を示す構成図である。 信号処理制御部の他の例を示す構成図である。 ＯＳＮＲの変化に対するＱ値の変化の一例を示す図である。 信号処理制御部の動作の他の例を示すフローチャートである。

図１は、受信装置２の一例を示す構成図である。受信装置２は、光ファイバの伝送路９を介して送信装置１に接続されている。送信装置１は、デジタルコヒーレント光伝送方式で、偏波多重光の一例である光信号を受信装置２に送信する。受信装置２は、信号処理装置の一例であり、送信装置１から光信号を受信する。

受信装置２は、デジタル信号処理部２０と、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Convertor）２２ａ〜２２ｄと、受信部の一例であるコヒーレント受信器２９と、信号処理制御部２７とを有する。コヒーレント受信器２９は、光源２１と、ＰＤ（PhotoDiode）２３ａ〜２３ｄと、９０度光ハイブリッド回路２４０，２４１と、ＰＢＳ２５，２６とを有し、光信号を受信する。

ＰＢＳ２６は、光信号をＸ軸成分及びＹ軸成分に分離して９０度光ハイブリッド回路２４０，２４１にそれぞれ出力する。また、光源２１は、局発光ＬＯをＰＢＳ２５に入力する。ＰＢＳ２５は、局発光ＬＯをＸ軸成分及びＹ軸成分に分離して９０度光ハイブリッド回路２４０，２４１にそれぞれ出力する。

９０度光ハイブリッド回路２４０は、光信号のＸ軸成分及び局発光ＬＯのＸ軸成分を干渉させるための導波路を有し、光信号のＸ軸成分を検波する。９０度光ハイブリッド回路２４０は、検波結果として、同相成分及び直交位相成分の振幅及び位相に応じた光成分をＰＤ２３ａ，２３ｂにそれぞれ出力する。

９０度光ハイブリッド回路２４１は、光信号のＹ軸成分及び局発光ＬＯのＹ軸成分を干渉させるための導波路を有し、光信号のＹ軸成分を検波する。９０度光ハイブリッド回路２４１は、検波結果として、同相成分及び直交位相成分の振幅及び位相に応じた光成分をＰＤ２３ｃ，２３ｄにそれぞれ出力する。

ＰＤ２３ａ〜２３ｄは、入力された光成分を電気信号に変換して、電気信号をＡＤＣ２２ａ〜２２ｄにそれぞれ出力する。ＡＤＣ２２ａ〜２２ｄは、ＰＤ２３ａ〜２３ｄから入力された電気信号をデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑにそれぞれ変換する。デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑはデジタル信号処理部２０に入力される。

デジタル信号処理部２０は、例えば、伝送路９で光信号に生じた波長分散や非線形光学効果を補償し、光信号を復調して出力する。なお、デジタル信号処理部２０は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成されるが、これに限定されず、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成されてもよい。

デジタル信号処理部２０は、分散補償部２００と、非線形補償部２０１と、サンプリング部２０２と、適応等化部２０３と、搬送周波数誤差補償部２０４と、搬送波位相同期部２０５と、信号品質モニタ部２０６とを有する。デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑは、偏波（Ｘ軸成分及びＹ軸成分）ごとの信号に変換されて、分散補償部２００、非線形補償部２０１、サンプリング部２０２、適応等化部２０３、搬送周波数誤差補償部２０４、搬送波位相同期部２０５、及び信号品質モニタ部２０６を、この順に通過する。

分散補償部２００は、伝送路９の波長分散により生じたデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの波形歪みの補償を行う。非線形補償部２０１は、伝送路９の非線形光学効果により生じたデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの波形歪みの補償を行う。なお、非線形光学効果としては、例えば自己位相変調や相互位相変調などが挙げられる。

サンプリング部２０２は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの位相変動を検出し、その検出結果に基づいてデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを遅延させることにより、そのサンプリング位相を調整する。

適応等化部２０３は光信号の品質劣化を補償する。より具体的には、適応等化部２０３は、フィルタの一例であるＦＩＲフィルタによりデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑに対し伝送路９の特性とは逆の特性を与えることにより、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの波形歪みを適応的に補償する。これにより、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの波形歪みのうち、分散補償部２００及び非線形補償部２０１により補償することができない波形歪みの補償が可能となる。なお、適応等化部２０３の構成は後述する。

