JP6543939B2 - 光受信器、光送信器、マルチキャリア光伝送システム、及び、分散補償制御方法 - Google Patents

Description

本明細書に記載する技術は、光受信器、光送信器、マルチキャリア光伝送システム、及び、分散補償制御方法に関する。

近年、伝送トラフィックの増加に伴い、光伝送システムの大容量化の需要が益々高まっている。また、短距離系伝送システムでは、大容量だけでなく、低コストかつ簡易な構成が求められる。

そのため、離散マルチトーン（ＤＭＴ：Discrete Multi-tone）変調方式を光伝送システムに適用することが検討されている。ＤＭＴ変調方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術をベースとしたマルチキャリア伝送技術の１つであり、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等のＤＳＬ技術で利用されている。

ＤＭＴ変調方式（「マルチキャリア変調方式」と称してもよい。）では、個々のサブキャリアに対して伝送特性に応じたビット数を割り当てる「ビットローディング」と呼ばれる手法を用いる。「伝送特性」は、「受信特性」あるいは「信号品質」と言い換えてもよい。

伝送特性の指標の一例は、信号対雑音比（ＳＮＲ）やビットエラーレート（ＢＥＲ）等である。伝送特性は、伝送条件と称してもよい。ＤＭＴ変調方式は、例えば、伝送特性の高いサブキャリアには伝送特性の低いサブキャリアよりも多くのビットを割り当てる。したがって、伝送帯域の周波数利用効率を向上でき、伝送容量の拡大化を図ることが可能である。

ＤＭＴ変調方式を光伝送システムに導入する場合、光送信器には、半導体レーザによる直接変調方式を用いた電光（Ｅ／Ｏ）変換器を適用できる。また、光受信器には、ＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）等の受光素子を用いた光電（Ｏ／Ｅ）変換器を適用できる。

半導体レーザやＰＤは、汎用的な光デバイスであるため安価である。また、直接変調方式では、光源である半導体レーザの駆動電流を送信データに応じて変調することによって変調信号を生成する。直接変調方式は、光源とは別に光変調器を用いる外部変調方式と比べると高速化は難しいものの、信号光の位相情報を利用しなくてよいので、小型化及び低コスト化が可能である。

したがって、光伝送システムにＤＭＴ変調方式を導入することで、周波数利用効率の向上（別言すると、伝送容量の向上）と小型化及び低コスト化とを図ることが可能な光伝送システムを提供することができる。

特開２００９−１６４７２８号公報 特開２００４−２３６０９７号公報

F. Devaux et al.、「Simple Measurement of Fiber Dispersion and of Chirp Parameter of Intensity Modulated Light Emitter」、JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL 11, No. 12, December 1993、pp. 1937-40

ＤＭＴ変調方式では、「ビットローディング」により、伝送帯域における周波数利用効率の向上や伝送容量の拡大化を図ることができるものの、伝送帯域において伝送特性が落ち込む周波数が生じることがある。伝送特性の落ち込みが生じる周波数あるいは周波数領域を「周波数ディップ」と称することがある。

「周波数ディップ」は、例えば、光送信器の光源がもつ周波数特性によって送信信号光に加わる周波数チャープと、伝送信号光が光伝送路から受ける分散と、に起因して生じることがある。

伝送帯域に「周波数ディップ」が生じると、「周波数ディップ」に対応するサブキャリアに対して「ビットローディング」によって割り当て可能なビット数が制限され得る。そのため、伝送帯域における伝送容量が制限され得る。

１つの側面では、本明細書に記載する技術の目的の１つは、マルチキャリア変調方式の伝送帯域において伝送容量の拡大化を図ることにある。

１つの側面として、光受信器は、複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式の光受信器である。当該光受信器は、受信部と、モニタと、制御部と、を備えてよい。受信部は、前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられたトレーニング信号光を光伝送路から受信してよい。モニタは、前記トレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出してよい。制御部は、前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数がマルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御してよい。

また、１つの側面として、光送信器は、送信部と、可変分散補償器と、制御部と、を備えてよい。送信部は、複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式にて変調したマルチキャリア変調信号光を光伝送路に向けて送信してよい。可変分散補償器は、前記マルチキャリア変調信号光の分散を可変の分散補償量にて補償してよい。制御部は、前記送信部にて前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられて前記光伝送路へ送信されたトレーニング信号光の伝送特性に落ち込みが生じた周波数を光受信器で検出し、前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を前記光受信器で演算した結果を受けて、前記検出された周波数が前記マルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御してよい。

更に、１つの側面として、マルチキャリア光伝送システムは、光送信器と、光受信器と、可変分散補償器と、モニタと、制御部と、を備えてよい。光送信器は、複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式にて変調したマルチキャリア変調信号光を光伝送路へ送信してよい。光受信器は、前記マルチキャリア変調信号光を前記光伝送路から受信してよい。可変分散補償器は、前記光受信器又は前記光送信器に備えられてよく、前記光伝送路の分散を可変の分散補償量にて補償することが可能である。モニタは、前記光受信器に備えられてよい。モニタは、前記光送信器が前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件を割り当てて前記光伝送路へ送信したトレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出してよい。制御部は、前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数が前記マルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記可変分散補償器の分散補償量を制御してよい。

また、１つの側面として、分散補償制御方法は、複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式の光送信器によって、前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられたトレーニング信号光を光伝送路へ送信してよい。光受信器では、前記トレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出してよい。前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数がマルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御してよい。

１つの側面において、マルチキャリア変調方式の伝送帯域において伝送容量の拡大化を図ることができる。

第１実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 図１に例示した光送信器におけるＤＭＴ変調部の構成例を示すブロック図である。 図１及び図２に例示したＤＭＴ変調部によるマルチキャリア変調を概念的に説明する模式図である。 図１に例示した光受信器におけるＤＭＴ復調部の構成例を示すブロック図である。 ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性の一例を示す図である。 ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性の一例を示す図である。 ＤＭＴ変調信号光の伝送特性が理想的な特性から劣化する様子を模式的に示す図である。 ＤＭＴ変調信号光の伝送帯域に生じる周波数ディップの中心周波数に対する残留分散値の変化の一例を示す図である。 図１に例示したマルチキャリア光伝送システムの動作例（分散補償制御方法）を説明するフローチャートである。 図１に例示した光受信器におけるモニタの構成例（検出例１）を示すブロック図である。 図１０に例示した構成のモニタによる周波数ディップの検出例１を説明するための模式図である。 図１に例示した光受信器におけるモニタの構成例（検出例２）を示すブロック図である。 図１２に例示した構成のモニタによる周波数ディップの検出例２を説明するための模式図である。 図１に例示した光受信器におけるモニタの構成例（検出例３）を示すブロック図である。 図１４に例示した構成のモニタによる周波数ディップの検出例３を説明するための模式図である。 図１４に例示した構成のモニタによる周波数ディップの検出例３を説明するフローチャートである。 図１４〜図１６に例示した検出例３の変形例を説明すべく、伝送帯域に複数の周波数ディップが生じるケースを示す図である。 検出例３の変形例を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 図１９に例示したマルチキャリア光伝送システムの動作例（分散補償制御方法）を説明するフローチャートである。 第３実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 図２１に例示した光送信器におけるＤＭＴ変調部の構成例を示すブロック図である。 図２１に例示したマルチキャリア光伝送システムの動作例（プリエンファシス）を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る、ＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すマルチキャリア光伝送システム１は、例示的に、光送信器１０と、光ファイバ等の光伝送媒体を用いた光伝送路５０を介して光送信器１０と接続された光受信器３０と、を備えてよい。なお、光伝送路５０には、１又は複数の光増幅器が設けられてもよい。

