JP7193717B2 - 光伝送システム、光送信機、光受信機及び伝達関数推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、光伝送システム、光送信機、光受信機及び伝達関数推定方法に関する。

光通信システムの基幹網において、近年の通信トラヒックの拡大と、４００Ｇｂｐｓ（Gigabits per second）や１Ｔｂｐｓ（Terabits per second）のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）をはじめとするクライアント信号を収容する回線の容量増加により、１チャネルあたりの伝送容量の拡大が求められている。現在の１チャネルあたり１００Ｇｂｐｓを有するシステムでは、変調速度が３２ＧＢａｕｄ（Baud）であり、変調方式としてＤＰ－ＱＰＳＫ(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying)を用いるデジタルコヒーレント光伝送方式が採用されている。

１チャネルあたりの伝送容量拡大に向け、次世代の４００Ｇｂｐｓ、１Ｔｂｐｓ級の伝送では、変調速度の向上が検討されている。変調速度を向上させる上でＤＡＣ(Digital to Analog Converter)のアナログ帯域の制限が課題となる。ＤＡＣのアナログ帯域を拡大する技術として、複数のデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）とアナログ多重部を用いて複数の低速信号をアナログ的に合成することによって高速信号を生成する技術が提案されている（例えば、非特許文献１～３参照）。このような技術では、アナログ的に信号を多重するため、アナログ回路の不完全性が、生成される高速信号の品質に大きな影響を与える。そのため、光送信機の不完全性の推定・補償技術が重要となる。

上記のようなアナログ回路の不完全性を補償するための技術として、特許文献１及び非特許文献に示す技術が提案されている。
特許文献１に開示された技術では、光送信機又は光受信機において、上記の技術によって生成された高速信号を複数の低速信号に再分離することで、低速信号における伝達関数を推定し、推定した伝達関数を用いて伝達関数を更新する。
非特許文献４に開示された技術では、低速信号における伝達関数と、高速信号における伝達関数とを同時に補償可能なデジタルフィルタを用いている。

特開２０１８－０４２０７３号公報

H. Yamazaki, M. Nagatani, S. Kanazawa, H. Nosaka, T. Hashimoto, A. Sano, and Y. Miyamoto, "Digital-Preprocessed Analog-Multiplexed DAC for Ultrawideband Multilevel Transmitter", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 34, NO. 7, pp. 1579-1584, APRIL1, 2016. X. Chen, S. Chandrasekhar, S. Randel, G. Raybon, A. Adamiecki, P. Pupalaikis, and P. J. Winzer, "All-Electronic 100-GHz Bandwidth Digital-to-Analog Converter Generating PAM Signals up to 190 GBaud", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 35, NO. 3, pp. 411-417, FEBRUARY 1, 2017. F. Hamaoka, M. Nakamura, M. Nagatani, H. Wakita, H. Yamazaki, T. Kobayashi, H. Nosaka, and Y. Miyamoto, "Electrical spectrum synthesis technique using digital pre-processing and ultra-broadband electrical bandwidth doubler for high-speed optical transmitter", Electronics Letters, Vol. 54, issue 24, pp. 1390-1391, November 29, 2018. H. Yamazaki, M. Nagatani, H. Wakita, Y. Ogiso, M. Nakamura, M. Ida, T. Hashimoto, H. Nosaka, and Y. Miyamoto, "Transmission of 400-Gbps Discrete Multi-tone Signal Using > 100-GHz-Bandwidth Analog Multiplexer and InP Mach-Zehnder Modulator", Proceedings of ECOC 2018, Th3B: Post-deadline papers - Session 2, September 27, 2018.

しかしながら、従来のようにアナログ多重部を用いて複数の低速信号をアナログ的に合成して高速信号を生成する場合、アナログ回路の不完全性により低速信号間のクロストーク成分が残留してしまう。これにより、信号品質が劣化してしまうという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、信号品質の劣化を改善することができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムであって、前記光送信機は、送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第１周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成部と、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調部と、を備え、前記光受信機は、前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第２周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する光受信機側高速信号補償部と、前記光受信機側高速信号補償部により補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる前記送信データ系列を復元する受信データ復号部と、を備える光伝送システムである。

本発明の一態様は、光伝送システムであって、前記光送信機は、前記送信データ系列の前記入力信号と、前記複数の第１周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記入力信号を補償する送信機側高速信号補償部をさらに備え、前記低速信号生成部は、前記送信機側高速信号補償部により補償がなされた前記入力信号から前記複数の低速信号を生成し、前記光受信機側高速信号補償部は、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記複数の第２周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記高速信号を補償する。

本発明の一態様は、光伝送システムであって、前記低速信号生成部は、前記送信データ系列の前記入力信号と、前記複数の第１周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記入力信号を補償するとともに、補償した前記入力信号から前記複数の低速信号を生成し、前記光受信機側高速信号補償部は、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記複数の第２周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記高速信号を補償する。

本発明の一態様は、光伝送システムであって、前記光受信機は、前記光受信機側高速信号補償部の出力信号と、参照信号との差分に基づいて、前記伝達関数を算出する伝達関数推定部をさらに備える。

本発明の一態様は、光伝送システムであって、前記伝達関数推定部は、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、又は、前記光受信機側高速信号補償部の出力を硬判定した値を前記参照信号として前記伝達関数を算出する。

本発明の一態様は、光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける光送信機であって、送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成部と、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調部と、を備える光送信機である。

本発明の一態様は、光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける光受信機であって、前記光送信機から送信された光信号を伝送路を介して受信し、受信する前記光信号から得られる高速信号を出力する受信部と、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する高速信号補償部と、前記高速信号補償部により補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる送信データ系列を復元する受信データ復号部と、を備える光受信機である。

