JP2020031304A - クロストーク推定システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能であるクロストーク推定システムを提供する。【解決手段】クロストーク推定システムは、偏波多重された偏波光である偏波多重光を、変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、偏波多重光を波長ごとに出射する光源部と、変調信号に偏波多重光を、波長に対応付けられたコアごとに合波する合波部と、偏波多重光が合波された変調信号を、波長ごとに異なるコアを介して伝送する伝送路と、偏波多重光が合波された変調信号から、偏波多重光をコアごとに分離する分離部と、偏波多重光の光強度データを波長ごとに生成する測定部と、波長ごとの偏波多重光の光強度の差に基づいて、コアの間のクロストークを推定する推定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、クロストーク推定システムに関する。

近年、光ファイバを用いたネットワークによるブロードバンドサービスの急速な発展によって、通信容量が急増している。通信容量の急増に対応するため、光ファイバの構造を変えることなく、波長多重化や多値変調フォーマットの利用による光通信システム装置の大容量化によって、光ネットワークの大容量化が実現されてきた。現在の大容量光ネットワークの基盤となっている光ファイバは、光信号の通路（光路）となる１本のコアを持つシングルコアファイバである。シングルコアファイバを用いることによって、毎秒１テラビットの容量を長距離に伝送する光ネットワークが実現されている。

光ネットワークの大容量化技術の一つとして、光信号の通路となる複数のコアを１本の光ファイバに持つマルチコアファイバを用いた空間多重光伝送技術が注目されている。１本のマルチコアファイバによって伝送可能となる容量は、マルチコアファイバのコアの本数に比例して増大する。

このため、マルチコアファイバを用いた空間多重光伝送技術の研究開発が急速に進んでいる。空間多重光伝送技術によるさらなる伝送容量の拡大や実用システムへの導入には、高性能な光中継増幅伝送システムの実現が必要である。マルチコアを用いた空間多重光伝送における性能評価の指標として、コア間のクロストーク（XT: crosstalk）（以下「コア間クロストーク」という。）がある。コア間クロストークは、コアを伝送されている光の強度と、そのコアに他のコアから漏れ出した光の強度との差で表現される場合がある。この光強度の差は、対数を用いて、光強度の比（デシベル）で表記されてもよい。

１本のマルチコアファイバが持つコアの本数の増加に応じて、伝送容量は増大する。しかしながら、光ファイバの断面方向のコア間距離がコアの本数の増加に応じて短くなるので、コア間クロストークは増大する。また、互いに隣接するコアの本数が多いほど、コア間クロストークは増大する。

マルチコアファイバを用いた空間多重光伝送では、コアごとに独立した光信号が伝送される。このため、コア間クロストークの増大は、光信号を劣化させる。この結果、光信号の伝送距離は短くなる。また、伝送容量は減少する。

伝送される光信号の変調フォーマットが多値になるほど、光信号は、コア間クロストークによる影響を受けやすい。したがって、伝送される光信号の変調フォーマットが多値になるほど、光信号の伝送距離は短くなる。

このように、マルチコアファイバ、ファンインデバイス、ファンアウトデバイス及びマルチコア光増幅器等を有する伝送路において、コア間クロストークは重要である。評価系を用いてコア間クロストークを簡便に測定する方法が、非特許文献１に開示されている。

図１５は、評価系を用いてコア間クロストークを簡便に測定する方法を説明する図である。マルチコアファイバの入力側では、光源からの光が、マルチコアファイバの１本のコアに入力される。マルチコアファイバの出力側では、マルチコアファイバのコアと、シングルコアファイバのコアとの調心が予め実行されている。

光が入力されたマルチコアファイバのコアと、シングルコアファイバのコアとの調心が実行された場合、光パワーメータは、マルチコアファイバ及びシングルコアファイバの各コアの伝送損失分だけ減衰した光強度を測定する。マルチコアファイバにおいて光が入力されたコア以外のコアと、シングルコアファイバのコアとの調心が実行された場合、光パワーメータは、コア間クロストークの光強度を測定する。

マルチコアファイバの各コアに光を入力した場合について、光パワーメータは、コア間クロストークを測定する。２本のコア間のクロストークは、コアの伝送損失分だけ減衰した光強度と、コア間クロストークの光強度とに基づいて求められる（非特許文献１参照）。

図１６は、マルチコア光増幅器のコア間クロストークの測定系の構成例を示す図である。コア間クロストークが測定される２本のコアに対して、２個の信号光源が用意される。２個の信号光源の光の各波長が互いに異なる波長に設定されることによって、光スペクトラムアナライザは、コア間クロストークを測定する（非特許文献２参照）。

図１７は、光スペクトラムアナライザで測定されたコア間クロストークの評価を表す増幅器出力スペクトル結果の例を示す図である。マルチコアファイバ増幅器のコアＡに、波長１５５０ｎｍの光信号が入力される。マルチコアファイバ増幅器のコアＢに、波長１５５１ｎｍの光信号が入力される。コアＢからコアＡへのクロストークは、コアＡの出力の測定結果（スペクトル）に基づいて推定される。コアＡからコアＢへのクロストークは、コアＢの出力の測定結果に基づいて推定される。

図１８は、強度トーンを用いたコア間クロストークの測定法の例を示す図である。強度トーンを用いたコア間クロストーク測定法が、非特許文献３に開示されている。コアごとに異なるトーン周波数で光強度が変調された光信号は、被測定物（ファンインデバイス、ファンアウトデバイス、伝送用の光ファイバ、光増幅器等）に入射する。光電変換器は、被測定物から出射された光を受光し、受光された光を電気信号に変換する。電気スペクトルアナライザは、変換結果である電気信号に基づいて、各トーン周波数成分を検出する。

図１９は、電気スペクトルから得られた各トーン周波数成分のレベル差の結果の例を示す図である。コア間のクロストークは、各トーン周波数成分のレベル差（光強度の差）に基づいて求めることができる。しかしながら、非特許文献３に開示されたコア間クロストークの測定法は、光ファイバ、デバイス及び装置を測定対象とする方法である。このため、マルチコアファイバを用いた空間多重光伝送を実行する光伝送システムが稼働中（インサービス中）である場合、コア間クロストークを評価することは困難である（非特許文献３参照）。

マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にコア間クロストークを推定することが可能である方式が、特許文献１に提案されている（特許文献１参照）。

図２０は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にコア間クロストークを推定する方式の例を示す図である。図２０では、信号帯域の側波帯の波長であって互いに異なる波長の光信号が、コア間クロストークの測定対象とされたコアと、このコアに隣接するコアとに入射する。

特開２０１６−２２５８９９号公報

K. Takenaga et al. "An Investigation on Crosstalk in Multi-Core Fibers by Introducing Random Fluctuation along Longitudinal Direction," IEICE Trans. Commun., vol.E94-B, no.2, pp.409-416, 2011. Y. Tsuchida et al., "Amplification Characteristics of a Multi-core Erbium-doped Fiber Amplifier," in Proc. OFC/NFOEC2012, paper OM3C.3. H. Ono et al., "Inter-core crosstalk measurement in multi-core fibre amplifier using multiple intensity tones," Electronics Letters, Volume 50, Issue 14, pp. 1009-1010, 2014.

