JP6476716B2 - チャネル間の非線形劣化の補償装置及び補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信分野に関し、特に通信システムにおけるチャネル間の非線形劣化の補償装置及び補償方法に関する。

現在、波長分割多重（WDM：Wavelength Division Multiplexing）システムは、通信分野において広く使われている。波長分割多重システムでは、チャネル数が大きいため、チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）が顕著になり、チャネル間の非線形劣化を推定し、補償する必要がある。

非線形的なシュレディンガー方程式が光ファイバにおける非線形効果をモデル化することができるため、原則的には、デジタル信号処理の光コヒーレント検波受信機により逆リンクを構築することで、光ファイバ伝送リンクにおける非線形劣化を補償できる。また、減衰係数、分散係数及び非線形係数について、該逆リンクと伝送リンクとは逆対応している。ここで、非線形劣化は、自己位相変調（SPM：Self-Phase Modulation）効果によるチャネル内の非線形劣化、及び相互位相変調（XPM：Cross-Phase Modulation）効果によるチャネル間の非線形劣化を含む。しかし、波長分割多重（WDM）システムでは、チャネルの数が多いため、段階的フーリエ法を用いてデジタルドメインにおいて、逆リンクに対応する非線形的なシュレディンガー方程式を解く場合は、各チャネルの情報が必要であり、ステップサイズを厳密に制御する必要があり、現在のチップはこのような計算の複雑さに耐えられない。

現在、ＸＰＭの影響を研究し、モデル化したところ、ＸＰＭの影響は位相劣化と偏波クロストークとに分けられている。既存のアルゴリズムは、そのうち１つの劣化のみを補償できる。このため、現在、ＸＰＭの２つの影響を効果的、同時に補償することは依然として研究されている。１つの既存の方法として、従来の逆リンクに基づくＸＰＭ劣化の補償方法を改進するものであり、段階的フーリエ法の各ステップサイズにおいて、信号を非線形的な補償モジュール及び線形的な補償モジュールを通過させ、ＸＰＭモデルに基づいて現在信号の変更を行う。シミュレーションの結果によれば、光ファイバの分散係数が小さい場合は、この方法により、段階的フーリエ法のステップサイズを約１５倍に拡大できる。しかし、段階的なステップサイズを光ファイバスパン（span）に増大すると、この方法の補償性能は著しく低下する。通常のリンクは、従来のシングルモードの光ファイバに基づくものであり、分散係数が想定条件の４倍以上であり、ステップサイズがスパンの長さに等しい場合は、該方法の性能がさらに低下してしまう。

なお、上述した技術背景の説明は、本発明の技術案を明確、完全に理解させるための説明であり、当業者を理解させるために記述されているものである。これらの技術案は、単なる本発明の背景技術部分として説明されたものであり、当業者により公知されたものではない。

本発明の実施例は、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる非線形劣化の補償装置及び補償方法を提供することを目的とする。

本発明の実施例の一の態様では、チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償装置であって、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する反復パラメータ決定手段と、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う推定手段と、前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う第１の補償手段と、を含む、非線形劣化の補償装置を提供する。

本発明の実施例の他の態様では、チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償方法であって、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定するステップと、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップと、前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行うステップと、を含む、非線形劣化の補償方法を提供する。

本発明の実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

本発明の特定の実施形態は、後述の説明及び図面に示すように、詳細に開示され、本発明の原理を採用されることが可能な方式を示している。なお、本発明の実施形態は、範囲上には限定されるものではない。本発明の実施形態は、添付されている特許請求の範囲の主旨及び内容の範囲内、各種の改変、修正、及び同等的なものが含まれる。

ある一つの実施形態に説明及び又は示されている特徴は、同一又は類似の方式で一つ又は多くの他の実施形態に使用されてもよく、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよく、他の実施形態における特徴を代替してもよい。

なお、用語「包括／含む」は、本文に使用される際に、特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在を意味し、一つ又は複数の他の特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在又は追加を排除するものではない。

本発明は、図面を参照しながら下記説明するものにより、よりよく理解できる。図面における素子は、比例に応じて描くものではなく、本発明の原理を示すものである。本発明のある部分を示すため、図面における対応部分が拡大又は縮小されてもよい。本発明のある図面又はある実施形態に記載された構成要件及び特徴は、一つ又は多くの他の図面又は実施形態に示された構成要件及び特徴と組み合わせてもよい。また、図面において、類似の符号は、いくつの図面における対応の部材を示してもよく、複数の実施形態に用いられる対応の部材を示してもよい。
本発明の実施例１に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る推定部の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る補償装置を有するＷＤＭシステムの構成を示す図である。 各チャネルについて分散及び非線形劣化を補償する方法のフローチャートである。 本発明の実施例２に係る、式（６）〜（８）に示すＸＰＭ劣化の計算方法のフローチャートである。 本発明の実施例３に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図である。 本発明の実施例４に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図である。 本発明の実施例５に係るチャネル間の非線形劣化の補償方法のフローチャートである。

