JP6960850B2 - 光通信装置、光通信方法、及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、光通信装置、光通信方法、及び制御プログラムに関する。

モバイル通信サービス、クラウドサービスなどの普及に伴い、光通信システムにおけるトラフィック量が急増している。そのため、光通信システムでは、トラフィック量の急増に伴う対応が要求されている。また、光通信システムでは、伝送速度の高速化も要求されている。例えば、光通信システムでは、１００Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）の高速インタフェースが運用されている。さらに、１００Ｇｂｐｓを超える伝送速度を実現するための技術が、研究開発されている。

１００Ｇｂｐｓを超える伝送速度を実現する方法としては、デジタルコヒーレント方式が知られている。デジタルコヒーレント方式を用いた受信装置は、受信した光信号から光強度情報及び位相情報を抽出し、量子化処理を行う。当該受信装置が有するデジタル信号処理回路は、量子化処理で得られたデータを電気信号に復調する。

光信号は、光伝送路を伝送されることで波形歪を発生する。波形歪は、波長分散などによる線形波形歪、及び光伝送路で発生する非線形波形歪を含む。波形歪が大きい場合、受信誤り率が高くなる。

そのため、光信号の波形歪を補償する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。例えば、特許文献１の光受信装置は、光信号の線形波形歪を補償する線形歪補償部と、光信号の非線形波形歪を補償する非線形歪補償部とを備えた歪補償部を複数連続した構成を有する。

特開２０１０−５０５７８号公報

ところで、波形歪を補償する際に用いるパラメータの調整は、トレーニング信号を用いて行われる。例えば、送信装置は、トレーニング信号が付加されたデータ信号を光信号に変換し、当該光信号を受信装置に送信する。
受信装置の波形歪補償回路は、トレーニング信号の既知のデータパターンを予め格納している。線形波形歪を補償する際に用いるパラメータを線形補償パラメータと言う。非線形波形歪を補償する際に用いるパラメータを非線形補償パラメータと言う。

受信装置の波形歪補償回路は、送信装置から光信号を受信し、当該光信号からトレーニング信号を取得する。波形歪補償回路は、取得したトレーニング信号の波形歪を補償しながら、トレーニング信号の既知のデータパターンが検出されるまで、線形補償パラメータ及び非線形補償パラメータを調整する。
トレーニング信号の既知のデータパターンが検出されたとき、線形補償パラメータ及び非線形補償パラメータは、最適値に近い状態に調整されていると考えられる。これにより、波形歪補償回路は、最適な動作状態になる。

しかし、非線形補償パラメータの調整では、回路規模の制限によりトレーニング信号を用いる方法が採用されない場合がある。例えば、波形歪補償回路には、データ信号を処理するための回路とトレーニング信号を処理するための回路が必要である。トレーニング信号を用いて非線形補償パラメータを調整するための回路を波形歪補償回路に含めると、回路の規模が大きくなる。また、波形歪補償回路をＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で実装した場合、消費電力が高くなることもある。

そこで、非線形補償パラメータを調整する方法としては、トレーニング信号を用いないで、ブラインド等化を用いる方法が考えられる。しかし、ブラインド等化を用いる方法では、受信装置が信号のデータパターンを用いないで非線形補償パラメータを調整するため、非線形補償パラメータが収束するまでに長い時間を要する。

なお、線形補償パラメータ及び非線形補償パラメータの調整は、通信サービスの開始時又は障害などで光伝送路が切り替えられたときなどに行われる。線形補償パラメータ及び非線形補償パラメータの調整は、短い時間で完了することが要求される。例えば、光伝送路を切り替えて通信サービスが再開するまでに許容されている時間は、５０〜１００ｍｓ以内である。

本発明の目的は、波形歪補償に用いられるパラメータの調整時間を短縮することである。

本開示の一態様に係る光通信装置が提供される。光通信装置は、複数の光伝送路の各々から受信された光信号の光パワーに基づいて受信対象の光信号が伝送されている光伝送路を特定し、特定した光伝送路を選択させるための選択指示を送信する選択制御部と、前記選択指示に基づいて前記複数の光伝送路の中から光伝送路を選択し、選択した光伝送路である選択光伝送路から受信された光信号を出力する選択部と、前記選択部から出力された前記光信号から、前記選択光伝送路において生じる前記光信号の線形波形歪及び非線形波形歪が補償された電気信号を生成するインタフェース部と、前記複数の光伝送路の各々に対応する非線形波形歪を補償するための非線形補償用パラメータを予め記憶するパラメータ保持部と、前記非線形補償用パラメータを記憶する記憶部と取得部を含む装置監視部と、を有し、前記インタフェース部は、前記選択光伝送路に対応する前記非線形補償用パラメータを用いて、前記光信号の非線形波形歪を補償する。前記パラメータ保持部は、基板部に搭載される。前記基板部は、前記装置監視部とは分離された構造を持ち、前記光通信装置に着脱可能である。前記取得部は、前記基板部から、新たなパラメータ保持部が搭載された新たな基板部に交換されたときに、前記記憶部に格納されている前記非線形補償用パラメータを前記新たなパラメータ保持部に格納する。

本発明によれば、波形歪補償に用いられるパラメータの調整時間を短縮することができる。

実施の形態１の光通信システムを示す図である。 実施の形態１のトランスポンダが有する主なハードウェア構成を示す図である。 実施の形態１のトランスポンダの構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１の通信サービスの開始後などにおけるトランスポンダの動作を示すフローチャートである。 実施の形態２の光通信システムを示す図である。 実施の形態２のトランスポンダの構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態３のトランスポンダの構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態４の光通信システムを示す図である。 実施の形態５の光通信装置の構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