しかしながら、伝送中の光信号の偏波は不規則に変動する。このため、伝送中の光信号が受ける実際のコア間クロストークを正確に推定することは、従来では困難であった。伝送中に光信号の偏波が不規則に変動する理由は、伝送路の曲がり、振動及び応力等に応じて、偏波が不規則に回転することによって、隣接するコア間で光信号の干渉量が変動するからである。

図２１は、７コアＭＣＦ（マルチコアファイバ）を用いた伝送路のＡ、Ｂ及びＣの各地点での光信号の偏波の変動の例を示す図である。光ファイバを伝送される光信号の偏波は回転する。時刻ｔ_０のＡ地点において、コア＃１を通る光信号の偏波方向がコア＃２方向を向いているため、コア＃１から＃２への信号干渉は、コア＃１から＃３間への信号干渉よりも大きい。したがって、コア＃１−＃２間のクロストークは、コア＃１−＃３間のクロストークよりも大きい。

Ｂ地点の光信号の偏波方向は、Ａ地点の光信号の偏波方向よりも回転している。時刻ｔ_０のＢ地点において、コア＃１を通る光信号の偏波方向がコア＃３方向を向いているため、コア＃１から＃３への信号干渉は、コア＃１から＃２間への信号干渉よりも大きい。したがって、コア＃１−＃３間のクロストークは、コア＃１−＃２間のクロストークよりも大きい。

時刻ｔ_１のＢ地点において、コア＃１を通る光信号の偏波方向がコア＃２及びコア＃５方向を向いているが、コア＃１−＃５間のピッチがコア＃１−＃２間のコア間ピッチよりも長いので、コア＃１−＃２間の信号干渉は、コア＃１−＃５間の信号干渉よりも大きい。したがって、コア＃１−＃２間のクロストークは、コア＃１−＃５間のクロストークよりも大きい。

マルチコアファイバの断面方向のコア間距離のばらつきは、マルチコアファイバの作製精度に起因するものであるため、マルチコアファイバの長手方向の地点に応じて異なる。このため、コア間クロストークをクロストーク推定システムがより高精度に推定するには、偏波の数と伝送される光信号の数とは同じであるほうがよい。

このように、従来のクロストーク推定システムは、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合には、マルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることができない場合があった。

上記事情に鑑み、本発明は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能であるクロストーク推定システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、偏波多重された偏波光である偏波多重光を、変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、前記偏波多重光を前記波長ごとに出射する光源部と、前記変調信号に前記偏波多重光を、前記波長に対応付けられたコアごとに合波する合波部と、前記偏波多重光が合波された前記変調信号を、前記波長ごとに異なる前記コアを介して伝送する伝送路と、前記偏波多重光が合波された前記変調信号から、前記偏波多重光を前記コアごとに分離する分離部と、前記偏波多重光の光強度データを前記波長ごとに生成する測定部と、前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記コアの間のクロストークを推定する推定部と、を備えるクロストーク推定システムである。

本発明の一態様は、上記のクロストーク推定システムであって、前記測定部は、前記偏波多重光の光強度の時間平均値を前記波長ごとに生成し、前記推定部は、前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の時間平均値の差に基づいて、前記コアの間のクロストークを推定する。

本発明の一態様は、上記のクロストーク推定システムであって、前記光源部は、前記変調信号の上側波帯の波長の前記偏波多重光と、前記変調信号の下側波帯の波長の前記偏波多重光との両方を生成する。

本発明の一態様は、偏波多重された偏波光である偏波多重光を生成し、前記偏波多重光を出射する光源部と、変調信号に前記偏波多重光を、伝送期間に対応付けられたコアごとに合波する合波部と、前記偏波多重光が合波された前記変調信号を、前記伝送期間ごとに異なる前記コアを介して伝送する伝送路と、前記偏波多重光が合波された前記変調信号から、前記偏波多重光を前記コアごとに分離する分離部と、前記偏波多重光の光強度データを前記伝送期間ごとに生成する測定部と、前記伝送期間ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記伝送期間の整数倍の時間長を有する推定期間ごとに前記コアの間のクロストークを推定する推定部と、を備えるクロストーク推定システムである。

本発明の一態様は、上記のクロストーク推定システムであって、前記光源部は、前記偏波多重光を前記変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、前記推定部は、前記伝送期間及び前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記推定期間ごとに前記コアの間のクロストークを推定する。

本発明の一態様は、上記のクロストーク推定システムであって、前記光源部は、前記変調信号の上側波帯の波長の前記偏波多重光と、前記変調信号の下側波帯の波長の前記偏波多重光との両方を生成する。

本発明により、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

第１実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、モニタ光源部の他の構成の第１例を示す図である。 第１実施形態における、モニタ光源部の他の構成の第２例を示す図である。 第１実施形態における、モニタ光源部の他の構成の第３例を示す図である。 第１実施形態における、クロストークの推定方法の例を示す図である。 第２実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第２実施形態における、クロストークの推定方法の例を示す図である。 第３実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第３実施形態における、クロストークの推定方法の例を示す図である。 第４実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第５実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第５実施形態における、偏波多重光及び変調信号に関して、波長及び光強度の関係の例を示す図である。 第６実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 第７実施形態における、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。 従来における、評価系を用いてコア間クロストークを簡便に測定する方法を説明する図である。 従来における、マルチコア光増幅器のコア間クロストークの測定系の構成例を示す図である。 従来における、光スペクトラムアナライザで測定されたコア間クロストークの評価を表す増幅器出力スペクトル結果の例を示す図である。 従来における、強度トーンを用いたコア間クロストークの測定法の例を示す図である。 従来における、電気スペクトルから得られた各トーン周波数成分のレベル差の結果の例を示す図である。 従来における、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にコア間クロストークをモニタする方式の例を示す図である。 従来における、７コアＭＣＦ（マルチコアファイバ）を用いた伝送路のＡ、Ｂ及びＣの各地点での光信号の偏波の変動の例を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。クロストーク推定システム１は、クロストークを推定するシステムである。クロストーク推定システム１は、モニタ対象区間として予め定められた伝送路におけるクロストークを推定する。クロストーク推定システム１は、モニタ光源部２と、モニタ光入力部３と、ファンイン４と、伝送路５と、ファンアウト６と、モニタ光分離部７と、モニタ光受信部８と、信号処理部９とを備える。

モニタ光源部２は、モニタ光源２０−１及び２０−２と、モニタ光源２１−１及び２１−２と、モニタ光源２２−１及び２２−２と、ＰＢＣ２３−１〜２３−３とを備える。モニタ光源２０とモニタ光源２１とモニタ光源２２とは、単偏波の連続波（CW: Continuous Wave）の光源である。

各モニタ光源２０は、偏波光（波長λ１）を、ＰＢＣ２３−１に出射する。したがって、２台のモニタ光源２０は、偏波多重された偏波光（以下「偏波多重光」という。）を、モニタ光としてＰＢＣ２３−１に出射する。

各モニタ光源２１は、偏波光（波長λ２）をＰＢＣ２３−１に出射する。したがって、２台のモニタ光源２１は、偏波多重光（波長λ２）を、モニタ光としてＰＢＣ２３−２に出射する。

各モニタ光源２２は、偏波光（波長λ３）をＰＢＣ２３−３に出射する。したがって、２台のモニタ光源２２は、偏波多重光（波長λ３）を、モニタ光としてＰＢＣ２３−３に出射する。

図２は、モニタ光源部２の他の構成の第１例を示す図である。モニタ光源部２は、モニタ光源２０−１と、ＰＢＣ２３−１−１と、遅延線１００と、光ファイバ１０１とを、モニタ光源２０−１及び２０−２とＰＢＣ２３−１との代わりに備えてもよい。遅延線１００は、光信号を遅延させる。光ファイバ１０１は、光信号を伝送する。モニタ光源２１−１及び２１−２と、モニタ光源２２−１及び２２−２と、ＰＢＣ２３−２〜２３−３とについても同様である。

