JP6657700B2 - 干渉除去装置及び干渉除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、干渉除去装置及び干渉除去方法に関し、特に、デジタルコヒーレント光伝送システムで用いられる干渉除去装置及び干渉除去方法に関する。

デジタルコヒーレント光伝送方式では、光ファイバ伝送路を伝搬した光信号をコヒーレント受信して電気信号に変換した後に、デジタル信号処理により波長分散補償などの波形等化処理を行う。これにより、光ファイバによる超高速伝送の際に大きな問題となる信号光の波形歪を電気信号の処理により高精度に補償できる。デジタルコヒーレント光伝送方式は、ＤＣＦ（Dispersion Compensating Fiber、分散補償ファイバ）やＴＤＣ（Tunable Dispersion Compensator、可変波長分散補償器）等の波長分散補償用の高価な光学部品を必要としない。

デジタルコヒーレント光伝送方式は、例えば最大伝送距離８０ｋｍ程度のメトロ・アクセスシステムや、データセンタ内又はデータセンタ間の１００Ｇｂｐｓ（gigabit per second）イーサネット（登録商標）信号伝送への適用も検討されている。このような中短距離伝送では、とりわけ、システムの構築コストが低いことが要求される。そのため、送受信で同一の光ファイバを用いて双方向伝送を行う（一芯双方向伝送）構成、送信用光源と受信用のローカル光源を共用する構成、等が用いられる。送信用光源と受信用のローカル光源を共用する構成では、送信信号光と受信信号光との波長は等しい（同一波長双方向伝送）。また送信用光源と受信用のローカル光源が個別に用意されている場合でも、波長管理を簡略化するために、送信用光源と受信用のローカル光源の波長を同一にする場合がある。

図５は、一般的な光伝送システム９００の構成例を示すブロック図である。光伝送システム９００は、光送受信機９１０及び９１１を備え、同一波長一芯双方向伝送を実現する。光送受信機９１０及び９１１は、一芯の光ファイバ伝送路２０によって接続されている。光送受信機９１０には伝送信号１００が入力される。信号処理回路８１０は、伝送信号１００に対して符号化、デジタル信号化、フィルタリング等のデジタル信号処理、及び、ＤＡ（Digital to Analog）変換を施して、変調信号１２０を生成する。変調信号１２０は光変調器１３０に入力される。光変調器１３０は光源１４０が出力する送信光１５０を変調信号１２０によって変調し、信号光１６０として出力する。信号光１６０は、光カプラ１７０を通して光ファイバ伝送路２０に出力され、光送受信機９１１に送られる。

光送受信機９１０は、光送受信機９１１から信号光１６１を受信する。信号光１６１は、光カプラ１７０を通して光復調器２００に入力される。光復調器２００は、光源１４０から出力されたローカル光２１０と信号光１６１とを混合して、電気信号である受信信号２２０を出力する。受信信号２２０は信号処理回路８３０に入力される。信号処理回路８３０は、受信信号２２０に対してＡＤ（Analog to Digital）変換、波長分散補償や偏波分離等のデジタル信号処理、復号処理、ＦＥＣ（Forward Error Correction、前方誤り訂正）等を施し、得られた信号を伝送信号１０１として出力する。

光送受信機９１１も、光送受信機１０と同様の構成及び機能を備える。すなわち、光送受信機１１には伝送信号１０１が入力される。信号処理回路８１１は、伝送信号１０１に符号化、デジタル信号化、フィルタリング等のデジタル信号処理、及び、ＤＡ変換を施して、変調信号１２１を生成する。変調信号１２１は光変調器１３１に入力される。光変調器１３１は光源１４１が出力する送信光１５１を変調信号１２１によって変調し、信号光１６１として出力する。信号光１６１は、光カプラ１７１を通して光ファイバ伝送路２０に出力され、光送受信機９１０に送られる。