実施の形態１．
（光通信システムの構成）
図１は、実施の形態１の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置１００と、光通信装置２００と、これらを通信可能にするための光伝送路３０１，３０２，４０１，４０２とを含む。例えば、光通信装置１００及び光通信装置２００の一方は、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であり、他方はＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）である。

光通信システムでは、光ファイバなどで構成される光伝送路が冗長化されている。実施の形態１では、光通信装置１００と光通信装置２００とは、０系の光伝送路３０１，３０２と１系の光伝送路４０１，４０２とにより通信可能に接続されている。０系の光伝送路３０１，３０２を第１の光伝送路と言い、１系の光伝送路４０１，４０２を第２の光伝送路と言う。或いは、０系の光伝送路３０１，３０２を第２の光伝送路と言い、１系の光伝送路４０１，４０２を第１の光伝送路と言う。０系の光伝送路３０１，３０２又は１系の光伝送路４０１，４０２を介して行われる光通信装置１００と光通信装置２００との間のデータ伝送の伝送速度は、１００Ｇｂｐｓを超えることができる。

光通信装置１００は、トランスポンダ１１０と装置監視部１３０を有する。光通信装置１００は、実施の形態の光通信方法を実施することができる装置である。トランスポンダ１１０については、後で詳細に説明する。装置監視部１３０は、光通信装置１００全体を監視する。装置監視部１３０は、例えば、トランスポンダ１１０を搭載する基板部の取外し、及び、新たなトランスポンダを搭載した新たな基板部の装着を検出し、予め決められた処理（後述の実施の形態５で説明する）を実行する。
なお、光通信装置２００は、光通信装置１００と同様の構成を有する。

（トランスポンダのハードウェア構成）
次に、トランスポンダ１１０が有する主なハードウェア構成について説明する。
図２は、実施の形態１のトランスポンダが有する主なハードウェア構成を示す図である。トランスポンダ１１０は、プロセッサ１０１、揮発性記憶装置１０２、及び不揮発性記憶装置１０３を有する。

プロセッサ１０１は、トランスポンダ１１０全体を制御する。プロセッサ１０１は、実施の形態１の光通信方法を実施するための制御プログラムを実行することができる。例えば、プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などである。プロセッサ１０１は、複数の処理を並列に実行するマルチプロセッサであってもよい。トランスポンダ１１０は、処理回路によって実現されてもよく、又は、ソフトウェア、ファームウェア若しくはそれらの組み合わせによって実現されてもよい。

揮発性記憶装置１０２は、トランスポンダ１１０の主記憶装置である。例えば、揮発性記憶装置１０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。不揮発性記憶装置１０３は、トランスポンダ１１０の補助記憶装置である。例えば、不揮発性記憶装置１０３は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などである。

光通信装置２００が有するトランスポンダは、トランスポンダ１１０と同様のハードウェアを有する。また、光通信装置２００が有する装置監視部は、装置監視部１３０と同様のハードウェアを有する。

（トランスポンダの機能ブロック）
図３は、実施の形態１のトランスポンダ１１０の構成を示す機能ブロック図である。トランスポンダ１１０は、クライアントＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１１１、信号処理部１１２、インタフェース部１１３、監視制御部１１４、光信号を分岐する光学部品であるＣＰＬ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）１１５、光信号の光パワーを検出するモニタ１１６ａ，１１６ｂ、選択制御部１１７、選択部１１８、パラメータ保持制御部１１９及びパラメータ保持部１２０を有する。ＣＰＬ１１５は、例えば、１入力２出力の光カプラ、すなわち、１×２光カプラである。選択部１１８は、例えば、２入力１出力の光スイッチ、すなわち、１×２光スイッチである。

クライアントＩＦ部１１１、信号処理部１１２、インタフェース部１１３、監視制御部１１４、モニタ１１６ａ，１１６ｂ、選択制御部１１７、選択部１１８、及びパラメータ保持制御部１１９の一部又は全部は、プロセッサ１０１によって実現されてもよい。また、クライアントＩＦ部１１１、信号処理部１１２、インタフェース部１１３、監視制御部１１４、モニタ１１６ａ，１１６ｂ、選択制御部１１７、選択部１１８、及びパラメータ保持制御部１１９の一部又は全部は、例えば、プロセッサ１０１が実行するプログラムのモジュールとして実現されてもよい。プログラムは、揮発性記憶装置１０２又は不揮発性記憶装置１０３に格納される。
パラメータ保持部１２０は、揮発性記憶装置１０２又は不揮発性記憶装置１０３に確保した記憶領域として実現される。

クライアントＩＦ部１１１は、トランスポンダ１１０に接続された外部装置であるクライアント装置（図示を省略）との間で電気信号であるデータ信号を送受信する。

信号処理部１１２は、クライアント装置から受信したデータ信号を用いてフレーム生成等の処理を実行する。また、信号処理部１１２は、データ信号とトレーニング信号とをフレーム化し、フレーム化された電気信号を送信する。
また、信号処理部１１２は、電気信号をインタフェース部１１３から受信する。信号処理部１１２は、電気信号に様々な処理を実行し、処理された電気信号をクライアントＩＦ部１１１に送信する。

インタフェース部１１３は、デジタルコヒーレント方式を用いた受信部であり、デジタルコヒーレントＩＦ部とも言う。インタフェース部１１３は、信号処理部１１２から受信した電気信号を光信号に変換する。また、インタフェース部１１３は、選択部１１８から出力された光信号を電気信号に変換する。インタフェース部１１３は、選択部１１８を介して受信された光信号を電気信号に変換してトレーニング信号を取得することもできる。