光送信器１０は、送信データをＤＭＴ変調方式及び直接変調方式にて変調し、得られた送信変調信号光を光伝送路５０へ送信する。なお、ＤＭＴ変調方式は、マルチキャリア変調方式の一例である。送信変調信号光は、ＤＭＴ変調信号光と称してもよい。ＤＭＴ変調信号光は、マルチキャリア変調信号光の一例である。

光受信器３０は、光伝送路５０から受信されるＤＭＴ変調信号光を電気信号に変換し、当該電気信号をＤＭＴ復調することで受信データを得る。

（光送信器）
光送信器１０は、例示的に、ＤＭＴ変調部１１、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１２、及び、電光変換（Ｅ／Ｏ）モジュール１３を備えてよい。

ＤＭＴ変調部１１は、マルチキャリア変調部の一例であり、電気信号である送信データをＤＭＴ変調してＤＭＴ変調信号を生成する。ＤＭＴ変調部１１、あるいは、ＤＭＴ変調部１１、ＤＡＣ１２及びＥ／Ｏモジュール１３を含むブロックは、送信部の一例である、と捉えてもよい。

ＤＭＴ変調部１１は、図２に例示するように、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１１１、ＦＥＣエンコーダ１１２、コンスタレーションマッパ１１３、ＩＦＦＴ１１４、ＣＰ付加器１１５、及び、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１１６を備えてよい。

なお、「ＦＥＣ」は、「Forward Error Correction」の略称であり、「ＩＦＦＴ」は、逆高速フーリエ変換器（Inverse Fast Fourier Transformer）の略称であり、「ＣＰ」は、サイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）の略称である。ＣＰは、ガードインターバル（ＧＩ）と称されてもよい。

Ｓ／Ｐ変換器１１１は、送信信号（「送信データ」と称してもよい。）をＳ／Ｐ変換して送信サブキャリア数に応じた数のパラレルデータを生成する。生成されたパラレルデータは、ＦＥＣエンコーダ１１２に入力される。

ＦＥＣエンコーダ１１２は、誤り訂正符号器の一例であり、Ｓ／Ｐ変換器１１１から入力されたパラレルデータを誤り訂正符号化する。誤り訂正符号には、例示的に、低密度パリティ検査符号（low-density parity-check code, ＬＤＰＣ）やターボ符号等を適用してよい。誤り訂正符号化されたパラレルデータは、コンスタレーションマッパ１１３に入力される。

コンスタレーションマッパ１１３は、ＦＥＣエンコーダ１１２から入力されたパラレルデータ（デジタルビット列）を、サブキャリア単位で、「コンスタレーション」と称される複素平面（ＩＱ平面）におけるシンボルにマッピングする。

当該マッピングは、サブキャリア変調と称してもよい。サブキャリア配置の一例を図３の（１）に示す。図３の（１）には、周波数領域においてＮ本（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアが設定された様子を例示している。なお、１〜Ｎは、サブキャリア番号を示す。図３の（１）の例では、サブキャリア番号が大きいほど周波数が高い。ただし、周波数に対するサブキャリア番号の割り当て順序は、不問でよい。

ＤＭＴ変調方式では、伝送特性（「受信特性」あるいは「信号品質」と称してもよい。）の高いサブキャリアに対して伝送特性の低いサブキャリアよりも多くのビットを１シンボルに割り当てることができる。

例えば図３の（２）に示すように、周波数によって伝送特性に高低が生じるケースを想定する。この場合、コンスタレーションマッパ１１３は、図３の（３）に例示するように、伝送特性の高いサブキャリア番号のサブキャリアに、伝送特性の低いサブキャリア番号のサブキャリアよりも多くのビットを１シンボルに割り当ててよい。

なお、割り当てられるビット数がサブキャリア変調の多値度に相当すると捉えてよい。例えば、サブキャリア変調がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の場合、多値度は４である。サブキャリア変調がＭ−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の場合、多値度はＭ（＝１６，６４，２５６等）である。

図２に戻り、ＩＦＦＴ１１４は、コンスタレーションマッパ１１３にて、サブキャリア毎に、シンボルにマッピングされた周波数領域の信号を、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理することにより時間領域の信号に変換する。

ＣＰ付加器１１５は、ＩＦＦＴ１１４にて時間領域に変換された信号（シンボルデータ）に対してＣＰを付加する。ＣＰの付加は、例示的に、ＩＦＦＴ処理後のシンボルデータの末尾から所定の長さ分のデータをコピーし、当該シンボルの先頭に付加することであってよい。ＣＰの付加によって、シンボル間干渉が除去あるいは低減される。

Ｐ／Ｓ変換器１１６は、ＣＰ付加器１１５にてＣＰが付加されたシンボルデータをＰ／Ｓ変換してＤＭＴ変調信号を生成する。ＤＭＴ変調信号は、ＤＡＣ１２に入力される。

なお、Ｓ／Ｐ変換器１１１、ＦＥＣエンコーダ１１２、コンスタレーションマッパ１１３、ＩＦＦＴ１１４、ＣＰ付加器１１５、及び、Ｐ／Ｓ変換器１１６を含むＤＭＴ変調部１１は、ＤＳＰやＦＰＧＡによって実現されてよい。「ＤＳＰ」は、「Digital Signal Processor」の略称であり、「ＦＰＧＡ」は、「Field-Programmable Gate Array」の略称である。

図１に戻り、ＤＡＣ１２は、上述のようにして生成された、デジタル信号であるＤＭＴ変調信号を、アナログ信号に変換してＥ／Ｏモジュール１３に入力する。

Ｅ／Ｏモジュール１３は、ＤＡＣ１２から入力されたＤＭＴ変調信号を信号光に変換する。例えば、Ｅ／Ｏモジュール１３は、図示を省略した、光源とドライバとを備えてよい。光源とドライバとを含むブロックは、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）と称されてよい。

ドライバは、アナログ信号であるＤＭＴ変調信号に応じた駆動信号を光源に与える。当該駆動信号に応じて光源の駆動条件（例示的に、バイアス電流及び振幅）が制御される。当該制御に応じて、光源の発光パワーが変動してＤＭＴ変調信号光が生成される。

別言すると、Ｅ／Ｏモジュール１３は、光源の出力光をＤＭＴ変調信号によって直接変調（direct modulation, DM）する。光源は、例示的に、半導体レーザである。半導体レーザは、ＤＭＴ変調信号によって直接変調されるから、「直接変調レーザ（direct modulation laser, ＤＭＬ）」と称してもよく、ドライバは、ＤＭＬを駆動するから、「ＤＭＬドライバ」と称してもよい。

上述のようにしてＥ／Ｏモジュール１３で生成されたＤＭＴ変調信号光は、光伝送路５０へ送信される。

（光受信器）
次に、図１に例示した光受信器３０について説明する。光受信器３０は、例示的に、可変分散補償器３１、光電変換（Ｏ／Ｅ）モジュール３２、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）３３、ＤＭＴ復調部３４、モニタ３５、演算部３６、及び、制御部３７を備えてよい。