光送受信機９１１は、光送受信機９１０から信号光１６０を受信する。信号光１６０は、光カプラ１７１を通して光復調器２０１に入力される。光復調器２０１は、光源１４１から出力されたローカル光２１１と信号光１６０とを混合して、電気信号である受信信号２２１を出力する。受信信号２２１は信号処理回路８３１に入力される。信号処理回路８３１は、受信信号２２１に対してＡＤ変換、波長分散補償や偏波分離等のデジタル信号処理、復号処理、ＦＥＣ等を施し、得られた信号を伝送信号１００として出力する。

本発明に関連して、特許文献１は、受信光と送信光とで異なる波長を用いる光送受信システムにおける、干渉光による受光感度劣化を抑圧するための技術を開示している。特許文献２は、自局の送信信号が反射して相手局からの受信信号に重畳された反射波成分を低減するための技術を開示している。

特開２００１−１６０７７８号公報 特開２００４−２４２２２４号公報

光伝送システム９００において、光ファイバ伝送路２０の途中に、例えば不完全な光コネクタ接続等により反射点３０が生じた場合、信号光１６０の一部が反射して反射光１８０として光送受信機９１０の方向に伝搬する。その結果、反射光１８０は、信号光１６１と同時に光復調器２００に入力される。反射光１８０は信号光１６１と同一波長であるため、反射光１８０と信号光１６１とは光学的に分離できない。その結果、反射光１８０は、信号光１６１の伝送特性に大きな影響を与える。

同一波長一芯双方向伝送を行った場合においては、特に、伝送路で波長分散、偏波分散及び偏波変動等（以下、「波長分散等」という。）に起因する波形劣化を受けた反射光と信号光とが同一経路、同一波長で受信部に入力される。この場合、単純に送信機で生成された送信信号の成分を受信信号から減算するだけでは、光ファイバ伝送路によって波長分散等に起因する波形劣化を受けた反射光の影響を低減することはできない。その結果、反射光に起因する受信された信号光の特性劣化を充分に低減することができない可能性がある。しかしながら、特許文献１及び２には、反射光が光ファイバ伝送路によって波長分散等に光学的特性が変化した場合の、受信された信号光への影響を低減するための構成については記載されていない。

（発明の目的）
本発明は、デジタルコヒーレント光伝送システムにおける、反射光に基づく信号品質の低下を抑制するための技術を提供することを目的とする。

本発明の干渉除去装置は、第１のデジタル信号を蓄積し、所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力するバッファ回路と、前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した光である反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力するデジタル信号処理回路と、を備える干渉信号生成手段と、前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算し、前記減算した結果の信号を出力する引き算手段と、を備える。

本発明の干渉除去方法は、第１のデジタル信号を蓄積し、前記第１のデジタル信号に所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力し、前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した光である反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力し、前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算し、前記減算した結果を出力する、ことを特徴とする。

本発明の干渉除去装置の制御プログラムは、干渉除去装置のコンピュータに、第１のデジタル信号を蓄積する手順、前記第１のデジタル信号に所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力する手順、前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した光である反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力する手順、前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算する手順、前記減算した結果を出力する手順、を実行させる。

本発明は、デジタルコヒーレント光伝送システムにおいて、反射光に基づく信号品質の低下を抑制できる。

第１の実施形態の光伝送システム１の構成例を示すブロック図である。 光伝送システム１で用いられる光送受信機１０の詳細な構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の光伝送システム２の構成例を示すブロック図である。 光伝送システム２で用いられる光送受信機５０の詳細な構成例を示すブロック図である。 一般的な光伝送システム９００の構成例を示すブロック図である。

図１は、第１の実施形態の光伝送システム１の構成例を示すブロック図である。光伝送システム１は、干渉信号生成回路３００及び３０１を備える点が、図５で説明した一般的な光伝送システム９００と相違する。干渉信号生成回路３００は、信号処理回路１１０から出力された信号に基づいて反射光１８０に対応する干渉信号３１０を生成する。具体的には、干渉信号生成回路３００は、反射光１８０に含まれる、光ファイバ伝送路２０に起因する波長分散等による光学的特性の変化に相当する処理を信号処理回路１１０から出力された信号に行い、干渉信号３１０を出力する。なお、以降の各実施形態において、図面に記載された信号の符号に付された矢印は信号の方向の例を示すものであり、信号の向きを限定しない。

