JP6781521B2 - 光送信機及び光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ伝送路を伝送する光信号に、デジタル信号処理を用いた波長分散補償を行う光送信機及び光伝送システムに関する。

近年、データセンタの急速なトラフィック増大を背景として、１００ＧｂＥ｛ギガビットイーサネット（登録商標）｝の標準化及び光モジュールの開発が進展しており、データセンタ内の光インタフェースとしてＣＦＰ４｛（Centum gigabit Form factor Pluggable 4）：活線挿抜可能な光トランシーバ｝や、ＱＳＦＰ２８(Quad Small Form-factor Pluggable 28)といった、より小型省電力のモジュールの開発が進んでいる。

一方、直接データセンタ間を接続するために、ＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)で規定された波長多重分離（ＷＤＭ）グリッドの任意の光信号を出力する光モジュールの開発が進んでいる。例えば、１０ＧｂＥ用の規格であるＸＦＰ(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)やＳＦＰ(Small Form-factor Pluggable)等の小型モジュールの市販が始まっており、これらの光モジュールを用いることで低コストＷＤＭシステムの構築が可能となる。１００ＧｂＥ若しくはそれ以上の伝送容量の光モジュールの場合、波長多重や多値変調方式を用いてボーレートが２５Ｇｂａｕｄ以上の光信号を伝送することが一般的である。

このような高速の光信号が、ＷＤＭグリッドの帯域で、光ファイバ伝送路として広く用いられているＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２で規定されたシングルモードファイバ（ＳＭＦ）中を伝搬すると、光ファイバの波長分散の影響により光信号のパルス広がりによる光波形歪みが生じ、伝送品質が劣化する。

長距離ＷＤＭシステムにおいて、波長分散を補償するために、波長分散補償ファイバやファイバグレーティング等の光デバイスを用いる方法が一般的である（非特許文献１）。

一方、デジタル信号処理により電気的に波長分散を補償する方法も、研究、実用化されている。デジタル信号処理による方法は、前述の光デバイスを用いる方法に比べて、分散補償デバイスの小型化が容易であり、伝送路中での光損失が無いため伝送特性の改善が期待できる。デジタル信号処理による方法として、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを用いる方法（非特許文献２）や、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた周波数領域等化（非特許文献３）がある。

２５Ｇｂａｕｄ以上の光信号を長距離伝送した場合、インパルス応答長が長くなりＦＩＲフィルタの回路規模が莫大になるため、１００Ｇ−ＷＤＭシステム等では周波数領域等化技術が用いられている。

磯野秀樹，"分散補償デバイスの現状と展望，"レーザ研究，第３０巻第１０号，ｐｐ．５９３−５９７，２００２年１０月． P.M.Wattsetal.,"Electronic signal processing techniques for compensation of chromatic dispersion,"Proc.NOC2005,(2005). 鈴木扇太他，"光通信ネットワークの大容量化に向けたディジタルコヒーレント信号処理技術の研究開発，"電子情報通信学会誌，ｖｏｌ．９５，ｎｏ．１２，ｐｐ．１１００−１１１６，（２０１２）．

ところで、１００ＧｂＥ以上の小型光モジュールに波長分散補償技術を適用する場合、波長分散補償デバイスの小型化が必須であり、電気的な波長分散補償が有利となる。しかし、前述の周波数領域等化技術の場合でも、ＦＦＴ、各周波数成分の位相回転処理、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を時間的に繰り返すため、電気回路への負荷は重く、このため、小型光モジュールへ適用できる程のデバイスの小型化が困難であるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型光モジュールへ適用可能に小型化を図ることができる光送信機及び光伝送システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、光ファイバ伝送路を経由して光受信機で受信される光信号を送信する光送信機であって、前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する波長分散補償量に応じて、波長分散による波形広がり分を含んだ長さの繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解するＦＦＴ部と、前記分解された各周波数成分に対して前記波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する複素信号データを得る位相回転部と、前記複素信号データに逆高速フーリエ変換を施し、複素信号で表される前記１ビットパルス信号の予等化波形データを生成するＩＦＦＴ部とを有する予等化波形生成部と、入力された送信信号のビットパターンを有するＢＰデータに応じて、前記生成された予等化波形データに時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号を生成して出力する予等化波形合成部と、光源から出射される信号光を、前記生成された予等化変調信号で変調し、この変調により前記光信号としての光変調信号を生成して前記光ファイバ伝送路へ送信するベクトル変調部とを備えることを特徴とする光送信機である。

