JP2023096375A - 光ネットワークシステム、光伝送方法および通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な形式の信号に対応することが可能な光ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムであって、前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置を備え、前記通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、光ネットワークシステム。
【選択図】図１

Description

本開示は、光ネットワークシステム、光伝送方法および通信装置に関する。

従来のモバイルフロントホールネットワークは１．３μｍ帯もしくは１．５μｍ帯で、いずれも波長が固定された強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバーが端末側および基地局側で用いられる。
また、最近発表されているインフェネラ社のＸＲ ｏｐｔｉｃｓでは、波長可変の１．５μｍ帯のコヒーレント変復調方式またはそれを実装したトランシーバーが端末側および基地局側で用いられる場合を想定している。
なお、光ネットワークについて様々な開発が為されている（例えば、特許文献１参照。）。

米国特許出願公開第２０２１／０１１１８２６号明細書

Ｓ．Ｓａｖｏｒｙ，"Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ：Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｎｄ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．１６，ｎｏ．５，ｐｐ．１１６４－１１７９，２０１０ Ｋ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，"Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"，ＩＥＥＥ／ＯＳＡ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．３４，ｎｏ．１，ｐｐ．１５７－１７９，２０１６ ＩＴＵ－Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９７５．１，"Ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｂｉｔ－ｒａｔｅ ＤＷＤＭ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍｓ"

しかしながら、従来の技術では、トランシーバーの機能が固定されていたため、多種多様な形式の信号（例えば、無線信号）に対応することが不可能であった。

本開示の実施形態は、このような事情に鑑み、多種多様な形式の信号に対応することが可能な光ネットワークシステム、光伝送方法および通信装置を提供する。

本開示の一態様は、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムであって、前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置を備え、前記通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、光ネットワークシステムである。

本開示の一態様は、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムにおける光伝送方法であって、前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置を備え、前記通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、光伝送方法である。

本開示の一態様は、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムにおける通信装置であって、前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信し、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、通信装置である。

上記した光ネットワークシステム、光伝送方法および通信装置によれば、多種多様な形式の信号に対応することが可能である。

実施形態に係る通信システムの概略的な構成例を示す図である。 実施形態に係る通信波（サブキャリア多重信号）の一例を示す図である。 実施形態に係る通信システムのモバイルフロントホール関連部（光ネットワークシステム）に含まれる装置の機能ブロックの一例を示す図である。 実施形態に係る一括変調部の構成例を示す図である。 実施形態に係る一括復調部の構成例を示す図である。 実施形態に係る強度変調およびコヒーレント変調方式に共通な変調部の構成例を示す図である。 実施形態に係る直接検波方式のトランシーバーの復調部の構成例を示す図である。 実施形態に係るコヒーレント復調方式のトランシーバーの復調部の構成例を示す図である。

本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［通信システム］
図１は、実施形態に係る通信システム１の概略的な構成例を示す図である。
通信システム１は、基地局（基地局装置）となるＭＥＣ（Ｍｕｌｔｉ－ａｃｃｅｓｓ Ｅｄｇｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）サーバー１１を備える。
また、図１には、他のＭＥＣサーバー４２、４３も示してある。

通信システム１は、モバイルバックホールの側の構成部として、セントラルオフィス４１と、オーケストレータ６１と、広域光ネットワーク７１と、を備える。
セントラルオフィス４１は、複数のＭＥＣサーバー１１、４２、４３と接続されているとともに、広域光ネットワーク７１と接続されている。
オーケストレータ６１は、ＭＥＣサーバー１１、４２、４３およびセントラルオフィス４１などを統括的に制御する。オーケストレータ６１により、例えば、機能追加または機能削減などのようなシステム再構成が可能である。

通信システム１は、ＭＥＣサーバー１１に対するモバイルフロントホールの側の構成部として、ノード２１と、複数の端末（端末装置）３１～３４と、を備える。
図１の例では、モバイルフロントホールの側で光伝送が用いられており、ノード２１が波長クロスコネクト（ＷＸＣ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ）である場合を示しているが、ノード２１は他の構成であってもよい。ノード２１は、例えば、光カプラあるいは波長フィルタなどを用いて構成されてもよい。
また、図１には、他のＭＥＣサーバー４３に対するモバイルフロントホールの側の構成部として、ノード８１、８２および複数の端末（端末装置）５１～５４を示してある。

＜ＭＥＣサーバーおよびモバイルフロントホールの構成例＞
ＭＥＣサーバー１１およびそのモバイルフロントホールの側の構成例を示す。
なお、当該構成例は、他のＭＥＣサーバー（例えば、ＭＥＣサーバー４２、４３）およびそのモバイルフロントホールの側の構成に適用されてもよい。

ＭＥＣサーバー１１は、仮想ハードウェア１１１と、物理ハードウェア１１２と、モバイルフロントホールの側のトランシーバー１７１と、モバイルバックホールの側のトランシーバー１８１と、を備える。

トランシーバー１７１およびトランシーバー１８１は、外部との通信（送受信）を行う機能を有している。
ここで、トランシーバー１７１およびトランシーバー１８１は、それぞれ、ＭＥＣサーバー１１の機能部として一体で備えられてもよく、あるいは、ＭＥＣサーバー１１とは別の機能部として構成されてＭＥＣサーバー１１に取り付けられてもよい。
また、物理ハードウェア１１２は、例えば、革新的高速不揮発性メモリを含み、これにより、計算能力の向上と消費電力の低減が実現されている。
物理ハードウェア１１２は、例えば、プログラマブルな構成であってもよい。

仮想ハードウェア１１１は、ＭＥＣマネジャー（ＭＥＣ Ｍａｎａｇｅｒ）１３１を備える。
ＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、制御ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて構成されてもよい。
仮想ハードウェア１１１は、仮想中央ユニット（ｖＣＵ）と、仮想分散ユニット（ｖＤＵ）と、を有する。

ＭＥＣマネジャー１３１は、ＭＥＣサーバー１１の各部を制御し、例えば、送受信処理ソフトウェアを制御する。
送受信処理ソフトウェアと、物理ハードウェア１１２とは、超高速処理でやり取りを行う。
送受信処理ソフトウェアは、サブキャリア合分波処理およびディジタル領域合分波処理を含む合分波処理１５１の機能と、ディジタル領域送受信処理１５２の機能と、アプリケーションスタック１５３の機能と、を含む。
ここで、送受信処理ソフトウェアでは、アプリケーションと連動したソフトウェアの運用が行われる。

本実施形態では、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のサブキャリア、ｅＣＰＲＩのサブキャリア、および、アナログ型のＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）であるアナログＲｏＦ（ＡＲｏＦ）のサブキャリアが用いられる場合を示す。

ＭＥＣサーバー１１では、単一のトランシーバー１７１によって、あらゆる種別の信号を収容することが可能な構成となっている。
ＭＥＣサーバー１１では、多様な形式の信号をソフトウェアにより一括で送受信することが可能である。