信号処理回路２３０は、受信信号２２０に含まれる反射光１８０に対応する成分を干渉信号３１０を用いて低減することにより、反射光１８０が信号光１６１に与える影響を低減する。光送受信機１１が備える干渉信号生成回路３０１に関しても同様である。なお、図１の信号処理回路１１０、１１１、２３０、２３１の基本的な機能及び構成は図５に記載された信号処理回路８１０、８１１、８３０、８３１と同様であり、以下では相違点について主に説明する。また、光変調器１３０及び１３１、光源１４０及び１４１、光復調器２００及び２０１、光カプラ１７０及び１７１の構成及び動作は、図５の説明と同様である。

図２は、図１の光伝送システム１で用いられる光送受信機１０の詳細な構成例を示すブロック図である。図２を参照して光送受信機１０について説明する。光送受信機１１も同様の構成及び機能を備えるため、光送受信機１１に関する説明は省略する。

第１の実施形態において、伝送信号１００は信号レートが１００Ｇｂｐｓである１００ギガビットイーサネット（１００ＧｂＥ）信号である。伝送信号１００は、符号化回路４００において前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号及びフレーム同期のためのフレーム信号などが付加され、さらに変調方式に応じた符号化やレーン分割が施される。これらの処理を受けた伝送信号は、伝送信号４１０として符号化回路４００から出力される。

光伝送システム１では変調方式として偏波多重ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase-Shift Keying）方式が用いられる。このため、伝送信号４１０は４レーンの信号となる。各々のレーンの信号レートは約２８Ｇｂｐｓである。伝送信号４１０はデジタル信号処理回路４２０においてサンプリングレートが２サンプル／シンボル、ビット数が８ビットのデジタル信号に変換される。この場合、デジタル信号のビットレートは、元の信号レート（２８Ｇｂｐｓ／レーン）の１６倍の４４８Ｇｂｐｓ／レーンとなる。このデジタル信号は、デジタル信号処理回路４２０において、さらにフィルタリング等のデジタル信号処理を受け、デジタル信号４３０として出力される。デジタル信号４３０はＤＡ変換回路４４０によってアナログ信号に変換され、４レーンの変調信号１２０として出力される。光変調器１３０として、光導波路で構成された偏波多重光ＩＱ変調器を用いることができる。変調信号１２０の４つのレーンは、それぞれＸ偏波のＩ（inphase）軸、Ｘ偏波のＱ（quadrature）軸、Ｘ偏波と直交するＹ偏波のＩ軸、Ｙ偏波のＱ軸の変調に対応する、光変調器１３０のＸ偏波のＩ軸変調ポート、Ｘ偏波のＱ軸変調ポート、Ｙ偏波のＩ軸変調ポート、Ｙ偏波のＱ軸変調ポートに入力される。これによって光変調器１３０からはＤＰ−ＱＰＳＫ方式によって変調された信号光１６０が出力される。

反射光１８０及び対向する光送受信機１１が送信した信号光１６１の受信について説明する。光復調器２００において受信された信号光１６１及び反射光１８０は、偏波ダイバーシティ光ホモダイン検波方式によって４レーンの受信信号２２０に変換される。反射光１８０は、光送受信機１０が送信した信号光１６０が、光ファイバ伝送路２０の反射点３０で反射された信号である。この受信信号２２０は、ＡＤ変換回路５００によってサンプリングレートが２サンプル／シンボル、ビット数が８ビットのデジタル信号５１０に変換される。デジタル信号５１０は、信号光１６１及び反射光１８０の両方の成分を含む。デジタル信号５１０は、引き算回路５２０によって処理された後、デジタル信号処理回路５４０に入力される。

引き算回路５２０は、デジタル信号５１０から干渉信号３１０をデジタル演算により減算して、デジタル信号５３０を出力する。引き算回路５２０から出力されたデジタル信号５３０は、デジタル信号処理回路５４０において波長分散補償、偏波分離、偏波分散補償等の信号処理が行われる。デジタル信号処理回路５４０から出力されたデジタル信号５５０は、復号回路５６０で復号、誤り訂正、フレーム同期等の処理が行われ、伝送信号１０１として出力される。