可変分散補償器３１は、例示的に、光学的な分散補償器であり、光伝送路５０から受信したＤＭＴ変調信号光の分散を、可変の分散補償量にて補償する。分散の補償量は、制御部３７によって制御されてよい。可変分散補償器３１には、例示的に、チャープドファイバブラッググレーティングや、チャープド回折格子、エタロン、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）等を用いた補償器を適用してよい。

ここで、受信ＤＭＴ変調信号光には、例えば図３の（２）に例示するように、周波数領域において「伝送特性の落ち込み」が生じることがある。周波数領域における「伝送特性の落ち込み」は、「周波数ディップ（Ｄｉｐ）」と称してもよい。

「周波数ディップ」は、例示的に、光送信器１０の光源がもつ周波数特性によって送信信号光に加わる周波数チャープのパラメータ（α）と、ＤＭＴ変調信号が光伝送路５０から受ける分散と、に起因して生じ得る。詳細については後述する。なお、周波数チャープのパラメータαを、以下、「チャープパラメータα」と略称することがある。

制御部３７は、後述するように、モニタ３５にてモニタされた周波数ディップが、ＤＭＴ変調信号光の伝送帯域から外れるように、可変分散補償器３１による分散補償を制御してよい。なお、「モニタ」は、「検出」又は「測定」と称してもよい。また、「ＤＭＴ変調信号光の伝送帯域」は、便宜的に、「ＤＭＴ伝送帯域」と略称してもよい。

周波数ディップをＤＭＴ伝送帯域から外すことで、ＤＭＴ伝送帯域において多値度の高い変調方式にて、より多くのビット数を１シンボルに割り当てることが可能なサブキャリア数を増やすことができる。

したがって、マルチキャリア光伝送システム１の伝送容量を増やすことができる。別言すると、ＤＭＴ伝送帯域に周波数ディップが発生することに起因する伝送容量の制限を解消あるいは緩和することができる。

Ｏ／Ｅモジュール３２は、可変分散補償器３１にて分散補償された受信ＤＭＴ変調信号光を電気信号に変換する。そのため、Ｏ／Ｅモジュール３２は、例示的に、受光素子の一例であるＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）を備えてよい。

ＰＤは、受光したＤＭＴ変調信号光を、受光パワーに応じた振幅を有する電気信号（例えば、電流信号）に変換する。ＰＤの受光パワーに応じた電流信号は、例えば、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）によって電圧信号に変換されてよい。ＰＤとＴＩＡとを含むブロックは、ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）と称されてよい。

ＡＤＣ３３は、Ｏ／Ｅモジュール３２にて上述のごとく光電変換されて得られるアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。

ＤＭＴ復調部３４は、ＡＤＣ３３から入力されたアナログ電気信号をＤＭＴ復調して受信データを得る。なお、ＤＭＴ復調部３４、あるいは、Ｏ／Ｅモジュール３２、ＡＤＣ３３及びＤＭＴ復調部３４を含むブロックは、受信部の一例に相当する、と捉えてよい。

ＤＭＴ復調部３４は、例えば図４に示すように、Ｓ／Ｐ変換器３４１、ＣＰ除去器３４２、ＦＦＴ３４３、コンスタレーションデマッパ３４４、ＦＥＣデコーダ３４５、及び、Ｐ／Ｓ変換器３４６を備える。なお、「ＦＦＴ」は、「高速フーリエ変換器（Fast Fourier Transformer）」の略称である。

Ｓ／Ｐ変換器３４１は、ＡＤＣ３３から入力された電気信号をサブキャリア数に応じた数のパラレル信号にＳ／Ｐ変換する。Ｓ／Ｐ変換により得られたパラレル信号は、ＣＰ除去器３４２に入力される。

ＣＰ除去器３４２は、入力されたパラレル信号から、光送信器１０のＣＰ付加器１１５（図２参照）によってＤＭＴ変調信号に付加されたＣＰを除去する。ＣＰが除去されたパラレル信号（別言すると、受信ＤＭＴ変調信号）は、ＦＦＴ３４３に入力される。

ＦＦＴ３４３は、ＣＰが除去された受信ＤＭＴ変調信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理して周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ処理された受信ＤＭＴ変調信号は、コンスタレーションデマッパ３４４に入力される。

コンスタレーションデマッパ３４４は、ＦＦＴ３４３によって得られた周波数領域の信号から、サブキャリア毎に「コンスタレーション」における受信シンボルを識別し、受信シンボルにマッピングされたビットを抽出（デマッピング）する。これにより、受信ＤＭＴ変調信号が復調される。当該復調は、「サブキャリア復調」あるいは「ＤＭＴ復調」と称してもよい。サブキャリア復調されたサブキャリア毎の信号（「サブキャリア信号」と称してよい。）は、ＦＥＣデコーダ３４５に入力される。

ＦＥＣデコーダ３４５は、誤り訂正復号器の一例であり、コンスタレーションデマッパ３４４にてサブキャリア復調されて得られたサブキャリア信号を誤り訂正復号する。誤り訂正復号の方式は、光送信器１０のＦＥＣエンコーダ１１２（図２参照）に適用された誤り訂正符号化方式に対応する方式でよい。

Ｐ／Ｓ変換器３４６は、ＦＥＣデコーダ３４５で誤り訂正復号されたサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換する。これにより、復調及び復号されたシリアル信号の受信信号が得られる。

なお、Ｓ／Ｐ変換器３４１、ＣＰ除去器３４２、ＦＦＴ３４３、コンスタレーションデマッパ３４４、ＦＥＣデコーダ３４５、及び、Ｐ／Ｓ変換器３４６を含むＤＭＴ復調部３４は、ＤＭＴ変調部１１と同様に、ＤＳＰやＦＰＧＡによって実現されてよい。

また、ＤＭＴ変調部１１におけるＩＦＦＴ１１４（図２参照）、及び、ＤＭＴ復調部３４におけるＦＦＴ３４３（図４参照）は、それぞれ、ＩＤＦＴ及びＤＦＴに代替されてもよい。ＤＦＴは、「離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transformer）」の略称であり、ＩＤＦＴは、「逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transformer）」の略称である。

図１に例示したモニタ３５は、例えば図４に示すように、コンスタレーションデマッパ３４４からＦＥＣデコーダ３４５に入力される各サブキャリア信号の受信特性を、サブキャリア毎にモニタ（測定）してよい。受信特性の一例は、信号対雑音比（ＳＮＲ）やビットエラーレート（ＢＥＲ）である。モニタ３５は、サブキャリア毎の受信特性を基に、ＤＭＴ伝送帯域における周波数ディップ（例えば、その中心周波数）を検出する。モニタ３５の構成例等の詳細については、後述する。

なお、「周波数ディップ」は、光信号の変調成分である上側波帯成分と下側波帯成分とをＰＤ等の受光素子で強度受信した際に、それぞれの変調成分の光位相が逆位相であるため、各変調成分が打ち消し合って消失することで生じる、と考えられる。

また、モニタ３５によるモニタ対象の信号は、図４中に点線で例示するように、ＦＥＣデコーダ３４５からＰ／Ｓ変換器３４６に入力される各サブキャリア信号であってもよい。ただし、ＦＥＣデコーダ３４５によるデコード処理には或る程度の時間がかかることが想定されるので、ＦＥＣデコーダ３４５に入力される各サブキャリア信号をモニタ対象にした方が、本実施形態に係る制御速度の向上を図ることができる。