この構成によれば、光送信機において、波長分散補償量に応じて予等化波形データを生成し、この予等化波形データをＢＰデータで変調した光変調信号で信号光を変調して光ファイバ伝送路へ送信する。波長分散補償量に応じて予等化波形データを生成する場合、ＦＦＴ部、位相回転部、ＩＦＦＴ部での１回の演算処理で生成可能である。このため、演算量を、従来のようにＦＦＴ、位相回転処理、ＩＦＦＴを時間的に繰り返す場合に比べて、大幅に少なくすることができる。これによって、電気回路の負荷が軽くなり、小型光モジュールへ適用可能に、光送信機の小型化を図ることができる。

請求項２に係る発明は、前記ＩＦＦＴ部で生成された予等化波形データを記憶するメモリ部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信機である。

この構成によれば、ＦＦＴ部、位相回転部、ＩＦＦＴ部での１回の演算処理で予等化波形データを生成してメモリ部に記憶しておけば、以降その演算処理を行わなくても、記憶された予等化波形データを用いて予等化変調信号を生成することができる。

請求項３に係る発明は、光ファイバ伝送路を経由して光受信機で受信される光信号を送信する光送信機であって、前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する波長分散補償量に応じて、１ビット長に無信号区間を加えた繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解するＦＦＴ部と、前記分解された各周波数成分に対して前記波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する時間波形を得る位相回転部と、前記各周波数成分に対応する時間波形に、前記繰り返し周期の長さの窓関数を乗算する窓関数乗算部と、前記窓関数を乗算した各周波数成分に対応する時間波形に、前記波長分散補償量に応じた遅延を与えて合成することで、複素信号で表される１ビットパルス信号の時間領域複素データを生成する遅延合成部とを有する予等化波形生成部と、入力された送信信号のビットパターンを有するＢＰデータに応じて、前記生成された時間領域複素データに時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号を生成して出力する予等化波形合成部と、光源から出射される信号光を、前記生成された予等化変調信号で変調し、この変調により前記光信号としての光変調信号を生成して前記光ファイバ伝送路へ送信するベクトル変調部とを備えることを特徴とする光送信機である。

この構成によれば、各周波数成分に対応する時間波形に、無信号区間を加えた繰り返し周期の長さの窓関数を乗算し、この窓関数を乗算した各周波数成分に対応する時間波形に、波長分散補償量に応じた遅延を与えて合成することで、複素信号で表される１ビットパルス信号の時間領域複素データを生成する。このため、窓関数で繰り返し周期が短い方のでデータ量が少なくなり、遅延を与えたとしても無信号区間を含む分、時間領域複素データのデータ量が少なくなる。このため、演算量をより少なくすることができるので、光送信機のより小型化を図ることができる。

請求項４に係る発明は、前記遅延合成部で生成された時間領域複素データを記憶するメモリ部を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の光送信機である。

この構成によれば、ＦＦＴ部、位相回転部、窓関数乗算部、遅延合成部での１回の演算処理で時間領域複素データを生成してメモリ部に記憶しておけば、以降その演算処理を行わなくても、記憶された時間領域複素データを用いて予等化変調信号を生成することができる。

請求項５に係る発明は、前記光ファイバ伝送路を経由して光受信機で計測される前記光変調信号の伝送品質に応じて、当該伝送品質が最良値となるように、前記波長分散補償量を掃引しながら前記ＦＦＴ部へ入力する制御部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光送信機である。