第１の実施形態の干渉信号生成回路３００は、バッファ回路３２０とデジタル信号処理回路３４０とを備える。バッファ回路３２０は、デジタル信号処理回路４２０の出力から分岐されたデジタル信号４３０のコピーをレーンごとに蓄積し、デジタル信号４３０に反射光１８０の反射遅延時間に相当する遅延を与える。反射遅延時間として、デジタル信号４３０が生成された時点から、デジタル信号４３０が信号光１６０として送信され、反射光１８０として受信され、ＡＤ変換回路５００からデジタル信号５１０として出力されるまでの遅延時間を用いることができる。バッファ回路３２０は、遅延が与えられたデジタル信号４３０を、デジタル信号３３０として、デジタル信号処理回路３４０へ出力する。

なお、バッファ回路３２０、デジタル信号処理回路３４０及び引き算回路５２０における処理は、いずれも４本のレーンのそれぞれの信号ごとに独立して並行に行われる。

デジタル信号処理回路３４０は、反射光１８０に含まれる、光ファイバ伝送路２０の特性に起因する光学的特性の変化をデジタル信号としてデジタル信号３３０に対して与える。光学的特性の変化には、光ファイバ伝送路２０によって反射光１８０に与えられた波長分散等（すなわち、波長分散、偏波回転、偏波分散）が含まれる。反射光１８０に与えられた波長分散等は、反射点３０で反射されるまでの区間で信号光１６０が光ファイバ伝送路２０から与えられた波長分散等を含む。さらに、デジタル信号処理回路３４０は、光変調器１３０及び光復調器２００の周波数特性による反射光１８０のスペクトルへの影響と同様のスペクトル整形をデジタル信号３３０に行うとともに、デジタル信号３３０に対する遅延時間の微調整及び信号振幅の調整を行う。

あらかじめ、信号光１６１が受信されない状態で光送受信機１０から信号光１６０を送信し、反射光１８０のみを光復調器２００で受信することで、信号処理回路２３０は反射遅延時間や反射光１８０の波長分散等のデータを収集できる。また、光変調器１３０や光復調器２００の周波数特性のデータをあらかじめ測定することも容易である。これらの測定されたデータは、光送受信機１０に備えられたメモリ等の記憶部に記憶させることができる。そして、デジタル信号処理回路３４０は、これらのデータを記憶部から読み出すことで、デジタル信号３３０に与える波長分散等やスペクトル整形の値を求めることができる。デジタル信号処理回路３４０は、デジタル信号３３０にこれらの処理を行った信号を干渉信号３１０として出力する。

干渉信号３１０は、デジタル信号５１０に含まれる反射光１８０の成分とほぼ同等の振幅変化及びタイミングを持つ信号となるように生成される。このため、引き算回路５２０によってデジタル信号５１０から干渉信号３１０を減算することにより、デジタル信号５１０に含まれる反射光１８０の成分が低減される。

干渉信号生成回路３００は、復号回路５６０から出力される伝送信号１０１の品質が良好となるように、デジタル信号処理回路３４０で与えられる干渉信号３１０の遅延時間及び振幅、並びにデジタル信号３３０に与える処理の内容を制御してもよい。例えば、復号回路５６０から出力される伝送信号１０１の誤り率が最小となるように、デジタル信号処理回路３４０において干渉信号３１０の振幅及び遅延時間が調整されてもよい。