本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。

従来の逆リンク伝送方法では、光ファイバ伝送リンクの各光ファイバセグメントの信号出力端において非線形劣化を推定し、補償する。本出願の発明者らによって、信号電力が伝送距離の増加に伴って減衰し、各光ファイバセグメントの出力端の非線形劣化が最も小さいため、出力端において行われた非線形劣化の推定の結果が正確ではなく、非線形劣化の補償の効果に影響を与えること、が発見された。本発明の実施例は、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる、チャネル間の非線形劣化の補償装置及び補償方法を提供する。

以下、図面を参照しながら、本発明のチャネル間の非線形劣化の補償装置及び補償方法を詳細に説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図であり、該補償装置は通信システムの受信端に用いられる。図１に示すように、補償装置１００は、反復パラメータ決定部１０１、推定部１０２、及び第１の補償部１０３を含む。

反復パラメータ決定部１０１は、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する。

推定部１０２は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う。

第１の補償部１０３は、相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う。

本実施例では、該補償装置は、偏波多重変調に基づく任意の波長分割多重システムに適用する。

本実施例では、反復パラメータ決定部１０１は、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する。ここで、該反復ステップサイズは実際の要求に応じて決定されてもよく、最大で全チャネルの長さであってもよく、この場合は、反復の回数は１である。また、反復の回数が１よりも大きい場合は、各反復のステップサイズは同じであってもよいし、異なってもよい。本発明では、反復の回数及び反復のステップサイズが限定されない。

本実施例では、反復パラメータ決定部１０１が反復ステップサイズを決定した後で、推定部１０２は、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける相互位相変調（ＸＰＭ）の劣化を計算する。ここで、該光ファイバセグメントの数は１つ又は複数であり、本発明では、各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの長さが限定されず、実際の要求に応じて設定されてもよい。

本実施例では、従来方法のいずれか１つにより、光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置を決定してもよい。例えば、信号の電力が伝送距離の増加に伴って減衰し、生成された非線形劣化も減少するため、各光ファイバセグメントの入力端を、非線形劣化の最も大きい位置として選択してもよい。なお、本発明はここに例示されるものに限定されない。

本実施例では、推定部１０２は、従来技術のいずれかを用いて、相互位相変調（ＸＰＭ）の劣化を推定してもよいが、本発明はこれに限定されない。

上記実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

［実施例２］
図２は、本発明の実施例２に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図であり、該補償装置は通信システムの受信端に用いられる。図２に示すように、補償装置２００は、反復パラメータ決定部２０１、推定部２０２、及び第１の補償部２０３を含む。

反復パラメータ決定部２０１は、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する。

推定部２０２は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う。

第１の補償部２０３は、相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う。

本実施例では、推定部２０２は、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける相互位相変調（ＸＰＭ）の劣化を計算する。なお、本発明では、各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの長さが限定されず、実際の要求に応じて設定されてもよい。

本実施例では、推定部２０２は、各チャネルの各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調（ＸＰＭ）の劣化推定を行って、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクのＸＰＭ劣化の推定結果を取得する。図３は、本発明の実施例２に係る推定部２０２の構成を示す図である。なお、推定部２０２は、従来方法のいずれかを用いてＸＰＭ劣化を推定してもよいが、本発明はここに例示されるものに限定されない。

図３に示すように、推定部２０２は、分割部３０１、第１の計算部３０２、第２の計算部３０３、第３の計算部３０４、及び第４の計算部３０５を含む。

分割部３０１は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割する。

第１の計算部３０２は、各チャネルの各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を計算する。

第２の計算部３０３は、出力波形に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を計算する。

第３の計算部３０４は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける全ての光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を合計して、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化を取得する。

第４の計算部３０５は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、相互位相変調行列の逆行列を計算する。反復ステップサイズにおけるＸＰＭ行列の逆行列が取得された後で、第１の補償部２０３は、相互位相変調行列の逆行列に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクについて相互位相変調の劣化を補償し、補償された結果を、現在の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの出力信号、及び次の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの入力信号とする。

本実施例では、第２の補償部２０４をさらに含んでもよい。

第２の補償部２０４は、第１の補償部２０３が相互位相変調の劣化を補償する前に、各チャネルの線形劣化及び／又は自己位相変調（ＳＰＭ）の劣化を補償する。なお、本発明はこれに限定されない。

なお、第２の補償部２０４は各反復ステップサイズ内に位置し、各光ファイバセグメントについて第２の補償部２０４を設置してもよく、第２の補償部２０４は該光ファイバセグメント内の線形劣化及び／又は自己位相変調（ＳＰＭ）の劣化を補償する。ただし、本発明はこれに限定されない。

第２の補償部を設置することで、光ファイバ伝送リンクにおける線形劣化及び／又はＳＰＭ劣化を効果的に補償でき、通信システムの性能をさらに向上できる。

以下は、推定部２０２によるＸＰＭ行列の逆行列の計算について具体的に説明するが、これらの内容は単に例示するものであり、本発明はここに例示されるものに限定されない。

図４は、本発明の実施例２に係る補償装置２００を有するＷＤＭシステムの構成を示す図である。図４に示すように、偏波多重変調に基づくＷＤＭシステムはＭ個のチャネルにより構成され、各チャネルに対し、キャリアの中心周波数の昇順で数字１〜Ｍを番号付け、コヒーレント受信機が同一の偏波系において全てのＭ個の経路の信号を受信する。