本実施形態では、ＭＥＣサーバー１１は、ディジタルコヒーレント信号と、ＣＰＲＩ向けまたはｅＣＰＲＩ向けの信号について、サブキャリア多重および一括変調方式の通信を行う機能を有する。
ここで、ディジタルコヒーレント信号としては、例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、あるいは、ナイキスト（Ｎｙｑｕｉｓｔ） ＤＰ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）－ｍＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの信号が用いられてもよい。なお、ｍＱＡＭのｍはシンボル数を表す。
また、ＣＰＲＩ向けまたはｅＣＰＲＩ向けの信号としては、例えば、１０Ｇ／２５Ｇ ＮＲＺ（Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）－ＯＯＫ（Ｏｎ－Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）などの信号が用いられてもよい。

ＭＥＣサーバー１１と各端末３１～３４とは、ノード２１を介して、光信号を送受信する。
ＭＥＣサーバー１１は、コヒーレント信号だけでなく、他の信号（例えば、ＣＰＲＩの信号、ｅＣＰＲＩの信号、ＡＲｏＦの信号）も混在する光信号（サブキャリア多重信号）を送受信する。
ＭＥＣサーバー１１は、例えば、１台の受信器（共通の受信器）でサブキャリア多重信号を一括受信し、ディジタル処理により各サブキャリアを分波（分離）する。
また、ＭＥＣサーバー１１は、例えば、ディジタル処理により複数のサブキャリアを合波（合成）してサブキャリア多重信号を生成し、１台の送信器（共通の送信器）で当該サブキャリア多重信号を送信する。

ＭＥＣサーバー１１において、サブキャリア分波処理では、例えば、プログラマブルな高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の機能が用いられてもよい。
ＭＥＣサーバー１１において、サブキャリア合波処理では、例えば、プログラマブルな逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の機能が用いられてもよい。

ＭＥＣサーバー１１と各端末３１～３４では、それぞれ、各サブキャリアを通信するためのローカル周波数を切り替えることなどにより、各サブキャリアの波長を切り替えることが可能である。これにより、光信号（サブキャリア多重信号）における各サブキャリアの配置が可変に調整され得る。

図２は、実施形態に係る通信波（サブキャリア多重信号）の一例を示す図である。
当該通信波は、モバイルフロントホールの側で通信される光信号の例である。
図２に示されるグラフでは、横軸は波長を表しており、縦軸はレベルを表している。
図２の例では、４個のサブキャリア信号１０１１～１０１４が多重化されている。
図２の例では、サブキャリア信号１０１１およびサブキャリア信号１０１４はｅＣＰＲＩの信号であり、サブキャリア信号１０１２はＣＰＲＩの信号であり、サブキャリア信号１０１３はＡＲｏＦの信号である。
図２の例では、それぞれのサブキャリア信号１０１１～１０１４が異なる波長の帯域（周波数帯域）に配置されている。

本実施形態では、モバイルフロントホールの側では、サブキャリア変調により、複数のアンテナユニット（ＲＵ：Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ）の信号を一括して収容することが可能である。
また、本実施形態では、各サブキャリアの帯域および変調方式は可変である。

このように、本実施形態では、モバイルフロントホール向けのソフトウェア光伝送を実現することができる。
通信システム１では、１つのＭＥＣサーバー１１と複数の端末３１～３４との間で光信号を通信することが可能である。ＭＥＣサーバー１１は、サブキャリア多重信号を通信する。
例えば、ＭＥＣサーバー１１およびそのモバイルフロントホールにおいて、ＭＥＣサーバー１１では、送受信信号の処理をソフトウェアで実行することが可能であり、例えば、それぞれの変調方式ごとに異なるアルゴリズムを適用することが可能である。
また、例えば、ＭＥＣサーバー１１およびそのモバイルフロントホールにおいて、適材適所のニーズに合わせた最適化が可能である。これにより、ＭＥＣサーバー１１では、異なる方式あるいは異なる標準などが混在する場合においても、柔軟な帯域割り当てなどが可能である。
なお、従来の技術では、ソフトウェア計算能力の不足により、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）あるいはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）による信号処理が必要であったが、本実施形態では、このような課題を解消することも可能である。

＜実施形態に係る光ネットワークの概要＞
モバイルフロントホール向けのソフトウェア光伝送における光ネットワークについて説明する。
本実施形態に係る光ネットワークでは、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式（強度変調かつ直接検波の方式）と、コヒーレント受信方式とが混在して使用される。
本実施形態に係る光ネットワークでは、例えば、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式のトランシーバーと、コヒーレント受信器と、が混在する。

ここで、本実施形態に係る１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式およびそのトランシーバーは、既存の１．３μｍ帯の波長固定の強度変調・直接検波方式およびそのトランシーバーの代わりに置き換えたものである。
強度変調・直接検波方式としては、例えば、ＮＲＺ、ＯＯＫ、ＲｏＦなどの方式が用いられてもよい。
トランシーバーとしては、例えば、Ｆｕｌｌ ｔｕｎａｂｌｅ ＳＦＰ＋などが用いられてもよい。

本実施形態に係る光ネットワークでは、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理（下り伝送の処理）、および、サブキャリア多重化された信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理（上り伝送の処理）が行われる。
当該多重化を実行する機能は、例えば、ＭＥＣサーバー１１に備えられる。
当該コヒーレント受信器は、例えば、ＭＥＣサーバー１１に備えられる。
本実施形態に係る光ネットワークでは、このような処理を行う光伝送方式が用いられる。
本実施形態に係る光ネットワークでは、このような処理を行う装置（例えば、ＭＥＣサーバー１１の装置）を含む。

本実施形態に係る光ネットワークでは、コヒーレント受信器（例えば、ＭＥＣサーバー１１のコヒーレント受信器）により一括で受信したサブキャリア信号を（ソフトウェアのみによって）ディジタル領域で分離および復調する処理が行われる。

本実施形態に係る光ネットワークでは、強度変調信号（例えば、ＮＲＺまたはＯＯＫなどの信号）の波長を選択するために、ノード２１としてＷＸＣのスプリッタを配置している。なお、ノード２１としては、例えば、光波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ）などが用いられてもよい。
本実施形態に係る光ネットワークでは、送信器内のＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換部または光源を用いて、信号品質の最悪値が最良になるように、サブキャリア周波数を調整する処理が行われる。なお、信号品質の最悪値の代わりに、信号品質の平均値が最良になるように、サブキャリア周波数を調整する処理が行われてもよい。例えば、ＤＡ変換部の基準周波数、あるいは、光源の中心周波数の調整によって、サブキャリア周波数が調整されてもよい。
当該送信器は、例えば、端末側のトランシーバーに備えられてもよく、または、ＭＥＣサーバー１１に備えられてもよく、あるいは、これら両方に備えられてもよい。
サブキャリア周波数を調整する処理を行う機能部は、例えば、端末側のトランシーバーに備えられてもよく、または、ＭＥＣサーバー１１に備えられてもよく、あるいは、これら両方に備えられてもよい。
また、サブキャリア周波数を調整する処理は、例えば、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１によって制御されてもよい。この場合、ＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、ＭＥＣサーバー１１におけるサブキャリア周波数を制御する処理、および、各端末におけるサブキャリア周波数を制御する処理を行ってもよい。
なお、サブキャリア周波数は、例えば、上り伝送と下り伝送とで共通であってもよく、あるいは、別々であってもよい。