本発明の一態様は、光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける伝達関数推定方法であって、前記光送信機が、送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第１周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成ステップと、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成ステップと、前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調ステップと、を実行し、前記光受信機が、前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信ステップと、前記受信ステップにおいて出力される前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第２周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する光受信機側高速信号補償ステップと、前記光受信機側高速信号補償ステップにより補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる前記送信データ系列を復元する受信データ復号ステップと、を実行する伝達関数推定方法である。

本発明により、信号品質の劣化を改善することが可能となる。

本発明における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 送信信号生成部の内部構成を示す図である。 高速信号補償部の内部構成を示す図である。 本実施形態の低速信号生成部における低速信号の生成の一例を示す図である。 高速信号生成部の内部構成を示す図である。 アナログ多重部の内部構成を示す図である。 高速信号補償部の内部構成を示す図である。 光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 本発明により得られる効果を説明するための図である。 本発明の技術を非特許文献１に示すアナログ多重方式に適用した場合の低速信号生成部における低速信号の生成の一例を示す図である。 本発明の技術を非特許文献１に示すアナログ多重方式に適用した場合のアナログ多重部の内部構成を示す図である。 本発明の技術を非特許文献４に示すアナログ多重方式に適用した場合の低速信号生成部における低速信号の生成の一例を示す図である。 本発明の技術を非特許文献４に示すアナログ多重方式に適用した場合のアナログ多重部の内部構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における光伝送システム１００の構成を示すブロック図である。
光伝送システム１００は、光送信機１０及び光受信機２０を備える。光送信機１０と光受信機２０は、伝送路３０を介して接続される。また、光送信機１０と光受信機２０は、通信回線４０を介して接続される。

伝送路３０は、光送信機１０から送信された光信号を光受信機２０に伝送する経路である。伝送路３０は、光ファイバ３０－１と光増幅器３０－２とで構成される。光送信機１０から出力される光信号は、光ファイバ３０－１により伝送され、光増幅器３０－２により増幅されて、光受信機２０が受信する。

通信回線５は、光受信機２０によって算出された伝達関数が光送信機１０に送信される際に用いられる。通信回線５は、例えば、コミュニケーションチャネルやＮＥ－Ｏｐｓ（Network Element Operation System）やＮＷ－Ｏｐｓ（Network Operation System）等の制御チャネルである。

次に、光送信機１０及び光受信機２０の具体的な構成について説明する。
光送信機１０は、デジタル信号処理部１１、高速信号生成部１２及び光変調部１３を備える。なお、以下の記載において、低速信号及び高速信号の用語における低速と高速の意味は、アナログ帯域の帯域幅の狭さと広さを示す。例えば、高速信号の帯域幅がｆｃ［ＧＨｚ］である場合、低速信号の帯域幅はｆｃ［ＧＨｚ］より小さい値となる。本実施形態では、高速信号≒低速信号×Ｎ（Ｎは整数でＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）の個数）程度の帯域幅とする。

デジタル信号処理部１１は、外部から供給されるバイナリ情報である送信データ系列に対してデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理部１１は、送信信号生成部１４、高速信号補償部１５及び低速信号生成部１６を備える。
送信信号生成部１４は、高速信号である変調信号系列（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）を生成する。具体的には、送信信号生成部１４は、図２に示す内部構成を有しており、ビットマッピング部１４１及び波形整形部１４２を備える。ビットマッピング部１４１は、送信データ系列に対して、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等のシンボル点に対する送信ビットの割り当てを行い、高速信号である変調信号系列（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）を生成する。

波形整形部１４２は、ビットマッピング部１４１が出力する変調信号系列（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）それぞれに対してフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理には、Raised Cosine FilterやRoot Raised Cosine Filter等のフィルタが用いられる。なお、波形整形部１４２において、伝送路での波形歪を補償する前置波長分散補償や前置非線形光学効果補償等の任意の信号処理を行うようにしてもよい。

高速信号補償部１５は、波形整形がなされた変調信号系列（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）と、光受信機２０から得られる伝達関数とに基づいて周波数特性の補償を行う。ここで、伝達関数に基づく周波数特性の補償の方式としては、任意の方式を適用することができ、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタ、離散フーリエ変換を用いた周波数領域での等化器等を使ったデジタル信号処理方式、または、位相器や遅延線等のアナログフィルタを用いたアナログ方式が適用される。高速信号補償部１５は、波形整形がなされた変調信号系列（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）毎に周波数特性の補償を行う。なお、高速信号補償部１５において、伝送路での波形歪を補償する前置波長分散補償や前置非線形光学効果補償等の任意の信号処理を行うようにしてもよい。

具体的には、高速信号補償部１５は、図３に示す内部構成を有しており、複数の周波数シフト部１５１－１～１５１－３及び高速信号等化部１５２を備える。
なお、図３では、一例として波形整形部１４２が出力する１レーンの高速信号（ＸＩ）を例に示して説明するが、高速信号補償部１５は波形整形部１４２が出力する４レーンの高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）それぞれに対して同様の処理を行う。

周波数シフト部１５１－１～１５１－３は、入力された変調信号系列のスペクトルを周波数的に巡回シフトする。具体的には、周波数シフト部１５１－１は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に１つ分シフトする。周波数シフト部１５１－２は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に２つ分シフトする。周波数シフト部１５１－３は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に３つ分シフトする。帯域間クロストークが生じる場合には、分割されたスペクトルが各帯域に存在していることで補償が可能となる。そのため巡回シフトの個数は、分割されるスペクトルの個数に依存する。図３では、分割数Ｎ＝２の場合を記載しており、巡回シフトの個数は、Ｍ＝Ｎ×２で表される。