この構成によれば、制御部による波長分散補償量の掃引に応じて、光ファイバ伝送路を経由して光受信機から制御部にフィードバックされる伝送品質を最良値に収束させることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の光送信機と、当該光送信機から送信される前記光変調信号が伝送される光ファイバ伝送路と、当該光ファイバ伝送路を伝送してきた光変調信号を受信する光受信機とを備えることを特徴とする光伝送システムである。

この構成によれば、光伝送システムにおいて、上記同様に光送信機の小型化を図ることができる。また、光受信機で受信される光変調信号の伝送品質を最良値に収束させることができる。

本発明によれば、小型光モジュールへ適用可能に小型化を図ることが可能な光送信機及び光伝送システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）繰り返し周期Ｔを持つ１ビットパルス信号の波形図、（ｂ）予等化波形データの波形図である。 （ａ）予等化波形合成部に入力される予等化波形データの波形図、（ｂ）予等化波形データを（ａ）から１／Ｂ（ビットレート）ずらした波形図、（ｃ）予等化波形データを（ｂ）から１／Ｂずらした（２／Ｂ）波形図、（ｄ）予等化波形データを（ｃ）から１／Ｂずらした（３／Ｂ）波形図である。 （ａ）光送信機から光ファイバ伝送路へ送信される光変調信号の波形図、（ｂ）光受信機で受信した光変調信号の波形図である。 本発明の第２実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）１ｂｉｔ長に無信号区間を加えた、第１実施形態の繰り返し周期Ｔよりも十分に短い繰り返し周期Ｔ’の１ビットパルス信号の波形図、（ｂ）繰り返し周期と同じ幅Ｔ’の窓関数を乗算した信号波形図、（ｃ）（ｂ）の信号波形を遅延Ｔ_１させた信号波形図、（ｄ）（ｃ）の信号波形を遅延Ｔ_１させた信号波形図、（ｅ）（ｂ）〜（ｄ）の波形を合成した時間領域複素信号の波形図である。 本発明の第３実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す光伝送システム１０Ａは、光送信機１１Ａと、光受信機１２と、光ファイバ伝送路１３とを備えて構成され、光送信機１１Ａから送信された光信号としての光変調信号Ｓ１を、光ファイバ伝送路１３に伝送させて光受信機１２で受信するものである。

光送信機１１Ａは、予等化波形生成部（生成部ともいう）１４Ａと、予等化波形合成部（合成部ともいう）１５と、ＬＤ（レーザダイオード）１６と、ベクトル変調部１７とを備えて構成されている。なお、ＬＤ１６は、請求項記載の光源を構成する。

予等化波形生成部１４Ａは、波長分散補償量（補償量ともいう）Ｈ１に応じて、ＬＤ１６から出射される信号光Ｓ３の波形歪を抑制する予等化のための予等化波形データＤ１を生成するものである。この生成部１４Ａは、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２１と、位相回転部２２と、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部２３と、メモリ部２４とを備えて構成されている。補償量Ｈ１は、光ファイバ伝送路１３において生じる波長分散を補償するために予め定め設定された値となっている。

Δｔ＝ΔλＤＬ …（１）

ここで、Δλは信号光帯域幅、Ｄは信号光波長における分散パラメータ、Ｌは光信号の伝送距離である。

上記繰り返し周期Ｔを持つ１ビットパルス信号ｓ_０（ｔ）の時間波形を、図２（ａ）に示す。１ビットパルス信号ｓ_０（ｔ）は、波長分散による波形広がり分を含んだ長さの繰り返し周期Ｔを有しており、ＦＦＴ部２１に予め保持されている。ＦＦＴ部２１が行う高速フーリエ変換では、様々な周期を持つｓｉｎ波（正弦波）、ｃｏｓ波（余弦波）の振幅（各周波数成分の振幅）に分解して１ビットパルス信号ｓ_０（ｔ）を近似する処理が行われる。