図３は、モニタ光源部２の他の構成の第２例を示す図である。モニタ光源部２は、モニタ光源１０２と、ＢＰＦ１０３とを、モニタ光源２０−１及び２０−２とＰＢＣ２３−１との代わりに備えてもよい。モニタ光源２１−１及び２１−２と、モニタ光源２２−１及び２２−２と、ＰＢＣ２３−２〜２３−３とについても同様である。モニタ光源１０２は、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源である。モニタ光源１０２は、自然放出光を増幅して出射する。ＢＰＦ１０３は、バンドパスフィルタである。

図４は、モニタ光源部２の他の構成の第３例を示す図である。モニタ光源部２は、モニタ光源２０−１と、Ｐｏｌ．ｓｃｒｍ１０４とを、モニタ光源２０−１及び２０−２とＰＢＣ２３−１との代わりに備えてもよい。モニタ光源２１−１及び２１−２と、モニタ光源２２−１及び２２−２と、ＰＢＣ２３−２〜２３−３とについても同様である。Ｐｏｌ．ｓｃｒｍ１０４は、偏光スクランブラである。

図１に戻り、クロストーク推定システム１の構成例の説明を続ける。ＰＢＣ２３は、偏波ビームコンバイナ（Polarization Beam Combiner）である。ＰＢＣ２３−１は、モニタ光源２０−１から出射された偏波光（波長λ１）と、モニタ光源２０−２から出射された偏波光（波長λ１）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｍ１（波長λ１）として受光する。波長λ１は、コア５００−１における変調された光信号の波長とは異なる波長（信号帯域の側波帯の波長）である。ＰＢＣ２３−１は、偏波多重光Ｍ１をモニタ光入力部３に出射する。偏波多重光Ｍ１は、コア５００−１を介して、伝送路５を伝播する。

ＰＢＣ２３−２は、モニタ光源２０−１から出射された偏波光（波長λ２）と、モニタ光源２０−２から出射された偏波光（波長λ２）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｍ２（波長λ２）として受光する。波長λ２は、コア５００−２における変調された光信号の波長とは異なる波長（信号帯域の側波帯の波長）である。ＰＢＣ２３−２は、偏波多重光Ｍ２をモニタ光入力部３に出射する。偏波多重光Ｍ２は、コア５００−２を介して、伝送路５を伝播する。

ＰＢＣ２３−３は、モニタ光源２０−１から出射された偏波光（波長λ３）と、モニタ光源２０−２から出射された偏波光（波長λ３）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｍ３（波長λ３）として受光する。波長λ３は、コア５００−３における変調された光信号の波長とは異なる波長（信号帯域の側波帯の波長）である。ＰＢＣ２３−３は、偏波多重光Ｍ３をモニタ光入力部３に出射する。偏波多重光Ｍ３は、コア５００−３を介して、伝送路５を伝播する。

なお、各コア５００における変調された光信号（変調信号）の変調フォーマットは、特定の変調フォーマット・ボーレートや多値変調に限定されない。変調フォーマットは、例えば、１００ＧＨｚ間隔 ４０ＷＤＭ（WDM: Wavelength Division Multiplexing）、３２Ｇｂａｕｄ ＰＤＭ−１６ＱＡＭ、５０ＧＨｚ間隔８０ＷＤＭ、又は、４８Ｇｂａｕｄ ＰＤＭ−６４ＱＡＭである。

モニタ光入力部３は、ファンイン４に入射される変調信号（例えば、ＷＤＭ信号）に、モニタ光源部２から出射された偏波多重光を合波する。モニタ光入力部３は、２以上でコア数以下の個数の光カプラ３０を備える。図１では、モニタ光入力部３は、光カプラ３０−１〜３０−３を備える。光カプラ３０−１は、コア５００−１を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−１から出射された偏波多重光Ｍ１を合波する。光カプラ３０−２は、コア５００−２を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−２から出射された偏波多重光Ｍ２を合波する。光カプラ３０−３は、コア５００−３を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−３から出射された偏波多重光Ｍ３を合波する。

なお、クロストーク推定システム１は、光信号の伝送方向に関してファンイン４の手前に、モニタ光入力部３として複数のＷＤＭカプラを備えてもよい。ファンイン４は、ＰＢＣ２３から出射された偏波多重光を、変調信号に合波してもよい。

ファンイン４（fan-in）は、偏波多重光が合波された各変調信号を伝送路５に出射する。ファンイン４は、例えば、複数のフェルールと、複数のシングルコアファイバとを備える。

伝送路５は、光伝送システムにおいて、２本以上のコアを有するマルチコアファイバと、マルチコア光増幅器とを有する被測定物（中継増幅伝送路）であり、コア間クロストークのモニタ対象区間である。図１では、伝送路５は、一例としてコア５００−１〜５００−３を有するマルチコアファイバ５０と、光増幅器５１とを備える。

伝送路５は、下記（１）〜（３）までの構成を備えてもよい。以下、ファンインと、複数のマルチコアファイバとマルチコア光増幅器とを有する中継増幅伝送路と、ファンアウトとを、「マルチコア光増幅中継伝送路」という。

（１）マルチコアファイバのみ
（２）光増幅器のみ
（３）伝送路の一部区間のみがマルチコア光増幅中継伝送路

上記（３）では、伝送路は、以下の（３−１）から（３−３）までのいずれかでもよい。
（３−１）マルチコア光増幅中継伝送路と、複数のシングルコアファイバ区間とが接続された伝送路
（３−２）マルチコアファイバと、複数のシングルコア光増幅器とが接続された伝送路
（３−３）複数のシングルコアファイバと、マルチコア光増幅器とが接続された伝送路

マルチコアファイバ５０は、コア５００−１〜５００−３を備える。マルチコアファイバ５０は、偏波多重光が合波された変調信号を伝送する。光増幅器５１は、マルチコアファイバ５０において、偏波多重光が合波された変調信号の光強度を増幅する。

ファンアウト６（fan-out）は、偏波多重光が合波された各変調信号（ＷＤＭ信号）を、モニタ光分離部７に出射する。ファンアウト６は、例えば、複数のフェルールと、複数のシングルコアファイバとを備える。

モニタ光分離部７は、偏波多重光を各変調信号から分離する。モニタ光分離部７は、２以上でコア数以下の個数の光カプラ７０を備える。図１では、モニタ光分離部７は、光カプラ７０−１〜７０−３を備える。

光カプラ７０−１は、コア５００−１においてファンアウト６から出射された変調信号であって、偏波多重光が合波された変調信号から、偏波多重光Ｍ１を分離する。光カプラ７０−１は、分離された偏波多重光Ｍ１を、モニタ光受信部８に出射する。光カプラ７０−２は、コア５００−２においてファンアウト６から出射された変調信号であって、偏波多重光Ｍ２が合波された変調信号から、偏波多重光Ｍ２を分離する。光カプラ７０−２は、分離された偏波多重光Ｍ２を、モニタ光受信部８に出射する。光カプラ７０−３は、コア５００−３においてファンアウト６から出射された変調信号であって、偏波多重光Ｍ３が合波された変調信号から、偏波多重光Ｍ３を分離する。光カプラ７０−３は、分離された偏波多重光Ｍ３を、モニタ光受信部８に出射する。