次に、図１に例示した演算部３６は、モニタ３５で検出された周波数ディップの中心周波数を基に、当該周波数ディップをＤＭＴ伝送帯域から外すのに足りる分散補償量を算出する。分散補償量の算出例については後述する。

制御部３７は、演算部３６にて算出された分散補償量に、可変分散補償器３１の分散補償量を制御（「設定」と称してもよい。）する。これにより、既述のようにＤＭＴ伝送帯域の伝送容量の拡大化を図ることができる。光受信器３０にとってみれば、ＤＭＴ伝送帯域に周波数ディップが生じないので、ＤＭＴ伝送帯域における受信特性が改善される。

なお、演算部３６は、制御部３７に組み込まれていてもよい。別言すると、演算部３６と制御部３７とは、１つの制御ブロック、あるいは、１つの制御回路として一体化されていても構わない。

（分散補償量の算出例）
次に、モニタ３５で検出された周波数ディップから、可変分散補償器３１に設定される、分散補償量（目標値）を求める例について説明する。まず、光伝送路５０を伝送されるＤＭＴ変調信号光の周波数応答Ｉ_Ｒは、下記の数式１によって表すことができる。

なお、数式１において、「ｍ」は「変調度」を表し、「α」は光送信器１０の「チャープパラメータ」を表し、「λ」はＤＭＴ変調信号光の「波長」を表す。また、「Ｄ」は「分散」を表し、「Ｌ」は光伝送路５０の長さ（「光ファイバ長」と言い換えてもよい。）を表し、「ｆ」は周波数ディップの中心周波数を表し、「ｃ」は「光速」を表す。

図５及び図６に、数式１で表される、ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性（「伝送特性」と言い換えてよい。）の一例を示す。図５には、分散Ｄ＝１６［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］、光ファイバ長Ｌ＝４０［ｋｍ］、波長λ＝１５５０［ｎｍ］であるときの、異なるチャープパラメータα（α＝０、α＝１、α＝２、α＝３）についての周波数応答特性が例示されている。

図５から理解できるように、ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性は、光送信器１０のチャープパラメータαに依存して変化する。別言すると、チャープパラメータαに依存して周波数ディップの発生する周波数が変化する。

一方、図６には、分散Ｄ＝１６［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］、波長λ＝１５５０［ｎｍ］、チャープパラメータα＝３．２５であるときの、異なる光ファイバ長Ｌ［ｋｍ］（Ｌ＝１０、Ｌ＝２０、Ｌ＝４０、Ｌ＝８０）についての周波数応答特性が例示されている。

図６から理解できるように、ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性は、光ファイバ長Ｌ（別言すると、ＤＭＴ変調信号光の伝送距離）にも依存して変化する。例えば図６には、伝送距離が長いほど、ＤＭＴ伝送帯域に生じ得る周波数ディップの数が増加する傾向にあることが例示されている。

図７に例示するように、ＤＭＴ伝送帯域において、ＤＭＴ変調信号光の周波数応答特性は、フラットであるのが理想である。しかし、ＤＭＴ変調信号光は、光送信器１０や光受信器３０に用いられる光デバイスの周波数特性によって、例えば高周波数ほど帯域制限を受け易く、伝送特性が低下する傾向にある。

かかる帯域制限に加えて、光送信器１０のチャープパラメータαと、ＤＭＴ変調信号が光伝送路５０から受ける分散と、に起因して、周波数ディップがＤＭＴ伝送帯域内に発生すると、ＤＭＴ伝送帯域における伝送容量が更に制限される。

例えば、周波数ディップに相当するサブキャリアのシンボルには、送信データのビットを割り当てられないか、割り当てが可能であるとしても、周波数ディップが生じていないときのビット数よりも少ないビット数の送信データしか割り当てられない（図３参照）。

そこで、例えば、光受信器３０において、周波数ディップを検出して、検出した周波数ディップがＤＭＴ伝送帯域から外れるように、例えば受信ＤＭＴ変調信号光の分散補償量を制御することで、伝送容量の制限を解消あるいは緩和できる。

ここで、数式１における、変調度ｍ、波長λ、及び、光速ｃは、いずれも光受信器３０において既知の値であると考えてよい。光送信器１０のチャープパラメータαも、光受信器３０において既知の値であるとすれば、周波数ディップの中心周波数ｆが求まることで、分散Ｄと光ファイバ長Ｌとの積で表される残留分散値（ＤＬ）を、以下の数式２を用いて求めることができる。

なお、数式２において、「ｆ_ｕ」は、ＤＭＴ伝送帯域に生じるｕ番目の周波数ディップの中心周波数（別言すると、数式１の結果がｕ番目に「０」になる共振周波数）を表す。既述の「ｆ」は「ｆ_１〜ｆ_ｕ」のいずれかに相当すると捉えてよい。

したがって、図１に例示した演算部３６は、モニタ３５によって検出された周波数ディップの中心周波数ｆを基に、数式２によって、残留分散値を算出することができる。なお、演算部３６は、数式２において既知のパラメータを記憶しておくメモリ（図示省略）を備えていてよい。演算部３６は、数式２の演算によって、残留分散値を確実に求めることができる。算出された残留分散値は、制御部３７に与えられる。なお、図８に、周波数ディップの中心周波数ｆ［ＧＨｚ］と、残留分散値ＤＬ［ｐｓ／ｎｍ］と、の関係の一例を示す。

制御部３７は、演算部３６から与えられた残留分散値を基に、周波数ディップをＤＭＴ伝送帯域から外すのに足りる分散補償量の目標値を求めることができる。制御部３７は、可変分散補償器３１の分散補償量が、当該目標値になるように、可変分散補償器３１を制御する。

なお、１つの可変分散補償器３１では目標の分散補償量が不足するケースが想定される場合には、可変分散補償器３１を多段化（マルチステージ化）して、不足分を他の可変分散補償器３１で補うようにしてもよい。

（動作例）
次に、図１に例示したマルチキャリア光伝送システム１の、周波数ディップ検出及び分散補償制御に着目した動作例について、図９に例示するフローチャート（処理Ｐ１１〜Ｐ１６）を参照して説明する。

まず、周波数ディップの検出は、例えば、プローブ信号光を光送信器１０から光受信器３０へ送信することで実施できる。「プローブ信号光」は、例示的に、サブキャリア毎に割り当てられた多値度及び光パワーレベルが等しい信号光である（例えば図３の（１）参照）。

サブキャリア毎に割り当てられる「多値度」及び「光パワーレベル」は、いずれもサブキャリア毎に割り当て可能な「伝送条件」の一例である。したがって、「プローブ信号光」は、サブキャリア毎に等しい伝送条件が割り当てられた信号光である、と捉えてもよい。なお、「プローブ信号光」は、「トレーニング信号光」と称してもよい。

光送信器１０は、ＤＭＴ変調部１１にて、サブキャリア毎に多値度及びパワーレベルの等しいプローブ信号を生成する。当該プローブ信号は、ＤＡＣ１２にてアナログ信号に変換される。当該アナログ信号に応じた駆動信号がＤＭＬドライバからＥ／Ｏモジュール１３のＤＭＬに与えられることにより、プローブ信号光が生成されて光伝送路５０へ送信される（処理Ｐ１１）。