搬送周波数誤差補償部２０４は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑが変調方式に応じた信号コンスタレーション（信号空間ダイヤグラム）により正常に復調処理されるように、送信装置１の光源の周波数と光源２１の間の周波数の差分及び位相の差分を補正する。信号コンスタレーションは、実軸（Ｉ）及び虚軸（Ｑ）を有する複素平面上に、信号の振幅及び位相に応じた信号点を表したものである。

搬送波位相同期部２０５は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑの搬送波が有する周波数差及び位相差を推定し、補正する。信号品質モニタ部２０６は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑのエラーを検出する。信号品質モニタ部２０６は、例えば光信号に含まれるＦＥＣ（Forward Error Correction）からエラーを検出する。デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑは、信号品質モニタ部２０６から後段の回路に出力される。

信号処理制御部２７は、適応等化部２０３の有効なタップ数を光信号のＤＧＤに応じて制御する。これにより、適応等化部２０３の動作中のタップ数が削減されるため、消費電力が低減される。

図２は、適応等化部２０３の一例を示す構成図である。適応等化部２０３は、適応等化器などにより構成され、タップ係数演算部３０と、所定数のタップを有するＦＩＲフィルタ３１，３２を含む。適応等化部２０３は、光信号のＸ軸成分に対応するＸ偏波信号Ｓｘと光信号のＹ軸成分に対応するＹ偏波信号Ｓｙを別々に処理する。なお、Ｘ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙは光信号の偏波の一例である。

Ｘ偏波信号ＳｘはＦＩＲフィルタ３１に入力され、Ｙ偏波信号ＳｙはＦＩＲフィルタ３２に入力される。ＦＩＲフィルタ３１は、Ｘ偏波信号Ｓｘをフィルタリング処理してＸ偏波信号Ｓｘ’として後段の搬送周波数誤差補償部２０４に出力する。ＦＩＲフィルタ３２は、Ｙ偏波信号Ｓｙをフィルタリング処理してＹ偏波信号Ｓｙ’として後段の搬送周波数誤差補償部２０４に出力する。

タップ係数演算部３０は、ＦＩＲフィルタ３１に入出力されるＸ偏波信号Ｓｘ，Ｓｘ’とＦＩＲフィルタ３２に入出力されるＹ偏波信号Ｓｙ，Ｓｙ’から各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップ係数を演算する。タップ係数演算部３０は、例えばＣＭＡなどのアルゴリズムに従ってタップ係数を制御して所定値に収束させる。タップ係数演算部３０は、タップ係数をＦＩＲフィルタ３１，３２に設定する。

このように、タップ係数演算部３０は、ＦＩＲフィルタ３１，３２に入力されるＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号ＳｙとＦＩＲフィルタ３１，３２から出力されるＸ偏波信号Ｓｘ’及びＹ偏波信号Ｓｙ’からタップ係数を演算する。これにより、適応等化部２０３は、伝送路９の特性とは逆の特性をＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙに与える。

したがって、各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップ係数には、伝送路９の特性に関するパラメータが反映されている。このため、信号処理制御部２７は、タップ係数演算部３０から収束後のタップ係数を取得し、タップ係数に基づきＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの間のＤＧＤを検出する。信号処理制御部２７は、ＤＧＤに応じて各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップ数を決定し、その決定したタップ数分のタップの機能を有効化する。

ＦＩＲフィルタ３１，３２は、複数の遅延器（τ）４０と、複数（タップ数分）の乗算器４１と、加算器（Σ）４２とを有する。

ＦＩＲフィルタ３１，３２は、前段のサンプリング部２０２から入力された信号Ｓ［０］（Ｓｘ，Ｓｙ）を、複数の遅延器４０により順次に遅延させて信号Ｓ［１］〜Ｓ［ｎ］（ｎ：正の整数）を生成する。ＦＩＲフィルタ３１，３２は、乗算器４１により信号Ｓ［０］〜Ｓ［ｎ］にタップ係数ｈ０〜ｈｎをそれぞれ乗算して、各乗算器４１からの出力値を加算器４２で合計して出力する。

タップ係数演算部３０はタップ数ｎ分のタップ係数をその収束後も常に演算するため、その演算量はタップ数ｎが多いほど演算量が増加する。このため、適応等化部２０３の消費電力はタップ数ｎが多いほど増加する。