インタフェース部１１３は、通信サービスの開始時などの予め決められた時点において、線形補償用パラメータを用いて光信号の線形波形歪を補償する。ここで、線形補償用パラメータは、光信号の線形波形歪を補償する際に用いるパラメータである。線形補償用パラメータは、例えば、通信サービスの開始時又は障害などで光伝送路が切り替えられたときなどに、インタフェース部１１３により調整される。詳細には、インタフェース部１１３は、通信サービスの開始時又は障害などで光伝送路が切り替えられたときなどに、トレーニング信号を用いて線形補償用パラメータを調整する。例えば、インタフェース部１１３は、光信号を電気信号に変換して、トレーニング信号を取得する。なお、トレーニング信号は、調整用信号とも言う。また、取得したトレーニング信号は、線形補償用パラメータを調整する際に用いられ、かつ、波形歪が生じている。インタフェース部１１３は、トレーニング信号の波形歪の補償に伴って線形補償用パラメータを調整する。すなわち、インタフェース部１１３は、トレーニング信号の波形歪を補償しながら、トレーニング信号の既知のデータパターンが検出されるまで、線形補償用パラメータを調整する。なお、トレーニング信号の既知のデータパターンは、揮発性記憶装置１０２又は不揮発性記憶装置１０３に予め格納されている。

インタフェース部１１３は、通信サービスの開始時などに、非線形補償用パラメータを用いて光信号の非線形波形歪を補償する。非線形補償用パラメータについては、後で詳細に説明する。

監視制御部１１４は、クライアントＩＦ部１１１、信号処理部１１２、及びインタフェース部１１３の状態（例えば、障害が発生しているか否か）を監視する。また、監視制御部１１４は、クライアントＩＦ部１１１、信号処理部１１２、及びインタフェース部１１３の動作を制御する。

ＣＰＬ１１５は、インタフェース部１１３から受信した光信号を０系の光伝送路及び１系の光伝送路に送信する。例えば、ＣＰＬ１１５は、インタフェース部１１３から受信した光信号を０系の光伝送路３０２を介して光通信装置２００に送信する。ＣＰＬ１１５は、インタフェース部１１３から受信した光信号を１系の光伝送路４０２を介して光通信装置２００に送信する。

モニタ１１６ａは、０系の光伝送路３０１から受信した光信号の光パワーＰ（３０１）を検出し、検出された光パワーＰ（３０１）に対応する値を持つ光パワー信号Ａ１を選択制御部１１７に送信する。モニタ１１６ｂは、１系の光伝送路４０１から受信した光信号の光パワーＰ（４０１）を検出し、検出された光パワーＰ（４０１）に対応する値を持つ光パワー信号Ａ２を選択制御部１１７に送信する。

選択制御部１１７は、モニタ１１６ａ，１１６ｂから光パワー信号Ａ１，Ａ２を受信する。選択制御部１１７は、光パワー信号Ａ１，Ａ２に基づいて１つの光伝送路を特定し、特定した光伝送路を選択させるための選択指示Ｂを選択部１１８に送信する。

この点を詳細に説明する。選択制御部１１７は、光パワー信号Ａ１，Ａ２と予め設定された閾値Ｔｈ１とに基づいて、０系の光伝送路３０１及び１系の光伝送路４０１の中から、１つの光伝送路を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路と特定する。

例えば、選択制御部１１７は、光パワーＰ（３０１）に対応する光パワー信号Ａ１が閾値Ｔｈ１以上、かつ、光パワーＰ（４０１）に対応する光パワー信号Ａ２が閾値Ｔｈ１未満の場合、０系の光伝送路３０１を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路と特定する。そして、選択制御部１１７は、０系の光伝送路３０１を選択させるための選択指示Ｂを選択部１１８に送信する。

また、例えば、選択制御部１１７は、光パワーＰ（４０１）に対応する光パワー信号Ａ２が閾値Ｔｈ１以上、かつ、光パワーＰ（３０１）に対応する光パワー信号Ａ１が閾値Ｔｈ１未満の場合、１系の光伝送路４０１を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路と特定する。そして、選択制御部１１７は、１系の光伝送路４０１を選択させるための選択指示Ｂを選択部１１８に送信する。

なお、閾値Ｔｈ１は、例えば、揮発性記憶装置１０２（図２に示される）又は不揮発性記憶装置１０３（図２に示される）に予め格納されている。

選択部１１８は、例えば、スイッチである。選択部１１８は、選択指示Ｂに基づいて１つ光伝送路を選択する。選択部１１８は、選択した光伝送路から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。例えば、選択部１１８が選択指示Ｂに基づいて０系の光伝送路３０１を選択したとき、選択部１１８は、０系の光伝送路３０１から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。また、例えば、選択部１１８が選択指示Ｂに基づいて１系の光伝送路４０１を選択したとき、選択部１１８は、１系の光伝送路４０１から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。
また、選択制御部１１７によって特定され、選択部１１８が選択した光伝送路を、選択光伝送路と言う。

選択制御部１１７は、選択情報Ｃをパラメータ保持制御部１１９に送信する。選択情報Ｃは、選択光伝送路を示す情報である。これにより、パラメータ保持制御部１１９は、選択光伝送路を特定できる。
パラメータ保持部１２０は、光伝送路の各々に対応する非線形波形歪を補償するための非線形補償用パラメータを予め記憶する。例えば、パラメータ保持部１２０は、０系の光伝送路３０１に対応する非線形補償用パラメータと、１系の光伝送路４０１に対応する非線形補償用パラメータを記憶する。

非線形補償用パラメータについて説明する。非線形波形歪補償では、光伝送路を構成する光ファイバを伝搬するＸ偏波とＹ偏波の位相回転を元に戻す。０系の光伝送路及び１系の光伝送路は、伝送距離及び伝送条件が互いに異なる。そのため、パラメータ保持部１２０は、０系の光伝送路と１系の光伝送路にそれぞれ対応する固有の非線形補償用パラメータを記憶する。例えば、非線形補償用パラメータは、位相回転量である。また、位相回転量は、Ｘ偏波とＹ偏波の光パワーに基づいて算出することができる。位相回転量は、Ｘ偏波とＹ偏波の光パワーの平均値に比例する位相回転量を算出することで求めてもよい。