式（１）の最大遅延差Δｔは、繰り返し周期Ｔを決めるための目安である。最大遅延差Δｔが大きいとパルス幅が拡がるので、繰り返し周期Ｔを大きくする必要がある。繰り返し周期Ｔが小さいと、パルスが拡がって食み出すので正確に補償できなくなる。繰り返し周期Ｔは、繰り返し関数であるため、波長分散の遅れ進みは、位相の回転が遅れたり進んだりすることで表される。このため、後述のように、位相回転部２２で逆の位相回転を与えることで波長分散を補償する。

ここで、ω_ｃは光信号の中心角周波数、ωはω_ｃからの相対角周波数である。

波長分散は、光信号（予等化変調信号Ｓ２）の周波数成分毎に位相の回転が異なってくる現象なので、位相回転部２２で位相回転を逆に与えることで波長分散を補償（波長分散補償）する。ここでは、波長分散補償量Ｈ１が大きい程に位相回転を大きくする必要があり、周波数に応じて位相の回転量を変える。

上式（２）の分散パラメータＤは、光ファイバ伝送路１３の光ファイバの仕様で決る値である。分散パラメータＤを基に、式（２）の群速度分散β_２が計算できるようになっている。また、分散パラメータＤと伝送距離Ｌとを与えれば、相対角周波数ωに対する回転角度θ（ω）が求められる。相対角周波数ωが中心から離れる場合、２乗の関係（ω^２）で回転角度θ（ω）が増加する。

予等化波形合成部１５は、入力される例えば“１，０，１”のＢＰデータ（ビットパターンデータ）Ｄ２に応じて、予等化波形データＤ１に時間遅延を与えて合成し、これを予等化変調信号Ｓ２としてベクトル変調部１７へ出力する。即ち、合成部１５は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、入力される予等化波形データＤ１のｂｉｔ列｛ｂ_ｉ｝（ｉ＝１，…）に対して、１／Ｂ，２／Ｂ，３／Ｂ，…で示すように、１／Ｂｉｔｒａｔｅ（ビットレート）ずつ遅延を与えながら、ｂ_ｎ＝“１”（ｏｎ：オン）の場合のみ、時間領域複素信号ｓ_０’（ｔ）の出力を開始する。この開始後、ｉ＝ｎ−ｋ，…，ｎまでの時間領域複素信号ｓ_０’（ｔ）の総和を取って予等化波形信号列ｓ’（ｔ）を生成する。この予等化波形信号列ｓ’（ｔ）が、予等化変調信号Ｓ２である。

つまり、合成部１５は、ベクトル変調部１７から光ファイバ伝送路１３へ送信される光変調信号Ｓ１が、後述の所定波形｛図４（ａ）参照｝となるような、信号光Ｓ３の波形歪を抑制する予等化波形としての予等化変調信号Ｓ２を生成して出力する。

図３（ａ），（ｃ），（ｄ）の“１”の波形は、図２（ａ）の１ビットパルス信号ｓ_０（ｔ）に対応する波形である。図３（ｂ）の“０”の波形は、信号成分が無い部分の波形である。

ベクトル変調部１７は、ＬＤ１６から出射される信号光Ｓ３を、予等化変調信号Ｓ２で変調し、この変調で得られる光変調信号Ｓ１を光ファイバ伝送路１３へ送信する。光変調信号Ｓ１の波形は、図４（ａ）に示すように、実数成分Ｗ５及び虚数成分Ｗ６から成る。