これに対して、適応等化部２０３のタップ数ｎを減少させれば演算量を減少させることにより消費電力を低減することが可能であるが、光信号の品質劣化が十分に補償されないおそれがある。以下に光信号の品質として、受信装置２におけるＱ値の劣化量を例に挙げ、タップ数ｎに応じた光信号のＤＧＤ耐力について述べる。なお、以下の例では、各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップ数ｎの最大数を１７個と仮定するが、タップ数ｎの最大数に限定はない。

図３は、タップ数ｎが１７個であるＦＩＲフィルタ３１，３２の一例を示す構成図である。図４は、タップ数ｎが１７個である場合のＤＧＤの変化に対するＱ値の劣化量の変化の例を示す図である。なお、Ｑ値の劣化量の変化は、光信号のＯＳＮＲが１８（ｄＢ）の場合が示されている。

Ｑ値の劣化量は、ＤＧＤが約１５０（ps/nm）を超えると増加し始める。しかし、ＤＧＤが約１７０（ps/nm）であっても、Ｑ値の劣化量は０．５（dB）未満である。したがって、適応等化部２０３は、タップ数ｎが１７個である場合、光信号の品質劣化を十分に補償することができる。

図５は、タップ数ｎが１５個であるＦＩＲフィルタ３１，３２の一例を示す構成図である。図６は、タップ数ｎが１５個である場合のＤＧＤの変化に対するＱ値の劣化量の変化の例を示す図である。なお、Ｑ値の劣化量の変化は、光信号のＯＳＮＲが１８（ｄＢ）の場合が示されている。

この場合、信号処理制御部２７は、２個の遅延器４０及び乗算器４１に対して機能停止コマンドを発行する。これにより、信号処理制御部２７は、各ＦＩＲフィルタ３１，３２の１５（＝１７−２）個分のタップの機能を有効化し、残りの２個分のタップの機能を無効化する。つまり、図５中の点線で示された２個の遅延器４０及び乗算器４１は機能を停止している状態にある。

Ｑ値の劣化量は、ＤＧＤが約１００（ps/nm）を超えると増加し始めて、ＤＧＤが約１５０（ps/nm）を超えると急激に増加する。例えばＤＧＤが約１７０（ps/nm）であるとき、Ｑ値の劣化量は、約１（dB）に達し、タップ数ｎが１７個の場合と比較すると約０．５（dB）（＝１−０．５）多くなる。

したがって、適応等化部２０３は、タップ数ｎが１５個である場合、ＤＧＤによっては光信号の品質劣化を十分に補償することができない。

そこで、信号処理制御部２７は、光信号のＤＧＤを検出し、ＤＧＤに応じて適応等化部２０３のタップ数ｎを決定し、適応等化部２０３のタップのうち、そのタップ数ｎ分のタップの機能を有効化する。このため、適応等化部２０３は、ＤＧＤに応じて適切なタップ数ｎのタップを動作させることができる。したがって、適応等化部２０３は、光信号に対して品質劣化の十分に補償するとともに、タップ係数の演算量を低減することにより消費電力を低減することができる。

図７は、信号処理制御部２７の一例を示す構成図である。信号処理制御部２７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）回路により形成されるソフトウェアの機能及びＦＰＧＡなどの論理回路によるハードウェアの機能の少なくとも一方により構成される。

信号処理制御部２７は、動作制御部５０と、ＤＧＤモニタ部５１と、タップ数決定部５２と、タップ設定部５４と、メモリ５３とを有する。メモリ５３は、記憶部の一例であり、光信号のＤＧＤと適応等化部２０３のタップ数ｎの対応関係が登録された設定テーブル５３０を記憶する。なお、設定テーブル５３０はテーブルの一例である。

動作制御部５０は、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２、及びタップ設定部５４の動作を制御する。動作制御部５０は、例えばタップ係数演算部３０からの演算開始の通知に基づいて、適応等化部２０３におけるＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの疎通を検出する。動作制御部５０は、Ｘ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの疎通を検出したとき、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２、及びタップ設定部５４に動作の開始を指示する。このため、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２、及びタップ設定部５４は、信号疎通前には動作しない。

ＤＧＤモニタ部５１は、検出部の一例であり、光信号のＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの間のＤＧＤを検出する。ＤＧＤモニタ部５１は、検出したＤＧＤをタップ数決定部５２に出力する。