図５は、各チャネルについて分散及び非線形劣化を補償する方法のフローチャートである。図５に示すように、第１の平面は、各チャネルの１つの反復ステップサイズにおいて各信号に対してＸＰＭ補償を行うことを表し、ここで、いくつかの第２の補償部を通過した後で、ＸＰＭ劣化の逆行列により該反復ステップサイズ内のＸＰＭ劣化を補償する。また、各第２の補償部は、該反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクにおける各光ファイバセグメントの線形劣化及び／又は非線形劣化（例えばＳＰＭ劣化など）の補償を行う。ここで、線形劣化は、例えば分散、チャネル離れ（channel walk-off）などであってもよく、非線形劣化は、例えばＳＰＭ劣化などであってもよく、各第２の補償部は同じ又は異なる内部構造を有してもよい。

該第１の平面の計算は、第１の計算部３０２及び第２の補償部２０４に対応するものであり、即ち、該反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を第１の平面から第２の平面に出力する。第２の平面は、１つの反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクにおける各光ファイバセグメントのＸＰＭ劣化の計算を表し、第２の計算部３０３に対応するものであり、即ち、該反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントのＸＰＭによる劣化を第２の平面から第３の平面に出力する。

第３の平面は、１つの反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクのＸＰＭによる劣化の計算を表し、第３の計算部３０４に対応するものであり、即ち、該反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクのＸＰＭによる劣化を第３の平面から出力する。

第３の平面から出力された該反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクに与えられたＸＰＭ劣化に基づいて、該反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクのＸＰＭ行列Ｗ_ｍ，ｉを計算し、該ＸＰＭ行列の逆行列（Ｗ_ｍ，ｉ）^−１を計算する。

ここで、図５に示すように、Ｕ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズの入力信号、即ちｉ−１番目の反復ステップサイズの出力信号を表し、Ｗ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズのＸＰＭ行列を表し、φ_ｍ，ｎ及びｃ_ｍ，ｎは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバセグメントに与えられたＸＰＭ位相劣化及び偏波クロストークをそれぞれ表し、Φ_ｍ及びＣ_ｍは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズ内の全ての光ファイバセグメントに与えられたＸＰＭ位相劣化の和及び偏波クロストークの和をそれぞれ表し、ｍ、ｎ及びｉは０よりも大きい整数である。

次に、図５における各平面の計算及び補償のプロセスを具体的に説明する。

本実施例では、各チャネルの反復回数がＫであり、各チャネルの光ファイバスパンの数がＮであり、且つ各反復ステップサイズが互いに等しいと仮定すると、各反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクは、Ｎ_ｉ＝Ｎ／Ｋ個の連続する光ファイバスパンを含み、ここで、Ｋ及びＮは０よりも大きい整数であり、Ｎ_ｉは整数であると仮定する。さらに、各反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクがＮ_ｉ個の光ファイバセグメントに分割され、各光ファイバセグメントが１つの光ファイバスパンとなる。

本実施例では、１つの例として、各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントは１つの光ファイバスパンに対応する。なお、本発明では、光ファイバスパンと各反復ステップサイズにおいて分割された光ファイバセグメントとの関係が限定されない。

本実施例では、各反復ステップサイズ内の光ファイバ伝送リンクは、整数個の光ファイバスパンを含んでもよいし、非整数個の光ファイバスパンを含んでもよいが、本発明はこれに限定されない。

ここで、反復補償は、光ファイバ伝送リンクにおける光ファイバスパンの逆の順序で行われる。即ち、
（１）１回目の反復では、伝送リンク内のＮ番目〜（Ｎ−Ｎ_ｉ＋１）番目の光ファイバスパンにおける線形劣化及び非線形劣化を補償し、
（２）２回目の反復では、伝送リンク内の（Ｎ−Ｎ_ｉ＋１）番目〜（Ｎ−２Ｎ_ｉ＋２）番目の光ファイバスパンにおける線形劣化及び非線形劣化を補償し、
（３）このように、Ｋ回目の反復では、伝送リンク内のＮ_ｉ番目〜１番目の光ファイバスパンにおける線形劣化及び非線形劣化を補償する。

図５の第１の平面に示すように、各チャネルの各反復ステップサイズ内の１番目〜（Ｎ_ｉ−１）番目の第２の補正部のそれぞれは、対応する光ファイバスパンにおける分散及びチャネル離れの補償を行う場合は、これらの第２の補償部の周波数特性は、下記の式（１）に示される。