なお、クロストーク推定システム１は、光信号の伝送方向に関してファンアウト６の手前に、モニタ光分離部７として複数のＷＤＭカプラを備えてもよい。ファンアウト６は、伝送路５から出射された偏波多重光を、偏波多重光が合波された変調信号から分離してもよい。

モニタ光受信部８は、複数の波長の偏波多重光を、モニタ光分離部７から受光する。モニタ光受信部８は、多波長受光器８０をコア５００ごとに備える。図１では、モニタ光受信部８は、多波長受光器８０−１〜８０−３を備える。

偏波多重光が合波された変調信号の一部は、伝送路５において、コア５００から他のコア５００に漏れ出す。このため、偏波多重光が合波された変調信号がモニタ光分離部７に到達した時点で、各コア５００における各変調信号には、波長λ１の偏波多重光Ｍ１と、波長λ２の偏波多重光Ｍ２と、波長λ３の偏波多重光Ｍ３との各成分が含まれている。

多波長受光器８０は、複数の波長の偏波多重光を、モニタ光分離部７から受光する。図１では、多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を受光する。多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を受光する。多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を受光する。

多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の各光強度を測定する。多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の各光強度を測定する。多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の各光強度を測定する。多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

信号処理部９（クロストーク推定部）は、クロストークの推定に関する信号処理を実行する機能部である。信号処理部９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。信号処理部９は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。信号処理部９は、記憶部を備えてもよい。

記憶部は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記録媒体を有してもよい。

信号処理部９は、偏波多重光の光強度の測定結果を、コア５００ごとにモニタ光受信部８から取得する。信号処理部９は、偏波多重光の光強度の測定結果に基づいて、コア５００の間のクロストークを推定する。

信号処理部９は、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークを推定する。信号処理部９は、コア５００の間の偏波多重光の光強度の差を、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークとして算出する。すなわち、信号処理部９は、コア５００の間の偏波多重光の光強度の比（デシベル表記）を、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークとして算出する。

信号処理部９は、波長λ１の偏波多重光Ｍ１の光強度と、波長λ２の偏波多重光Ｍ２の光強度と、波長λ３の偏波多重光Ｍ２の光強度とを測定する。多波長受光器８０によって受信された各偏波多重光の光強度は、時間変動する。このため、信号処理部９は、一定時間にモニタ光受信部８から取得された光強度データ（生データ）の時間方向の区間平均値を算出する。一定時間は、例えば、変調された光信号（変調信号）の１フレームの時間幅の半分以上の時間である。

信号処理部９は、光強度の時間方向の区間平均値（時間平均データ）に基づいて、コア５００の間のクロストークを算出する。信号処理部９は、コア５００の間の光強度の時間方向の区間平均値の差に基づいて、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークを推定する。

図５は、クロストークの推定方法の例を示す図である。図５において、「＃１」は、コア５００−１を表す。「＃２」は、コア５００−２を表す。「＃３」は、コア５００−３を表す。図５では、「ＸＴ ＃２→＃１」は、コア５００−１のモニタ光の光強度と、コア５００−２のモニタ光の光強度との差（レベル差）を表す。すなわち、「ＸＴ ＃２→＃１」は、コア５００−２からコア５００−１へのクロストークの量を表す。図５では、「ＸＴ ＃３→＃１」は、コア５００−３からコア５００−１へのクロストークによって生じた、コア５００−１のモニタ光の光強度と、コア５００−３のモニタ光の光強度との差（レベル差）を表す。すなわち、「ＸＴ ＃３→＃１」は、コア５００−３からコア５００−１へのクロストークの量を表す。他の組み合わせについても同様である。

信号処理部９は、コア５００の間の光強度の時間方向の区間平均値の比（デシベル表記）に基づいて、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークを推定してもよい。信号処理部９は、例えば式（１）のように、コア５００−ｎ（ｎは、コア５００の識別子（１〜３のいずれか））から５００−ｍ（ｍは、コア５００の識別子（１〜３のいずれか）であり、ｎ以外の整数）へのクロストークα_ｎｍを推定する。

α_ｎｍ＝１０ｌｏｇ_１０（Ｉｎ／Ｉｍ） …（１）

ここで、Ｉｍは、コア５００−ｍにおいて測定された光強度であって、コア５００−ｍを伝送された偏波多重光（波長λｍ）の光強度を示す。Ｉｎは、コア５００−ｍにおいて測定された光強度であって、コア５００−ｎを伝送された偏波多重光（波長λｎ）の光強度を示す。

信号処理部９は、マルチコアファイバ５０における任意の１本のコア５００に他の各コア５００から漏れ出した光の強度（クロストーク）を合算することによって、その任意の１本のコア５００における、他の複数のコア５００からのクロストークを推定する。例えば、信号処理部９は、同じ期間のコア５００−１における、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ２の光強度の時間平均データの差と、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ３の光強度の時間平均データの差とを合算する。信号処理部９は、同じ期間の光強度の差を合算することによって、他の各コア５００からコア５００−１へのクロストークを推定する。

以上のように、第１実施形態のクロストーク推定システム１は、モニタ光源部２（光源部）と、モニタ光入力部３（合波部）と、伝送路５と、モニタ光分離部７（分離部）と、モニタ光受信部８（測定部）と、信号処理部９（推定部）とを備える。モニタ光源部２は、偏波多重光を変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、偏波多重光を波長ごとに出射する。モニタ光入力部３は、変調信号に偏波多重光を、波長に対応付けられたコア５００ごとに合波する。伝送路５は、偏波多重光が合波された変調信号を、波長ごとに異なるコア５００を介して伝送する。モニタ光分離部７は、偏波多重光が合波された変調信号から、偏波多重光をコア５００ごとに分離する。モニタ光受信部８は、偏波多重光の光強度データを波長ごとに生成する。信号処理部９は、波長ごとの偏波多重光の光強度の差に基づいて、コア５００の間のクロストークを推定する。

これによって、第１実施形態のクロストーク推定システム１は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

伝送路５の曲がり、振動及び応力等に応じて、偏波が不規則に回転し、隣接するコア間で光信号の干渉量が変動したとしても、第１実施形態のクロストーク推定システム１は、コア５００の間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

モニタ光受信部８は、偏波多重光の光強度の時間平均値を、波長ごとに生成してもよい。信号処理部９は、波長ごとの偏波多重光の光強度の時間平均値の差に基づいて、コア５００の間のクロストークを推定してもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態では、モニタ光分離部７の構成と、モニタ光受信部８の構成とが、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。

図６は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。モニタ光分離部７は、２以上でコア数以下の個数の光カプラ７０と、Ｎ×１ＳＷ７１とを備える。Ｎ×１ＳＷ７１は、偏波多重光の入力がＮ系統（Ｎは、コア５００の本数）であり、偏波多重光の出力が１系統であるスイッチである。Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３から出力された偏波多重光のうちから、一つの偏波多重光を時間経過に応じて選択する。すなわち、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３のうちから光カプラ７０を、時間経過に応じて選択する。Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻０から所定時刻Ｔまでの時間ごとに、選択結果を切り替えてもよい。Ｎ×１ＳＷ７１は、選択された光カプラ７０から出射された偏波多重光を、モニタ光受信部８に出射する。

モニタ光受信部８は、多波長受光器８０を備える。多波長受光器８０は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を、モニタ光分離部７から受光する。モニタ光受信部８は、多波長受光器８０は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を、モニタ光分離部７から受光する。多波長受光器８０は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を、モニタ光分離部７から受光する。多波長受光器８０は、各偏波多重光の光強度を、期間ごとに測定する。