本実施形態に係る光ネットワークでは、信号品質の最悪値が最良になるように、強度変調信号およびコヒーレント信号の送信パワーまたは受信パワーを調整する処理が行われる。なお、信号品質の最悪値の代わりに、信号品質の平均値が最良になるように、強度変調信号およびコヒーレント信号の送信パワーまたは受信パワーを調整する処理が行われてもよい。
ここで、強度変調信号の送信パワーと、強度変調信号の受信パワーと、コヒーレント信号の送信パワーと、コヒーレント信号の受信パワーについて、任意の１以上の調整が行われてもよい。
それぞれのパワーを調整する処理を行う機能部は、例えば、それぞれの端末のトランシーバーに備えられてもよい。
また、それぞれのパワーを調整する処理は、例えば、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１によって制御されてもよい。この場合、ＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、１以上の端末における送信パワーと受信パワーとの一方または両方を制御する処理を行ってもよい。
また、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、ＭＥＣサーバー１１における送信パワーと受信パワーとの一方または両方を制御する処理を行ってもよい。
なお、上り伝送と下り伝送とで、送信側の送信パワー（受信側の受信パワー）は、共通であってもよく、あるいは、別々であってもよい。

本実施形態に係る光ネットワークでは、信号品質の最悪値が最良になるように、サブキャリアの配置順序を調整する処理が行われる。なお、信号品質の最悪値の代わりに、信号品質の平均値が最良になるように、サブキャリアの配置順序を調整する処理が行われてもよい。
それぞれのサブキャリアの配置順序を調整する処理を行う機能部は、例えば、それぞれの端末のトランシーバーに備えられてもよい。
また、それぞれのサブキャリアの配置順序を調整する処理は、例えば、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１によって制御されてもよい。この場合、ＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、１以上の端末におけるサブキャリアの配置順序（配置の位置）を制御する処理を行ってもよい。
また、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１は、例えば、ＭＥＣサーバー１１におけるサブキャリアの配置順序を制御する処理を行ってもよい。
なお、サブキャリアの配置順序は、例えば、上り伝送と下り伝送とで共通であってもよく、あるいは、別々であってもよい。

本実施形態に係る光ネットワークでは、信号品質の推定に必要な情報を事前に獲得し、獲得した情報を用いて信号品質の最悪値が最良になるように、サブキャリアの条件を調整する処理を行う。なお、信号品質の最悪値の代わりに、信号品質の平均値が最良になるように、サブキャリアの条件を調整する処理が行われてもよい。
ここで、信号品質の推定に必要な情報としては、例えば、クロストークの情報、信号パワーの情報、フィルタ形状の情報などのうちの１以上であってもよい。
また、信号品質の推定に必要な情報を獲得する処理は、例えば、ＭＥＣサーバー１１のＭＥＣマネジャー１３１によって行われてもよい。
また、サブキャリアの条件としては、例えば、サブキャリアの周波数、送信パワーまたは受信パワー、サブキャリアの配置順序などのうちの１以上の条件が用いられてもよい。

本実施形態に係る光ネットワークでは、信号品質の最悪値（または、信号品質の平均値でもよい。）が基準値に達しない場合に、コヒーレント受信器（例えば、ＭＥＣサーバー１１のコヒーレント受信器）において一括で受信したサブキャリア多重信号について、信号対雑音比が高い順に復調（サブキャリアの復調）を実行し、その結果を主信号にフィードバックすることで、信号品質の最悪値（または、信号品質の平均値でもよい。）を向上させるディジタル信号処理を実行する。
例えば、ＭＥＣサーバー１１では、一括受信したサブキャリア多重信号に含まれる複数のサブキャリアのなかで信号対雑音比が高い方から低い方への順に、サブキャリアの復調を行って、復調したサブキャリアを元の主信号（当該復調を行った段階でのサブキャリア多重信号）から除去していってもよい。

［通信システムに含まれる装置の機能ブロックの例］
図３は、実施形態に係る通信システム１のモバイルフロントホール関連部（光ネットワークシステム）２０１に含まれる装置の機能ブロックの一例を示す図である。
ここで、モバイルフロントホール関連部２０１の構成は、モバイルフロントホール向けのソフトウェアを用いて光伝送を行う光ネットワークシステムの全体構成の一例である。

図３には、モバイルフロントホール関連部２０１として、一括コヒーレント送受信方式のＭＥＣサーバー２１１と、ノード２２１と、伝送路となる光ファイバ２２２と、強度変調・直接検波方式のトランシーバー３１１と、コヒーレント変復調方式のトランシーバー４１１と、を示してある。
ここで、図３の例では、図示を簡易化するために、２個のトランシーバー３１１、４１１を示したが、３個以上のトランシーバーが備えられてもよい。

ＭＥＣサーバー２１１は、図１に示されるＭＥＣサーバー１１の例である。
また、トランシーバー３１１およびトランシーバー４１１は、それぞれ、図１に示される端末に備えられる送受信機能部の例である。
また、ノード２２１は、図１に示されるノード２１の例である。

なお、図３の例では、ＭＥＣサーバー２１１および各トランシーバー３１１、４１１の機能ブロックとして、モバイルフロントホールの通信に関連する機能ブロックのみを示してあり、他の機能ブロックについては図示および説明を省略する。

本実施形態では、ＭＥＣサーバー２１１が基地局となり、トランシーバー３１１、４１１は端末側に備えられる。
ここで、トランシーバー３１１は、該当する端末の機能部として一体で備えられてもよく、あるいは、端末とは別の機能部として構成されて端末に取り付けられてもよい。
同様に、トランシーバー４１１は、該当する端末の機能部として一体で備えられてもよく、あるいは、端末とは別の機能部として構成されて端末に取り付けられてもよい。
また、端末側から基地局側への伝送を上り伝送Ｌ１と呼び、基地局側から端末側への伝送を下り伝送Ｌ２と呼ぶ。

上り伝送Ｌ１では、それぞれのトランシーバー３１１、４１１が信号をノード２２１に無線送信し、ノード２２１がこれらの信号を光ファイバ２２２を介してＭＥＣサーバー２１１に送信する。
下り伝送Ｌ２では、ＭＥＣサーバー２１１が信号を光ファイバ２２２を介してノード２２１に送信し、ノード２２１が当該信号をそれぞれのトランシーバー３１１、４１１に無線送信する。この際、ノード２２１は、当該信号を分波する機能を有している場合と、当該機能を有していない場合がある。