本発明は、分割後のスペクトルを周波数軸上で並びかえて、分割後の各スペクトル成分が、全ての周波数帯域に出現するように処理を行う。この処理の１つの実現方法が、周波数シフト部１５１－１～１５１－３が行う「巡回シフト」である。

図３に示すように、入力された変調信号系列の高速信号をＲ_０（ｆ）とし、周波数シフト部１５１－１により高速信号Ｒ_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ_１（ｆ）とし、周波数シフト部１５１－２により高速信号Ｒ_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ_２（ｆ）とし、周波数シフト部１５１－３により高速信号Ｒ_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ_３（ｆ）とする。

高速信号等化部１５２は、入力された複数の高速信号（Ｒ_０（ｆ），Ｒ_１（ｆ），Ｒ_２（ｆ），Ｒ_３（ｆ））それぞれに対して伝達関数（Ａ_０（ｆ），Ａ_１（ｆ），Ａ_２（ｆ），Ａ_３（ｆ））を乗算し、乗算結果を加算して高速信号を補償する。高速信号等化部１５２は、複数の乗算器１５３－１～１５３－４及び加算器１５４を備える。

乗算器１５３－１～１５３－４は、入力された高速信号に対して伝達関数を乗算する。具体的には、乗算器１５３－１には波形整形部１４２から出力された変調信号系列の高速信号Ｒ_０（ｆ）がそのまま入力され、乗算器１５３－２には周波数シフト部１５１－１によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ_１（ｆ）が入力され、乗算器１５３－３には周波数シフト部１５１－２によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ_２（ｆ）が入力され、乗算器１５３－４には周波数シフト部１５１－３によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ_３（ｆ）が入力される。また、乗算器１５３－１～１５３－４に入力される伝達関数Ａ_０（ｆ），Ａ_１（ｆ），Ａ_２（ｆ），Ａ_３（ｆ）は、光受信機２０によって算出される。

乗算器１５３－１は、高速信号Ｒ_０（ｆ）と、伝達関数Ａ_０（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器１５４に出力する。乗算器１５３－２は、高速信号Ｒ_１（ｆ）と、伝達関数Ａ_１（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器１５４に出力する。乗算器１５３－３は、高速信号Ｒ_２（ｆ）と、伝達関数Ａ_２（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器１５４に出力する。乗算器１５３－４は、高速信号Ｒ_３（ｆ）と、伝達関数Ａ_３（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器１５４に出力する。

加算器１５４は、乗算器１５３－１～１５３－４それぞれから出力された乗算結果を加算する。これにより、高速信号Ｓ（ｆ）が生成される。加算器１５４は、生成した高速信号Ｓ（ｆ）を低速信号生成部１６に出力する。なお、高速信号Ｓ（ｆ）は以下の式（１）のように表される。

上述したように、高速信号補償部１５は、入力した変調信号系列と、変調信号系列を周波数シフトした信号に対してそれぞれ伝達関数を畳み込み演算を行い、畳み込み演算結果を合計した信号を低速信号生成部１６に出力する。

低速信号生成部１６は、高速信号補償部１５から出力された高速信号Ｓ（ｆ）を複数の低速信号に分解して高速信号生成部１２－１～１２－４に出力する。具体的には、低速信号生成部１６は、出力する低速信号が高速信号生成部１２－１～１２－４により合成された際に、所望の信号が生成されるように信号処理を行って低速信号を生成する。低速信号の生成の手法としては、例えば、高速信号補償部１５から出力された高速信号Ｓ（ｆ）を周波数領域で分割し、高周波成分を折り返し、低周波成分と高周波成分を加算した信号と、低周波成分から高周波成分を減算した信号とをそれぞれ低速信号として生成する。なお、低速信号を生成する手法は、上記の手法に限られない。

低速信号生成部１６は、高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）の４つのレーン毎に、高速信号から複数の低速信号を生成する機能を有する。例えば、低速信号生成部１６は、高速信号（ＸＩ）から複数の低速信号（ＸＩ_１，ＸＩ_２）を生成する。また、例えば、低速信号生成部１６は、高速信号（ＸＱ）から複数の低速信号（ＸＱ_１，ＸＱ_２）を生成する。また、例えば、低速信号生成部１６は、高速信号（ＹＩ）から複数の低速信号（ＹＩ_１，ＹＩ_２）を生成する。また、例えば、低速信号生成部１６は、高速信号（ＹＱ）から複数の低速信号（ＹＱ_１，ＹＱ_２）を生成する。また、上記の低速信号生成部１６が行う処理は、高速信号補償部１５に入力される伝達関数Ａ_０～Ａ_Ｍ（Ｍは１以上の整数）の係数を用いることで、高速信号の補償と同時に実施しても良い。すなわち、高速信号補償部１５と低速信号生成部１６が１つの機能部として構成されてもよい。このように構成される場合、低速信号生成部１６は、高速信号補償部１５が備える機能を有する。すなわち、低速信号生成部１６は、送信データ系列の入力信号と、入力信号のスペクトルを巡回シフトした信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより入力信号を補償する。

図４は、本実施形態の低速信号生成部１６における低速信号の生成の一例を示す図である。
図４（Ａ）は低速信号生成部１６に入力された高速信号Ｓ（ｆ）のスペクトルを表し、図４（Ｂ）は低速信号生成部１６によって生成された第１の低速信号のスペクトルを表し、図４（Ｃ）は低速信号生成部１６によって生成された第２の低速信号のスペクトルを表す。
第１の低速信号は、上述したように、低速信号生成部１６が入力された高速信号Ｓ（ｆ）を周波数領域で分割し、高周波成分をシフトして低周波成分と高周波成分を加算することによって生成される。第２の低速信号は、上述したように、低速信号生成部１６が上述したように、入力された高速信号Ｓ（ｆ）を周波数領域で分割し、高周波成分をシフトして低周波成分から高周波成分を減算することによって生成される。