以上説明したように、第１の実施形態の光伝送システム１は、干渉信号生成回路３００により反射光１８０と同様の波長分散、偏波回転、偏波分散が与えられた干渉信号３１０をデジタル信号５１０から減算する。この手順により、デジタル信号５１０に含まれる反射光１８０の成分が低減されるため、デジタルコヒーレント光方式を用いた光伝送システムにおいて、反射戻り光等の干渉信号による劣化を、波長分散特性、偏波回転特性、偏波分散特性を含めて補償することができる。その結果、第１の実施形態の光伝送システム１は、不完全なコネクタ接続等による光反射の多い光ファイバ伝送路においても、反射光に含まれる波長分散等の影響を低減し、高速な光伝送を実現することができる。すなわち、第１の実施形態の光伝送システム１は、デジタルコヒーレント光伝送システムにおいて、反射光に基づく信号品質の低下を抑制できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態の光伝送システム２の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態の光伝送システム２は、図１に示した光送受信機１０及び１１に代えて、光送受信機５０及び５１を備える。光送受信機５０及び５１における干渉信号生成回路３００と信号処理回路１１０、２３０Ａとの接続及び干渉信号生成回路３０１と信号処理回路１１１、２３１との接続は、図４で後に説明するように、光送受信機１０及び１１とは異なる。光送受信機５０及び５１の光変調器１３０及び１３１、光源１４０及び１４１、光復調器２００及び２０１、光カプラ１７０及び１７１の構成及び機能は、光送受信機１０及び１１と同様である。

光送受信機５０における干渉信号生成回路３００と信号処理回路１１０、２３０Ａとの接続について、図４を用いて説明する。なお、図３及び図４において、既出の構成要素及び信号には同一の参照符号を付して第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点につき主に説明する。

図４は光伝送システム２で用いられる光送受信機５０の詳細な構成例を示すブロック図である。光送受信機５０は一芯の光ファイバ伝送路２０によって、図示されない光送受信機５１と対向して接続されている。光伝送システム２は、デジタルコヒーレント光伝送方式によって双方向で信号を伝送する。信号光の変調方式はＤＰ−ＱＰＳＫである。光送受信機５１も光送受信機５０と同様の構成及び機能を備える。

伝送信号１００は１００ＧｂＥ信号である。伝送信号１００は、符号化回路４００において前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号及びフレーム同期のためのフレーム信号などが付加され、さらに変調方式に応じた符号化やレーン分割が施される。これらの処理を受けた伝送信号は、伝送信号４１０として符号化回路４００から出力される。

本実施形態では、伝送信号４１０が干渉信号生成回路３００へ出力される点が、第１の実施形態とは異なる。伝送信号４１０は４レーンの信号であり、各レーンの信号レートは約２８Ｇｂｐｓである。

伝送信号４１０は、デジタル信号処理回路４２０においてサンプリングレートが２サンプル／シンボル、ビット数が８ビットのデジタル信号に変換され、さらにフィルタリング等のデジタル信号処理を受け、デジタル信号４３０として出力される。

デジタル信号４３０はＤＡ変換回路４４０によってアナログ信号に変換され、４レーンの変調信号１２０として出力される。光変調器１３０は、変調信号１２０によって送信光を変調する。光変調器１３０からはＤＰ−ＱＰＳＫ方式によって変調された信号光１６０が出力される。

光送受信機５０における、信号光１６１の受信について説明する。信号光１６１は、対向する光送受信機５１が送信した信号光である。光送受信機５１は、光送受信機５０と同様の手順で信号光１６１を生成して光ファイバ伝送路に送出する。

第２の実施形態における信号処理回路２３０Ａの引き算回路５２０は、第１の実施形態の信号処理回路２３０とは異なり、デジタル信号処理回路５４０と復号回路５６０との間にある。光復調器２００は、偏波ダイバーシティ光ホモダイン検波方式によって、受信された信号光１６１及び反射光１８０を４レーンの受信信号２２０に変換する。ＡＤ変換回路５００は、受信信号２２０をデジタル信号５１０に変換する。デジタル信号５１０は、サンプリングレートが２サンプル／シンボル、ビット数が８ビットのデジタル信号であり、信号光１６１及び反射光１８０の両方の成分を含む。デジタル信号５１０はデジタル信号処理回路５４０に入力される。デジタル信号５１０は、デジタル信号処理回路５４０において波長分散補償、偏波分離、偏波分散補償等の信号処理が行われる。デジタル信号処理回路５４０から出力されたデジタル信号５５０Ａは、引き算回路５２０に入力される。引き算回路５２０は、デジタル演算によりデジタル信号５５０Ａから干渉信号３１０を減算して、デジタル信号５３０Ａを出力する。復号回路５６０は、デジタル信号５３０Ａに対して復号、誤り訂正、フレーム同期等の処理を行い、伝送信号１０１として出力する。