ＭＥＣサーバー２１１は、一括変調部２３１と、ＤＡ変換部２３２と、光源および変調器２３３と、合分波部２４１と、コヒーレント受信器２５１と、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部２５２と、一括復調部２５３と、を備える。

強度変調・直接検波方式のトランシーバー３１１は、変調部３３１と、光源および変調器３３２と、合分波部３４１と、光検出器３５１と、復調部３５２と、を備える。
コヒーレント変復調方式のトランシーバー４１１は、変調部４３１と、ＤＡ変換部４３２と、光源および変調器４３３と、合分波部４４１と、コヒーレント受信器４５１と、ＡＤ変換部４５２と、復調部４５３と、を備える。

ここで、従来のモバイルフロントホールネットワークでは、波長固定の１．３μｍ帯もしくは１．５μｍ帯の強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバーが、端末側と基地局側とで用いられている。
これに対して、本実施形態では、端末側に、波長可変の１．５μｍ帯の強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバーと、波長可変の１．５μｍ帯のコヒーレント変復調方式またはそれを実装したトランシーバーと、が混在して配置される場合を想定する。また、本実施形態では、基地局では、コヒーレント変復調方式により、混在する形式の光信号を一括して送受信する。

図３の例では、１本の光ファイバで上り伝送および下り伝送を実行する場合の例を示すが、例えば、上り伝送と下り伝送とで、光ファイバあるいは波長を独立に設ける構成が用いられてもよい。
なお、例えば、現行のモバイルフロントホールネットワークでは、上り伝送に１．３μｍ帯を使用し、下り伝送に１．５μｍ帯を使用し、波長が固定された強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバーが適用されている。

＜強度変調方式の上り伝送＞
上り伝送に関し、強度変調・直接検波方式のトランシーバー３１１の動作の例を示す。
強度変調方式の上り伝送では、無線アンテナ（図示せず）から得られる０と１のビット情報が変調部３３１に渡される。当該ビット情報は変調部３３１にてシンボル情報に変換される。
例えば、標準化されているＣＰＲＩ方式あるいはｅＣＰＲＩ方式では、二値の振幅を用いるオン・オフキーイング（ＯＯＫ）の変調方式が用いられ、将来的にはパルス振幅変調（ＰＡＭ： Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式が用いられることが考えられる。

変調部３３１から得られたシンボルは、光源および変調器３３２を用いて光信号に変換される。
ここで、光源および変調器３３２の代わりに光源だけが用いられてもよく、例えば、直接変調光源を用いた場合には、変調器を介することなく、シンボルが、直接、光強度に割り当てられる。
光源と変調器とは独立に存在する場合もあるが、これらと等価の機能を集積化した外部変調光源などが利用されてもよい。
また、例えば、アナログＲｏＦ伝送では、このようなシンボル変換を介することなく、無線信号が光源および変調器に送られて、無線信号の振幅によって光の強度が変調された光信号が生成される。

生成された光信号は、合分波部３４１を介して、端末から基地局へ送り出される。
ここで、合分波部３４１では、光カプラ・スプリッタ（光カプラおよびスプリッタ）、光波長フィルタ、あるいは、光サーキュレータなどが用いられてもよい。

＜コヒーレント変調方式の上り伝送＞
上り伝送に関し、コヒーレント変復調方式のトランシーバー４１１の動作の例を示す。
コヒーレント変調方式の上り伝送では、無線アンテナ（図示せず）から得られる１と１のビット情報が変調部４３１に渡される。当該ビット情報は変調部４３１にてシンボル情報に変換される。
例えば、光ファイバ通信分野では、シンボル情報を位相に割り当てる位相シフトキーイング（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、あるいは、シンボル情報を強度と位相の両方に割り当てる直角位相振幅（ＱＡＭ）変調などが主流な方式として用いられている。

変調部４３１によって生成されたディジタル領域のシンボルは、ＤＡ変換部４３２にてアナログ形式（アナログ領域のシンボル）へ変換される。ＤＡ変換部４３２から得られたアナログ領域のシンボルは、光源および変調器４３３を用いて光信号に変換される。
例えば、ＰＳＫあるいはＱＡＭの変調には、ＩＱ変調器が用いられる。
上り伝送では、光源の中心周波数を変更することで、波長可変機能が実現される。コヒーレント変調方式が用いられる場合には、ディジタル領域であらかじめ周波数シフトを与えることで波長可変機能を実現する手法が用いられてもよい。

生成された光信号は、合分波部４４１を介して、端末から基地局へ送り出される。
ここで、合分波部４４１では、光カプラ・スプリッタ、光波長フィルタ、あるいは、光サーキュレータなどが用いられてもよい。

＜上り伝送時のノードの動作＞
上り伝送に関し、ノード２２１の動作の例を示す。
異なる信号形式の光信号は、ノード２２１においてサブキャリア単位で合波され、数ｋｍから数十ｋｍの光ファイバ２２２を介して基地局に送られる。
本実施形態では、各端末で送受信される光信号をサブキャリアと呼び、複数のサブキャリアを周波数軸上で多重して生成される信号をサブキャリア多重信号と呼ぶ。

ノード２２１には、例えば、単にサブキャリアを合分波する光カプラ・スプリッタ、あるいは、合分波に加えて波長選択機能を備える光波長選択スイッチ（ＷＳＳ）などが配置される。
また、端末間での通信を許容する場合には、ノード２２１では、光カプラ・スプリッタとＷＳＳとを組み合わせたＷＸＣなども利用される。

＜上り伝送時のＭＥＣサーバーの動作＞
上り伝送に関し、ＭＥＣサーバー２１１の動作の例を示す。
基地局では、合分波部２４１を介して、サブキャリア多重信号がコヒーレント受信器２５１に送られる。
コヒーレント受信器２５１は、内部に備える局発光（局部発振光源からの発光）を受信した光信号に重畳させ、そのビート成分を光検出器によって検出する。
一般的に、コヒーレント受信器２５１は、直交する振幅と偏波の４つの直交成分を検出する。

コヒーレント受信器２５１によって得られたアナログ領域の電気信号は、ＡＤ変換部２５２によってディジタル形式（ディジタル領域の電気信号）へ変換される。ディジタル信号は、一括復調部２５３によって処理される。

＜下り伝送時のＭＥＣサーバーの動作＞
下り伝送に関し、ＭＥＣサーバー２１１の動作の例を示す。
下り伝送では、基地局によってサブキャリア多重信号が生成される。
一括変調部２３１では、強度変調方式とコヒーレント方式のシンボル列が生成され、サブキャリア単位で各シンボルに対応した信号が周波数領域に並べられる。
生成されたディジタル領域のシンボルは、ＤＡ変換部２３２にてアナログ形式（アナログ領域のシンボル）へ変換される。
ＤＡ変換部２３２から得られたアナログ領域のシンボルは、光源および変調器２３３を用いて光信号へ変換される。
ここで、サブキャリアの周波数は、一括変調部２３１もしくは光源の中心周波数を調整することで、適宜変更が可能である。
光源および変調器２３３によって生成された光信号は、合分波部２４１を介して、光ファイバ２２２に送出される。