高速信号生成部１２－１～１２－４は、同一の内部構成を有しており、一例として、図５に、高速信号生成部１２－１の内部構成を示す。高速信号生成部１２－１は、２つのＤＡＣ１２１－１及び１２２－１と、アナログ多重部１２３－１とを備える。ＤＡＣ１２１－１及び１２２－１は、デジタル信号である第１の低速信号（ＸＩ_１）及び第２の低速信号（ＸＩ_２）をそれぞれアナログ信号に変換する。

アナログ多重部１２３－１は、ＤＡＣ１２１－１及び１２２－１それぞれによって変換されたアナログ信号を所定の周波数のクロックにより変調し、変調後のアナログ信号を合成することによって高速信号を生成する。このように、２つのＤＡＣ１２１－１及び１２２－１を用いることで、単一のＤＡＣにより高速信号を生成する場合に対して、２つのＤＡＣ１２１－１及び１２２－１の各々に要求される帯域を大幅に低減することができる。

図６は、アナログ多重部１２３－１の内部構成を示す図である。
アナログ多重部１２３－１は、高速スイッチング回路１２３１、高速スイッチング回路１２３２、位相遅延回路１２３３及び加算器１２３４を備える。
高速スイッチング回路１２３１は、入力端子としてｃｈ１ｐ及びｃｈ１ｎを有する。ｃｈ１ｐには、ＤＡＣ１２１－１から出力されたアナログ信号（低速信号）が入力され、ｃｈ１ｎには、ＤＡＣ１２１－１から出力されたアナログ信号と極性を反転させたアナログ信号（低速信号）が入力される。高速スイッチング回路１２３１に入力されたアナログ信号は、所定の周波数（例えば、ｆ_ＵＢ／２）のクロックを出力するクロック生成器１２４によって生成されたクロックで変調される。変調後の第１の低速信号は加算器１２３４に入力される。

高速スイッチング回路１２３２は、入力端子としてｃｈ２ｐ及びｃｈ２ｎを有する。ｃｈ２ｐには、ＤＡＣ１２２－１から出力されたアナログ信号（低速信号）が入力され、ｃｈ２ｎには、ＤＡＣ１２２－１から出力されたアナログ信号と極性を反転させたアナログ信号（低速信号）が入力される。高速スイッチング回路１２３２に入力されたアナログ信号は、クロック生成器１２４によって生成されたクロックに対して－π/２分の位相遅延が与えられたクロックで変調される。変調後の第２の低速信号は加算器１２３４に入力される。
高速スイッチング回路１２３１及び高速スイッチング回路１２３２は、等価回路として、ｃｈ１側にはｃｏｓ（ｗｔ）、ｃｈ２側にはｓｉｎ（ｗｔ）の乗算と表すことができる。

位相遅延回路１２３３は、入力されたクロックに対して遅延を与える回路である。図６に示す例では、位相遅延回路１２３３は、入力されたクロックに対して－π/２分の位相遅延を与える。

加算器１２３４は、高速スイッチング回路１２３１から出力された変調後の第１の低速信号と、高速スイッチング回路１２３２から出力された変調後の第２の低速信号とを加算する。変調後（アップコンバージョン後）の信号は加算され、アップコンバージョン後の第１及び第２の低速信号のスペクトルにおいて極性の反転したスペクトル成分は打ち消され、同じ極性のスペクトル成分だけが残り、高速信号が再構築される。

アナログデバイスに不完全性がある場合、上記の打消しが不完全になるため、高速信号のスペクトルを４つのサブバンドに分解して考えると、再構築されるスペクトルにおいてサブバンド間のクロストーク成分が残留してしまう。他のアナログ多重方式（例えば、非特許文献１でも、デバイスの不完全性により同様のクロストークが発生してしまう。また、高速スイッチング回路１２３１，１２３２にスプリアス（所望のクロック周波数でないところに存在する信号）がある場合、意図しない帯域に低速信号が変調されてしまい、サブバンド間にクロストークが発生する。本発明では、サブバンド間のクロストークをデジタル信号処理により補償する。スプリアスが存在せず、他のデバイス不完全性に起因したクロストークがある場合は巡回シフトの必要個数はＭ個となる。またスプリアスが存在する場合では、スプリアスの周波数だけ巡回シフトさせた信号を高速信号補償部１５に追加することで、スプリアスによるサブバンド間のクロストークについても補償することが可能となる。この場合、巡回シフトの必要個数はＭよりも多くなる。

光変調部１３は、高速信号を光信号に変調する。光変調部１３は、偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器、ドライバアンプ、レーザモジュールを備える偏波多重ＩＱ変調器である。また、光変調部１３において、高速信号生成部１２－１～１２－４が出力する４レーンの高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）に対して、各々のレーンに設置されるドライバアンプが増幅を行い、増幅した高速信号を偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器に変調信号として出力する。偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器は、当該変調信号に基づいてレーザモジュールからの光信号を変調し、変調した光信号を伝送路３０に対して出力する。

次に、光受信機２０の構成について説明する。
光受信機２０は、光復調部２１、伝送路補償部２２、高速信号補償部２３、受信データ復号部２４及び伝達関数推定部２５を備える。光復調部２１は、光送信機１０から送信された光信号を復調する。光復調部２１は、光受信部２６及び複数のＡＤＣ２７－１～２７－４を備える。
光受信部２６は、内部にレーザモジュールを有しており、伝送路３０を介して受信した光信号を、レーザモジュールからの局発光によりベースバンド信号に変換して電気信号として出力する。なお、光受信部２６は直接検波により、伝送路３０を介して受信した光信号を電気信号として出力してもよい。ＡＤＣ２７－１～２７－４は、アナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換して出力する。