ここで、β_２，ｎは、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンの群速度分散係数（group speed dispersion coefficient）を表し、Δβ_{１，ｍ，ｎ}は、該光ファイバスパンにおけるｍ番目のチャネルと基準チャネルとの群速度差を表し、Ｌ_ｎは、該光ファイバスパンの長さを表し、ωは、角周波数を表し、ここで、１≦ｍ≦Ｍ、１≦ｎ≦Ｎ_ｉ−１、式（１）における負の記号は、該光ファイバスパンの分散及びチャネル離れの劣化を補償することを表す。

また、各チャネルの各反復ステップサイズ内のＮ_ｉ番目の第２の補償部は、該反復ステップサイズ内のＮ_ｉ番目の光ファイバスパンにおける分散及びチャネル離れの補償だけではなく、該反復ステップサイズ内の全てのＮ_ｉ個の光ファイバスパンにおけるＳＰＭ劣化の位相補償を行う場合は、該第２の補償部の周波数特性は、下記の式（２）に示される。

ここで、ＦＴは、フーリエ変換を表し、ＩＦＴは、逆フーリエ変換を表し、θ_{ＳＰＭ，ｍ}は、ｍ番目のチャネルの該反復ステップサイズ内の全てのＮ_ｉ個の光ファイバスパンにおけるＳＰＭ位相劣化を表す。

図５の第１の平面及び式（１）、（２）に示すように、任意のチャネルについて、１回目の反復の入力信号と出力信号との関係は、下記の式（３）に示される。

ここで、Ｕ_{ｍ，ｉ−１}及びＵ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルの、ｉ番目の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの入力信号及び出力信号をそれぞれ表し、Ｗ_ｍ，ｉは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについてのＸＰＭ行列を表し、該行列の逆演算（Ｗ_ｍ，ｉ）^−１は、ＸＰＭ劣化に対する補償を表し、ｈ_{ＬＩ，ｍ，ｎ}＝ＩＦＴ（Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}）、Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}は、ｍ番目のチャネルの、現在の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバセグメントについて線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償するための周波数特性を表し、ｍ、ｉ及びｎはいずれも０よりも大きい整数である。

図５の第１の平面に示すように、ＸＰＭ行列Ｗ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズ内の全ての光ファイバスパンにおけるＸＰＭ劣化を集め、ＸＰＭジョーンズ行列モデルにより、Ｗ_ｍ，ｉ及び（Ｗ_ｍ，ｉ）^−１は、下記の式（４）及び（５）にそれぞれ示される。

ここで、Φ_ｘ，ｍ、Φ_ｙ，ｍ、Ｃ_ｙｘ，ｍ、Ｃ_ｘｙ，ｍは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての２つの偏波方向における位相雑音成分と偏波クロストーク成分の推定値を表し、εは、ＸＰＭ劣化の調整係数を表し、この係数を調整することでアルゴリズムの効果を最適化し、ｍ及びｉはいずれも０よりも大きい整数である。

ここで、式（４）、（５）におけるＸＰＭ劣化Φ_ｘ，ｍ、Φ_ｙ，ｍ、Ｃ_ｙｘ，ｍ、Ｃ_ｘｙ，ｍは、現在の反復ステップサイズ内の全ての光ファイバスパンにおいて生じたＸＰＭ劣化である。また、図５の第２及び第３の平面は、Φ_ｍ＝［Φ_ｘ，ｍ，Φ_ｙ，ｍ］^Ｔ、Ｃ_ｍ＝［Ｃ_ｘ，ｍ，Ｃ_ｙ，ｍ］^Ｔの計算プロセスを示している。

図５の第２の平面に示すように、該平面では、１つの反復ステップサイズ内の各光ファイバスパンにおけるＸＰＭ劣化の計算が行われる。第１の平面においてｉ番目の反復ステップサイズ内の１番目の光ファイバスパンの線形劣化が補償された後で、各チャネルの信号を第２の平面に入力し、下記の式（６）及び（７）により、各チャネルの該反復ステップサイズ内の１番目の光ファイバスパンのＸＰＭ位相φ_ｍ，ｎ及び偏波クロストーク劣化ｃ_ｍ，ｎを計算する。

ここで、Ｍは、受信されたチャネルの数を表し、ｕ_ｍｘ，ｎ、ｕ_ｍｙ，ｎは、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンの線形劣化が補正された後で、第１の平面から第２の平面に伝送されたｍ番目のチャネルの２つの偏波状態の信号を表し、Ｉ_ｍ＝［｜ｕ_ｍｘ，ｎ｜^２，｜ｕ_ｍｙ，ｎ｜^２］^Ｔは、信号強度ベクトルを表し、ｈ_{（ｍ’，ｍ），ｎ}は、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンにおいて、ｍ’番目のチャネルによるｍ番目のチャネルのＸＰＭ劣化の時間領域インパルス応答を表し、その周波数領域の伝送特性は、下記の式（８）に示されている。

ここで、Ｌ_ｎ、α_ｎ及びγ_ｎは、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンの長さ、減衰及び非線形係数をそれぞれ表し、Δβ’_ｍ’，ｍは、ｍ’番目のチャネルとｍ番目のチャネルとの群速度差を表す。