パラメータ保持制御部１１９は、選択情報Ｃに基づいて、非線形補償用パラメータの情報Ｄをパラメータ保持部１２０から取得する。パラメータ保持制御部１１９は、非線形補償用パラメータの情報Ｄをインタフェース部１１３に送信する。例えば、パラメータ保持制御部１１９は、選択光伝送路が０系の光伝送路３０１であることを選択情報Ｃが示している場合、０系の光伝送路３０１に対応する非線形補償用パラメータをパラメータ保持部１２０から取得する。パラメータ保持制御部１１９は、０系の光伝送路３０１に対応する非線形補償用パラメータをインタフェース部１１３に送信する。また、例えば、パラメータ保持制御部１１９は、選択光伝送路が１系の光伝送路４０１であることを選択情報Ｃが示している場合、１系の光伝送路４０１に対応する非線形補償用パラメータをパラメータ保持部１２０から取得する。パラメータ保持制御部１１９は、１系の光伝送路３０１に対応する非線形補償用パラメータをインタフェース部１１３に送信する。これにより、例えば、インタフェース部１１３は、光伝送路が切り替えられたときなどに、非線形補償用パラメータを用いて、短時間に非線形波形歪を補償できる。

（トランスポンダの動作）
次に、通信サービスの開始時又は障害などで光伝送路が切り替えられたときなどのトランスポンダ１１０の動作を簡単に説明する。
インタフェース部１１３は、選択部１１８から光信号を受信する。なお、インタフェース部１１３は、０系の光伝送路３０１又は１系の光伝送路４０１のいずれから当該光信号を受信してもよい。インタフェース部１１３は、選択部１１８を介して受信した光信号を電気信号に変換してトレーニング信号を取得する。インタフェース部１１３は、トレーニング信号の波形歪を補償しながら、トレーニング信号の既知の（すなわち、目標の）データパターンが検出されるまで、線形補償用パラメータを調整する。調整された線形補償用パラメータは、揮発性記憶装置１０２又は不揮発性記憶装置１０３に格納されてもよいし、インタフェース部１１３が有するバッファ（図示を省略）に格納されてもよい。

次に、通信サービスの開始時又は光伝送路が切り替えられ通信サービスが再開する時のトランスポンダ１１０の動作について、フローチャートを用いて説明する。
図４は、実施の形態１の通信サービスの開始後などにおけるトランスポンダの動作を示すフローチャートである。

（ステップＳ１１）モニタ１１６ａは、０系の光伝送路３０１から受信した光信号の光パワーＰ（３０１）を検出して光パワーＰ（３０１）に対応する光パワー信号Ａ１を生成する。モニタ１１６ａは、光パワー信号Ａ１を選択制御部１１７に送信する。
モニタ１１６ｂは、１系の光伝送路４０１から受信した光信号の光パワーＰ（４０１）を検出して光パワーＰ（４０１）に対応する光パワー信号Ａ２を生成する。モニタ１１６ｂは、光パワー信号Ａ２を選択制御部１１７に送信する。

（ステップＳ１２）選択制御部１１７は、モニタ１１６ａ，１１６ｂから光パワー信号Ａ１，Ａ２を受信する。
（ステップＳ１３）選択制御部１１７は、光パワー信号Ａ１，Ａ２と予め設定された閾値Ｔｈ１とに基づいて、０系の光伝送路３０１及び１系の光伝送路４０１の中から１つの光伝送路を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路（すなわち、選択光伝送路）を特定する。

（ステップＳ１４）選択制御部１１７は、選択光伝送路を示す選択指示Ｂを選択部１１８に送信する。選択部１１８は、選択指示Ｂに基づいて、選択光伝送路を選択する。選択部１１８は、選択光伝送路から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。
（ステップＳ１５）選択制御部１１７は、選択光伝送路を示す選択情報Ｃをパラメータ保持制御部１１９に送信する。これにより、パラメータ保持制御部１１９は、選択光伝送路を特定できる。

（ステップＳ１６）パラメータ保持制御部１１９は、選択情報Ｃに基づいて、非線形補償用パラメータの情報Ｄをパラメータ保持部１２０から取得する。
（ステップＳ１７）パラメータ保持制御部１１９は、非線形補償用パラメータの情報Ｄをインタフェース部１１３に送信する。
これにより、インタフェース部１１３は、選択光伝送路に対応する非線形補償用パラメータを用いて光信号の非線形波形歪を補償する。また、インタフェース部１１３は、線形補償用パラメータを用いて光信号の線形波形歪を補償する。

ここで、インタフェース部１１３は、逆演算法を用いて光信号の線形波形歪及び非線形波形歪を補償してもよい。

逆演算法について、説明する。光伝送路中を伝搬する光信号は、非線形シュレディンガー方程式で表される。雑音を無視した場合、送信側の光通信装置が送信する光信号は、受信側の光通信装置から非線形シュレディンガー方程式を逆向きに解くことによって算出される。そして、非線形シュレディンガー方程式の逆演算は、線形波形歪補償（すなわち、波長分散補償）及び非線形波形歪補償（すなわち、自己位相変調補償）を交互に繰り返すことで非線形シュレディンガー方程式の逆演算の結果に近づくことになる。特に、線形波形歪補償及び非線形波形歪補償を交互に繰り返す回数が多いとき、非線形シュレディンガー方程式の逆演算は、線形波形歪補償及び非線形波形歪補償を交互に繰り返す演算と等価となる。

このように、インタフェース部１１３は、選択部１１８から出力された光信号から、選択光伝送路において生じる光信号の線形波形歪及び非線形波形歪が補償された電気信号を生成する。また、インタフェース部１１３は、生成した電気信号を信号処理部１１２に送信する。