＜下り伝送時のノードの動作＞
下り伝送に関し、ノード２２１の動作の例を示す。
基地局からの光信号は、数ｋｍから数十ｋｍの光ファイバ２２２を伝送した後に、ノード２２１を介して各端末に分配される。
例えば、ノード２２１にＷＳＳもしくはＷＸＣが配置される場合には、ノード２２１において、サブキャリア単位で信号が分離され、各サブキャリアはそれぞれの端末に分配される。
また、例えば、ノード２２１が光カプラ・スプリッタのみを用いて構成される場合には、同一のサブキャリア多重信号が各端末にブロードキャストされる。

＜直接検波方式の下り伝送＞
下り伝送に関し、強度変調・直接検波方式のトランシーバー３１１の動作の例を示す。
直接検波方式の下り伝送では、合分波部３４１を通過した光信号が直接検波によって受信される。
直接検波の場合、サブキャリア多重信号もしくはその一部は、光検出器３５１を介して電気信号に変化され、当該電気信号のビットが復調部３５２によって判定される。
ここで、対象とする強度変調信号の信号品質を高めるために、合分波部３４１に波長可変光フィルタが備えられる場合もあり、これにより、帯域外のサブキャリア信号成分を抑制することができる。

＜コヒーレント復調方式の下り伝送＞
下り伝送に関し、コヒーレント変復調方式のトランシーバー４１１の動作の例を示す。
コヒーレント復調方式の下り伝送では、合分波部４４１を通過した光信号がコヒーレント受信によって受信される。
コヒーレント受信の場合、基地局での上り伝送の一括コヒーレント受信と同様に、コヒーレント受信器４５１によるコヒーレント受信、ＡＤ変換部４５２によるＡＤ変換、復調部４５３による復調処理を介して、光信号のビットが判定される。

［各部の詳細な構成例］
図４～図８を参照して、各部の詳細な構成例を示す。
図４は、実施形態に係る一括変調部２３１の構成例を示す図である。
図５は、実施形態に係る一括復調部２５３の構成例を示す図である。
図６は、実施形態に係る強度変調およびコヒーレント変調方式に共通な変調部６１１の構成例（変調部３３１および変調部４３１の構成例）を示す図である。
図７は、実施形態に係る直接検波方式のトランシーバー３１１の復調部３５２の構成例を示す図である。
図８は、実施形態に係るコヒーレント復調方式のトランシーバー４１１の復調部４５３の構成例を示す図である。

＜一括変調部の構成例＞
図４に示される一括変調部２３１の構成例を説明する。
基地局の一括変調部２３１は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の変調部♯１～♯ｎ（第１変調部５１１－１～第ｎ変調部５１１－ｎ）と、ｎ個の周波数シフト部♯１～♯ｎ（第１周波数シフト部５１２－１～第ｎ周波数シフト部５１２－ｎ）と、サブキャリア合波処理部５１３と、を備える。

第１変調部５１１－１～第ｎ変調部５１１－ｎのそれぞれは、シンボルマッピング部と、ディジタルフィルタと、から構成される。ここで、第１変調部５１１－１～第ｎ変調部５１１－ｎのそれぞれは、図６に示される変調部６１１の構成と同様であり、図６の説明においてまとめて説明する。
第１変調部５１１－１～第ｎ変調部５１１－ｎのそれぞれによって生成された信号は、第１周波数シフト部５１２－１～第ｎ周波数シフト部５１２－ｎのそれぞれによって周波数シフト処理が行われた後に、サブキャリア合波処理部５１３に入力される。ここで、周波数シフト処理は、周波数領域で中心周波数をシフトすること、もしくは、時間領域で周波数・位相回転（周波数および位相回転）を与えること、によって実現される。
周波数シフト処理が行われた後の信号は、サブキャリア合波処理部５１３にて多重化される。

＜一括復調部の構成例＞
図５に示される一括復調部２５３の構成例を説明する。
一括復調部２５３では、一括変調部２３１と対をなす処理が行われる。
基地局の一括復調部２５３は、サブキャリア分波処理部５３１と、ｎ個の周波数逆シフト部♯１～♯ｎ（第１周波数逆シフト部５３２－１～第ｎ周波数逆シフト部５３２－ｎ）と、ｎ個の復調部♯１～♯ｎ（第１復調部５３３－１～第ｎ復調部５３３－ｎ）と、を備える。

サブキャリア分波処理部５３１では、入力されたサブキャリア多重信号を各レーン（第１周波数逆シフト部５３２－１～第ｎ周波数逆シフト部５３２－ｎ）にブロードキャストする。
第１周波数逆シフト部５３２－１～第ｎ周波数逆シフト部５３２－ｎのそれぞれでは、一括変調部２３１における第１周波数シフト部５１２－１～第ｎ周波数シフト部５１２－ｎのそれぞれに対して逆の周波数シフトが各信号（入力信号）に付加される。
第１復調部５３３－１～第ｎ復調部５３３－ｎのそれぞれは、クロックデータリカバリー部と、シンボル判定部と、ビット変換部と、から構成される。ここで、第１復調部５３３－１～第ｎ復調部５３３－ｎのそれぞれは、図７に示される復調部（強度変調・直接検波方式のトランシーバーの復調部３５２）の構成と同様であり、図７の説明においてまとめて説明する。
第１復調部５３３－１～第ｎ復調部５３３－ｎのそれぞれは、所望のサブキャリアの抽出と、信号形式に応じたビット復元処理を行う。当該信号形式としては、例えば、ＯＯＫ、ＰＡＭ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、あるいは、アナログＲｏＦなどの信号形式がある。
なお、サブキャリア分波処理部５３１にディジタルフィルタが含まれて、当該ディジタルフィルタによってサブキャリアの分離と分配が行われる場合もある。

＜強度変調およびコヒーレント変調方式に共通な変調部の構成例＞
図６に示される変調部６１１の構成例を説明する。
変調部６１１は、シンボルマッピング部６３１と、ディジタルフィルタ部６３２と、を備える。
無線アンテナ（図示せず）から得られる０と１のビット情報は、シンボルマッピング部６３１にて、ビットからシンボル系列へ変換される。
ここで、シンボルマッピング部６３１では、必要に応じて、前後に隣接する符号間のハミング距離が必ず１以上となるようにビット列を変換するグレイ符号化が実行されるが、他の符号化方式が用いられてもよい。
シンボルマッピング部６３１によって生成されたシンボル系列に対して、ディジタルフィルタ部６３２のディジタルフィルタにより帯域制限処理が実行される。
ここで、ディジタルフィルタ部６３２では、必要に応じて、デバイスの帯域制限あるいは光ファイバ中での波長分散などによる波形歪みを予め等化する処理が行われてもよい。