光受信器３０では、光伝送路５０から受信したプローブ信号光がＯ／Ｅモジュール３２にて電気信号に変換され、当該電気信号がＡＤＣ３３にてデジタル信号に変換され、当該デジタル信号がＤＭＴ復調部３４にてサブキャリア復調される（処理Ｐ１２）。

サブキャリア復調された各サブキャリア信号は、図４に例示したように、モニタ３５によってモニタされる。モニタ３５は、各サブキャリア信号の受信特性（例えば、ＳＮＲ）を検出し、その検出結果に基づいて、周波数ディップの中心周波数を検出する（処理Ｐ１３）。なお、モニタ３５による周波数ディップの検出方法の具体例については後述する。

モニタ３５で検出された周波数ディップの中心周波数を基に、演算部３６が、既述の数式２によって、残留分散値（ＤＬ）を算出する（処理Ｐ１４）。

算出された残留分散値を基に、制御部３７が、検出された周波数ディップをＤＭＴ伝送帯域から外すのに足りる分散補償量の目標値を求める（処理Ｐ１５）。そして、制御部３７は、可変分散補償器３１の分散補償量が、当該目標値になるように、可変分散補償器３１を制御する（処理Ｐ１６）。

以上により、光受信器３０のＤＭＴ伝送帯域における受信特性に周波数ディップは生じなくなる。したがって、光送信器１０（ＤＭＴ変調部１１）では、プローブ信号に代えて実際の送信信号を送信するにあたり、ＤＭＴ伝送帯域において、周波数ディップが発生していたサブキャリアに対して、より多くの送信ビットを割り当てることが許容される。

よって、ＤＭＴ伝送帯域における周波数ディップの発生に起因する伝送容量の制限が解消あるいは緩和され、ＤＭＴ伝送帯域の伝送容量の拡大化を図ることができる。

次に、以下では、モニタ３５による周波数ディップの検出方法の具体例について、図１０〜図１５を参照して説明する。

（モニタによる周波数ディップの検出例１）
図１０は、モニタ３５の構成例を示すブロック図である。図１０に例示するように、モニタ３５は、微分演算部３５１と、比較部３５２と、を備えてよい。

微分演算部３５１には、例えば、サブキャリアをｘ_ｉ（ｉは、１〜Ｎのいずれか）で表し、検出されたサブキャリア毎の受信特性（例えば、ＳＮＲ）をｙ_ｉで表した場合に、以下の数式３で表される、Ｎ行２列の行列がモニタデータとして入力される。

なお、サブキャリア（ｘ_ｉ）の数（Ｎ）は、例示的に、６４、２５６、１０２４等の２のべき乗の値であってよい。

微分演算部３５１は、例えば図１１に示すように、サブキャリア番号「ｉ」を変数として、或るサブキャリア（ｘ_ｉ−１）の両隣のサブキャリア（ｘ_ｉ−２及びｘ_ｉ）間のＳＮＲ（ｙ_ｉ−２及びｙ_ｉ）を比較して、サブキャリアに対するＳＮＲの変化を算出する。サブキャリアに対するＳＮＲの「変化」は、「傾斜」と称してもよい。「傾斜」は、平均値として算出されてよい。「傾斜」の算出は、例示的に、以下の数式４で表すことができる。「Ｎ／Ａ」は、「not available」の略である。

なお、上記の例では、１サブキャリア分だけ間を置いた２つのサブキャリア間のＳＮＲを比較しているが、傾斜を求めるのに間を置くサブキャリア数は、１に限られない。２サブキャリア以上間を置いたサブキャリア間のＳＮＲを比較して傾斜を求めてもよい。ただし、間を置くサブキャリア数を増やし過ぎると、傾斜を正確に検出できなくなるため、間を置くサブキャリア数は、傾斜を検出可能な範囲で適切に設定するとよい。

比較部３５２は、算出された傾斜の値を比較して、例えば、傾斜の符号反転が生じたサブキャリア、あるいは、傾斜が「０」であるサブキャリアを、周波数ディップの生じているサブキャリア（別言すると、周波数ディップの中心周波数）であると判定してよい。周波数ディップが生じていると判定されたサブキャリアの番号が、演算部３６に出力される。

以上の検出例１によって、モニタ３５は、周波数ディップに対応するサブキャリア番号を簡易な構成で確実に検出することができる。

（モニタによる周波数ディップの検出例２）
上述した周波数ディップの検出例１では、サブキャリア（ｘ_ｉ）と、サブキャリア毎のＳＮＲ（ｙ_ｉ）と、をパラメータとして、サブキャリアに対するＳＮＲの「傾斜」を算出した。

これに対し、検出例２では、例えば図１２及び図１３に示すように、ＤＭＴ伝送帯域における周波数（ｆｉ）と、周波数（ｆｉ）毎のＳＮＲ（ｙｉ）と、をパラメータにして、周波数に対するＳＮＲの「傾斜」を算出してよい。なお、周波数ｆ_１〜ｆ_Ｎは、例示的に、等間隔の配置であってよいが、等間隔でない配置が排除されるわけではない。

検出例２において、微分演算部３５１には、例えば、以下の数式５で表される、Ｎ行２列の行列がモニタデータとして入力される。

微分演算部３５１は、図１３に例示するように、周波数番号「ｉ」を変数として、隣り合う２つの周波数（ｆ_ｉ−１及びｆ_ｉ）間のＳＮＲ（ｙ_ｉ−１及びｙ_ｉ）を比較して、周波数に対するＳＮＲの変化（傾斜）を算出する。「傾斜」は、平均値として算出されてよい。「傾斜」の算出は、例示的に、以下の数式６で表すことができる。

比較部３５２は、算出された傾斜の値を比較して、例えば、傾斜の符号反転が生じた周波数、あるいは、傾斜が「０」である周波数を、周波数ディップの生じている周波数（別言すると、周波数ディップの中心周波数）であると判定してよい。周波数ディップが生じていると判定された周波数が、演算部３６に出力される。

以上の検出例２によって、モニタ３５は、周波数ディップの中心周波数を簡易な構成で確実に検出することができる。

（モニタによる周波数ディップの検出例３）
上述した検出例１及び２では、微分演算部３５１によってサブキャリア又は周波数に対するＳＮＲの変化（傾斜）を算出したが、微分演算部３５１を用いずに、入力モニタデータを、順次、比較することで、「傾斜」を算出してもよい。

例えば、検出例３のモニタ３５は、図１４に例示するように、比較部３５３と、記憶部３５４と、を備えてよい。比較部３５３に入力されるモニタデータは、検出例１の数式３で表される、サブキャリア（ｘ_ｉ）及びＳＮＲ（ｙ_ｉ）の行列であってもよいし、検出例２の数式５で表される、周波数（ｆ_ｉ）及びＳＮＲ（ｙ_ｉ）の行列であってもよい。

比較部３５３は、例えば図１５及び図１６に示すように、逐次的に入力されるモニタデータを記憶部３５４に記憶しながら、ＳＮＲ（ｙ_ｉ）を順次に比較してゆくことで、ＳＮＲ（ｙ_ｉ）の最小値を検出する。

例えば、比較部３５３に、モニタデータ（ｆ_ｉ，ｙ_ｉ）が入力されると（処理Ｐ４１）、比較部３５３は、当該モニタデータ（ｆ_ｉ，ｙ_ｉ）を検出値Ａとして記憶部３５４に記憶する（処理Ｐ４２）。