伝送路補償部２２は、伝送路３０において発生する波長分散、偏波変動、非線形光学効果による波形劣化を補償する。
高速信号補償部２３は、伝送路補償部２２により補償がなされた電気信号と、伝達関数推定部２５から得られる伝達関数とに基づいて周波数特性の補償を行う。高速信号補償部２３は、高速信号補償部１５と同様の構成を有する。

具体的には、高速信号補償部２３は、図７に示す内部構成を有しており、複数の周波数シフト部２３１－１～２３１－３及び高速信号等化部２３２を備える。
なお、図７では、一例として伝送路補償部２２が出力する１レーンの高速信号（ＸＩ）を例に示して説明するが、高速信号補償部２３は伝送路補償部２２が出力する４レーンの高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）それぞれに対して同様の処理を行う。

周波数シフト部２３１－１～２３１－３は、入力された変調信号系列のスペクトルを周波数的に巡回シフトする。具体的には、周波数シフト部２３１－１は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に１つ分シフトする。周波数シフト部２３１－２は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に２つ分シフトする。周波数シフト部２３１－３は、入力された変調信号系列のスペクトルを左に３つ分シフトする。

図７に示すように、入力された変調信号系列の高速信号をＲ´_０（ｆ）とし、周波数シフト部２３１－１により高速信号Ｒ´_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ´_１（ｆ）とし、周波数シフト部２３１－２により高速信号Ｒ´_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ´_２（ｆ）とし、周波数シフト部１５１－３により高速信号Ｒ´_０（ｆ）のスペクトルがシフトされた高速信号をＲ´_３（ｆ）とする。

高速信号等化部２３２は、入力された複数の高速信号（Ｒ´_０（ｆ），Ｒ´_１（ｆ），Ｒ´_２（ｆ），Ｒ´_３（ｆ））それぞれに対して伝達関数（Ａ_０（ｆ），Ａ_１（ｆ），Ａ_２（ｆ），Ａ_３（ｆ））を乗算し、乗算結果を加算して高速信号を補償する。高速信号等化部２３２は、複数の乗算器２３３－１～２３３－４及び加算器２３４を備える。

乗算器２３３－１～２３３－４は、入力された高速信号に対して伝達関数を乗算する。具体的には、乗算器２３３－１には伝送路補償部２２から出力された高速信号Ｒ´_０（ｆ）がそのまま入力され、乗算器２３３－２には周波数シフト部２３１－１によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ´_１（ｆ）が入力され、乗算器２３３－３には周波数シフト部２３１－２によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ´_２（ｆ）が入力され、乗算器２３３－４には周波数シフト部２３１－３によって周波数的に巡回シフトされた高速信号Ｒ´_３（ｆ）が入力される。また、乗算器２３３－１～２３３－４に入力される伝達関数Ａ_０（ｆ），Ａ_１（ｆ），Ａ_２（ｆ），Ａ_３（ｆ）は、光受信機２０によって算出される。

乗算器２３３－１は、高速信号Ｒ´_０（ｆ）と、伝達関数Ａ_０（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器２３４に出力する。乗算器２３３－２は、高速信号Ｒ´_１（ｆ）と、伝達関数Ａ_１（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器２３４に出力する。乗算器２３３－３は、高速信号Ｒ´_２（ｆ）と、伝達関数Ａ_２（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器２３４に出力する。乗算器２３３－４は、高速信号Ｒ´_３（ｆ）と、伝達関数Ａ_３（ｆ）とを乗算し、乗算結果を加算器２３４に出力する。

加算器２３４は、乗算器２３３－１～２３３－４それぞれから出力された乗算結果を加算する。これにより、高速信号Ｓ´（ｆ）が生成される。加算器２３４は、生成した高速信号Ｓ´（ｆ）を受信データ復号部２４及び伝達関数推定部２５に出力する。なお、高速信号Ｓ´（ｆ）は以下の式（２）のように表される。

受信データ復号部２４は、高速信号補償部２３が出力する高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）に対して誤り訂正符号の復号を行い、光送信機１０が送信したバイナリ情報を復元する。

伝達関数推定部２５は、高速信号補償部２３からの出力と、参照信号との誤差に基づいて、高速信号補償部１５及び高速信号補償部２３で用いる伝達関数を算出する。具体的には、伝達関数推定部２５は、高速信号補償部２３からの出力と、参照信号とを同期して周波数応答を算出する。ここで、周波数応答の算出手法としては、高速信号補償部２３から出力される高速信号と、参照信号との誤差を最小化するようにデジタルフィルタのタップ係数を最適化するＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムやＲＬＳ（Recursive Least Square）アルゴリズムを用いる適用フィルタを利用する手法がある。また、これら以外の手法として、ＺＦ（Zero-Forcing）法や、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法等を適用してもよい。また、参照信号としては、送信信号系列に含まれる既知信号、又は、高速信号補償部２３の出力を硬判定した値が用いられてもよい。

伝達関数推定部２５は、高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）の４つのレーン毎にそれぞれ伝達関数を算出する。

図８は、光伝送システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
送信信号生成部１４は、外部から供給されるバイナリ情報である送信データ系列に対して、変調を行うことによって高速信号である変調信号系列を生成する（ステップＳ１０１）。送信信号生成部１４は、生成した変調信号系列に対してフィルタリング処理を行うことによって波形を整形する（ステップＳ１０２）。送信信号生成部１４は、波形整形がなされた変調信号系列を高速信号補償部１５に出力する。