＜直接検波方式のトランシーバーの復調部の構成例＞
図７に示される直接検波方式のトランシーバー３１１の復調部３５２の構成例を説明する。
復調部３５２は、クロックデータリカバリー部７１１と、シンボル判定部７１２と、ビット変換部７１３と、を備える。
光検出器３５１から出力された電気信号は、クロックデータリカバリー部７１１に入力され、クロックデータリカバリー部７１１によるクロックデータリカバリーによって当該電気信号からクロック成分が抽出される。
ここで、クロックデータリカバリーの手法としては、特に限定はなく、例えば、位相比較器でデータのエッジタイミングを検出し、電圧制御型発振器の発振周波数および位相を調整する位相同期ループを用いる手法が用いられてもよい。

クロックデータリカバリー部７１１によってタイミングが同期された信号に基づいて、シンボル判定部７１２にて当該信号のシンボル情報が抽出される。
例えば、ＯＯＫ信号の場合、０．５Ｖよりも大きい振幅をシンボル系列の１と判定し、０．５Ｖよりも小さい振幅をシンボル系列の０と判定するような硬判定閾値処理を行うが、必要に応じて軟判定閾値処理を利用した誤り訂正技術が組み合わせられてもよい。
ビット変換部７１３では、変調部６１１のシンボルマッピング部６３１で実行された処理の逆操作を行うことで、判定したシンボルをビットへ変換する。

＜コヒーレント復調方式のトランシーバーの復調部の構成例＞
図８に示されるコヒーレント復調方式のトランシーバー４１１の復調部４５３の構成例を説明する。
コヒーレント受信器４５１から出力された電気信号はＡＤ変換部４５２を介してディジタルフィルタ部８１１に入力され、ディジタルフィルタ部８１１のディジタルフィルタによりサブキャリア多重信号から所望のサブキャリアが抽出される。

復調処理切替え部８１２では、信号系列に応じて後の処理を変更する。具体的には、復調処理切替え部８１２では、抽出されたサブキャリアに応じて、二乗演算部８３１または周波数オフセット補償部８１３の一方に当該サブキャリアを出力する。
復調処理切替え部８１２では、ＰＳＫもしくはＱＡＭの信号を受信した場合、周波数オフセット補償部８１３による周波数オフセット補償、偏波分離部８１４による偏波分離、搬送波位相再生部８１５による搬送波位相再生、シンボル判定部８１６によるシンボル判定、ビット変換部８１７によるビット変換を実行する。なお、これらの処理は光ファイバ通信分野で一般的に用いられる処理であり、詳細は非特許文献１、２に記載されている（非特許文献１、２参照。）。
また、復調処理切替え部８１２では、ＯＯＫもしくはＰＡＭの信号を受信した場合、二乗演算部８３１による二乗演算、クロックデータリカバリー部８３２によるクロックデータリカバリー、シンボル判定部８３３によるシンボル判定、ビット変換部８１７によるビット変換を実行する。
また、復調処理切替え部８１２では、アナログＲｏＦ信号を受信した場合、二乗演算部８３１の演算結果を無線アンテナ（図示せず）に引き渡す。この場合、当該無線アンテナもしくはその先に接続される無線端末の信号処理部にて復調処理が実行される。

ここで、二乗演算部８３１では、入力した電気信号のシンボル系列の絶対値の二乗値を出力する。
また、コヒーレント受信器４５１が偏波ダイバーシチの構成である場合には、二乗演算部８３１では、出力される４系統のシンボル系列に対して絶対値の二乗値を計算し、これらの総和を出力する。
なお、クロックデータリカバリー部８３２によるクロックデータリカバリー、シンボル判定部８３３によるシンボル判定、ビット変換部８１７によるビット変換については、図７に示される復調部３５２において行われる復調処理と同様である。

［実施形態に係るモバイルフロントホール関連部の特徴］
通常は、各端末の信号を波長分割多重し、その光信号を光フィルタなどによって分離して、個別に受信処理を実行する。
これに対して、本実施形態では、光フィルタを用いることなく、コヒーレント受信器によって一括でサブキャリア多重信号を受信し、復調部にてソフトウェア領域で各端末の信号を分離して復元する。
従来では、個別の光フィルタ、強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバー、および、コヒーレント変復調方式またはそれを実装したトランシーバーを基地局で備える必要があったが、本実施形態では、これらを排除することができ、これにより、ネットワークの柔軟性を高めることができる。

本実施形態では、端末の信号形式を意識することなく同じハードウェアで信号の送受信を実行することができるという特徴を有する。信号形式の違いはソフトウェアによって実装される復調部によって識別され、各端末に合わせたプログラマブルな処理が実現される。
例えば、一括コヒーレント変調および一括復調部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）あるいはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、もしくはこれらを組み合わせたハードウェアによって実装される。

また、基地局における変調部、周波数シフト部、サブキャリア合波処理部、ＤＡ変換部、光源、変調器、コヒーレント受信器、ＡＤ変換部、サブキャリア分波処理部、周波数逆シフト部、復調部は、様々な組み合わせの形態で実装されてもよい。
例えば、ＤＡ変換部、光源、変調器、コヒーレント受信器、ＡＤ変換部がアナログ光・電気回路（アナログ光を扱う電気回路）によって実装され、周波数シフト部、サブキャリア合波処理部、サブキャリア分波処理部、周波数逆シフト部がＦＰＧＡによって実装され、変調部、復調部がＡＳＩＣによって実装される場合などがあり得る。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、基地局という語を用いて説明しているが、これは計算機またはサーバーなどであってもよい。この場合、復調処理によって得られたビット情報はコンピューティング計算などにも用いられる。

本実施形態では、一括コヒーレント変復調およびそれを制御するマネジャー（基地局のマネジャー）によって全ての信号が基地局にて管理および制御されるため、サブキャリア多重信号の品質の最適化が実現される。例えば、サブキャリアの間隔が狭いと互いの信号が干渉し品質の劣化が起こり、サブキャリアの間隔が広いと周波数資源の利用効率が低下するため、品質をモニタしながらサブキャリア間隔を一元管理して調整することができる。ＷＳＳあるいはＷＸＣで発生する光フィルタの特性を変更することによっても、同様の最適化が検討され得る。

また、強度変調・直接検波方式は感度が低く、コヒーレント変復調方式は感度が高いなどの特徴を持ち、変調多値度が高いほど雑音および干渉歪みによる耐性が低い。
各サブキャリアの信号パワーおよび並び方を調整することで、このような方式別の性能差を最適に制御することもできる。これらサブキャリア間隔、光フィルタ特性、光パワー、サブキャリア配置の最適制御は、組み合わされて実行されてもよい。