第２の実施形態の干渉信号生成回路３００は、バッファ回路３２０とデジタル信号処理回路３４０とを備える。バッファ回路３２０は、符号化回路４００の出力から分岐された伝送信号４１０のコピーをレーンごとに蓄積し、伝送信号４１０に反射光１８０の反射遅延時間に相当する遅延を与える。反射遅延時間として、伝送信号４１０が生成された時点から、伝送信号４１０が信号光１６０として送信され、反射光１８０として受信され、デジタル信号処理回路５４０からデジタル信号５５０Ａとして出力されるまでの遅延時間を用いることができる。バッファ回路３２０は、遅延が与えられた伝送信号４１０を、デジタル信号３３０Ａとして、デジタル信号処理回路３４０へ出力する。

なお、光送受信機５０において、バッファ回路３２０、デジタル信号処理回路３４０及び引き算回路５２０における処理は、いずれも４本のレーンのそれぞれの信号ごとに独立して並行に行われる。

デジタル信号処理回路３４０は、反射光１８０が持つ、光ファイバ伝送路２０の特性に起因する光学的特性の変化をデジタル信号としてデジタル信号３３０Ａに対して与える。光学的特性の変化には、光ファイバ伝送路２０によって反射光１８０に与えられた波長分散等（すなわち、波長分散、偏波回転、偏波分散）が含まれる。反射光１８０に与えられた波長分散等は、反射点３０で反射されるまでの区間で信号光１６０が光ファイバ伝送路２０から与えられた波長分散等を含む。さらに、デジタル信号処理回路３４０は、光変調器１３０及び光復調器２００の周波数特性による反射光１８０へのスペクトルへの影響と同様のスペクトル整形をデジタル信号３３０Ａに行うとともに、デジタル信号処理回路３４０は、デジタル信号３３０Ａに対する遅延時間の微調整及び信号振幅の調整を行う。

信号処理回路２３０Ａは、第１の実施形態と同様の手順で、反射遅延時間や反射光１８０の波長分散等のデータを収集することができる。また、光変調器１３０や光復調器２００の周波数特性のデータも、第１の実施形態と同様に、あらかじめ測定できる。これらの測定されたデータは、光送受信機５０に備えられたメモリ等の記憶部に記憶させることができる。そして、デジタル信号処理回路３４０は、これらのデータを記憶部から読み出すことで、デジタル信号３３０Ａに与える波長分散等やスペクトル整形の値を求めることができる。デジタル信号処理回路３４０は、デジタル信号３３０Ａにこれらの処理を行った信号を干渉信号３１０Ａとして出力する。

干渉信号３１０Ａは、デジタル信号５５０Ａに含まれる反射光１８０の成分とほぼ同等の振幅変化及びタイミングを持つ信号となるように生成される。このため、引き算回路５２０によってデジタル信号５５０Ａから干渉信号３１０を減算することにより、デジタル信号５５０Ａに含まれる反射光１８０の成分が低減される。

第１の実施形態と同様に、第２の実施形態の干渉信号生成回路３００は、復号回路５６０から出力される伝送信号１０１の品質が良好となるように、デジタル信号処理回路３４０で与えられる干渉信号３１０の遅延時間及び振幅、並びにデジタル信号３３０Ａに与える処理の内容を制御してもよい。例えば、復号回路５６０から出力される伝送信号１０１の誤り率が最小となるように、デジタル信号処理回路３４０において干渉信号３１０Ａの振幅及び遅延時間が調整されてもよい。

以上説明したように、第２の実施形態の光伝送システム２は、干渉信号生成回路３００により反射光１８０と同様の特性が与えられた干渉信号３１０Ａをデジタル信号５５０Ａから減算することにより、デジタル信号５５０Ａに含まれる反射光１８０の成分が低減される。この手順により、デジタルコヒーレント光方式を用いた光伝送システムにおいて、反射戻り光等の干渉信号による劣化を、波長分散特性、偏波回転特性、偏波分散特性を含めて補償することができる。その結果、第２の実施形態の光伝送システム２は、第１の実施形態と同様に、不完全なコネクタ接続等による光反射の多い粗悪な光ファイバ伝送路においても、高速の光伝送を実現することができる。すなわち、第２の実施形態の光伝送システム２は、デジタルコヒーレント光伝送システムにおいて、反射光に基づく信号品質の低下を抑制できる。