多波長受光器８０は、各偏波多重光の光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。Ｎ×１ＳＷ７１が偏波多重光又は光カプラ７０を選択するので、モニタ光受信部８が備えている多波長受光器８０が１個であっても、信号処理部９は、複数のコア５００におけるクロストークを推定することが可能である。

図７は、クロストークの推定方法の例を示す図である。時刻０から時刻Ｔ未満までの時間長は、変調された光信号（変調信号）の１フレームの時間幅の半分以上の時間である。信号処理部９は、マルチコアファイバ５０における任意の１本のコア５００に他の各コア５００から漏れ出した光の強度（クロストーク）を合算することによって、その任意の１本のコア５００における、他の複数のコア５００からのクロストークを推定する。

例えば、信号処理部９は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間のコア５００−１における、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ２の光強度の時間平均データの差と、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ３の光強度の時間平均データの差とを合算する。信号処理部９は、このように光強度の差を合算することによって、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間のコア５００−１における他の各コア５００からのクロストークを推定する。時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間と、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間とについても同様である。

以上のように、第２実施形態のＮ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３から出力された偏波多重光のうちから、一つの偏波多重光を時間経過に応じて選択する。すなわち、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３のうちから光カプラ７０を、時間経過に応じて選択する。多波長受光器８０は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１、偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３を、Ｎ×１ＳＷ７１から受光する。信号処理部９は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間のコア５００−１における、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ２の光強度の時間平均データの差と、偏波多重光Ｍ１及び偏波多重光Ｍ３の光強度の時間平均データの差とを合算する。

これによって、第２実施形態のクロストーク推定システム１は、簡易な構成で、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

（第３実施形態）
第３実施形態では、モニタ光源部２の構成と、モニタ光入力部３の構成とが、第２実施形態と相違する。第３実施形態では、第２実施形態との相違点を説明する。

図８は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。モニタ光源部２は、モニタ光源２０−１及び２０−２と、ＰＢＣ２３とを備える。ＰＢＣ２３は、偏波多重光Ｍ１をモニタ光入力部３に出射する。モニタ光入力部３は、２以上でコア数以下の個数の光カプラ３０と、１×ＮＳＷ３１とを備える。

１×ＮＳＷ３１は、偏波多重光の入力が１系統であり、偏波多重光の出力がＮ系統であるスイッチである。１×ＮＳＷ３１は、光カプラ３０−１〜３０−３のうちから光カプラ３０を、時間経過に応じて選択する。１×ＮＳＷ３１は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−１を選択する。１×ＮＳＷ３１は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−２を選択する。１×ＮＳＷ３１は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−３を選択する。１×ＮＳＷ３１は、時間長Ｔの伝送期間ごとに選択された光カプラ３０に、偏波多重光Ｍ１を出射する。

モニタ光分離部７は、２以上でコア数以下の個数の光カプラ７０と、Ｎ×１ＳＷ７１とを備える。Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３から出力されたモニタ光のうちから、モニタ光受信部８に出射される偏波多重光を、時間長「３Ｔ」の期間ごとに選択する。すなわち、Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻０から時刻３Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−１を選択する。Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻３Ｔから時刻６Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−２を選択する。Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻６Ｔから時刻９Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−３を選択する。

図９は、クロストークの推定方法の例を示す図である。信号処理部９は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｍ１の光強度Ｉの時間方向の区間平均値（ＩＬ１（実測値））を算出する。信号処理部９は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｍ１の光強度Ｉの時間方向の区間平均値（ＩＬ２（実測値））を算出する。信号処理部９は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｍ１の光強度Ｉの時間方向の区間平均値（ＩＬ３（実測値））を算出する。

信号処理部９は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、コア５００−１の偏波多重光Ｍ１の光強度の時間方向の区間平均値（ＩＬ１（実測値））と、コア５００−２の偏波多重光Ｍ１の光強度の時間方向の区間平均値（ＩＬ２（実測値））との差を算出することによって、コア５００−２からコア５００−１へのクロストークを推定する。

信号処理部９は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、コア５００−１の偏波多重光Ｍ１の光強度の時間方向の区間平均値（ＩＬ１（実測値））と、コア５００−３の偏波多重光Ｍ１の光強度の時間方向の区間平均値（ＩＬ３（実測値））との差を算出することによって、コア５００−３からコア５００−１へのクロストークを推定する。クロストークを推定する。

時刻３Ｔにおいて、信号処理部９は、コア５００−２からコア５００−１へのクロストークと、コア５００−３からコア５００−１へのクロストークとを合算することによって、時刻０から時刻３Ｔ未満までの期間における、コア５００−２及び５００−３からコア５００−１へのクロストークを推定する。

時刻３Ｔにおいて、信号処理部９は、コア５００−１における偏波多重光Ｍ１の光強度の時間方向の区間平均値（ＩＬ１（実測値））と、コア５００−１における偏波多重光Ｍ２及び偏波多重光Ｍ３の光強度の時間方向の区間平均値の合算結果との比（デシベル表記）を算出することによって、時刻０から時刻３Ｔ未満までの期間における、コア５００−２及び５００−３からコア５００−１へのクロストークを推定してもよい。

同様に、信号処理部９は、時刻３Ｔから時刻６Ｔ未満までの期間、コア５００−２における偏波多重光Ｍ１の光強度と、合算結果との比を算出することによって、コア５００−１及び５００−３からコア５００−２へのクロストークを推定してもよい。同様に、信号処理部９は、時刻６Ｔから時刻９Ｔ未満までの期間、コア５００−３における偏波多重光Ｍ１の光強度と、合算結果との比を算出することによって、コア５００−１及び５００−２からコア５００−３へのクロストークを推定してもよい。

以上のように、第３実施形態のクロストーク推定システム１は、モニタ光源部２（光源部）と、モニタ光入力部３（合波部）と、伝送路５と、モニタ光分離部７（分離部）と、モニタ光受信部８（測定部）と、信号処理部９（推定部）とを備える。モニタ光源部２は、偏波多重光Ｍ１を生成し、偏波多重光Ｍ１を出射する。モニタ光入力部３は、変調信号に偏波多重光Ｍ１を、伝送期間（例えば、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間）に対応付けられたコア５００ごとに合波する。伝送路５は、偏波多重光Ｍ１が合波された変調信号を、伝送期間ごとに異なるコア５００を介して伝送する。モニタ光分離部７は、偏波多重光Ｍ１が合波された変調信号から、偏波多重光Ｍ１をコア５００ごとに分離する。モニタ光受信部８は、偏波多重光Ｍ１の光強度データを、伝送期間ごとに生成する。信号処理部９は、伝送期間ごとの偏波多重光Ｍ１の光強度の差に基づいて、伝送期間（例えば、時間長「Ｔ」を有する期間）の整数倍の時間長（例えば、時間長「３Ｔ」）を有する推定期間ごとにコア５００の間のクロストークを推定する。

これによって、第３実施形態のクロストーク推定システム１は、簡易な構成で、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

（第４実施形態）
第４実施形態では、モニタ光源部２の構成と、モニタ光入力部３の構成とが、第３実施形態と相違する。第４実施形態では、第３実施形態との相違点を説明する。

図１０は、クロストーク推定システムの構成例を示す図である。モニタ光源部２は、モニタ光源２０−１及び２０−２と、モニタ光源２１−１及び２１−２と、ＰＢＣ２３−１〜２３−２とを備える。モニタ光入力部３は、光カプラ３０−１〜３０−３と、２×ＮＳＷ３２とを備える。