（実施の形態１の効果）
実施の形態１によれば、光通信装置１００は、パラメータ保持部１２０に各光伝送路３０１，４０１の非線形補償用パラメータを予め格納しておくことで、通信サービスの開始時又は光伝送路が切り替えられたときなどに非線形補償用パラメータを調整しなくてよい。そして、光通信装置１００は、通信サービスの開始時又は光伝送路が切り替えられたときなど、線形補償用パラメータの調整のみを行う。これにより、光通信装置１００は、波形歪補償に用いられるパラメータの調整時間を短縮することができる。例えば、光通信装置１００は、線形補償用パラメータのみを調整すればよいので、光伝送路の切り替えが発生した場合でも、システム要求の切替時の瞬断時間である５０ｍｓ以内に、通信サービスを再開できる。また、光通信装置１００は、線形補償用パラメータのみを調整すればよいので、通信サービスを早期に開始することができる。

（実施の形態１の変形例）
実施の形態１では、モニタ１１６ａ，１１６ｂが０系と１系の光伝送路から光信号をそれぞれ受信する場合を説明した。しかし、トランスポンダ１１０は、モニタの数を増やし、３つ以上の光伝送路から光信号を受信してもよい。この場合、光通信装置１００は、３つ以上の光伝送路から光信号を受信する。

また、トランスポンダ１１０は、ＣＰＬ１１５を用いて、３つ以上の光伝送路に光信号を送信する。選択制御部１１７は、３つ以上の光伝送路のそれぞれから受信した光信号の光パワーと予め設定された閾値とに基づいて、１つの光伝送路を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路と特定する。選択部１１８は、特定された光伝送路（すなわち、選択光伝送路）の光信号をインタフェース部１１３に送信する。パラメータ保持部１２０は、３つ以上の光伝送路のそれぞれに対応する非線形補償用パラメータを記憶する。パラメータ保持制御部１１９は、選択制御部１１７が特定した選択光伝送路に対応する非線形補償用パラメータをパラメータ保持部１２０から取得し、取得した非線形補償用パラメータをインタフェース部１１３に送信する。インタフェース部１１３は、パラメータ保持制御部１１９から受信した非線形補償用パラメータを用いて、非線形波形歪を補償する。
インタフェース部１１３は、線形補償用パラメータを調整する場合、ブラインド等化を利用して線形補償用パラメータを調整してもよい。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を説明する。実施の形態２では、実施の形態１と相違する事項を主に説明し、共通する事項の説明を省略する。
実施の形態１では、０系の光伝送路の数が２つ、１系の光伝送路の数が２つの場合を説明した。実施の形態２では、０系の光伝送路の数が１つ、１系の光伝送路の数が１つの場合を示す。

図５は、実施の形態２の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置１００ａと、光通信装置２００ａと、これらを通信可能にするための光伝送路３０３，４０３とを含む。光通信装置１００ａと光通信装置２００ａとは、０系の光伝送路３０３と１系の光伝送路４０３を介して通信可能に接続される。光通信装置１００ａと光通信装置２００ａの伝送速度は、１００Ｇｂｐｓを超えることができる。

光通信装置１００ａは、トランスポンダ１１０ａと装置監視部１３０を有する。トランスポンダ１１０ａについては、後で詳細に説明する。光通信装置２００ａは、光通信装置１００ａと同様の構成を有する。

図６は、実施の形態２のトランスポンダの構成を示す機能ブロック図である。トランスポンダ１１０ａは、信号制御部１２１ａ，１２１ｂを有する。信号制御部１２１ａ，１２１ｂは、例えば、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルタである。信号制御部１２１ａは、第１の信号制御部とも言う。信号制御部１２１ｂは、第２の信号制御部とも言う。図３に示される構成と同じ又は対応する図６の構成は、図３に示される符号と同じ符号を付している。実施の形態２では、図２〜図４を参照する。

信号制御部１２１ａは、ＣＰＬ１１５から受信した光信号を０系の光伝送路３０３を介して光通信装置２００ａに送信する。信号制御部１２１ａは、０系の光伝送路３０３を介して光通信装置２００ａから受信した光信号をモニタ１１６ａに送信する。
信号制御部１２１ｂは、ＣＰＬ１１５から受信した光信号を１系の光伝送路３０４を介して光通信装置２００ａに送信する。信号制御部１２１ｂは、１系の光伝送路３０４を介して光通信装置２００ａから受信した光信号をモニタ１１６ｂに送信する。

モニタ１１６ａは、０系の光伝送路３０３から受信した光信号の光パワーＰ（３０３）を検出して光パワーＰ（３０３）に対応する光パワー信号Ａ３を生成する。モニタ１１６ａは、光パワー信号Ａ３を選択制御部１１７に送信する。
モニタ１１６ｂは、１系の光伝送路４０３から受信した光信号の光パワーＰ（４０３）を検出して光パワーＰ（４０３）に対応する光パワー信号Ａ４を生成する。モニタ１１６ｂは、光パワー信号Ａ４を選択制御部１１７に送信する。

選択制御部１１７は、光パワー信号Ａ３，Ａ４と予め設定された閾値Ｔｈ２とに基づいて、０系の光伝送路３０３及び１系の光伝送路４０３の中から１つの光伝送路を受信対象の光信号が伝送されている光伝送路と特定する。選択制御部１１７は、特定された光伝送路を示す選択指示Ｂ１を選択部１１８に送信する。

選択部１１８は、選択指示Ｂ１に基づいて、選択光伝送路を選択する。選択部１１８は、選択光伝送路から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。例えば、選択部１１８は、０系の光伝送路３０３から受信された光信号又は１系の光伝送路３０４から受信された光信号をインタフェース部１１３に出力する。