ここで、ベクトル変調部１７がＩ／Ｑ変調器であるとする。Ｉ／Ｑ変調部では、入力される信号光Ｓ３を２分岐し、それぞれの信号に予等化変調信号Ｓ２に応じた異なる電圧を掛けて、それぞれの信号の位相を変える。この位相が異なる各信号を合成すると、その位相の状態で打ち消し合ったり強め合ったりして変調が掛かる。これによって、両方の信号の位相を進めたり遅らせたりできるので、Ｉ／Ｑ変調器から出力されるＩとＱの複素信号が回転し、実数成分Ｗ５と虚数成分Ｗ６との量が変わる。これは、光の干渉を使用しているので、入力信号光Ｓ３に対してｃｏｓ特性となる。

このようにベクトル変調部１７から出力される光変調信号Ｓ１が、光ファイバ伝送路１３を経由して光受信機１２で受信される。この受信信号は、例えば、図４（ｂ）に示す離間した振幅ＡＭ１，ＡＭ２を有する波形となる。光受信機１２は、その波形の振幅ＡＭ１を“１”、振幅ＡＭ２を“１”、振幅ＡＭ１とＡＭ２との間を“０”と復号する。この復号により、送信側のＢＰデータＤ２と同じ“１，０，１”のビットパターンのデータＤ２ａが出力される。

＜第１実施形態の具体例＞
ＬＤ１６からの信号光Ｓ３としての、信号光波長λ_ｃ＝１５５０ｎｍ、Ｂｉｔｒａｔｅ＝２５Ｇｂｉｔ／ｓの信号に対して、分散パラメータＤ＝１４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、光ファイバ伝送路１３として、長さ１５０ｋｍのＳＭＦで伝送した場合の波長分散の予等化を考える。

信号光帯域幅をＢｉｔｒａｔｅの２倍とすると、上式（１）より、最大遅延差Δｔは８４０ｐｓとなる。ＦＦＴ部２１及びＩＦＦＴ部２３の信号処理に伴う波形歪を処理するための余長分も含めて、繰り返し周期Ｔ＝１２８０ｐｓとする。サンプリング周波数を１００ＧＨｚとすると、予等化変調信号Ｓ２である時間領域複素信号ｓ_０’（ｔ）のデータ量は、２５６ポイントとなる。

この際の予等化変調信号Ｓ２は、図４（ａ）に示す波形のようになる。即ち、予等化波形生成部１４Ａで生成された予等化波形信号列ｓ’（ｔ）としての予等化波形データＤ１が、ビットパターン“１０１”のデータ列（ＢＰデータＤ２）に応じて、予等化波形合成部１５で遅延されて合成されたものとなる。この予等化変調信号Ｓ２は、１５０ｋｍ伝送後の図４（ｂ）に示す波形を見ると、波長分散が打ち消されてビットパターン“１０１”の信号波形が復元されていることが分かる。

＜第１実施形態の効果＞
以上説明したように、第１実施形態の光伝送システム１０Ａは、光送信機１１Ａと、光送信機１１Ａから送信される光変調信号Ｓ１が伝送される光ファイバ伝送路１３と、光ファイバ伝送路１３を伝送してきた光変調信号Ｓ１を受信する光受信機１２とを備えて構成されている。

（１）光送信機１１Ａは、予等化波形生成部１４Ａと、予等化波形合成部１５と、ベクトル変調部１７とを備えて構成されている。予等化波形生成部１４Ａは、ＦＦＴ部２１、位相回転部２２、ＩＦＦＴ部２３を備える。ＦＦＴ部２１は、光ファイバ伝送路１３の波長分散を補償する波長分散補償量に応じて、波長分散による波形広がり分を含んだ長さの繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解する。位相回転部２２は、その分解された各周波数成分に対して波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する複素信号データを得る。ＩＦＦＴ部２３は、複素信号データに逆高速フーリエ変換を施し、複素信号で表される１ビットパルス信号の予等化波形データＤ１を生成する。

予等化波形生成部１４Ａは、入力された送信信号のビットパターンを有するＢＰデータに応じて、生成された予等化波形データＤ１に時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号Ｓ２を生成して出力する。ベクトル変調部１７は、ＬＤ１６から出射される信号光Ｓ３を、生成された予等化変調信号Ｓ２で変調し、この変調により光信号としての光変調信号Ｓ１を生成して光ファイバ伝送路１３へ送信する。