より具体的には、ＤＧＤモニタ部５１は、適応等化部２０３の収束後のタップ係数に基づき光信号のＤＧＤを検出する。タップ係数演算部３０は、タップ係数の収束を判定し、収束後のタップ係数をＤＧＤモニタ部５１に出力する。このとき、タップ係数演算部３０は、例えばタップ係数の変動幅が所定値以内に収まるか否かを判定する。

ＤＧＤモニタ部５１は、例えば各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップ係数から、ジョーンズマトリクス法などの所定の演算式を用いて伝送路９の特性を解析することによりＤＧＤを検出する。このため、ＤＧＤモニタ部５１は、高精度にＤＧＤを検出することができる。

タップ数決定部５２は、決定部の一例であり、ＤＧＤモニタ部５１により検出されたＤＧＤに応じて適応等化部２０３のタップ数ｎを決定する。タップ数決定部５２は、光信号のＱ値の劣化量が所定値以下となるように、ＤＧＤに応じた適切なタップ数ｎを決定する。

タップ係数ごとのＤＧＤに応じたＱ値の劣化特性（つまり信号の品質劣化の特性）はシミュレーションなどにより推測が可能である。

図８は、タップ数ｎごとのＱ値の劣化特性の一例を示す図である。本例では、タップ数ｎ＝７、９、１１、１３、１５、及び１７の場合のＱ値の劣化特性を挙げる。図８から理解されるように、タップ数ｎ＝７の場合のＱ値の劣化量が最も大きく、タップ数ｎ＝１７の場合のＱ値の劣化量が最も小さい。

タップ数決定部５２は、事前に取得されたＱ値の劣化特性に基づいて、ＤＧＤに応じたタップ数ｎを決定する。例えばＤＧＤが１００（ps/nm）である場合、Ｑ値の劣化量は、タップ数ｎ＝７のときに２．１（dB）であり、タップ数ｎ＝９のときに１．３（dB）であり、タップ数ｎ＝１１のときに１．６（dB）である。また、タップ数ｎ＝１３のときに０．２（dB）であり、タップ数ｎ＝１５，１７のときに０．１（dB）であり、

このため、タップ数決定部５２は、例えばＱ値の劣化量を０．１（dB）以下に抑える場合、タップ数ｎを１５に決定する。つまり、タップ数決定部５２は、Ｑ値の劣化特性において、ＤＧＤに応じたＱ値の劣化量が所定値以下となる最小のタップ数ｎを決定する。

より具体的には、タップ数決定部５２は、設定テーブル５３０に基づきタップ数ｎを決定する。設定テーブル５３０には、図７に示されるように、ＤＧＤとタップ数ｎの対応関係が登録されている。設定テーブル５３０では、ＤＧＤが所定範囲ごとに分けられており、そのＤＧＤの範囲に応じたＱ値の劣化量が所定値以下となる最小のタップ数ｎが登録されている。例えば、ＤＧＤが１０（ps/nm）である場合、タップ数ｎは９に決定される。

このように、タップ数決定部５２は、設定テーブル５３０から、ＤＧＤに対応するタップ数ｎを検索することによりタップ数を決定する。このため、タップ数決定部５２は、例えば演算処理によりタップ数ｎを決定する場合より短時間でタップ数ｎを決定することができる。タップ数決定部５２は、決定したタップ数ｎをタップ設定部５４に通知する。

タップ設定部５４は、設定部の一例であり、適応等化部２０３のタップのうち、タップ数決定部５２により決定されたタップ数ｎ分のタップの機能を有効化する。より具体的には、タップ設定部５４は、各ＦＩＲフィルタ３１，３２のタップのうち、全タップ数からタップ数ｎを除いた個数（本例では（１７−ｎ）個）のタップの機能を、機能停止コマンドを発行することにより無効化する。つまり、タップ設定部５４は、ｎ個のタップの機能が有効化され、（１７−ｎ）個のタップの機能が無効化されるように各ＦＩＲフィルタ３１，３２を設定する。

タップ設定部５４は、例えば１５個のタップの機能を有効化する場合、図５に示されるように、２個のタップの機能を無効化する。無効化されたタップは動作を停止するため、消費電力が低減される。なお、各ＦＩＲフィルタ３１，３２において無効化されるタップは、直列接続されたタップのうち、最終段側のタップから該当数分だけ選択される。