なお、最適制御を経ても全てのサブキャリア信号がビット誤り率の基準値を満たさない場合には、上り伝送の受信に限って次のような処理を行うことも可能である。
すなわち、例えば、サブキャリア干渉などによってサブキャリア間で性能差が残っている場合、最もビット誤り率が低い信号を先に復調し、その情報を他のサブキャリアにフィードバックすることで信号品質を向上することができる。具体的には、先に復調した信号の振幅を元のサブキャリア多重信号の振幅から減算して、その減算の結果を復調することで、実質的に干渉除去が実現される。
ビット誤り率の基準値に関し、例えば、光ファイバ通信分野では誤り訂正復号後に１０^－１５のビット誤り率を得るために必要なビット誤り率は、非特許文献３によると、２×１０^－３とされている（非特許文献３参照。）。

従来のモバイルフロントホールネットワークは１．３μｍ帯もしくは１．５μｍ帯で、いずれも波長が固定された強度変調・直接検波方式またはそれを実装したトランシーバーが端末側および基地局側で用いられる。また、最近発表されているインフェネラ社のＸＲ ｏｐｔｉｃｓでは、波長可変の１．５μｍ帯のコヒーレント変復調方式またはそれを実装したトランシーバーが端末側および基地局側で用いられる場合を想定している。
これに対して、本実施形態では、これらの方式を混在させ、特に１．５μｍ帯で波長可変の強度変調・直接検波方式のトランシーバーを用いて送受信する信号をサブキャリアの一つとして有することで、旧世代のモバイルフロントホールネットワークから新世代に向けて柔軟に世代移行することができる点が新規であり、さらに、一括変復調（一括コヒーレント変復調）および一括制御を通じて、各信号を連携して品質を最適化することができる点が従来と比べて大きな効果がある点である。

［以上の実施形態について］
以上のように、本実施形態に係るモバイルフロントホールにおける光ネットワークシステムでは、多種多様な形式の信号に対応することが可能である。
本実施形態では、光ネットワークシステムは、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する状況に対応することが可能である。

なお、図３に示されるＭＥＣサーバー２１１の機能ブロックの部分は、例えば、ソフトウェア光伝送を行う機能を有するカード状の装置として構成されてもよい。当該カード状の装置は、例えば、ＰＣＩｅ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ）カードなどであってもよい。

＜構成例＞
一構成例として、光ネットワークシステムでは、１．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムであって、次のような構成とした。
すなわち、第１端末の第１サブキャリア（強度変調・直接検波方式のサブキャリア）と第２端末の第２サブキャリア（コヒーレント受信方式のサブキャリア）を含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置（例えば、ＭＥＣサーバーなどの基地局装置）を備える。
通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う。

一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、通信装置は、コヒーレント受信器により一括で受信したサブキャリア多重信号からディジタル領域で各サブキャリアを分離して復調する処理を行う。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、強度変調信号の波長を選択するＷＳＳまたはＷＸＣを有するノードを備える。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、通信装置、第１端末 および、第２端末のうちの１以上は、信号品質の最悪値（または、平均値）が最良になるように、サブキャリアに関する条件であるサブキャリア条件を調整する。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、サブキャリア条件は、サブキャリア周波数である。通信装置、第１端末 および、第２端末のうちの１以上は、送信器におけるＤＡ変換部または光源を用いて、サブキャリア周波数を調整する。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、サブキャリア条件は、強度変調信号またはコヒーレント信号の送信パワーと受信パワーとの少なくとも一方である。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、サブキャリア条件は、サブキャリアの配置順序である。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、通信装置、第１端末 および、第２端末のうちの１以上は、信号品質の推定に必要な情報を事前に獲得し、獲得した情報を用いて、サブキャリア条件を調整する。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、通信装置は、サブキャリア条件の調整を制御する。
一構成例として、光ネットワークシステムにおいて、通信装置は、信号品質の最悪値（または、平均値）が基準値に達しない場合、所定のディジタル信号処理を実行する。当該所定のディジタル信号処理は、コヒーレント受信器において一括受信したサブキャリア多重信号について信号対雑音比が高い順にサブキャリアの復調を行い、その結果を主信号にフィードバックすることで、信号品質の最悪値（または、平均値）を向上させる処理である。

例えば、光伝送方法（本実施形態では、光ネットワークシステムによって行われる光伝送方法）が提供されてもよい。
例えば、通信装置（本実施形態では、光ネットワークシステムに備えられる通信装置）が提供されてもよい。

なお、任意の装置における任意の構成部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、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは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（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－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あるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバー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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。記録媒体は、例えば、非一時的記録媒体であってもよい。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、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い。さらに、上記のプログラムは、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、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。

また、任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサにより実現されてもよい。例えば、本実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサと、プログラム等の情報を記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。ここで、プロセッサは、例えば、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路およびアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。例えば、プロセッサは、回路基板に実装された１または複数の回路装置、あるいは、１または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。

ここで、プロセッサは、例えば、ＣＰＵであってもよい。ただし、プロセッサは、ＣＰＵに限定されるものではなく、例えば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいは、ＤＳＰ等のような、各種のプロセッサが用いられてもよい。また、プロセッサは、例えば、ＡＳＩＣによるハードウェア回路であってもよい。また、プロセッサは、例えば、複数のＣＰＵにより構成されていてもよく、あるいは、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路により構成されていてもよい。また、プロセッサは、例えば、複数のＣＰＵと、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。また、プロセッサは、例えば、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルタ回路等のうちの１以上を含んでもよい。

なお、本開示を実施の形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。

１…通信システム、１１、４２、４３、２１１…ＭＥＣサーバー、２１、８１、８２、２２１…ノード、３１～３４、５１～５４…端末、４１…セントラルオフィス、６１…オーケストレータ、７１…広域光ネットワーク、１１１…仮想ハードウェア、１１２…物理ハードウェア、１３１…ＭＥＣマネジャー、１５１…合分波処理、１５２…ディジタル領域送受信処理、１５３…アプリケーションスタック、１７１、１８１、３１１、４１１…トランシーバー、２０１…モバイルフロントホール関連部、２２２…光ファイバ、２３１…一括変調部、２３２、４３２…ＤＡ変換部、２３３、３３２、４３３…光源および変調器、２４１、３４１、４４１…合分波部、２５１、４５１…コヒーレント受信器、２５２、４５２…ＡＤ変換部、２５３…一括復調部、３３１、４３１、６１１…変調部、３５１…光検出器、３５２、４５３…復調部、５１１－１～５１１－ｎ…第１変調部～第ｎ変調部、５１２－１～５１２－ｎ…第１周波数シフト部～第ｎ周波数シフト部、５１３…サブキャリア合波処理部、５３１…サブキャリア分波処理部、５３２－１～５３２－ｎ…第１周波数逆シフト部～第ｎ周波数逆シフト部、５３３－１～５３３－ｎ…第１復調部～第ｎ復調部、６３１…シンボルマッピング部、６３２、８１１…ディジタルフィルタ部、７１１、８３２…クロックデータリカバリー部、７１２、８１６、８３３…シンボル判定部、７１３、８１７…ビット変換部、８１２…復調処理切替え部、８１３…周波数オフセット補償部、８１４…偏波分離部、８１５…搬送波位相再生部、８３１…二乗演算部、１０１１～１０１４…サブキャリア信号、Ｌ１…上り伝送、Ｌ２…下り伝送