選択制御部１１７は、特定された光伝送路を示す選択情報Ｃ１をパラメータ保持制御部１１９に送信する。これにより、パラメータ保持制御部１１９は、選択光伝送路を特定できる。
パラメータ保持部１２０は、０系の光伝送路３０３に対応する非線形補償用パラメータと１系の光伝送路３０４に対応する非線形補償用パラメータを記憶する。パラメータ保持制御部１１９は、選択情報Ｃ１に基づいて、選択光伝送路に対応する非線形補償用パラメータの情報Ｄ１をパラメータ保持部１２０から取得する。パラメータ保持制御部１１９は、非線形補償用パラメータの情報Ｄ１をインタフェース部１１３に送信する。

実施の形態２の光通信システムは、実施の形態１の光通信システムの光伝送路の数よりも少ない数の光伝送路で構成することができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３を説明する。実施の形態３では、実施の形態１と相違する事項を主に説明し、共通する事項の説明を省略する。
図７は、実施の形態３のトランスポンダの構成を示す機能ブロック図である。トランスポンダ１１０ｂは、低速クライアントＩＦ部１１１ａ，１１１ｂを有する。低速クライアントＩＦ部は、クライアントインタフェース部と言う。実施の形態３は、実施の形態１のクライアントＩＦ部１１１が低速クライアントＩＦ部１１１ａ，１１１ｂに変更した点が実施の形態１と異なる。図３に示される構成と同じ、又は対応する図７の構成は、図３に示される符号と同じ符号を付している。実施の形態３では、図１、図２、及び図４をも参照する。

低速クライアントＩＦ部１１１ａ，１１１ｂの低速とは、伝送速度が光伝送路３０１，３０２，４０１，４０２の伝送速度（例えば、１００Ｇｂｐｓ以上）よりも低速であることを意味する。低速クライアントＩＦ部１１１ａ，１１１ｂの伝送速度は、例えば、１Ｇｂｐｓ又は１０Ｇｂｐｓである。低速クライアントＩＦ部１１１ａ，１１１ｂの各々は、クライアント装置（図示を省略）との間で電気信号の送受信を行う。

例えば、トランスポンダ１１０ｂが１０個の低速クライアントＩＦ部を有している場合を説明する。また、１つの低速クライアントＩＦ部は、１０Ｇｂｐｓでデータを伝送することができるものとする。１０個の低速クライアントＩＦ部が１０個のクライアント装置から電気信号を受信した場合、トランスポンダ１１０ｂは、電気多重が可能になる。電気多重とは、複数の低速クライアントＩＦ部と複数の外部のクライント装置と１対１で接続することで形成された複数の通信系統を用いて、電気信号を送受信する方法である。また、トランスポンダ１１０ｂは、１０個の低速クライアントＩＦ部が動作することで、１００Ｇｂｐｓの伝送を可能にする。
また、信号処理部１１２は、複数の低速クライアントＩＦ部から受信した複数の電気信号をインタフェース部１１３に送信する。信号処理部１１２は、前記インタフェース部から受信した電気信号に基づいて生成した複数の電気信号を複数の低速クライアントＩＦ部に送信する。

実施の形態４は、高速の伝送速度を持つ１台のトランスポンダにより、複数台のクライアント装置の通信を効率的に実現できる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４を説明する。実施の形態４では、実施の形態１と相違する事項を主に説明し、共通する事項の説明を省略する。
図８は、実施の形態４の光通信システムを示す図である。光通信システムは、光通信装置１００ｂと、光通信装置２００ｂと、これらを通信可能にするための光伝送路３５１，３５２，４５１，４５２とを含む。例えば、光通信装置１００ｂと光通信装置２００ｂは、ＷＤＭ伝送装置である。光通信装置１００ｂ及び２００ｂは、国際規格に準拠した波長のＷＤＭ光信号によって波長多重伝送を行う装置である。

光通信装置１００ｂと光通信装置２００ｂとは、Ｅ系（Ｅａｓｔ系）の光伝送路３５１，３５２とＷ系（Ｗｅｓｔ系）の光伝送路４５１，４５２を介して通信する。Ｅ系の光伝送路３５１，３５２又はＷ系の光伝送路４５１，４５２を介して行われる光通信装置１００ｂと光通信装置２００ｂとの間のデータ伝送の伝送速度は、１００Ｇｂｐｓを超えることができる。

光通信装置１００ｂは、光増幅部１４１ａ，１４１ｂ、合分波部１４２ａ，１４２ｂ、トランスポンダ１１０ｃ１，１１０ｃ２、及び装置監視部１３０を有する。トランスポンダ１１０ｃ１，１１０ｃ２の各々は、例えば、図３に示されるトランスポンダ１１０と同様の構成を持つ。

合分波部１４２ａは、トランスポンダ１１０ｃ１及び１１０ｃ２から受け取った光信号を多重化（合波）して、Ｅ系の光伝送路３５２用の光信号を生成する。また、合分波部１４２ａは、トランスポンダ１１０ｃ１及び１１０ｃ２から受け取った光信号を多重化（合波）して、Ｗ系の光伝送路４５２用の光信号を生成してもよい。光増幅部１４１ａは、合分波部１４２ａによって生成された光信号を増幅してもよい。

また、合分波部１４２ａは、Ｅ系の光伝送路３５１又はＷ系の光伝送路４５１から受信した光多重信号を分波して、分波によって生成された複数の光信号（例えば、２つの光信号）をトランスポンダ１１０ｃ１及び１１０ｃ２にそれぞれ送信する。

光増幅部１４１ｂ及び合分波部１４２ｂの動作は、光増幅部１４１ａ及び合分波部１４２ａと同様である。

実施の形態４の光通信装置１００ｂは、光増幅部１４１ａ，１４１ｂ、合分波部１４２ａ，１４２ｂ、及びトランスポンダ１１０ｃ１，１１０ｃ２を有することで、光信号をＥ系の光伝送路３５２又はＷ系の光伝送路４５２から送信することができる。また、光通信装置１００ｂは、光信号をＥ系の光伝送路３５１又はＷ系の光伝送路４５１から受信することができる。つまり、実施の形態４は、複数台のトランスポンダで光伝送路を共用することができるので、システム構成を簡素化することができる。