また、第２の実施形態の光伝送システム２は、デジタル信号処理回路４２０でサンプリングされる前の伝送信号４１０を用いて干渉信号３１０Ａを生成する。このため、第２の実施形態の光送受信機５０は、第１の実施形態の光送受信機１０と比較して、干渉信号生成回路３００の処理速度が低くてよい。

（第３の実施形態）
反射光による劣化の補償は、図１に示した干渉信号生成回路３００と引き算回路５２０とからのみから構成される干渉除去装置によっても実現できる。すなわち、引き算回路５２０は、反射光の成分を含む受信信号であるデジタル信号５１０から干渉信号３１０を減算して、デジタル信号５３０を出力する。以下では、図２及び図４の参照符号を括弧内に付して説明する。

第３の実施形態の干渉除去装置は、バッファ回路（３２０）、デジタル信号処理回路（３４０）及び引き算手段（５２０）を備える。バッファ回路（３２０）は、第１のデジタル信号（４３０、４１０）を蓄積し、所定の遅延を与えて第２のデジタル信号（３３０、３３０Ａ）として出力する。デジタル信号処理回路（３４０）は、反射光（１８０）が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を第２のデジタル信号（３３０、３３０Ａ）に与えて干渉信号（３１０、３１０Ａ）として出力する。反射光（１８０）は、第１のデジタル信号（４３０、４１０）に基づいて変調された送信信号光（１６０）が光ファイバ伝送路（２０）の反射点（図１の３０）で反射した光である。

引き算手段（５２０）は、反射光（１８０）を含む受信信号光（１６１、１８０）が電気信号に変換された第３のデジタル信号（５１０、５５０Ａ）から、干渉信号（３１０、３１０Ａ）をデジタル演算により減算し、減算した結果の信号を出力する。

また、第３の実施形態の干渉除去装置は、第１のデジタル信号を蓄積する手順、第１のデジタル信号に所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力する手順、を実行する。さらに、第３の実施形態の干渉除去装置は、第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した光である反射光が持つ光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力する手順を実行する。加えて、第３の実施形態の干渉除去装置は、反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、干渉信号をデジタル演算により減算する手順、減算した結果を出力する手順、を実行する。

このような構成による第３の実施形態の干渉除去装置では、デジタル信号処理回路が、遅延及び反射光と同様の光学的特性の変化が与えられた干渉信号を生成し、引き算回路は干渉信号を第３のデジタル信号から減算する。この手順により、第３のデジタル信号に含まれる反射光の成分が低減される。すなわち、第３の実施形態の干渉除去装置は、反射光に基づく信号品質の低下を抑制できる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、各実施形態の光送受信機あるいは干渉信号生成回路は、中央処理装置（Central Processing Unit、ＣＰＵ）及び記憶装置を備えていてもよい。ＣＰＵは、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって、各実施形態の光送受信機あるいは干渉除去装置の機能を実現させてもよい。記憶装置は固定された一時的でない記憶媒体である。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。ＣＰＵは例えば干渉信号生成回路３００に備えられるコンピュータである。ＣＰＵ及び記憶装置は干渉信号発生回路以外の場所に備えられてもよい。

１、２、９００ 光伝送システム
１０、１１、５０、５１、９１０、９１１ 光送受信機
２０ 光ファイバ伝送路
３０ 反射点
１００、１０１ 伝送信号
１１０、１１１、２３０、２３０Ａ、２３１、８１０、８１１、８３０、８３１ 信号処理回路
１２０、１２１ 変調信号
１３０、１３１ 光変調器
１４０、１４１ 光源
１５０、１５１ 送信光
１６０、１６１ 信号光
１７０、１７１ 光カプラ
１８０ 反射光
２００、２０１ 光復調器
２１０、２１１ ローカル光
２２０、２２１ 受信信号
３００、３０１ 干渉信号生成回路
３１０、３１０Ａ 干渉信号
３２０ バッファ回路
３４０、４２０、５４０ デジタル信号処理回路
４００ 符号化回路
４１０ 伝送信号
３３０、３３０Ａ、４３０、５１０、５３０、５５０、５５０Ａ デジタル信号
４４０ ＤＡ変換回路
５００ ＡＤ変換回路
５２０ 引き算回路
５６０ 復号回路