Δβ’_ｍ’，ｍ＝−Δβ’_ｍ，ｍ’となり、ＸＰＭ劣化の伝送特性はＨ_{（ｍ’，ｍ），ｎ}＝（ｈ_{（ｍ，ｍ’），ｎ}）^＊を満たしているため、第２の平面で各光ファイバスパンのＸＰＭ劣化の計算では、Ｍ（Ｍ−１）／２個のＸＰＭフィルタのみを計算すればよい。

図６は、本発明の実施例２に係る、式（６）〜（８）に示すＸＰＭ劣化の計算方法のフローチャートである。図６に示される方法により、第１の平面で該反復ステップサイズ内の１つの光ファイバスパンの線形劣化の補償を行うと、式（６）〜（８）により第２の平面で該光ファイバスパンにおけるＸＰＭ劣化の計算を行う。

図５の第３の平面に示すように、第２の平面で各チャネルのｉ番目の反復ステップサイズ内の各光ファイバスパンに与えられたＸＰＭ劣化が計算された後で、下記の式（９）、（１０）により、各チャネルの該反復ステップサイズ内のＮ_ｉ個の光ファイバスパンのＸＰＭ劣化の和を計算する。

ここで、φ_ｍ，ｎ及びｃ_ｍ，ｎそれぞれは、式（６）、（７）に示されるｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバスパンにおいて受けるＸＰＭ位相劣化及び偏波クロストークであり、Φ_ｍ及びＣ_ｍは、ｍ番目のチャネルのｉ番目の反復ステップサイズ内の全ての光ファイバスパンのＸＰＭ位相劣化の和及び偏波クロストークの和をそれぞれ表し、ｍ、ｎ及びｉは、０よりも大きい整数である。

式（９）、（１０）の計算結果を第１の計算平面にフィードバックし、式（５）によりＸＰＭ行列の逆行列を計算して、ＸＰＭ劣化の補償を行う。

以上は１つの反復ステップサイズ内の計算プロセスであり、反復が終了するまで、上記の式（１）〜（１０）により計算及び補償を繰り返し、各チャネルの分散及び非線形劣化の補償を行う。

上記の計算及び補償のプロセスは単なる例示する説明であり、本発明はこれに限定されない。本実施例では、第１の平面におけるＳＰＭ劣化の補償は従来方法のいずれかを用いてもよく、例えば各第２の補償部の線形的補償の後で又は前に行われてもよいし、或いは上記の式（２）に示される同一の補償部で補償を行ってもよいが、本発明はここに例示されるものに限定されない。

上記の実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

また、段階的な反復補償により、相互位相変調の劣化の補償の正確性をさらに向上でき、通信システムの性能をさらに向上できる。

また、第２の補償部を設置することで、光ファイバ伝送リンクにおける線形劣化及び／又はＳＰＭ劣化を効果的に補償でき、通信システムの性能をさらに向上できる。

［実施例３］
図７は、本発明の実施例３に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図であり、この補償装置は通信システムの受信端に用いられる。補償装置７００は、反復パラメータ決定部７０１、推定部７０２、及び第１の補償部７０３を含む。

反復パラメータ決定部７０１は、多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する。

推定部７０２は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、現在のチャネルから所定の距離内のチャネルによる相互位相変調の劣化に基づいて、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う。

第１の補償部７０３は、相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う。

本実施例は、実施例１及び２と異なって、ＸＰＭ劣化を推定する際に、距離の遠いチャンルの現在のチャンルに与えるＸＰＭ劣化の小さいため、現在のチャネルまで距離の近いチャネルにより生じられたＸＰＭ劣化のみを考慮してもよい。これによって、計算の複雑さを効果的に低下させることができる。

本実施例では、例えば任意の２つのチャネルのキャリア中心周波数の差とＷＤＭチャネル間隔との比で、２つのチャネルの距離を定義すると、ｍ番目のチャネルに対するｍ’番目のチャネルの距離はｍ−ｍ’である。

例えば現在のチャネルからの距離が［−ｄ，ｄ］以外のチャネルによるＸＰＭ劣化のみを考え、計算する必要なＸＰＭフィルタの数はＭ（Ｍ−１）／２からｄ（２Ｍ−ｄ−１）／２に減少し、ここで、ＭはＷＤＭのチャネル数であり、ｄ＞０、ｄは現在のチャネルからの最大距離を表す。この条件によれば、上記の式（６）、（７）により、下記の式（１１）及び（１２）が得られた。

ここで、Ｍは、受信されたチャネルの数を表し、ｕ_ｍｘ，ｎ、ｕ_ｍｙ，ｎは、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンの線形劣化が補正された後で、第１の平面から第２の平面に伝送されたｍ番目のチャネルの２つの偏波状態の信号を表し、Ｉ_ｍ＝［｜ｕ_ｍｘ，ｎ｜^２，｜ｕ_ｍｙ，ｎ｜^２］^Ｔは、信号強度ベクトルを表し、ｈ_{（ｍ’，ｍ），ｎ}は、該反復ステップサイズ内のｎ番目の光ファイバスパンにおいて、ｍ’番目のチャネルによるｍ番目のチャネルのＸＰＭ劣化の時間領域インパルス応答を表す。