高速信号補償部１５は、送信信号生成部１４から出力された変調信号系列と、光受信機２０から得られる伝達関数とに基づいて周波数特性の補償を行う（ステップＳ１０３）。高速信号補償部１５は、周波数特性の補償を行った後の変調信号系列を低速信号生成部１６に出力する。低速信号生成部１６は、高速信号補償部１５から出力された変調信号系列である高速信号から複数の低速信号（第１の低速信号及び第２の低速信号）をレーン毎に生成する（ステップＳ１０４）。

低速信号生成部１６は、変調信号系列（ＸＩ）から生成した第１の低速信号（ＸＩ_１）及び第２の低速信号（ＸＩ_２）を高速信号生成部１２－１に出力する。低速信号生成部１６は、変調信号系列（ＸＱ）から生成した第１の低速信号（ＸＱ_１）及び第２の低速信号（ＸＱ_２）を高速信号生成部１２－２に出力する。低速信号生成部１６は、変調信号系列（ＹＩ）から生成した第１の低速信号（ＹＩ_１）及び第２の低速信号（ＹＩ_２）を高速信号生成部１２－３に出力する。低速信号生成部１６は、変調信号系列（ＹＱ）から生成した第１の低速信号（ＹＱ_１）及び第２の低速信号（ＹＱ_２）を高速信号生成部１２－４に出力する。

高速信号生成部１２－１は、低速信号生成部１６から出力された第１の低速信号（ＸＩ_１）及び第２の低速信号（ＸＩ_２）をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ信号を合成することによって高速信号を生成する（ステップＳ１０５）。また、高速信号生成部１２－２は、低速信号生成部１６から出力された第１の低速信号（ＸＱ_１）及び第２の低速信号（ＸＱ_２）をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ信号を合成することによって高速信号を生成する。また、高速信号生成部１２－３は、低速信号生成部１６から出力された第１の低速信号（ＹＩ_１）及び第２の低速信号（ＹＩ_２）をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ信号を合成することによって高速信号を生成する。また、高速信号生成部１２－４は、低速信号生成部１６から出力された第１の低速信号（ＹＱ_１）及び第２の低速信号（ＹＱ_２）をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ信号を合成することによって高速信号を生成する。高速信号生成部１２－１～１２－４は、生成した高速信号を光変調部１３に出力する。

光変調部１３は、入力された高速信号を光信号に変調する（ステップＳ１０６）。光変調部１３は、変調後の高速信号を、伝送路３０を介して光受信機２０に送信する（ステップＳ１０７）。
光受信機２０の光復調部２１は、光送信機１０から送信された光信号を復調する（ステップＳ１０８）。光復調部２１は、復調後の電気信号を伝送路補償部２２に出力する。伝送路補償部２２は、伝送路３０において発生する波長分散、偏波変動、非線形光学効果による波形劣化を補償する（ステップＳ１０９）。

高速信号補償部２３は、伝送路補償部２２から出力された信号と、伝達関数推定部２５から得られる伝達関数とに基づいて周波数特性の補償を行う（ステップＳ１１０）。高速信号補償部２３は、周波数特性の補償を行った後の高速信号を受信データ復号部２４及び伝達関数推定部２５に出力する。受信データ復号部２４は、高速信号補償部２３が出力する高速信号に対して誤り訂正符号の復号を行い、光送信機１０が送信したバイナリ情報を復元する（ステップＳ１１１）。

伝達関数推定部２５は、高速信号補償部２３からの出力と、参照信号との誤差に基づいて、高速信号補償部１５及び高速信号補償部２３で用いる伝達関数を算出する（ステップＳ１１２）。伝達関数推定部２５は、算出した伝達関数を高速信号補償部１５及び高速信号補償部２３に出力する。例えば、伝達関数推定部２５は、算出した伝達関数を、通信回線４０を介して光送信機１０の高速信号補償部１５に送信する（ステップＳ１１３）。これにより、高速信号補償部１５及び高速信号補償部２３では、新たに得られた伝達関数を用いて高速信号を補償する。

図９は、本発明により得られる効果を説明するための図である。
図９では、偏波多重１２０ＧＢｄ－ＱＰＳＫにおいて本発明の技術を適用する前と、適用した後の実験結果を示している。図９（Ａ）は偏波多重１２０ＧＢｄ－ＱＰＳＫにおいて本発明の技術を適用する前の実験結果を表す図であり、図９（Ｂ）は本発明の技術を適用した後の実験結果を表す図である。
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、本発明の技術を適用した後では、本発明の技術を適用する前に比べて明らかに干渉による影響が低減されていることがわかる。 このように、本発明では、デバイス間の不完全性によって生じるサブバンド間のクロストーク成分を除去することができる。

以上のように構成された光伝送システム１００によれば、高速信号補償部２３が出力する高速信号と、参照信号とを用いて伝達関数推定部２５が伝達関数を算出する。高速信号補償部１５は、算出された伝達関数に基づいて、送信信号生成部１４が出力する高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）を予め補償する演算を行う。また、高速信号補償部２３は、算出された伝達関数に基づいて、送信信号生成部１４が出力する高速信号（ＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱ）に対して補償する演算を行う。これにより、光送信機１０の高速信号生成部１２－１～１２－４及び光変調部１３において生じる低速信号間や高速信号間の周波数特性差やアナログデバイスの不完全性を補償する伝達関数を算出することができる。したがって、算出した伝達関数による補償を行うことで信号品質の劣化を改善することが可能となる。

また、光伝送システム１００では、高速信号補償部１５における周波数シフト部１５１－１～１５１－３や、高速信号補償部２３における周波数シフト部２３１－１～２３１－３により、分割したスペクトルを並び替える。これにより、デバイスの不完全性等によって生じた帯域間のクロストーク成分を回収することが可能になる。