その後、比較部３５３に、次のモニタデータ（ｆ_ｉ＋１，ｙ_ｉ＋１）が入力されると（処理Ｐ４３）、比較部３５３は、記憶部３５４に記憶したＳＮＲ（ｙ_ｉ）と、入力されたＳＮＲ（ｙ_ｉ＋１）と、を比較して、ｙ_ｉ＞ｙ_ｉ＋１であるか否かを判定する（処理Ｐ４４）。

ｙ_ｉ＞ｙ_ｉ＋１であれば（処理Ｐ４４でＹＥＳの場合）、比較部３５３は、後に入力されたモニタデータ（ｆ_ｉ＋１，ｙ_ｉ＋１）を記憶部３５４に記憶する（別言すると、検出値Ａが新しいモニタデータによって更新される）。以上の比較と記憶とが、処理Ｐ４４にてｙ_ｉ≦ｙ_ｉ＋１（ＮＯ）と判定されるまで繰り返される。

処理Ｐ４４にてＮＯと判定されると、比較部３５３は、その時点で記憶部３５４に記憶されている検出値Ａの周波数（又はサブキャリア番号）を演算部３６に出力する（処理Ｐ４５）。

当該周波数（又はサブキャリア番号）は、ＳＮＲの最小値に対応する周波数（又はサブキャリア番号）であり、周波数ディップが生じていると判定された周波数（又はサブキャリア番号）である。

（検出例３の変形例）
なお、図１４に例示した構成のモニタ３５は、ＤＭＴ伝送帯域に複数の周波数ディップが存在するケースにも対応できる。例示的に、図１７に示すように、ＤＭＴ伝送帯域に、ｕ＝０の周波数ディップと、ｕ＝１の周波数ディップと、が生じるケースについて検討する。

図１７の例では、ｕ＝０の周波数ディップは、ｕ＝１の周波数ディップに比べて、ＳＮＲの落ち込みが緩やかであるため、ｕ＝１の周波数ディップよりも中心周波数の検出精度が低下する可能性がある。

そこで、例えば、ｕ＝０の周波数ディップは、中心周波数の検出候補から除外してよい。検出候補からの除外には、閾値判定を用いてよい。図１７には、ＳＮＲについての閾値ｙ_ｔｈを５［ｄＢ］に設定した例が示されている。

図１７において、ｕ＝０の周波数ディップは、閾値ｙ_ｔｈ＝５［ｄＢ］を超えているので、検出候補から除外してよい。ｕ＝１の周波数ディップは、閾値ｙ_ｔｈ以下であるため、検出候補に含められる。

演算部３６（図１参照）は、既述の数式２において、ｕ＝１を代入することで、ｕ＝１の周波数ディップの中心周波数ｆｕ（＝ｆ１）に対応する残留分散値（ＤＬ）を求めることができる。

図１８に、ＤＭＴ伝送帯域に複数の周波数ディップが生じるケースでのモニタ３５（図１４参照）の動作例を示す。

図１８に例示するように、比較部３５３に、モニタデータ（ｆ_ｉ，ｙ_ｉ）が入力されると（処理Ｐ５１）、比較部３５３は、当該モニタデータ（ｆ_ｉ，ｙ_ｉ）を検出値Ａとして記憶部３５４に記憶する（処理Ｐ５２）。

また、比較部３５３は、入力モニタデータのＳＮＲ（ｙ_ｉ）と閾値（ｙ_ｔｈ）とを比較して、ｙ_ｉ＞ｙ_ｔｈであるか否かを判定する（処理Ｐ５３）。

閾値判定の結果、ｙ_ｉ＞ｙ_ｔｈであれば（処理Ｐ５３でＹＥＳの場合）、当該入力モニタデータは、周波数ディップの検出候補から除外してよいので、次のモニタデータ（ｆ_ｉ＋１，ｙ_ｉ＋１）が比較部３５３に入力される（処理Ｐ５４）。

比較部３５３は、ｙ_ｉ≦ｙ_ｔｈを満たすモニタデータが入力されるまで（処理Ｐ５３でＮＯと判定されるまで）、各入力モニタデータの記憶部３５４への記憶と閾値判定とを繰り返す。別言すると、周波数ディップの検出候補となるモニタデータが入力されるまで、記憶部３５３の検出値Ａが、新しいモニタデータによって逐次的に更新される。

処理Ｐ５３においてｙ_ｉ≦ｙ_ｔｈが満たされると（処理Ｐ５３でＮＯの場合）、比較部３５３は、例えば、その後に入力されるモニタデータについて、例えばＳＮＲが最小値となるモニタデータを検出する（処理Ｐ５５〜Ｐ５８）。

例えば、比較部３５３は、ｙ_ｉ≦ｙ_ｔｈが満たされた後に入力されたモニタデータ（ｆ_ｉ＋１，ｙ_ｉ＋１）を記憶部３５４に検出値Ｂとして記憶する（処理Ｐ５５及びＰ５６）。そして、比較部３５３は、検出値Ｂとして記憶したＳＮＲ（ｙ_ｉ）が有れば、当該ＳＮＲ（ｙ_ｉ）と、次に入力されたＳＮＲ（ｙ_ｉ＋１）と、を比較して、ｙ_ｉ＞ｙ_ｉ＋１であるか否かを判定する（処理Ｐ５７）。

ｙ_ｉ＞ｙ_ｉ＋１であれば（処理Ｐ５７でＹＥＳの場合）、比較部３５３は、後に入力されたモニタデータ（ｆ_ｉ＋１，ｙ_ｉ＋１）を検出値Ｂとして記憶部３５４に記憶する（別言すると、検出値Ｂが新しいモニタデータによって更新される）。以上の比較と記憶とが、処理Ｐ５７にてｙ_ｉ≦ｙ_ｉ＋１（ＮＯ）と判定されるまで繰り返される。

処理Ｐ５７にてＮＯと判定されると、比較部３５３は、その時点で記憶部３５４に記憶されている検出値Ｂの周波数（又はサブキャリア番号）を演算部３６に出力する（処理Ｐ５８）。

当該周波数（又はサブキャリア番号）は、閾値判定で検出候補となったモニタデータのうちの、ＳＮＲの最小値に対応する周波数（又はサブキャリア番号）であり、周波数ディップが生じていると判定された周波数（又はサブキャリア番号）である。

以上のようにして、ＤＭＴ伝送帯域に複数の周波数ディップが生じるケースであっても、閾値判定によって、周波数ディップの検出精度を向上することができる。その結果として、制御部３７による可変分散補償器３１の分散補償量の制御精度も向上できる。したがって、ＤＭＴ伝送帯域における伝送容量拡大の確実性を高めることができる。

（第２実施形態）
図１９は、第２実施形態に係るＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図１９に例示するマルチキャリア光伝送システム１は、図１に例示した構成に比して、可変分散補償器３１及び制御部３７が、光受信器３０に代えて光送信器１０に備えられた点が異なる。

別言すると、第１実施形態では、光受信器３０において受信ＤＭＴ変調信号光に対して分散補償を実施したが、第２実施形態では、光送信器１０において送信ＤＭＴ変調信号光に対して分散補償を実施してよい。

そのため、光受信器３０の演算部３６は、光送信器１０の制御部３７と通信可能に接続されてよく、モニタ３５のモニタ結果を基に算出した残留分散値（ＤＬ）を、制御部３７に送信することが可能である。