本実施例の推定部の構成、ＸＰＭ劣化の行列の計算方法及び補償方法は、実施例１又は２の記載と同じであり、ここでその説明が省略される。

上記の実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

また、現在のチャネルからの距離の近いチャネルによるＸＰＭ劣化のみを考えることで、計算の複雑さを効果的に低下させることができる。

［実施例４］
図８は、本発明の実施例４に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置の構成を示す図であり、この補償装置は通信システムの受信端に用いられる。この補償装置８００は、反復パラメータ決定部８０１、推定部８０２、フィルタリング部８０３、第１のサンプリング部８０４、第２のサンプリング部８０５、及び第１の補償部８０６を含む。

推定部８０２は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う。ここで、推定部８０２は、分割部８０２１、第１の計算部８０２２、第２の計算部８０２３、第３の計算部８０２４、及び第４の計算部８０２５を含み、分割部８０２１、第１の計算部８０２２、第２の計算部８０２３、及び第３の計算部８０２４の構成及び機能は、実施例２における説明と同じであり、ここでその説明が省略される。

フィルタリング部８０３は、第３の計算部８０２４の計算結果についてローパスフィルタリングを行う。

第１のサンプリング部８０４は、ローパスフィルタリング後の結果についてダウンサンプリングを行う。

第２のサンプリング部８０５は、ダウンサンプリングの結果についてアップサンプリングを行って、回復された相互位相変調の劣化波形を取得する。

第４の計算部８０２５は、回復された相互位相変調の劣化波形に基づいて、相互位相変調行列の逆行列を計算する。

第１の補償部８０６は、相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う。

本実施例では、第３の計算部により算出されたＸＰＭ劣化の波形変化が緩やかであるため、第３の計算部により算出された結果についてダウンサンプリングを行った後で、低速で第４の計算部に伝送し、アップサンプリングを行って回復して、逆行列を計算することで、低速のデータ伝送を効果的に実現できる。

本実施例では、フィルタリング部８０３は、従来技術の任意のローパスフィルタを用いてもよく、本発明はここに例示されるものに限定されない。

例えば、フィルタリング部８０３は、平均値計算部を含んでもよく、即ち、入力信号をブロックごとに分割した後の各ブロックの平均値を計算してもよい。第１のサンプリング部８０４の出力は平均値シーケンスである。第２のサンプリング部８０５は、サンプリングメンテナンスを用いて、２Ｒ_ＳのＸＰＭ劣化の波形を回復し、ここで、Ｒ_Ｓはシンボルレートを表す。

別の例として、フィルタリング部８０３は、シンボルレートよりも遥かに低い帯域幅を有する狭帯域ローパスフィルタ（例えば矩形フィルタ、ルートレイズドコサインフィルタ、及びベッセルフィルタなど）を含んでもよく、このローパスフィルタの一方的な帯域幅ｆ_ＬＰＦは信号のシンボルレートよりも遥かに低い。第１のサンプリング部８０４は、２ｆ_ＬＰＦのレートで、フィルタリングされた信号をダウンサンプリングし、ダウンサンプリング信号のレートは元レートのｆ_ＬＰＦ／Ｒ_Ｓ倍に低減する。第２のサンプリング部８０５は、補間（例えばｓｉｎｃ補間、キュービック補間など）によりアップサンプリングを行って、２Ｒ_ＳのＸＰＭ劣化の波形を回復する。

本実施例のＸＰＭ劣化行列の計算方法及び補正方法は、実施例２の記載と同じであり、ここでその説明が省略される。

上記の実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

また、ＸＰＭ劣化波形をダウンサンプリングし伝送して、アップサンプリングにより回復し、ＸＰＭ行列の逆行列を計算することで、データ伝送レートを効果的に低減させることができる。

［実施例５］
図９は、本発明の実施例５に係るチャネル間の非線形劣化の補償方法のフローチャートであり、この補償方法は実施例１に係るチャネル間の非線形劣化の補償装置に対応する。図９に示すように、この補償方法は、下記のステップを含む。

ステップ９０１：多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する。

ステップ９０２：各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う。

ステップ９０３：相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う。

本実施例では、非線形劣化の最も大きい位置の決定方法及び相互位相変調（ＸＰＭ）の劣化の推定方法は、実施例１の記載と同じであり、また、具体的なＸＰＭ行列の計算方法及び該行列に基づく補償方法は実施例２、３又は４の記載と同じであり、ここでその説明が省略される。

上記の実施例によれば、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うことで、相互位相変調劣化の補償を効果的に行うことができ、通信システムの性能を向上できる。

本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。

本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。

以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。

また、上述の各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償装置であって、
多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する反復パラメータ決定手段と、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う推定手段と、
前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う第１の補償手段と、を含む、非線形劣化の補償装置。