このように、適応等化部２０３は、ＤＧＤに応じて適切なタップ数ｎのタップを動作させることができる。したがって、適応等化部２０３は、光信号に対して品質劣化の十分に補償するとともに、タップ係数の演算量を低減することにより消費電力を低減することができる。

図９は、信号処理制御部２７の動作の一例を示すフローチャートである。なお、信号処理制御部２７の動作は、信号処理方法の一例である。

動作制御部５０は、適応等化部２０３における信号疎通の有無を判定する（ステップＳｔ１）。このとき、適応等化部２０３の各ＦＩＲフィルタ３１，３２では、全てのタップの機能が有効化されている。

動作制御部５０は、信号疎通がない場合（ステップＳｔ１のＮｏ）、動作を終了する。動作制御部５０は、信号疎通が有る場合（ステップＳｔ１のＹｅｓ）、ＤＧＤモニタ部５１にＤＧＤの検出を指示する（ステップＳｔ２）。このとき、ＤＧＤモニタ部５１は、信号疎通後、タップ係数演算部３０が演算するタップ係数が収束するために十分な時間だけ経過した後（つまり待機後）、ＤＧＤを検出する。なお、ＤＧＤの変化は、例えば伝送路９の周辺の温度変動などにより生ずるため、ＤＧＤの検出は、例えば定期的（月に１度など）に行われる。

次に、タップ数決定部５２は、動作制御部５０の指示に従い、設定テーブル５３０を参照することにより、ＤＧＤに応じたタップ数ｎを決定する（ステップＳｔ３）。タップ設定部５４は、ｎ個のタップの機能が有効化され、（１７−ｎ）個のタップの機能が無効化されるように各ＦＩＲフィルタ３１，３２を設定する（ステップＳｔ４）。このようにして、信号処理制御部２７は動作する。

本実施例において、タップ数決定部５２は、ＤＧＤのみに応じてタップ数ｎを決定したが、以下の実施例のように、ＤＧＤ及びＯＳＮＲに応じて、より適切なタップ数ｎを決定してもよい。

図１０は、受信装置２の他の例を示す構成図である。図１０において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。受信装置２は、デジタル信号処理部２０と、ＡＤＣ２２ａ〜２２ｄと、コヒーレント受信器２９と、信号処理制御部２７ａとを有する。

信号処理制御部２７ａは、適応等化部２０３の有効なタップ数を光信号のＤＧＤ及びＯＳＮＲに応じて制御する。これにより、適応等化部２０３の動作中のタップ数が削減されるため、消費電力が低減される。このとき、信号処理制御部２７ａは、信号品質モニタ部２０６から、光信号のエラーに関するモニタ値を取得することによりＯＳＮＲを測定する。

図１１は、信号処理制御部２７ａの他の例を示す構成図である。図１１において、図７と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。信号処理制御部２７ａは、例えばＣＰＵ回路及びＦＰＧＡなどのハードウェアの組み合わせなどにより構成される。

信号処理制御部２７ａは、動作制御部５０ａと、ＤＧＤモニタ部５１と、タップ数決定部５２ａと、タップ設定部５４と、ＯＳＮＲモニタ部５５と、メモリ５３とを有する。メモリ５３は、光信号のＤＧＤ及びＳＯＮＲと適応等化部２０３のタップ数ｎの対応関係が登録された設定テーブル５３０ａを記憶する。なお、設定テーブル５３０ａはテーブルの他の例である。

動作制御部５０ａは、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２ａ、ＯＳＮＲモニタ部５５、及びタップ設定部５４の動作を制御する。動作制御部５０ａは、例えばタップ係数演算部３０からの演算開始の通知に基づいて、適応等化部２０３におけるＸ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの疎通を検出する。動作制御部５０ａは、Ｘ偏波信号Ｓｘ及びＹ偏波信号Ｓｙの疎通を検出したとき、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２ａ、ＯＳＮＲモニタ部５５、及びタップ設定部５４に動作の開始を指示する。このため、ＤＧＤモニタ部５１、タップ数決定部５２ａ、ＯＳＮＲモニタ部５５、及びタップ設定部５４は、信号疎通前には動作しない。