この構成によれば、光送信機１１Ａにおいて、波長分散補償量Ｈ１に応じて予等化波形データＤ１を生成し、この予等化波形データＤ１をＢＰデータで変調した光変調信号Ｓ１で信号光Ｓ３を変調して光ファイバ伝送路１３へ送信する。波長分散補償量Ｈ１に応じて予等化波形データＤ１を生成する場合、ＦＦＴ部２１、位相回転部２２、ＩＦＦＴ部２１での１回の演算処理で生成可能である。このため、演算量を、従来のようにＦＦＴ、位相回転処理、ＩＦＦＴを時間的に繰り返す場合に比べて、大幅に少なくすることができる。これによって、電気回路の負荷が軽くなり、小型光モジュールへ適用可能に、光送信機１１Ａを小型化することができる。

（２）ＩＦＦＴ部２１で生成された予等化波形データＤ１を記憶するメモリ部２４を更に備える構成とした。

この構成によれば、ＦＦＴ部２１、位相回転部２２、ＩＦＦＴ部２１での１回の演算処理で予等化波形データＤ１を生成してメモリ部に記憶しておけば、以降その演算処理を行わなくても、記憶された予等化波形データＤ１を用いて予等化変調信号Ｓ２を生成することができる。

＜第２実施形態の構成＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
図５に示す第２実施形態の光伝送システム１０Ｂが、第１実施形態の光伝送システム１０Ａと異なる点は、時間領域複素信号ｓ_０’（ｔ）のデータ量の更なる削減を実現するものであり、光送信機１１Ｂの予等化波形生成部１４Ｂの構成にある。予等化波形生成部１４Ｂは、ＦＦＴ部２１Ａと、位相回転部２２Ａと、窓関数乗算部３１と、遅延合成部３２と、メモリ部２４とを備えて構成されている。

サンプリング周波数が同等の場合、繰り返し周期が短い方がデータ量が少なくなり、式（３）の遅延Ｔ_１を与えたとしても、無信号区間を含む分、時間領域複素信号ｓ”（ｔ）のデータ量も少なくなる。この時間領域複素信号ｓ”（ｔ）が時間領域複素データＤ４としてメモリ部２４に記憶される。メモリ部２４に記憶された時間領域複素データＤ４は、予等化波形合成部１５へ出力される。

予等化波形合成部１５及びベクトル変調部１７、並びに光受信機１２の動作は、第１実施形態と同様である。

＜第２実施形態の具体例＞
信号光波長λ_ｃ＝１５５０ｎｍ等の各数値の前提条件は、第１実施形態と同様であるが、繰り返し周期Ｔ’＝６４０ｐｓとした場合、データ量が２００ポイントで、これと同等の予等化された時間領域複素信号ｓ”（ｔ）を生成することができる。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明したように、第２実施形態の光伝送システム１０Ｂは、光送信機１１Ｂと、光送信機１１Ｂから送信される光変調信号Ｓ１が伝送される光ファイバ伝送路１３と、光ファイバ伝送路１３を伝送してきた光変調信号Ｓ１を受信する光受信機１２とを備えて構成されている。

（１）光送信機１１Ｂは、予等化波形生成部１４Ｂと、予等化波形合成部１５と、ベクトル変調部１７とを備えて構成されている。予等化波形生成部１４Ｂは、ＦＦＴ部２１Ａ、位相回転部２２Ａ、窓関数乗算部３１及び遅延合成部３２を備える。ＦＦＴ部２１Ａは、光ファイバ伝送路１３の波長分散を補償する波長分散補償量Ｈ１に応じて、１ビット長に無信号区間を加えた繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解する。位相回転部２２Ａは、分解された各周波数成分に対して波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する時間波形を得る。窓関数乗算部３１は、各周波数成分に対応する時間波形に、繰り返し周期の長さの窓関数を乗算する。遅延合成部３２は、窓関数を乗算した各周波数成分に対応する時間波形に、波長分散補償量に応じた遅延を与えて合成することで、複素信号で表される１ビットパルス信号の時間領域複素データＤ４を生成する。