（付記２）
前記推定手段は、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割する分割手段と、
各チャネルの各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を計算する第１の計算手段と、
前記出力波形に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を計算する第２の計算手段と、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける全ての光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を合計して、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化を取得する第３の計算手段と、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、前記相互位相変調行列の逆行列を計算する第４の計算手段と、を含み、
前記第１の補償手段は、前記相互位相変調行列の逆行列に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクについて相互位相変調の劣化を補償する、付記１に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記３）
前記第１の補償手段が相互位相変調の劣化を補償する前に、各チャネルの線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償する第２の補償手段、をさらに含む、付記１に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記４）
前記第１の計算手段は、下記の式（１）により、各チャネルの各反復ステップサイズの出力波形を計算し、

ここで、Ｕ_{ｍ，ｉ−１}及びＵ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルの、ｉ番目の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの入力信号及び出力信号をそれぞれ表し、Ｗ_ｍ，ｉは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての相互位相変調行列を表し、ｈ_{ＬＩ，ｍ，ｎ}＝ＩＦＴ（Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}）、Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}は、ｍ番目のチャネルの、現在の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバセグメントについて前記線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償するための周波数特性を表し、ｍ、ｉ及びｎはいずれも０よりも大きい整数である、付記２に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記５）
前記第４の計算手段は、下記の式（２）により、前記相互位相変調行列の逆行列を計算し、

ここで、Φ_ｘ，ｍ、Φ_ｙ，ｍ、Ｃ_ｙｘ，ｍ、Ｃ_ｘｙ，ｍは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての２つの偏波方向における位相雑音成分と偏波クロストーク成分の推定値を表し、εは、ＸＰＭ劣化の調整係数を表し、ｍ及びｉはいずれも０よりも大きい整数である、付記２に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記６）
前記推定装置は、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において、現在のチャネルから所定の距離内のチャネルによる相互位相変調の劣化に基づいて、前記相互位相変調の劣化推定を行う、付記１に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記７）
前記第３の計算手段の計算結果についてローパスフィルタリングを行うフィルタリング手段と、
ローパスフィルタリング後の結果についてダウンサンプリングを行う第１のサンプリング手段と、
ダウンサンプリングの結果についてアップサンプリングを行って、回復された相互位相変調の劣化波形を取得する第２のサンプリング手段と、を含み、
前記第４の計算手段は、回復された相互位相変調の劣化波形に基づいて、前記相互位相変調行列の逆行列を計算する、付記２に記載の非線形劣化の補償装置。

（付記８）
前記推定手段は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの入力端において前記相互位相変調の劣化推定を行う、付記１乃至７のいずれかに記載の非線形劣化の補償装置。

（付記９）
チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償方法であって、
多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定するステップと、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップと、
前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行うステップと、を含む、非線形劣化の補償方法。

（付記１０）
前記各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップは、
各チャネルの各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を計算するステップと、
前記出力波形に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を計算するステップと、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける全ての光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を合計して、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化を取得するステップと、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、前記相互位相変調行列の逆行列を計算するステップと、を含み、
前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて相互位相変調の劣化補償を行うステップは、
前記相互位相変調行列の逆行列に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクについて相互位相変調の劣化を補償するステップ、を含む、付記９に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１１）
相互位相変調の劣化を補償する前に、各チャネルの線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償するステップ、をさらに含む、付記９に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１２）
下記の式（１）により、各チャネルの各反復ステップサイズの出力波形を計算し、

ここで、Ｕ_{ｍ，ｉ−１}及びＵ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルの、ｉ番目の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの入力信号及び出力信号をそれぞれ表し、Ｗ_ｍ，ｉは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての相互位相変調行列を表し、ｈ_{ＬＩ，ｍ，ｎ}＝ＩＦＴ（Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}）、Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}は、ｍ番目のチャネルの、現在の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバセグメントについて前記線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償するための周波数特性を表し、ｍ、ｉ及びｎはいずれも０よりも大きい整数である、付記１０に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１３）
下記の式（２）により、前記相互位相変調行列の逆行列を計算し、

ここで、Φ_ｘ，ｍ、Φ_ｙ，ｍ、Ｃ_ｙｘ，ｍ、Ｃ_ｘｙ，ｍは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての２つの偏波方向における位相雑音成分と偏波クロストーク成分の推定値を表し、εは、ＸＰＭ劣化の調整係数を表し、ｍ及びｉはいずれも０よりも大きい整数である、付記１０に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１４）
前記各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップは、
各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において、現在のチャネルから所定の距離内のチャネルによる相互位相変調の劣化に基づいて、前記相互位相変調の劣化推定を行うステップ、を含む、付記９に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１５）
前記各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化についてローパスフィルタリングを行うステップと、
ローパスフィルタリング後の結果についてダウンサンプリングを行うステップと、
ダウンサンプリングの結果についてアップサンプリングを行って、回復された相互位相変調の劣化波形を取得するステップと、を含み、
前記各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、前記相互位相変調行列の逆行列を計算するステップは、
回復された相互位相変調の劣化波形に基づいて、前記相互位相変調行列の逆行列を計算するステップ、を含む、付記１０に記載の非線形劣化の補償方法。