ＯＳＮＲモニタ部５５は、測定部の一例であり、光信号のＯＳＮＲを測定する。より具体的には、ＯＳＮＲモニタ部４４は、信号品質モニタ部２０６から光信号のエラーに関するモニタ値Ｓｑｘ１，Ｓｑｘ２，Ｓｑｙ１，Ｓｑｙ２を取得することによりＯＳＮＲを測定する。モニタ値Ｓｑｘ１，Ｓｑｘ２はＸ偏波信号Ｓｘのエラー成分を示し、モニタ値Ｓｑｙ１，Ｓｑｙ２はＹ偏波信号Ｓｙのエラー成分を示す。

Ｓｑ１＝（Ｓｑｘ１＋Ｓｑｙ１）／２ ・・・（１）
Ｓｑ２＝（Ｓｑｘ２＋Ｓｑｙ２）／２ ・・・（２）

ＯＳＮＲモニタ部５５は、上記の式（１）及び式（２）から、モニタ値Ｓｑｘ１，Ｓｑｙ１の平均値Ｓｑ１と、モニタ値Ｓｑｘ２，Ｓｑｙ２の平均値Ｓｑ２とを算出する。

ＯＳＮＲ＝１／（Ｓｑ１−Ｓｑ２×ξ） ・・・（３）

次に、ＯＳＮＲモニタ部５５は、上記の式（３）により平均値Ｓｑ１，Ｓｑ２からＯＳＮＲを算出する。ＯＳＮＲモニタ部５５は、ＯＳＮＲをタップ数決定部５２ａに通知する。

タップ数決定部５２ａは、決定部の他の例であり、ＯＳＮＲモニタ部５５により測定されたＯＳＮＲと、ＤＧＤモニタ部５１により検出されたＤＧＤに応じて適応等化部２０３のタップ数ｎを決定する。より具体的には、タップ数決定部５２ａは、光信号のＱ値の劣化量がＯＳＮＲに応じた基準値以下となるように、ＤＧＤに応じた適切なタップ数ｎを決定する。

ＯＳＮＲに応じたＱ値の変化特性は、受信装置２の性能として事前に測定することが可能である。このため、タップ数決定部５２ａは、ＯＳＮＲに応じたＱ値を検出し、そのＱ値と受信装置２の誤り訂正能力の限界値であるＱ値（Ｑｒｅｆ）との差分（以下、「余裕度」と記載）を検出することができる。

図１２は、ＯＳＮＲの変化に対するＱ値の変化の一例を示す図である。Ｑ値はＯＳＮＲが大きいほど大きくなる。タップ数決定部５２ａは、このＱ値の変化特性に基づいて余裕度を判断することができる。

本例では、受信装置２の誤り訂正能力の限界値Ｑｒｅｆを、一例として７（ｄＢ）と仮定する。このため、タップ数決定部５２ａは、例えばＯＳＮＲが２０（ｄＢ）である場合、余裕度が約２（ｄＢ）であると判断する。この場合、タップ数決定部５２ａは、例えば図８に示されたＱ値の劣化量が２（ｄＢ）以下となるように、ＤＧＤに応じて最小のタップ数ｎを決定する。つまり、タップ数決定部５２ａは、光信号のＱ値の劣化量が余裕度以下となるように、ＤＧＤに応じた適切なタップ数ｎを決定する。

より具体的には、タップ数決定部５２ａは、設定テーブル５３０ａに基づきタップ数ｎを決定する。設定テーブル５３０ａには、図１１に示されるように、ＤＧＤ及びＯＳＮＲとタップ数ｎの対応関係が登録されている。設定テーブル５３０ａでは、ＤＧＤが所定範囲ごとに分けられており、そのＤＧＤの範囲及びＯＳＮＲに応じたＱ値の劣化量が所定値以下となる最小のタップ数ｎが登録されている。例えば、ＤＧＤが１００（ps/nm）であり、ＯＳＮＲが２１（ｄＢ）である場合、タップ数ｎは１５に決定される。

このように、タップ数決定部５２ａは、設定テーブル５３０ａから、ＤＧＤ及びＯＳＮＲに対応するタップ数ｎを検索することによりタップ数を決定する。このため、タップ数決定部５２ａは、例えば演算処理によりタップ数ｎを決定する場合より短時間でタップ数ｎを決定することができる。タップ数決定部５２ａは、決定したタップ数ｎをタップ設定部５４に通知する。

図１３は、信号処理制御部２７ａの動作の一例を示すフローチャートである。図１３において、図９と共通する処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、信号処理制御部２７ａの動作は、信号処理方法の他の例である。