予等化波形合成部１５は、ＢＰデータに応じて、生成された時間領域複素データＤ４に時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号Ｓ２を生成して出力する。ベクトル変調部１７は、ＬＤ１６から出射される信号光Ｓ３を、生成された予等化変調信号Ｓ２で変調し、この変調により光信号としての光変調信号Ｓ１を生成して光ファイバ伝送路１３へ送信する。

この構成によれば、各周波数成分に対応する時間波形に、無信号区間を加えた繰り返し周期の長さの窓関数を乗算し、この窓関数を乗算した各周波数成分に対応する時間波形に、波長分散補償量に応じた遅延を与えて合成することで、複素信号で表される１ビットパルス信号の時間領域複素データＤ４を生成する。このため、窓関数で繰り返し周期が短い方のでデータ量が少なくなり、遅延を与えたとしても無信号区間を含む分、時間領域複素データＤ４のデータ量が少なくなる。このため、演算量をより少なくすることができるので、光送信機１１Ｂを、第１実施形態の光送信機１１Ａよりも小型化することができる。

（２）遅延合成部３２で生成された時間領域複素データＤ４を記憶するメモリ部２４を更に備える構成とした。

この構成によれば、ＦＦＴ部２１Ａ、位相回転部２２Ａ、窓関数乗算部３１、遅延合成部３２での１回の演算処理で時間領域複素データＤ４を生成してメモリ部に記憶しておけば、以降その演算処理を行わなくても、記憶された時間領域複素データＤ４を用いて予等化変調信号Ｓ２を生成することができる。

＜第３実施形態の構成＞
図７は、本発明の第３実施形態に係る光送信機を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
図７に示す第３実施形態の光伝送システム１０Ｃが、第１及び第２実施形態の光伝送システム１０Ａ，１０Ｂと異なる点は、コントローラ４１を備えたことにある。コントローラ４１は、光受信機１２からの伝送品質情報Ｄ５に応じて、波長分散補償量Ｈ２を予等化波形生成部１４Ａ又は１４Ｂへ出力するものである。コントローラ４１は、光送信機１１Ａ又は１１Ｂに内蔵又は外付けで含まれているとする。なお、コントローラ４１は、請求項記載の制御部を構成する。伝送品質情報Ｄ５は、請求項記載の伝送品質に対応する。

伝送品質情報Ｄ５は、光受信機１２が受信した光変調信号Ｓ１に対応する信号から検出されるエラーレート又はエラー訂正数などである。光受信機１２は、光ファイバ伝送路１３の波長分散に係る伝送品質を測定可能となっており、光ファイバ伝送路１３で単位時間当たり、どれだけエラーが起こったかを測定する。

コントローラ４１は、光受信機１２からの伝送品質情報Ｄ５が最も良い値（最良値）となるように、波長分散補償量Ｈ２を掃引しながら生成部１４Ａ又は１４Ｂへ入力する。この入力により生成部１４Ａ又は１４Ｂから出力される予等化波形データＤ１又は時間領域複素データＤ４は、伝送品質情報Ｄ５が最良値に近付く様に変化する。このようなコントローラ４１による波長分散補償量Ｈ２の掃引に応じて、光ファイバ伝送路１３を経由して光受信機１２からコントローラ４１にフィードバックされる伝送品質情報Ｄ５が最良値に収束する。