２×ＮＳＷ３２は、偏波多重光の入力が２系統であり、偏波多重光の出力がＮ系統であるスイッチである。２×ＮＳＷ３２は、偏波多重光の出力先の光カプラ３０を、時間経過に応じて切り替える。２×ＮＳＷ３２は、測定対象のコア５００と他のコア５００において、互いに異なる波長の偏波多重光が入射されるようにする。

２×ＮＳＷ３２は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、波長λ１の偏波多重光Ｍ１を、光カプラ３０−１に出射する。２×ＮＳＷ３２は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、波長λ２の偏波多重光Ｍ２を、光カプラ３０−２及び３０−３に出射する。

２×ＮＳＷ３２は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、波長λ１の偏波多重光を光カプラ３０−２に出射する。２×ＮＳＷ３２は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、波長λ２の偏波多重光Ｍ２を、光カプラ３０−１及び３０−３に出射する。

２×ＮＳＷ３２は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、波長λ１の偏波多重光を光カプラ３０−３に出射する。２×ＮＳＷ３２は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、波長λ２の偏波多重光Ｍ２を、光カプラ３０−１及び３０−２に出射する。

モニタ光分離部７において、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３から出力されたモニタ光のうちから、モニタ光受信部８に出力される偏波多重光を、時間経過に応じて選択する。すなわち、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３のうちから、光カプラ７０を時間経過に応じて選択する。

時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、コア５００−２及び５００−３からコア５００−１に、波長λ２の偏波多重光Ｍ２が漏れ出す場合がある。そこで、Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−１（コア５００−１）を選択する。信号処理部９は、コア５００−１とコア５００−２及び５００−３との間のクロストークを推定する。

時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、コア５００−１及び５００−３からコア５００−２に、波長λ２の偏波多重光Ｍ２が漏れ出す場合がある。そこで、Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−２（コア５００−２）を選択する。信号処理部９は、コア５００−２とコア５００−１及び５００−３との間のクロストークを推定する。

時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、コア５００−１及び５００−２からコア５００−３に、波長λ２の偏波多重光Ｍ２が漏れ出す場合がある。そこで、Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−３（コア５００−３）を選択する。信号処理部９は、コア５００−３とコア５００−１及び５００−２との間のクロストークを推定する。

以上のように、第４実施形態の２×ＮＳＷ３２は、測定対象のコア５００と他のコア５００において、互いに異なる波長の偏波多重光が入射されるようにする。例えば、２×ＮＳＷ３２は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、波長λ１の偏波多重光Ｍ１を、光カプラ３０−１に出射する。２×ＮＳＷ３２は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、波長λ２の偏波多重光Ｍ２を、光カプラ３０−２及び３０−３に出射する。Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３のうちから、光カプラ７０を時間経過に応じて選択する。例えば、Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−１（コア５００−１）を選択する。

これによって、第４実施形態のクロストーク推定システム１は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

（第５実施形態）
第５実施形態では、モニタ光源部２の構成が、第１実施形態と相違する。第５実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。

図１１は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。各コア５００には、２種類の波長の偏波多重光が入射される。モニタ光源部２は、モニタ光源２４−１及び２４−２と、モニタ光源２５−１及び２５−２と、モニタ光源２６−１及び２６−２と、モニタ光源２７−１及び２７−２と、モニタ光源２８−１及び２８−２と、モニタ光源２９−１及び２９−２とを備える。モニタ光源部２は、ＰＢＣ２３−１〜２３−６を更に備える。モニタ光源部２は、光カプラ１０５−１〜１０５−３を更に備える。

モニタ光源２４−１及び２４−２は、波長λ１ｓの偏波多重光Ｓ１を、ＰＢＣ２３−１に出射する。波長λ１ｓは、コア５００−１における変調された光信号の波長とは異なる短い波長（信号帯域外の短い波長）である。モニタ光源２５−１及び２５−２は、波長λ１ｌの偏波多重光Ｌ１を、ＰＢＣ２３−２に出射する。波長λ１ｌは、コア５００−１における変調された光信号の波長とは長い異なる波長（信号帯域外の長い波長）である。

モニタ光源２６−１及び２６−２は、波長λ２ｓの偏波多重光Ｓ２を、ＰＢＣ２３−３に出射する。波長λ２ｓは、コア５００−２における変調された光信号の波長とは異なる短い波長（信号帯域外の短い波長）である。モニタ光源２７−１及び２７−２は、波長λ２ｌの偏波多重光Ｌ２を、ＰＢＣ２３−４に出射する。波長λ２ｌは、コア５００−２における変調された光信号の波長とは異なる長い波長（信号帯域外の長い波長）である。

モニタ光源２８−１及び２８−２は、波長λ３ｓの偏波多重光Ｓ３を、ＰＢＣ２３−５に出射する。波長λ３ｓは、コア５００−３における変調された光信号の波長とは異なる短い波長（信号帯域外の短い波長）である。モニタ光源２９−１及び２９−２は、波長λ３ｌの偏波多重光Ｌ３を、ＰＢＣ２３−６に出射する。波長λ３ｌは、コア５００−３における変調された光信号の波長とは異なる長い波長（信号帯域外の長い波長）である。

偏波多重光Ｓ１の波長λ１ｓと、偏波多重光Ｓ２の波長λ２ｓと、偏波多重光Ｓ３の波長λ３ｓとは、下側波帯の波長である。これらのうち、波長λ１ｓは最も短い波長であり、波長λ３ｓは最も長い波長である。偏波多重光Ｓ１の波長λ１ｌと、偏波多重光Ｓ２の波長λ２ｌと、偏波多重光Ｓ３の波長λ３ｌとは、上側波帯の波長である。これらのうち、波長λ１ｌは最も短い波長であり、波長λ３ｌは最も長い波長である。

ＰＢＣ２３−１は、モニタ光源２４−１から出射された偏波光（波長λ１ｓ）と、モニタ光源２４−２から出射された偏波光（波長λ１ｓ）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｓ１（波長λ１ｓ）として受光する。ＰＢＣ２３−１は、偏波多重光Ｓ１を、光カプラ１０５−１に出射する。

ＰＢＣ２３−２は、モニタ光源２５−１から出射された偏波光（波長λ１ｌ）と、モニタ光源２６−２から出射された偏波光（波長λ１ｌ）とを、各光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｌ１（波長λ１ｌ）として受光する。ＰＢＣ２３−２は、偏波多重光Ｌ１を、光カプラ１０５−１に出射する。

ＰＢＣ２３−３は、モニタ光源２６−１から出射された偏波光（波長λ２ｓ）と、モニタ光源２６−２から出射された偏波光（波長λ２ｓ）とを、各光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｓ２（波長λ２ｓ）として受光する。ＰＢＣ２３−３は、偏波多重光Ｓ２を、光カプラ１０５−２に出射する。

ＰＢＣ２３−４は、モニタ光源２７−１から出射された偏波光（波長λ２ｌ）と、モニタ光源２７−２から出射された偏波光（波長λ２ｌ）とを、各光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｌ２（波長λ２ｌ）として受光する。ＰＢＣ２３−４は、偏波多重光Ｌ２を、光カプラ１０５−２に出射する。

ＰＢＣ２３−５は、モニタ光源２８−１から出射された偏波光（波長λ３ｓ）と、モニタ光源２８−２から出射された偏波光（波長λ３ｓ）とを、各光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｓ３（波長λ２ｓ）として受光する。ＰＢＣ２３−５は、偏波多重光Ｓ３を、光カプラ１０５−３に出射する。