実施の形態５．
次に、実施の形態５を説明する。実施の形態５では、実施の形態１と相違する事項を主に説明し、共通する事項の説明を省略する。
実施の形態１では、トランスポンダ１１０が非線形補償用パラメータを予め格納している場合を説明した。実施の形態５では、トランスポンダと装置監視部の両方に非線形補償用パラメータを格納する場合を説明する。

図９は、実施の形態５の光通信装置の構成を示す機能ブロック図である。光通信装置１００ｃは、トランスポンダ１１０ｄと装置監視部１３０ａを有する。実施の形態５では、トランスポンダ１１０ｄは第１の基板部１５１に搭載されており、装置監視部１３０ａは第２の基板部１５２に搭載されている。すなわち、第１の基板部１５１は、装置監視部１３０ａとは分離された構造を持つ。第２の基板部１５２は、トランスポンダ１１０ｄとは分離された構造を持つ。また、第１の基板部１５１及び第２の基板部１５２は、光通信装置１００ｃに着脱可能である。

トランスポンダ１１０ｄは、パラメータ保持部１２０と取得部１２２を有する。取得部１２２は、第２の取得部と言う。また、トランスポンダ１１０ｄは、図３に示される機能ブロックと同様に、クライアントＩＦ部１１１、信号処理部１１２、インタフェース部１１３、監視制御部１１４、ＣＰＬ１１５、モニタ１１６ａ，１１６ｂ、選択制御部１１７、選択部１１８及びパラメータ保持制御部１１９を有する。図９では、図３に示される機能ブロックの図示を省略している。図３に示される構成と同じ又は対応する図９の構成は、図３に示される符号と同じ符号を付している。実施の形態５では、図１から図４を参照する。

取得部１２２は、プロセッサ１０１によって実現されてもよい。また、取得部１２２は、プロセッサ１０１が実行するプログラムのモジュールとして実現されてもよい。
取得部１２２は、装置監視部１３０ａから非線形補償用パラメータの送信指示を受信した場合、パラメータ保持部１２０に格納されている非線形補償用パラメータを取得する。取得部１２２は、非線形補償用パラメータを装置監視部１３０ａに送信する。
取得部１２２は、既存の装置監視部に不具合が発生して、新たな装置監視部１３０ａに交換されたことを検出した場合、パラメータ保持部１２０に格納されている非線形補償用パラメータを装置監視部１３０ａに送信してもよい。

装置監視部１３０ａは、プロセッサ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置を有する。装置監視部１３０ａは、記憶部１３１と取得部１３２を有する。取得部１３２は、第１の取得部と言う。
記憶部１３１は、揮発性記憶装置又は不揮発性記憶装置に確保した記憶領域として実現できる。取得部１３２は、装置監視部１３０ａが有するプロセッサによって実現されてもよい。また、取得部１３２は、装置監視部１３０ａが有するプロセッサが実行するプログラムのモジュールとして実現されてもよい。

記憶部１３１は、非線形補償用パラメータを記憶することができる。
取得部１３２は、既存の装置監視部に不具合が発生して、新たな装置監視部１３０ａに交換された場合、トランスポンダ１１０ｄに非線形補償用パラメータの送信指示を送信する。すなわち、新たな装置監視部１３０ａの記憶部１３１には、非線形補償用パラメータが格納されていない。取得部１３２は、トランスポンダ１１０ｄに非線形補償用パラメータの送信指示を送信する。そして、取得部１３２は、パラメータ保持部１２０に格納されている非線形補償用パラメータを取得する。取得部１３２は、非線形補償用パラメータを記憶部１３１に格納する。

また、取得部１３２は、既存のトランスポンダに不具合が発生して、新たなトランスポンダ１１０ｄに交換されたことを検出する。取得部１３２は、記憶部１３１に格納されている非線形補償用パラメータをトランスポンダ１１０ｄに送信する。すなわち、取得部１３２は、記憶部１３１に格納されている非線形補償用パラメータをパラメータ保持部１２０に格納する。これにより、パラメータ保持部１２０は、非線形補償用パラメータを格納することができる。

このように、トランスポンダ１１０ｄと装置監視部１３０ａは、同じ非線形補償用パラメータを格納できる。例えば、光通信装置１００ｃは、既存の装置監視部に不具合が発生し、かつ既存の光伝送路で異常が発生し、既存の光伝送路を新たな光伝送路に切り替える作業及び既存の装置監視部を新たな装置監視部に交換する作業が行われてもトランスポンダ１１０ｄに非線形補償用パラメータが格納されているので、非線形波形歪を補償することができる。

既存のトランスポンダを新たなトランスポンダ１１０ｄに交換したとき（すなわち、第１の基板部を新たな第１の基板部１５１に交換したとき）又は既存の装置監視部を新たな装置監視部１３０ａに交換したとき（すなわち、第２の基板部を新たな第２の基板部１５２に交換したとき）、新たなトランスポンダ１１０ｄ又は新たな装置監視部１３０ａには、非線形補償用パラメータが格納される。そのため、ユーザは、トランスポンダ１１０ｄ又は装置監視部１３０ａに非線形補償用パラメータを設定する作業をしなくて済む。

また、光通信装置１００ｃが非線形補償用パラメータを格納する場合、光通信装置１００ｃは、始めに装置監視部１３０ａに非線形補償用パラメータを格納した後、トランスポンダ１１０ｄに非線形補償用パラメータを格納してもよい。