Claims (7)

1. 第１のデジタル信号を蓄積し、所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力するバッファ回路と、前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した反射光をあらかじめ測定して得られたデータに基づいて、前記反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力するデジタル信号処理回路と、を備える干渉信号生成手段と、
   前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算し、前記減算した結果の信号を出力する引き算手段と、
   を備える干渉除去装置であって、
   前記光学的特性の変化は、前記反射光に含まれる、前記光ファイバ伝送路に起因する波長分散、偏波回転、偏波分散の少なくとも１つを含み、
   前記バッファ回路の所定の遅延量は、前記反射光の反射遅延時間に基づいて設定される、干渉除去装置。
2. 請求項１に記載された干渉除去装置と、
   第１の伝送信号を処理して前記第１のデジタル信号を生成する第１の信号処理手段と、
   前記第１のデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、
   前記アナログ信号を変調して前記送信信号光として前記光ファイバ伝送路に送出する光変調手段と、
   前記光ファイバ伝送路から入力された前記受信信号光をアナログ電気信号に変換する光復調手段と、
   前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換して前記第３のデジタル信号を生成し、前記第３のデジタル信号を前記引き算手段に出力するアナログデジタル変換手段と、
   前記引き算手段から出力される前記減算の結果の信号に基づいて第２の伝送信号を生成する第２の信号処理手段と、を備える光送受信機。
3. 前記デジタル信号処理回路は、前記光変調手段及び前記光復調手段の周波数特性に基づくスペクトル整形を前記第２のデジタル信号に与えて前記干渉信号として出力する請求項２に記載された光送受信機。
4. 前記デジタル信号処理回路において前記第２のデジタル信号に対して与えられる前記光学的特性の変化の量は、前記第２の伝送信号の品質に基づいて制御される、請求項２又は３に記載された光送受信機。
5. 請求項２乃至４のいずれかに記載された光送受信機が、前記光ファイバ伝送路によって対向して接続され、デジタルコヒーレント光伝送方式による一芯双方向同一波長の光伝送を行う、光伝送システム。
6. 第１のデジタル信号を蓄積し、
   前記第１のデジタル信号に所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力し、
   前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した反射光をあらかじめ測定して得られたデータに基づいて、前記反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力し、
   前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算し、
   前記減算した結果を出力する、ことを特徴とする干渉除去方法であって、
   前記光学的特性の変化は、前記反射光に含まれる、前記光ファイバ伝送路に起因する波長分散、偏波回転、偏波分散の少なくとも１つを含み、
   前記所定の遅延は、前記反射光の反射遅延時間に基づいて設定される、
   干渉除去方法。
7. 干渉除去装置のコンピュータに、
   第１のデジタル信号を蓄積する手順、
   前記第１のデジタル信号に所定の遅延を与えて第２のデジタル信号として出力する手順、
   前記第１のデジタル信号に基づいて変調された送信信号光が光ファイバ伝送路の反射点で反射した反射光をあらかじめ測定して得られたデータに基づいて、前記反射光が持つ前記光ファイバ伝送路の特性に起因する光学的特性の変化を前記第２のデジタル信号に与えて干渉信号として出力する手順、
   前記反射光を含む受信信号光が電気信号に変換された第３のデジタル信号から、前記干渉信号をデジタル演算により減算する手順、
   前記減算した結果を出力する手順、
   を実行させるための干渉除去装置の制御プログラムであって、
   前記光学的特性の変化は、前記反射光に含まれる、前記光ファイバ伝送路に起因する波長分散、偏波回転、偏波分散の少なくとも１つを含み、
   前記所定の遅延は、前記反射光の反射遅延時間に基づいて設定される、
   干渉除去装置の制御プログラム。

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