＜変形例＞
本実施形態では、偏波多重信号を対象としているが、単一偏波信号でもよい。また、上記の実施形態の構成では、ＩＱ変調信号を対象としているが、強度変調信号でもよく、この場合、光変調部１３は、前述した偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器ではなく、強度変調器タイプのものや、レーザモジュールに直接変調光源を用いるものが適用される。
本実施形態では、ビットマッピング部１４１が割り当てるシンボル点として、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭのシンボル点を適用しているが、これら以外の変調フォーマットを適用してもよい。
アナログ多重部１２３のクロックにスプリアスが存在する場合は、図３の構成に周波数シフト部１５１をスプリアスの周波数に合わせて追加することで、スプリアスによるサブバンド間のクロストークも補償することが可能となる。

本実施形態では、本発明の技術を、非特許文献３に示すアナログ多重方式（ＡＭＵＸ（Analogue Multiplexer））に適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、本発明の技術を、非特許文献１に示すアナログ多重方式（帯域ダブラ（ｔｙｐｅ１））に適用してもよいし、非特許文献４に示すアナログ多重方式（帯域ダブラ（ｔｙｐｅ２））に適用してもよい。以下、本発明の技術を他のアナログ多重方式に適用した場合の構成について具体的に説明する。

まず、図１０及び図１１を用いて、本発明の技術を非特許文献１に示すアナログ多重方式（帯域ダブラ（ｔｙｐｅ１））に適用した場合について説明する。
図１０は、本発明の技術を非特許文献１に示すアナログ多重方式に適用した場合の低速信号生成部１６における低速信号の生成の一例を示す図である。
図１０（Ａ）は低速信号生成部１６に入力された高速信号Ｓ（ｆ）のスペクトルを表し、図１０（Ｂ）は低速信号生成部１６によって生成された第１の低速信号のスペクトルを表し、図１０（Ｃ）は低速信号生成部１６によって生成された第２の低速信号のスペクトルを表す。低速信号生成部１６は、高速信号からスペクトルを周波数的にシフトして加算した第１の低速信号と、高速信号からスペクトルを周波数的にシフトして減算した第２の低速信号とを生成する。

高速信号生成部１２－１におけるアナログ多重部１２３－１の構成は、図１１に示すように図６のアナログ多重部１２３－１と異なる。図１１は、本発明の技術を非特許文献１に示すアナログ多重方式に適用した場合のアナログ多重部１２３ａ－１の内部構成を示す図である。なお、図１１では、アナログ多重部１２３ａ－１の構成を例に説明するが、アナログ多重部１２３ａ－２～１２３ａ－４も同様の構成を備える。

アナログ多重部１２３ａ－１は、高速スイッチング回路１２３５を備える。
高速スイッチング回路１２３５は、入力端子としてｃｈ１及びｃｈ２を有する。ｃｈ１には、ＤＡＣ１２１－１から出力されたアナログ信号（低速信号）が入力され、ｃｈ２には、ＤＡＣ１２２－１から出力されたアナログ信号（低速信号）が入力される。高速スイッチング回路１２３５に入力されたアナログ信号は、所定の周波数（例えば、ｆ_ＵＢ）のクロックを出力するクロック生成器１２６によって生成されたクロックで変調される。高速スイッチング１２３５は、等価回路として、ｃｈ１側には１+１/ｒ×ｃｏｓ（ｗｔ）、ｃｈ２側には１－１/ｒ×ｃｏｓ（ｗｔ）の乗算と表すことができる。

変調後(アップコンバージョン後)の信号は加算され、アップコンバージョン後の第１及び第２の低速信号のスペクトルにおいて極性の反転したスペクトル成分は打ち消され、同じ極性のスペクトル成分だけが残り、高速信号が再構築される。
また、合成後に生じる帯域外のスペクトルは電気または光アナログフィルタで除去してもよい。デバイスに不完全性がある場合、上記の打消しが不完全になるため、高速信号のスペクトルを４つのサブバンドに分解して考えると、再構築されるスペクトルにおいてサブバンド間のクロストーク成分が残留しまう。本発明では、サブバンド間のクロストークを高速信号補償部１５や高速信号補償部２３で、分割したスペクトルを並び替えることにより除去する。

次に、図１２及び図１３を用いて、本発明の技術を非特許文献４に示すアナログ多重方式（帯域ダブラ（ｔｙｐｅ２））に適用した場合について説明する。
図１２は、本発明の技術を非特許文献４に示すアナログ多重方式に適用した場合の低速信号生成部１６における低速信号の生成の一例を示す図である。
図１２（Ａ）は低速信号生成部１６に入力された高速信号Ｓ（ｆ）のスペクトルを表し、図１２（Ｂ）は低速信号生成部１６によって生成された第１の低速信号のスペクトルを表し、図１２（Ｃ）は低速信号生成部１６によって生成された第２の低速信号のスペクトルを表す。低速信号生成部１６は、高速信号からスペクトルを周波数的にシフトして加算した第１の低速信号と、高速信号からスペクトルを周波数的にシフトして減算した第２の低速信号とを生成する。

高速信号生成部１２－１におけるアナログ多重部１２３－１の構成は、図１３に示すように図６のアナログ多重部１２３－１と異なる。図１３は、本発明の技術を非特許文献４に示すアナログ多重方式に適用した場合のアナログ多重部１２３ａ－１の内部構成を示す図である。なお、図１３では、アナログ多重部１２３ａ－１の構成を例に説明するが、アナログ多重部１２３ａ－２～１２３ａ－４も同様の構成を備える。