演算部３６と制御部３７との間の通信は、「制御通信」と称してもよい。「制御通信」の形態は、特に限定されない。「制御通信」には、光通信を適用してもよいし、その他の有線通信や無線通信を適用してもよい。

（動作例）
以下、第２実施形態のマルチキャリア光伝送システム１の、周波数ディップ検出及び分散補償制御に着目した動作例について、図２０に例示するフローチャート（処理Ｐ２１〜Ｐ２７）を参照して説明する。

光送信器１０は、ＤＭＴ変調部１１にて、サブキャリア毎に多値度及びパワーレベルの等しいプローブ信号を生成する。当該プローブ信号は、ＤＡＣ１２にてアナログ信号に変換される。当該アナログ信号に応じた駆動信号がＤＭＬドライバからＥ／Ｏモジュール１３のＤＭＬに与えられることにより、プローブ信号光が生成されて光伝送路５０へ送信される（処理Ｐ２１）。なお、プローブ信号光の送信時において、制御部３７は、可変分散補償器３１の分散補償量を、初期値（例えば、０）に設定してよい。

光受信器３０では、光伝送路５０から受信したプローブ信号光がＯ／Ｅモジュール３２にて電気信号に変換され、当該電気信号がＡＤＣ３３にてデジタル信号に変換され、当該デジタル信号がＤＭＴ復調部３４にてサブキャリア復調される（処理Ｐ２２）。

サブキャリア復調された各サブキャリア信号は、図４に例示したように、モニタ３５によってモニタされる。モニタ３５は、各サブキャリア信号の受信特性（例えば、ＳＮＲ）を検出し、その検出結果に基づいて、周波数ディップの中心周波数を検出する（処理Ｐ２３）。モニタ３５による周波数ディップの検出方法には、図１０〜図１８に例示した検出例１〜３のいずれを適用してもよい。

モニタ３５で検出された周波数ディップの中心周波数を基に、演算部３６が、既述の数式２によって、残留分散値（ＤＬ）を算出する（処理Ｐ２４）。

演算部３６は、算出した残留分散値を制御通信によって光送信器１０の制御部３７へ送信する（処理Ｐ２５）。

光送信器１０の制御部３７は、演算部３６が送信した残留分散値を受信すると（処理Ｐ２６）、周波数ディップをＤＭＴ伝送帯域から外すのに足りる分散補償量の目標値を求める。

そして、制御部３７は、可変分散補償器３１の分散補償量が、当該目標値になるように、可変分散補償器３１を制御する（処理Ｐ２７）。

以上により、第１実施形態と同様に、光受信器３０のＤＭＴ伝送帯域における受信特性に周波数ディップは生じなくなる。したがって、光送信器１０（ＤＭＴ変調部１１）では、プローブ信号に代えて実際の送信信号を送信するにあたり、ＤＭＴ伝送帯域において、周波数ディップが発生していたサブキャリアに対して、より多くの送信ビットを割り当てることが許容される。

よって、ＤＭＴ伝送帯域における周波数ディップの発生に起因する伝送容量の制限が解消あるいは緩和され、ＤＭＴ伝送帯域の伝送容量の拡大化を図ることができる。

また、第２実施形態では、光送信器１０において送信ＤＭＴ変調信号光の分散補償を行なうため、第１実施形態に比べて、光伝送路５０を伝送するＤＭＴ変調信号光が受ける光学的な非線形効果の程度を緩和することができる。

別言すると、第２実施形態では、光送信器１０での分散補償によって送信ＤＭＴ変調信号光の波形を崩してピークパワーを下げるので、定性的な傾向として、非線形光学効果の程度を緩和することが可能である。

非線形光学効果は、送信光のピークパワーが高かったり伝送距離が長かったりする「非線形伝送条件」において発生し易いので、第２実施形態は、このような「非線形伝送条件」での伝送に有用であると云える。

なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、実現したい分散補償量に応じて、光送信器１０における可変分散補償器３１を多段化してよい。

また、図１９の例では、図１に例示した構成に対して、可変分散補償器３１と制御部３７とを光送信器１０に移設しているが、演算部３６も光送信器１０に移設して構わない。あるいは、可変分散補償器３１は光送信器３１に移設し、演算部３６及び制御部３７は光受信器３０に残すこととしてもよい。いずれにしても、光受信器３０と光送信器１０との間の制御通信によって、モニタ結果や演算結果等の情報が光受信器３０から光送信器１０へ提供できればよい。

別言すると、光送信器１０に備えられた可変分散補償器３１は、光受信器３０に備えられたモニタ３５のモニタ結果に基づいて、その分散補償量が制御されればよい。当該分散補償量を制御する機能や回路は、光送信器１０及び光受信器３０のいずれに備えられていてもよいし、光送信器１０及び光受信器３０に分散して備えられてもよい。

光受信器３０に可変分散補償器３１の分散補償量を制御する機能や回路が備えられる場合には、当該機能や回路によって、光送信器１０に備えられた可変分散補償器３１の分散補償量が制御通信によって制御される、と捉えてよい。

（第３実施形態）
図２１は、第３実施形態に係るＤＭＴ変調方式を適用したマルチキャリア光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図２１に例示するマルチキャリア光伝送システム１は、図１に例示した構成に比して、光受信器３０に、演算部３６及び制御部３７を備えなくてよい点が異なる。

代替的に、光受信器３０のモニタ３５が、光送信器１０のＤＭＴ変調部１１と制御通信可能に接続されてよい。モニタ３５は、モニタした周波数ディップの中心周波数を示す情報を、制御通信によって、ＤＭＴ変調部１１に送信することができる。

ＤＭＴ変調部１１は、モニタ３５から受信した周波数ディップの中心周波数を示す情報に基づいて、当該中心周波数に対応するサブキャリアの例えば送信パワーレベルを増加（別言すると、「プリエンファシス」）してよい。

そのため、第３実施形態のＤＭＴ変調部１１は、例えば図２２に示すように、図２に例示したＣＰ付加器１１５及びＰ／Ｓ変換器１１６の間に、プリエンファシス回路１１７を備えてよい。

プリエンファシス回路１１７は、例示的に、サブキャリア毎の重み係数乗算器１１７１を備える。重み係数乗算器１１７１にてサブキャリア信号に乗じられる重み係数（ｍ）を可変することで、サブキャリア単位で送信パワーレベルを可変することができる。

プリエンファシス回路１１７は、モニタ３５から通知された周波数ディップの中心周波数に対応するサブキャリアの重み係数を、例えば光受信器３０のモニタ３５で周波数ディップが検出されなくなるような係数に制御する。

別言すると、第３実施形態のＤＭＴ変調部１１は、光受信器３０のモニタ３５で検出された周波数ディップが消失するように、該当サブキャリアの送信パワーをデジタル信号処理にて制御（プリエンファシス）する。

（動作例）
以下、第３実施形態のマルチキャリア光伝送システム１の、周波数ディップ検出及び分散補償制御に着目した動作例について、図２３に例示するフローチャート（処理Ｐ３１〜Ｐ３６）を参照して説明する。