ＰＢＣ２３−６は、モニタ光源２９−１から出射された偏波光（波長λ３ｌ）と、モニタ光源２９−２から出射された偏波光（波長λ３ｌ）とを、各光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光Ｌ３（波長λ２ｌ）として受光する。ＰＢＣ２３−６は、偏波多重光Ｌ３を、光カプラ１０５−３に出射する。

光カプラ１０５−１は、偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１を合波する。光カプラ１０５−１は、合波された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１を、光カプラ３０−１に出射する。光カプラ１０５−２は、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２を合波する。光カプラ１０５−２は、合波された偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２を、光カプラ３０−２に出射する。光カプラ１０５−３は、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３を合波する。光カプラ１０５−３は、合波された偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３を、光カプラ３０−３に出射する。

モニタ光入力部３は、コア５００−１〜５００−３を介して、第１の光クロスコネクト（OXC: Optical Cross Connect）（ＯＸＣ＃１）に接続されている。第１の光クロスコネクトは、変調された光信号を、コア５００−１〜５００−３を介してモニタ光入力部３に出射する。

光カプラ３０−１は、コア５００−１を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−１から出射された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１を合波する。光カプラ３０−２は、コア５００−２を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−２から出射された偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２を合波する。光カプラ３０−３は、コア５００−３を介してファンイン４に入射される変調信号に、ＰＢＣ２３−３から出射された偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３を合波する。

偏波多重光が合波された変調信号の一部は、伝送路５においてコア５００から他のコア５００に漏れ出す。このため、偏波多重光が合波された変調信号がモニタ光分離部７に到達した時点で、各コア５００における各変調信号には、偏波多重光Ｓ１と偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との各成分が含まれている。

モニタ光分離部７は、変調された光信号を、コア５００−１〜５００−３を介して第２の光クロスコネクト（ＯＸＣ＃２）に出射する。モニタ光分離部７は、変調された光信号から分離された偏波多重光を、モニタ光受信部８に出射する。

モニタ光受信部８において、多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３とを受光する。多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３とを受光する。多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３とを受光する。

多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との各光強度を測定する。多波長受光器８０−１は、コア５００−１を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との各光強度を測定する。多波長受光器８０−２は、コア５００−２を伝送された偏波多重光Ｓ１及び偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｓ１と偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との各光強度を測定する。多波長受光器８０−３は、コア５００−３を伝送された偏波多重光Ｓ１と偏波多重光Ｌ１と、偏波多重光Ｓ２及び偏波多重光Ｌ２と、偏波多重光Ｓ３及び偏波多重光Ｌ３との光強度の測定結果を、信号処理部９に出力する。

図１２は、偏波多重光及び変調信号に関して、波長及び光強度の関係の例を示す図である。横軸は、波長を示す。縦軸は、光強度（光パワ）を示す。図１２は、一例として、多波長受光器８０−１による測定結果を示す。図１２では、一例として、波長λ２ｓの偏波多重光Ｓ２の光強度は、波長λ２ｌの偏波多重光Ｌ２の光強度よりも低い。図１２では、一例として、波長λ３ｓの偏波多重光Ｓ３の光強度は、波長λ２ｌの偏波多重光Ｌ３の光強度よりも低い。

図１２では、信号処理部９は、偏波多重光Ｓ２の光強度を示す棒グラフの頂点と、偏波多重光Ｌ２の光強度を示す棒グラフの頂点とを結ぶ補助線２０１を算出する。図１２では、補助線２０１が信号帯域２００の周波数分布グラフを横切るので、信号処理部９は、信号帯域２００における偏波多重光Ｓ２又は偏波多重光Ｌ２の光強度を、補助線２０１に基づいて推定することができる。

同様に、信号処理部９は、偏波多重光Ｓ３の光強度を示す棒グラフの頂点と、偏波多重光Ｌ３の光強度を示す棒グラフの頂点とを結ぶ補助線２０２とを算出する。図１２では、補助線２０２が信号帯域２００の周波数分布グラフを横切るので、信号処理部９は、信号帯域２００における偏波多重光Ｓ３又は偏波多重光Ｌ３の光強度を、補助線２０２に基づいて推定することができる。

信号処理部９は、図２０のグラフに示されている処理を実行することによって、コア５００の間の偏波多重光の光強度の差に基づいて、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークを推定する。信号処理部９は、コア５００の間の偏波多重光の光強度の比（デシベル表記）に基づいて、マルチコアファイバ５０における２本のコア５００の間のクロストークを推定してもよい。

以上のように、第５実施形態のモニタ光源部２は、変調信号の上側波帯の波長（例えば、波長λ２ｌ等）の偏波多重光と、変調信号の下側波帯の波長（例えば、波長λ２ｓ等）の偏波多重光との両方を生成する。

これによって、第５実施形態のクロストーク推定システム１は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中であっても、マルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

（第６実施形態）
第６実施形態では、モニタ光源部２の構成が、第３実施形態と相違する。第６実施形態では、第３実施形態との相違点を説明する。

図１３は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。モニタ光源部２は、光カプラ１０５と、モニタ光源１０６−１及び１０６−２と、モニタ光源１０７−１及び１０７−２と、ＰＢＣ２３−１及び２３−２とを備える。モニタ光源１０６とモニタ光源１０７とは、単偏波の連続波の光源である。

各モニタ光源１０６は、短い波長λ_Ｓの偏波光を、モニタ光としてＰＢＣ２３−１に出射する。したがって、２台のモニタ光源１０６は、短い波長λ_Ｓの偏波多重光を、ＰＢＣ２３−１に出射する。波長λ_Ｓは、コア５００における変調された光信号の波長とは異なる波長（信号帯域の側波帯の波長）である。

各モニタ光源１０７は、波長λ_Ｓよりも長い波長λ_Ｌの偏波光を、モニタ光としてＰＢＣ２３−１に出射する。したがって、２台のモニタ光源１０７は、偏波多重光をＰＢＣ２３−２に出射する。波長λ_Ｌは、コア５００における変調された光信号の波長とは異なる波長（信号帯域の側波帯の波長）である。

ＰＢＣ２３−１は、モニタ光源１０６−１から出射された偏波光（波長λ_Ｓ）と、モニタ光源１０６−２から出射された偏波光（波長λ_Ｓ）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光（波長λ_Ｓ）として受光する。ＰＢＣ２３−１は、偏波多重光（波長λ_Ｓ）を、光カプラ１０５に出射する。

ＰＢＣ２３−２は、モニタ光源１０７−１から出射された偏波光（波長λ_Ｌ）と、モニタ光源１０６−２から出射された偏波光（波長λ_Ｌ）とを、各偏波光の偏波状態を保持したまま、偏波多重光（波長λ_Ｌ）として受光する。ＰＢＣ２３−２は、偏波多重光（波長λ_Ｌ）を、光カプラ１０５に出射する。

光カプラ１０５は、偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）を合波する。光カプラ１０５は、合波された偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）を、１×ＮＳＷ３１に出射する。

以上のように、第６実施形態のモニタ光源部２は、偏波多重光を変調信号の側波帯の波長ごとに生成する。信号処理部９は、伝送期間（例えば、時間長「Ｔ」を有する期間）及び波長ごとの偏波多重光の光強度の差に基づいて、推定期間（例えば、時間長「３Ｔ」を有する期間）ごとにコア５００の間のクロストークを推定する。