アナログ多重部１２３ａ－１の内部構成は、図１１に示すアナログ多重部１２３ａ－１と同様である。図１１に示すアナログ多重部１２３ａ－１と異なる点は、高速スイッチング回路１２３５に入力されたアナログ信号が、所定の周波数（例えば、ｆ_ＵＢ／２）のクロックを出力するクロック生成器１２４によって生成されたクロックである点である。すなわち、高速スイッチング回路１２３５に入力されたアナログ信号は、所定の周波数（例えば、ｆ_ＵＢ／２）のクロックを出力するクロック生成器１２４によって生成されたクロックで変調される。高速スイッチング１２３５は、等価回路として、ｃｈ１側には１+１/ｒ×ｃｏｓ（ｗｔ）、ｃｈ２側には１－１/ｒ×ｃｏｓ（ｗｔ）の乗算と表すことができる。

変調後(アップコンバージョン後)の信号は加算され、アップコンバージョン後の第１及び第２の低速信号のスペクトルにおいて極性の反転したスペクトル成分は打ち消され、同じ極性のスペクトル成分だけが残り、高速信号が再構築される。
また、合成後に生じる帯域外のスペクトルは電気または光アナログフィルタで除去してもよい。デバイスに不完全性がある場合、上記の打消しが不完全になるため、高速信号のスペクトルを４つのサブバンドに分解して考えると、再構築されるスペクトルにおいてサブバンド間のクロストーク成分が残留しまう。本発明では、サブバンド間のクロストークを高速信号補償部１５や高速信号補償部２３で、分割したスペクトルを並び替えることにより除去する。

上述した光送信機１０及び光受信機２０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０…光送信機， ２０…光受信機， １１…デジタル信号処理部， １２－１～１２－４…高速信号生成部， １２１…ＤＡＣ， １２２…ＤＡＣ， １２３－１～１２３－４，１２３ａ－１～１２３ａ－４…アナログ多重部， １２３１、１２３２、１２３５…高速スイッチング回路， １２３３…位相遅延回路， １２３４…加算器， １３…光変調部， １４…送信信号生成部， １４１…ビットマッピング部， １４２…波形整形部， １５…高速信号補償部， １５１－１～１５１－３…周波数シフト部， １５２…高速信号等化部， １５３－１～１５３－４…乗算器， １５４…加算器， １６…低速信号生成部， ２１…光復調部， ２２…伝送路補償部， ２３…高速信号補償部， ２３１－１～２３１－３…周波数シフト部， ２３２…高速信号等化部， ２３３－１～２３３－４…乗算器， ２３４…加算器， ２４…受信データ復調部， ２５…伝達関数推定部， ２６…光受信部， ２７－１～２７－４…ＡＤＣ

Claims (8)

1. 光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムであって、
   前記光送信機は、
   送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第１周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成部と、
   前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
   前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調部と、
   を備え、
   前記光受信機は、
   前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、
   前記受信部が出力する前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第２周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する光受信機側高速信号補償部と、
   前記光受信機側高速信号補償部により補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる前記送信データ系列を復元する受信データ復号部と、
   を備える光伝送システム。
2. 前記光送信機は、前記送信データ系列の前記入力信号と、前記複数の第１周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記入力信号を補償する送信機側高速信号補償部をさらに備え、
   前記低速信号生成部は、前記送信機側高速信号補償部により補償がなされた前記入力信号から前記複数の低速信号を生成し、
   前記光受信機側高速信号補償部は、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記複数の第２周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記高速信号を補償する、請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記低速信号生成部は、前記送信データ系列の前記入力信号と、前記複数の第１周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記入力信号を補償するとともに、補償した前記入力信号から前記複数の低速信号を生成し、
   前記光受信機側高速信号補償部は、前記受信部が出力する前記高速信号と、前記複数の第２周波数シフト信号とのそれぞれに対して伝達関数を乗算し、乗算結果を加算することにより前記高速信号を補償する、請求項１に記載の光伝送システム。
4. 前記光受信機は、前記光受信機側高速信号補償部の出力信号と、参照信号との差分に基づいて、前記伝達関数を算出する伝達関数推定部をさらに備える、請求項２又は３に記載の光伝送システム。
5. 前記伝達関数推定部は、
   予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、又は、前記光受信機側高速信号補償部の出力を硬判定した値を前記参照信号として前記伝達関数を算出する、請求項４に記載の光伝送システム。
6. 光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける光送信機であって、
   送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成部と、
   前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
   前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調部と、
   を備える光送信機。
7. 光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける光受信機であって、
   前記光送信機から送信された光信号を伝送路を介して受信し、受信する前記光信号から得られる高速信号を出力する受信部と、
   前記受信部が出力する前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する高速信号補償部と、
   前記高速信号補償部により補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる送信データ系列を復元する受信データ復号部と、
   を備える光受信機。
8. 光送信機と、光受信機とを備える光伝送システムにおける伝達関数推定方法であって、
   前記光送信機が、送信データ系列の入力信号と、前記入力信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第１周波数シフト信号とに基づいて複数の低速信号を生成する低速信号生成ステップと、
   前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して、合成することにより高速信号を生成する高速信号生成ステップと、
   前記高速信号を変調した光信号を伝送路に送信する光変調ステップと、
   を実行し、
   前記光受信機が、
   前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信ステップと、
   前記受信ステップにおいて出力される前記高速信号と、前記高速信号の分割されたスペクトルをそれぞれ周波数軸上で並びかえて前記分割されたスペクトルの各々が全ての周波数帯域に出現するように周波数シフトした複数の第２周波数シフト信号とに基づいて前記高速信号を補償する光受信機側高速信号補償ステップと、
   前記光受信機側高速信号補償ステップにより補償がなされた前記高速信号を復号することによって前記光送信機が送信した前記光信号に含まれる前記送信データ系列を復元する受信データ復号ステップと、
   を実行する伝達関数推定方法。

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