光ファイバ伝送路１３を構成する光ファイバは温度に応じて伸び縮みする。このため、波長分散は時間的にゆっくり変化するが、上記のフィードバックされる伝送品質情報Ｄ５に応じた波長分散補償量Ｈ２の掃引により、伝送品質情報Ｄ５を最良値とすることができる。つまり、波長分散が時間的にゆっくり変化する場合にも対応（補償）可能となる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 光伝送システム
１１Ａ，１１Ｂ 光送信機
１２ 光受信機
１３ 光ファイバ伝送路
１４Ａ，１４Ｂ 予等化波形生成部
１５ 予等化波形合成部
１６ ＬＤ（レーザダイオード）
１７ ベクトル変調部
２１ ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部
２２，２２Ａ 位相回転部
２３ ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部
２４ メモリ部
３１ 窓関数乗算部
３２ 遅延合成部
Ｄ１ 予等化波形データ
Ｄ２ ＢＰデータ
Ｄ２ａ データ
Ｄ４ 時間領域複素データ
Ｓ１ 光変調信号
Ｓ２ 予等化変調信号
Ｓ３ 信号光
Ｈ１，Ｈ２ 波長分散補償量

Claims (6)

1. 光ファイバ伝送路を経由して光受信機で受信される光信号を送信する光送信機であって、
   前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する波長分散補償量に応じて、波長分散による波形広がり分を含んだ長さの繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解するＦＦＴ部と、
   前記分解された各周波数成分に対して前記波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する複素信号データを得る位相回転部と、
   前記複素信号データに逆高速フーリエ変換を施し、複素信号で表される前記１ビットパルス信号の予等化波形データを生成するＩＦＦＴ部と
   を有する予等化波形生成部と、
   入力された送信信号のビットパターンを有するＢＰデータに応じて、前記生成された予等化波形データに時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号を生成して出力する予等化波形合成部と、
   光源から出射される信号光を、前記生成された予等化変調信号で変調し、この変調により前記光信号としての光変調信号を生成して前記光ファイバ伝送路へ送信するベクトル変調部と
   を備えることを特徴とする光送信機。
2. 前記ＩＦＦＴ部で生成された予等化波形データを記憶するメモリ部
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
3. 光ファイバ伝送路を経由して光受信機で受信される光信号を送信する光送信機であって、
   前記光ファイバ伝送路の波長分散を補償する波長分散補償量に応じて、１ビット長に無信号区間を加えた繰り返し周期の１ビットパルス信号に、高速フーリエ変換を施して複数の周波数成分に分解するＦＦＴ部と、
   前記分解された各周波数成分に対して前記波長分散補償量に応じた位相回転を与え、各周波数成分に対応する時間波形を得る位相回転部と、
   前記各周波数成分に対応する時間波形に、前記繰り返し周期の長さの窓関数を乗算する窓関数乗算部と、
   前記窓関数を乗算した各周波数成分に対応する時間波形に、前記波長分散補償量に応じた遅延を与えて合成することで、複素信号で表される１ビットパルス信号の時間領域複素データを生成する遅延合成部と
   を有する予等化波形生成部と、
   入力された送信信号のビットパターンを有するＢＰデータに応じて、前記生成された時間領域複素データに時間遅延を与えて合成し、この合成により予等化変調信号を生成して出力する予等化波形合成部と、
   光源から出射される信号光を、前記生成された予等化変調信号で変調し、この変調により前記光信号としての光変調信号を生成して前記光ファイバ伝送路へ送信するベクトル変調部と
   を備えることを特徴とする光送信機。
4. 前記遅延合成部で生成された時間領域複素データを記憶するメモリ部
   を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の光送信機。
5. 前記光ファイバ伝送路を経由して光受信機で計測される前記光変調信号の伝送品質に応じて、当該伝送品質が最良値となるように、前記波長分散補償量を掃引しながら前記ＦＦＴ部へ入力する制御部
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光送信機。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の光送信機と、当該光送信機から送信される前記光変調信号が伝送される光ファイバ伝送路と、当該光ファイバ伝送路を伝送してきた光変調信号を受信する光受信機と
   を備えることを特徴とする光伝送システム。

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