Claims (30)

1. １．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムであって、
   前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置を備え、
   前記通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、
   光ネットワークシステム。
2. 前記通信装置は、前記コヒーレント受信器により一括で受信した前記サブキャリア多重信号からディジタル領域で各サブキャリアを分離して復調する処理を行う、
   請求項１に記載の光ネットワークシステム。
3. 強度変調信号の波長を選択するＷＳＳまたはＷＸＣを有するノードを備える、
   請求項１または請求項２に記載の光ネットワークシステム。
4. 前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、信号品質の最悪値または平均値が最良になるように、サブキャリアに関する条件であるサブキャリア条件を調整する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
5. 前記サブキャリア条件は、サブキャリア周波数であり、
   前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、送信器におけるＤＡ変換部または光源を用いて、前記サブキャリア周波数を調整する、
   請求項４に記載の光ネットワークシステム。
6. 前記サブキャリア条件は、強度変調信号またはコヒーレント信号の送信パワーと受信パワーとの少なくとも一方である、
   請求項４または請求項５に記載の光ネットワークシステム。
7. 前記サブキャリア条件は、サブキャリアの配置順序である、
   請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
8. 前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、信号品質の推定に必要な情報を事前に獲得し、獲得した情報を用いて、前記サブキャリア条件を調整する、
   請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
9. 前記通信装置は、前記サブキャリア条件の調整を制御する、
   請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
10. 前記通信装置は、信号品質の最悪値または平均値が基準値に達しない場合、所定のディジタル信号処理を実行し、
    前記所定のディジタル信号処理は、前記コヒーレント受信器において一括受信した前記サブキャリア多重信号について信号対雑音比が高い順にサブキャリアの復調を行い、その結果を主信号にフィードバックすることで、信号品質の最悪値または平均値を向上させる処理である、
    請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
11. １．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムにおける光伝送方法であって、
    前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信する通信装置を備え、
    前記通信装置は、波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、
    光伝送方法。
12. 前記通信装置は、前記コヒーレント受信器により一括で受信した前記サブキャリア多重信号からディジタル領域で各サブキャリアを分離して復調する処理を行う、
    請求項１１に記載の光伝送方法。
13. 強度変調信号の波長を選択するＷＳＳまたはＷＸＣを有するノードを備える、
    請求項１１または請求項１２に記載の光伝送方法。
14. 前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、信号品質の最悪値または平均値が最良になるように、サブキャリアに関する条件であるサブキャリア条件を調整する、
    請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の光伝送方法。
15. 前記サブキャリア条件は、サブキャリア周波数であり、
    前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、送信器におけるＤＡ変換部または光源を用いて、前記サブキャリア周波数を調整する、
    請求項１４に記載の光伝送方法。
16. 前記サブキャリア条件は、強度変調信号またはコヒーレント信号の送信パワーと受信パワーとの少なくとも一方である、
    請求項１４または請求項１５に記載の光伝送方法。
17. 前記サブキャリア条件は、サブキャリアの配置順序である、
    請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の光伝送方法。
18. 前記通信装置、前記第１端末 および、前記第２端末のうちの１以上は、信号品質の推定に必要な情報を事前に獲得し、獲得した情報を用いて、前記サブキャリア条件を調整する、
    請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の光伝送方法。
19. 前記通信装置は、前記サブキャリア条件の調整を制御する、
    請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の光伝送方法。
20. 前記通信装置は、信号品質の最悪値または平均値が基準値に達しない場合、所定のディジタル信号処理を実行し、
    前記所定のディジタル信号処理は、前記コヒーレント受信器において一括受信した前記サブキャリア多重信号について信号対雑音比が高い順にサブキャリアの復調を行い、その結果を主信号にフィードバックすることで、信号品質の最悪値または平均値を向上させる処理である、
    請求項１４から請求項１９のいずれか１項に記載の光伝送方法。
21. １．５μｍ帯の波長可変の強度変調・直接検波方式の第１端末とコヒーレント受信方式の第２端末が混在する光ネットワークシステムにおける通信装置であって、
    前記第１端末の第１サブキャリアと前記第２端末の第２サブキャリアを含む複数のサブキャリアが多重化されたサブキャリア多重信号を光信号により送受信し、
    波長領域のサブキャリア単位で多重化を実行する処理と、サブキャリア多重化されたサブキャリア多重信号をコヒーレント受信器により一括で受信する処理と、を行う、
    通信装置。
22. 前記コヒーレント受信器により一括で受信した前記サブキャリア多重信号からディジタル領域で各サブキャリアを分離して復調する処理を行う、
    請求項２１に記載の通信装置。
23. 前記光ネットワークシステムは、強度変調信号の波長を選択するＷＳＳまたはＷＸＣを有するノードを備え、
    前記通信装置は、前記ノードと前記光信号を送受信する、
    請求項２１または請求項２２に記載の通信装置。
24. 前記通信装置は、信号品質の最悪値または平均値が最良になるように、サブキャリアに関する条件であるサブキャリア条件を調整する、
    請求項２１から請求項２３のいずれか１項に記載の通信装置。
25. 前記サブキャリア条件は、サブキャリア周波数であり、
    前記通信装置は、送信器におけるＤＡ変換部または光源を用いて、前記サブキャリア周波数を調整する、
    請求項２４に記載の通信装置。
26. 前記サブキャリア条件は、強度変調信号またはコヒーレント信号の送信パワーと受信パワーとの少なくとも一方である、
    請求項２４または請求項２５に記載の通信装置。
27. 前記サブキャリア条件は、サブキャリアの配置順序である、
    請求項２４から請求項２６のいずれか１項に記載の通信装置。
28. 前記通信装置は、信号品質の推定に必要な情報を事前に獲得し、獲得した情報を用いて、前記サブキャリア条件を調整する、
    請求項２４から請求項２７のいずれか１項に記載の通信装置。
29. 前記サブキャリア条件の調整を制御する、
    請求項２４から請求項２８のいずれか１項に記載の通信装置。
30. 信号品質の最悪値または平均値が基準値に達しない場合、所定のディジタル信号処理を実行し、
    前記所定のディジタル信号処理は、前記コヒーレント受信器において一括受信した前記サブキャリア多重信号について信号対雑音比が高い順にサブキャリアの復調を行い、その結果を主信号にフィードバックすることで、信号品質の最悪値または平均値を向上させる処理である、
    請求項２４から請求項２９のいずれか１項に記載の通信装置。

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