以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 光通信装置、 １１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ１，１１０ｃ２，１１０ｄ トランスポンダ、 １１１ クライアントＩＦ部、 １１１ａ，１１１ｂ 低速クライアントＩＦ部、 １１２ 信号処理部、 １１３ インタフェース部、 １１４ 監視制御部、 １１５ ＣＰＬ、 １１６ａ，１１６ｂ モニタ、 １１７ 選択制御部、 １１８ 選択部、 １１９ パラメータ保持制御部、 １２０ パラメータ保持部、 １２１ａ，１２１ｂ 信号制御部、 １２２ 取得部、 １３０，１３０ａ 装置監視部、 １３１ 記憶部、 １３２ 取得部、 １４１ａ，１４１ｂ 光増幅部、 １４２ａ，１４２ｂ 合分波部、 ２００，２００ａ，２００ｂ 光通信装置、 ３０１，３０２，３０３，３０４，３５１，３５２，４０１，４０２，４０３，４５１，４５２ 光伝送路、 第１の基板部１５１、 第２の基板部１５２

Claims (7)

1. 光通信装置であって、
   複数の光伝送路の各々から受信された光信号の光パワーに基づいて受信対象の光信号が伝送されている光伝送路を特定し、特定した光伝送路を選択させるための選択指示を送信する選択制御部と、
   前記選択指示に基づいて前記複数の光伝送路の中から光伝送路を選択し、選択した光伝送路である選択光伝送路から受信された光信号を出力する選択部と、
   前記選択部から出力された前記光信号から、前記選択光伝送路において生じる前記光信号の線形波形歪及び非線形波形歪が補償された電気信号を生成するインタフェース部と、
   前記複数の光伝送路の各々に対応する非線形波形歪を補償するための非線形補償用パラメータを予め記憶するパラメータ保持部と、
   前記非線形補償用パラメータを記憶する記憶部と取得部を含む装置監視部と、
   を有し、
   前記インタフェース部は、前記選択光伝送路に対応する前記非線形補償用パラメータを用いて、前記光信号の非線形波形歪を補償し、
   前記パラメータ保持部は、基板部に搭載され、
   前記基板部は、前記装置監視部とは分離された構造を持ち、前記光通信装置に着脱可能であり、
   前記取得部は、前記基板部から、新たなパラメータ保持部が搭載された新たな基板部に交換されたときに、前記記憶部に格納されている前記非線形補償用パラメータを前記新たなパラメータ保持部に格納する、
   光通信装置。
2. 光通信装置であって、
   複数の光伝送路の各々から受信された光信号の光パワーに基づいて受信対象の光信号が伝送されている光伝送路を特定し、特定した光伝送路を選択させるための選択指示を送信する選択制御部と、
   前記選択指示に基づいて前記複数の光伝送路の中から光伝送路を選択し、選択した光伝送路である選択光伝送路から受信された光信号を出力する選択部と、
   前記選択部から出力された前記光信号から、前記選択光伝送路において生じる前記光信号の線形波形歪及び非線形波形歪が補償された電気信号を生成するインタフェース部と、
   前記複数の光伝送路の各々に対応する非線形波形歪を補償するための非線形補償用パラメータを予め記憶するパラメータ保持部と、
   前記光通信装置に着脱可能であり、記憶部を含む装置監視部を搭載する基板部と、
   取得部と、
   を有し、
   前記インタフェース部は、前記選択光伝送路に対応する前記非線形補償用パラメータを用いて、前記光信号の非線形波形歪を補償し、
   前記取得部は、前記基板部から、新たな記憶部を含む装置監視部を搭載する基板部に交換されたことを検出したとき、前記パラメータ保持部に格納されている前記非線形補償用パラメータを前記新たな記憶部に格納する、
   光通信装置。
3. 前記選択制御部は、前記複数の光伝送路の各々から受信された光信号の光パワーと予め設定された閾値に基づいて前記受信対象の光信号が伝送されている光伝送路を特定する、
   請求項１又は２に記載の光通信装置。
4. 前記複数の光伝送路のうちの第１の光伝送路から光信号を受信又は前記第１の光伝送路に光信号を送信する第１の信号制御部と、
   前記複数の光伝送路のうちの第２の光伝送路から光信号を受信又は前記第２の光伝送路に光信号を送信する第２の信号制御部と、
   をさらに有し、
   前記選択制御部は、前記第１の信号制御部が受信した光信号の光パワー、前記第２の信号制御部が受信した光信号の光パワー、及び予め設定された閾値に基づいて、前記受信対象の光信号が伝送されている光伝送路を特定し、特定した光伝送路を選択させるための前記選択指示を送信し、
   前記選択部は、前記選択指示に基づいて、前記第１の光伝送路又は前記第２の光伝送路のいずれかを前記選択光伝送路として選択し、前記選択光伝送路から受信された光信号を前記インタフェース部に出力する、
   請求項１又は２に記載の光通信装置。
5. 外部装置である複数のクライアント装置とそれぞれ通信する複数のクライアントインタフェース部と、
   複数のクライアントインタフェース部から受信した複数の電気信号を前記インタフェース部に送信し、前記インタフェース部から受信した電気信号に基づいて生成した複数の電気信号を前記複数のクライアントインタフェース部に送信する信号処理部と、
   をさらに有する請求項１から４のいずれか１項に記載の光通信装置。
6. 前記インタフェース部は、前記光信号の線形波形歪を補償するための線形補償用パラメータを調整し、前記線形補償用パラメータを用いて、前記光信号の線形波形歪を補償する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光通信装置。
7. 前記インタフェース部は、前記線形補償用パラメータを調整するとき、前記線形補償用パラメータを調整する際に用いられ、かつ、波形歪が生じている調整用信号を取得し、前記調整用信号の波形歪の補償に伴って前記線形補償用パラメータを調整する、
   請求項６に記載の光通信装置。

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