光送信器１０は、ＤＭＴ変調部１１にて、サブキャリア毎に多値度及びパワーレベルの等しいプローブ信号を生成する。当該プローブ信号は、ＤＡＣ１２にてアナログ信号に変換される。当該アナログ信号に応じた駆動信号がＤＭＬドライバからＥ／Ｏモジュール１３のＤＭＬに与えられることにより、プローブ信号光が生成されて光伝送路５０へ送信される（処理Ｐ３１）。

光受信器３０では、光伝送路５０から受信したプローブ信号光がＯ／Ｅモジュール３２にて電気信号に変換され、当該電気信号がＡＤＣ３３にてデジタル信号に変換され、当該デジタル信号がＤＭＴ復調部３４にてサブキャリア復調される（処理Ｐ３２）。

サブキャリア復調された各サブキャリア信号は、図４に例示したように、モニタ３５によってモニタされる。モニタ３５は、各サブキャリア信号の受信特性（例えば、ＳＮＲ）を検出し、その検出結果に基づいて、周波数ディップの中心周波数と落ち込み度（「深さ」又は「レベル」と称してもよい。）を検出する（処理Ｐ３３）。モニタ３５による周波数ディップの検出方法には、図１０〜図１８に例示した検出例１〜３のいずれを適用してもよい。

モニタ３５は、検出した中心周波数と深さとを示す情報を、制御通信によって、光送信器１０のＤＭＴ変調部１１へ送信する（処理Ｐ３４）。

ＤＭＴ変調部１１は、光受信器３０から周波数ディップの中心周波数と深さとを示す情報を受信すると（処理Ｐ３５）、当該中心周波数に対応するサブキャリアの送信パワーをプリエンファシス回路１１７によってプリエンファシスする（処理Ｐ３６）。

例えば、プリエンファシス回路１１７は、モニタ３５で検出された周波数ディップが消失するように、重み係数乗算器１１７１の重み係数（ｍ）を制御する。別言すると、ＤＭＴ変調部１１は、周波数ディップの生じるサブキャリアに当該周波数ディップの深さに応じた送信パワーの重み付けを与えたＤＭＴ変調信号を生成する。

以上のサブキャリア単位のプリエンファシスにより、光受信器３０のＤＭＴ伝送帯域における受信特性に周波数ディップは生じないか緩和できる。したがって、光送信器１０（ＤＭＴ変調部１１）では、プローブ信号に代えて実際の送信信号を送信するにあたり、ＤＭＴ伝送帯域において、周波数ディップが発生していたサブキャリアに対して、より多くの送信ビットを割り当てることが許容される。

よって、ＤＭＴ伝送帯域における周波数ディップの発生に起因する伝送容量の制限が解消あるいは緩和され、ＤＭＴ伝送帯域の伝送容量の拡大化を図ることができる。光受信器３０にとってみれば、ＤＭＴ伝送帯域に周波数ディップが生じないか緩和されるから、受信特性が改善される。

１ マルチキャリア光伝送システム
１０ 光送信器
１１ ＤＭＴ変調部
１１１ Ｓ／Ｐ変換器
１１２ ＦＥＣエンコーダ
１１３ コンスタレーションマッパ
１１４ ＩＦＦＴ
１１５ ＣＰ付加器
１１６ Ｐ／Ｓ変換器
１１７ プリエンファシス回路
１１７１ 重み係数乗算器
１２ ＤＡＣ
１３ Ｅ／Ｏモジュール
３０ 光受信器
３１ 可変分散補償器
３２ Ｏ／Ｅモジュール
３３ ＡＤＣ
３４ ＤＭＴ復調部
３４１ Ｓ／Ｐ変換器
３４２ ＣＰ除去器
３４３ ＦＦＴ
３４４ コンスタレーションデマッパ
３４５ ＦＥＣデコーダ
３４６ Ｐ／Ｓ変換器
３５ モニタ
３５１ 微分演算部
３５２，３５３ 比較部
３５４ 記憶部
３６ 演算部
３７ 制御部
５０ 光伝送路

Claims (9)

1. 複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式の光受信器であって、
   前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられたトレーニング信号光を光伝送路から受信する受信部と、
   前記トレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出するモニタと、
   前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数がマルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御する制御部と、を備えた、光受信器。
2. 前記光伝送路から受信される前記マルチキャリア変調信号光の分散を可変の分散補償量にて補償して前記受信部へ出力する可変分散補償器を備え、
   前記制御部は、
   前記補償制御において、前記可変分散補償器の分散補償量を制御する、請求項１に記載の光受信器。
3. 前記制御部は、
   前記検出された周波数と、前記トレーニング信号光の波長と、前記トレーニング信号光を送信した光送信器の周波数チャープパラメータと、に基づいて、前記分散量を演算する演算部を備えた、請求項１又は２に記載の光受信器。
4. 前記制御部は、
   前記トレーニング信号光を送信した光送信器に備えられた、前記光伝送路の分散を可変の分散補償量にて補償する可変分散補償器の前記分散補償量を、前記検出された周波数に基づいて制御する、請求項１に記載の光受信器。
5. 前記モニタは、
   前記トレーニング信号光の前記伝送特性を周波数で微分することにより前記周波数に対する前記伝送特性の変化を求める微分演算部と、
   前記微分演算部の微分演算結果を比較して、前記変化の符号が反転する周波数、又は、前記変化がゼロとなる周波数を、前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数として検出する比較部と、を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の光受信器。
6. 前記モニタは、
   前記トレーニング信号光の前記サブキャリア毎の伝送特性を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された伝送特性を比較して、前記伝送特性が最小値を示すサブキャリアに対応する周波数を、前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数として検出する比較部と、を備えた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光受信器。
7. 複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式にて変調したマルチキャリア変調信号光を光伝送路に向けて送信する送信部と、
   前記マルチキャリア変調信号光の分散を可変の分散補償量にて補償する可変分散補償器と、
   前記送信部にて前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられて前記光伝送路へ送信されたトレーニング信号光の伝送特性に落ち込みが生じた周波数を光受信器で検出し、前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を前記光受信器で演算した結果を受けて、前記検出された周波数が前記マルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御する制御部と、を備えた、光送信器。
8. 複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式にて変調したマルチキャリア変調信号光を光伝送路へ送信する光送信器と、
   前記マルチキャリア変調信号光を前記光伝送路から受信する光受信器と、
   前記光受信器又は前記光送信器に備えられた、前記光伝送路の分散を可変の分散補償量にて補償する可変分散補償器と、
   前記光受信器に備えられ、前記光送信器が前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件を割り当てて前記光伝送路へ送信したトレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出するモニタと、
   前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数が前記マルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記可変分散補償器の分散補償量を制御する制御部と、を備えた、マルチキャリア光伝送システム。
9. 複数のサブキャリアの伝送特性に応じて前記サブキャリア毎に異なる伝送条件を割り当て可能なマルチキャリア変調方式の光送信器によって、前記サブキャリア毎に等しい前記伝送条件が割り当てられたトレーニング信号光を光伝送路へ送信し、
   光受信器において、前記トレーニング信号光の伝送特性をモニタして前記伝送特性に落ち込みが生じる周波数を検出し、
   前記検出された周波数に基づいて前記トレーニング信号光が前記光伝送路から受けた分散量を演算し、前記演算した分散量に基づいて、前記検出された周波数がマルチキャリア変調信号光の伝送帯域から外れるように、前記マルチキャリア変調信号光が前記光伝送路から受ける分散を補償制御する、分散補償制御方法。

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