（付記１６）
前記各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップは、
各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの入力端において前記相互位相変調の劣化推定を行うステップ、を含む、付記９乃至１５のいずれかに記載の非線形劣化の補償方法。

Claims (10)

1. チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償装置であって、
   多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定する反復パラメータ決定手段と、
   各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行う推定手段と、
   前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行う第１の補償手段と、を含み、
   前記反復ステップサイズは、各チャネルの長さよりも小さい、非線形劣化の補償装置。
2. 前記推定手段は、
   各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割する分割手段と、
   各チャネルの各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を計算する第１の計算手段と、
   前記出力波形に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を計算する第２の計算手段と、
   各チャネルの各反復ステップサイズにおける全ての光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を合計して、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化を取得する第３の計算手段と、
   各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、前記相互位相変調行列の逆行列を計算する第４の計算手段と、を含み、
   前記第１の補償手段は、前記相互位相変調行列の逆行列に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクについて相互位相変調の劣化を補償する、請求項１に記載の非線形劣化の補償装置。
3. 前記第１の補償手段が相互位相変調の劣化を補償する前に、各チャネルの線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償する第２の補償手段、をさらに含む、請求項１に記載の非線形劣化の補償装置。
4. 前記第１の計算手段は、下記の式（１）により、各チャネルの各反復ステップサイズの出力波形を計算し、
   

   

   ここで、Ｕ_{ｍ，ｉ−１}及びＵ_ｍ，ｉは、ｍ番目のチャネルの、ｉ番目の反復ステップサイズの光ファイバ伝送リンクの入力信号及び出力信号をそれぞれ表し、Ｗ_ｍ，ｉは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての相互位相変調行列を表し、ｈ_{ＬＩ，ｍ，ｎ}＝ＩＦＴ（Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}）、Ｈ_{ＬＩ,ｍ,ｎ}は、ｍ番目のチャネルの、現在の反復ステップサイズのｎ番目の光ファイバセグメントについて線形劣化及び／又は自己位相変調の劣化を補償するための周波数特性を表し、ｍ、ｉ及びｎはいずれも０よりも大きい整数である、請求項２に記載の非線形劣化の補償装置。
5. 前記第４の計算手段は、下記の式（２）により、前記相互位相変調行列の逆行列を計算し、
   

   

   ここで、Φ_ｘ，ｍ、Φ_ｙ，ｍ、Ｃ_ｙｘ，ｍ、Ｃ_ｘｙ，ｍは、ｉ番目の反復ステップサイズに対応する、ｍ番目のチャネルについての２つの偏波方向における位相雑音成分と偏波クロストーク成分の推定値を表し、εは、ＸＰＭ劣化の調整係数を表し、ｍ及びｉはいずれも０よりも大きい整数である、請求項２に記載の非線形劣化の補償装置。
6. 前記推定手段は、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において、現在のチャネルから所定の距離内のチャネルによる相互位相変調の劣化に基づいて、前記相互位相変調の劣化推定を行う、請求項１に記載の非線形劣化の補償装置。
7. 前記第３の計算手段の計算結果についてローパスフィルタリングを行うフィルタリング手段と、
   ローパスフィルタリング後の結果についてダウンサンプリングを行う第１のサンプリング手段と、
   ダウンサンプリングの結果についてアップサンプリングを行って、回復された相互位相変調の劣化波形を取得する第２のサンプリング手段と、を含み、
   前記第４の計算手段は、回復された相互位相変調の劣化波形に基づいて、前記相互位相変調行列の逆行列を計算する、請求項２に記載の非線形劣化の補償装置。
8. 前記推定手段は、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの入力端において前記相互位相変調の劣化推定を行う、請求項１乃至７のいずれかに記載の非線形劣化の補償装置。
9. チャネル間の非線形劣化（nonlinear damage）の補償方法であって、
   多チャネル光ファイバ伝送リンクの各チャネルにおいて実行される相互位相変調の劣化補償の反復ステップサイズを決定するステップと、
   各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクを１つ又は複数の光ファイバセグメントに分割し、各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップと、
   前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて、相互位相変調の劣化補償を行うステップと、を含み、
   前記反復ステップサイズは、各チャネルの長さよりも小さい、非線形劣化の補償方法。
10. 前記各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置において相互位相変調の劣化推定を行うステップは、
    各チャネルの各反復ステップサイズ内の各光ファイバセグメントにおける非線形劣化の最も大きい位置の出力波形を計算するステップと、
    前記出力波形に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける各光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を計算するステップと、
    各チャネルの各反復ステップサイズにおける全ての光ファイバセグメントの相互位相変調による劣化を合計して、各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化を取得するステップと、
    各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調による劣化に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクの相互位相変調行列を計算して、前記相互位相変調行列の逆行列を計算するステップと、を含み、
    前記相互位相変調の劣化推定の結果に基づいて相互位相変調の劣化補償を行うステップは、
    前記相互位相変調行列の逆行列に基づいて、各チャネルの各反復ステップサイズにおける光ファイバ伝送リンクについて相互位相変調の劣化を補償するステップを含む、請求項９に記載の非線形劣化の補償方法。

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