これによって、第６実施形態のクロストーク推定システム１は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

（第７実施形態）
第７実施形態では、モニタ光源部２の構成が、第４実施形態及び第６実施形態と相違する。第７実施形態では、第４実施形態及び第６実施形態との相違点を説明する。

図１４は、クロストーク推定システム１の構成例を示す図である。モニタ光源部２は、光カプラ１０５−１及び１０５−２と、モニタ光源１０６−１及び１０６−２と、モニタ光源１０７−１及び１０７−２と、モニタ光源１０８−１及び１０８−２と、モニタ光源１０９−１及び１０９−２と、ＰＢＣ２３−１〜２３−４とを備える。モニタ光源１０６とモニタ光源１０７とモニタ光源１０８とモニタ光源１０９とは、単偏波の連続波の光源である。

各モニタ光源１０８は、各モニタ光源１０６と同様に動作する。各モニタ光源１０９は、各モニタ光源１０７と同様に動作する。ＰＢＣ２３−３は、各モニタ光源１０８に接続されている。ＰＢＣ２３−３は、ＰＢＣ２３−１と同様に動作する。ＰＢＣ２３−４は、各モニタ光源１０９に接続されている。ＰＢＣ２３−４は、ＰＢＣ２３−２と同様に動作する。

光カプラ１０５−１は、ＰＢＣ２３−１から出射された偏波多重光（波長λ_Ｓ）と、ＰＢＣ２３−２から出射された偏波多重光（波長λ_Ｌ）とを合波する。光カプラ１０５−１は、合波された偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）を、２×ＮＳＷ３２に出射する。

光カプラ１０５−２は、ＰＢＣ２３−３から出射された偏波多重光（波長λ_Ｓ）と、ＰＢＣ２３−４から出射された偏波多重光（波長λ_Ｌ）とを合波する。光カプラ１０５−１は、合波された偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）を、２×ＮＳＷ３２に出射する。

２×ＮＳＷ３２は、偏波多重光の入力が２系統であり、偏波多重光の出力がＮ系統であるスイッチである。２×ＮＳＷ３２は、光カプラ３０−１〜３０−３のうちから光カプラ３０を、時間経過に応じて選択する。２×ＮＳＷ３２は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−１を選択する。２×ＮＳＷ３２は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−２を選択する。２×ＮＳＷ３２は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、光カプラ３０−３を選択する。

２×ＮＳＷ３２は、時間長Ｔの伝送期間ごとに選択された光カプラ３０に、光カプラ１０５−１によって合波された偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）と、光カプラ１０５−２によって合波された偏波多重光（波長λ_Ｓ）及び偏波多重光（波長λ_Ｌ）とを出射する。

モニタ光分離部７において、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３から出力されたモニタ光のうちから、モニタ光受信部８に出力される偏波多重光を、時間経過に応じて選択する。すなわち、Ｎ×１ＳＷ７１は、光カプラ７０−１〜７０−３のうちから、光カプラ７０を時間経過に応じて選択する。

Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻０から時刻Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−１（コア５００−１）を選択する。Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻Ｔから時刻２Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−２（コア５００−２）を選択する。Ｎ×１ＳＷ７１は、時刻２Ｔから時刻３Ｔ未満までの期間、光カプラ７０−３（コア５００−３）を選択する。

以上のように、第７実施形態のクロストーク推定システム１は、モニタ光源部２は、偏波多重光を変調信号の側波帯の波長ごとに生成する。信号処理部９は、伝送期間（例えば、時間長「Ｔ」を有する期間）及び波長ごとの偏波多重光の光強度の差に基づいて、伝送期間ごとにコア５００の間のクロストークを推定する。

これによって、第７実施形態のクロストーク推定システム１は、マルチコアファイバを用いた光伝送システムが稼働中である場合にマルチコアファイバのコア間のクロストークを推定する精度を向上させることが可能である。

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。

上述した実施形態における、クロストーク推定システム、信号処理部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。

本発明は、光通信システムに適用可能である。

１…クロストーク推定システム、２…モニタ光源部、３…モニタ光入力部、４…ファンイン、５…伝送路、６…ファンアウト、７…モニタ光分離部、８…モニタ光受信部、９…信号処理部、２０…モニタ光源、２１…モニタ光源、２２…モニタ光源、２３…ＰＢＣ、２４…モニタ光源、２５…モニタ光源、２６…モニタ光源、２７…モニタ光源、２８…モニタ光源、２９…モニタ光源、３０…光カプラ、３１…１×ＮＳＷ、３２…２×ＮＳＷ、５０…マルチコアファイバ、５１…光増幅器、７０…光カプラ、７１…Ｎ×１ＳＷ、８０…多波長受光器、１００…遅延線、１０１…光ファイバ、１０２…モニタ光源、１０３…ＢＰＦ、１０４…Ｐｏｌ．Ｓｃｒｎ．、１０５…光カプラ、１０６…モニタ光源、１０７…モニタ光源、１０８…モニタ光源、１０９…モニタ光源、２００…信号帯域、２０１…補助線、２０２…補助線、５００…コア

Claims (6)

1. 偏波多重された偏波光である偏波多重光を、変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、前記偏波多重光を前記波長ごとに出射する光源部と、
   前記変調信号に前記偏波多重光を、前記波長に対応付けられたコアごとに合波する合波部と、
   前記偏波多重光が合波された前記変調信号を、前記波長ごとに異なる前記コアを介して伝送する伝送路と、
   前記偏波多重光が合波された前記変調信号から、前記偏波多重光を前記コアごとに分離する分離部と、
   前記偏波多重光の光強度データを前記波長ごとに生成する測定部と、
   前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記コアの間のクロストークを推定する推定部と、
   を備えるクロストーク推定システム。
2. 前記測定部は、前記偏波多重光の光強度の時間平均値を前記波長ごとに生成し、
   前記推定部は、前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の時間平均値の差に基づいて、前記コアの間のクロストークを推定する、請求項１に記載のクロストーク推定システム。
3. 前記光源部は、前記変調信号の上側波帯の波長の前記偏波多重光と、前記変調信号の下側波帯の波長の前記偏波多重光との両方を生成する、請求項１又は請求項２に記載のクロストーク推定システム。
4. 偏波多重された偏波光である偏波多重光を生成し、前記偏波多重光を出射する光源部と、
   変調信号に前記偏波多重光を、伝送期間に対応付けられたコアごとに合波する合波部と、
   前記偏波多重光が合波された前記変調信号を、前記伝送期間ごとに異なる前記コアを介して伝送する伝送路と、
   前記偏波多重光が合波された前記変調信号から、前記偏波多重光を前記コアごとに分離する分離部と、
   前記偏波多重光の光強度データを前記伝送期間ごとに生成する測定部と、
   前記伝送期間ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記伝送期間の整数倍の時間長を有する推定期間ごとに前記コアの間のクロストークを推定する推定部と、
   を備えるクロストーク推定システム。
5. 前記光源部は、前記偏波多重光を前記変調信号の側波帯の波長ごとに生成し、
   前記推定部は、前記伝送期間及び前記波長ごとの前記偏波多重光の光強度の差に基づいて、前記推定期間ごとに前記コアの間のクロストークを推定する、請求項４に記載のクロストーク推定システム。
6. 前記光源部は、前記変調信号の上側波帯の波長の前記偏波多重光と、前記変調信号の下側波帯の波長の前記偏波多重光との両方を生成する、請求項４又は請求項５に記載のクロストーク推定システム。

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