ＤＧＤの検出（ステップＳｔ２）の後、ＯＳＮＲモニタ部５５は、動作制御部５０ａの指示に従いＯＳＮＲを測定する（ステップＳｔ２ａ）。次に、タップ数決定部５２ａは、動作制御部５０ａの指示に従い、設定テーブル５３０ａを参照することにより、ＤＧＤ及びＯＳＮＲに応じたタップ数ｎを決定する（ステップＳｔ３ａ）。このようにして、信号処理制御部２７ａは動作する。

このように、タップ数決定部５２ａは、ＤＧＤ及びＯＳＮＲに応じてタップ数ｎを決定するため、ＤＧＤのみに応じてタップ数ｎを決定する場合より適切なタップ数ｎを決定することができる。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 偏波多重光を受信する受信部と、
前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有するフィルタにより補償する適応等化部と、
前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出する検出部と、
前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定する決定部と、
前記所定数のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化する設定部とを有することを特徴とする信号処理装置。
（付記２） 前偏波多重光の群遅延時間差と前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記決定部は、前記テーブルから、前記検出された群遅延時間差に対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
（付記３） 前記偏波多重光のＯＳＮＲを測定する測定部を有し、
前記決定部は、前記測定されたＯＳＮＲと前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
（付記４） 前記偏波多重光の群遅延時間差及びＯＳＮＲと前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記決定部は、前記テーブルから、前記検出された群遅延時間差及び前記測定されたＯＳＮＲに対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記３に記載の信号処理装置。
（付記５） 前記検出部は、前記適応等化部の収束後のタップ係数に基づき前記偏波多重光の群遅延時間差を検出することを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の信号処理装置。
（付記６） 偏波多重光を受信し、
前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有する適応等化部により補償し、
前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出し、
前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定し、
前記適応等化部のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化することを特徴とする信号処理方法。
（付記７） 前記偏波多重光の群遅延時間差と前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルから、前記検出された群遅延時間差に対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記６に記載の信号処理方法。
（付記８） 前記偏波多重光のＯＳＮＲを測定し、
前記測定されたＯＳＮＲと前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記６に記載の信号処理方法。
（付記９） 前記偏波多重光の群遅延時間差及びＯＳＮＲと前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルから、前記検出された群遅延時間差及び前記測定されたＯＳＮＲに対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする付記８に記載の信号処理方法。
（付記１０） 前記適応等化部の収束後のタップ係数に基づき前記偏波多重光の群遅延時間差を検出することを特徴とする付記６乃至９の何れかに記載の信号処理方法。

１ 送信装置
２ 受信装置
２７ 信号処理制御部
２０３ 適応等化部
３０ タップ係数演算部
３１，３２ ＦＩＲフィルタ
５１ ＤＧＤモニタ部
５２，５２ａ タップ数決定部
５３ メモリ
５４ タップ設定部
５５ ＯＳＮＲモニタ部
５３０，５３０ａ 設定テーブル

Claims (6)

1. 偏波多重光を受信する受信部と、
   前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有するフィルタにより補償する適応等化部と、
   前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出する検出部と、
   前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定する決定部と、
   前記所定数のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化する設定部とを有することを特徴とする信号処理装置。
2. 前偏波多重光の群遅延時間差と前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルを記憶する記憶部を有し、
   前記決定部は、前記テーブルから、前記検出された群遅延時間差に対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記偏波多重光のＯＳＮＲを測定する測定部を有し、
   前記決定部は、前記測定されたＯＳＮＲと前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記偏波多重光の群遅延時間差及びＯＳＮＲと前記適応等化部のタップ数の対応関係が登録されたテーブルを記憶する記憶部を有し、
   前記決定部は、前記テーブルから、前記検出された群遅延時間差及び前記測定されたＯＳＮＲに対応するタップ数を検索することにより前記適応等化部のタップ数を決定することを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
5. 前記検出部は、前記適応等化部の収束後のタップ係数に基づき前記偏波多重光の群遅延時間差を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の信号処理装置。
6. 偏波多重光を受信し、
   前記受信した偏波多重光の品質劣化を、所定数のタップを有する適応等化部により補償し、
   前記偏波多重光の各偏波間の群遅延時間差を検出し、
   前記検出された群遅延時間差に応じて前記適応等化部のタップ数を決定し、
   前記適応等化部のタップのうち、前記決定されたタップ数分のタップの機能を有効化することを特徴とする信号処理方法。
   

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