WO2014181391A1 - 光品質モニタ回路、光受信機、光送受信システム - Google Patents

光品質モニタ回路、光受信機、光送受信システム Download PDF

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WO2014181391A1
WO2014181391A1 PCT/JP2013/062894 JP2013062894W WO2014181391A1 WO 2014181391 A1 WO2014181391 A1 WO 2014181391A1 JP 2013062894 W JP2013062894 W JP 2013062894W WO 2014181391 A1 WO2014181391 A1 WO 2014181391A1
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optical
phase
unit
modulation signal
continuous symbol
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PCT/JP2013/062894
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秀明 小竹
信彦 菊池
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株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
    • H04B10/07953—Monitoring or measuring OSNR, BER or Q

Definitions

  • the optical multi-level modulation method is a technology that enables transmission of a large amount of information using the phase and amplitude of light, and is a phase modulation method (PSK: Phase Shift Keying), quadrature amplitude modulation method ( Different multi-level modulation schemes such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and amplitude phase modulation scheme (APSK: Amplitude Phase Shift Keying) have been studied.
  • PSK Phase Shift Keying
  • Quadrature amplitude modulation method Different multi-level modulation schemes such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and amplitude phase modulation scheme (APSK: Amplitude Phase Shift Keying
  • signal waveform deterioration such as chromatic dispersion (polarization dispersion) or polarization mode dispersion (polarization mode dispersion) occurs.
  • polarization dispersion polarization dispersion
  • polarization mode dispersion polarization mode dispersion
  • Patent Document 1 describes a technique for monitoring OSNR using an optical device.
  • this technology is expensive, it is practically difficult to install the technology in each transceiver. Therefore, a technique for monitoring OSNR at a low cost based on digital signal processing in an optical receiver is desirable.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the received OSNR of an optical multilevel modulation signal that has deteriorated through an optical fiber transmission line can be reduced in data transmission while suppressing the influence of nonlinear noise.
  • the purpose is to monitor while keeping time uninterrupted.
  • the received OSNR of the optical multilevel modulated signal that has deteriorated through the optical fiber transmission line is suppressed from being interrupted for a long time while suppressing the influence of nonlinear noise. Can be monitored.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical receiver 10 including a reception OSNR monitor circuit 380 according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a reception OSNR monitor circuit 380.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a second configuration example of a reception OSNR monitor circuit 380.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a third configuration example of a reception OSNR monitor circuit 380.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a fourth configuration example of a reception OSNR monitor circuit 380.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the look-up table T3 with which the optical noise amount reference part 365 is provided.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a second configuration example of an optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a third configuration example of an optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a fourth configuration example of the optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. It is a block diagram of the optical receiver 10 in case an optical multilevel modulation signal is a polarization multiplexing signal.
  • 6 is a configuration diagram of an optical receiver 10 including an optical phase monitor circuit 360 according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an optical phase monitor circuit 360 in Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a second configuration example of an optical phase monitor circuit 360 according to Embodiment 2.
  • FIG. 5 It is a block diagram of the optical transmitter 40 in case an optical multilevel modulation signal is polarization multiplexing.
  • 5 is a flowchart illustrating an initialization procedure of the optical transmission / reception system 200. It is a figure which shows the structure of the lookup table T1 with which the optical transmitter control part 50 and the optical receiver control part 20 are provided, and the lookup table T2. It is a flowchart explaining the procedure in which the optical transmission / reception system 200 recovers from a failure. It is a block diagram of the optical transmission / reception system 200 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a figure which illustrates the power spectrum of the optical multilevel modulation signal when input power is high. It is a power spectrum of unmodulated light before and after transmission. It is a monitor display screen of the monitor display unit 810.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating the power spectrum of the optical multilevel modulation signal when the input power is high in the technique for predicting the received OSNR by converting the received optical signal into a power spectrum.
  • FIG. 26A shows a power spectrum before transmission
  • FIG. 26B shows a power spectrum after transmission.
  • the received OSNR is 17 dB.
  • FIG. 27 shows the power spectrum of unmodulated light before and after transmission.
  • 27A1 and 27A2 show the power spectrum before transmission
  • FIGS. 27B1 and 27B2 show the power spectrum after transmission.
  • FIGS. 27 (a2) and (b2) are smoothed versions of FIGS. 27 (a1) and (b1), respectively.
  • the spectral width near the peak is widened due to the influence of nonlinear noise.
  • the peak value is not changed by smoothing, and the peak portion can be easily read.
  • the received OSNR can be accurately grasped by reading the central portion of the optical noise. Therefore, it is considered useful to predict the received OSNR using unmodulated light.
  • the present invention provides an optical quality monitor circuit capable of measuring a received OSNR using unmodulated light without interrupting data transmission for a long time.
  • a light quality monitor circuit according to the present invention and a system configuration using the circuit will be described.
  • the digital signal processing unit 120 is a functional unit that performs signal processing on the electric field data converted by the coherent light detection unit 110, and includes a timing extraction unit 310, a dispersion compensation unit 320, a frequency estimation unit 330, a phase estimation unit 340, and a data restoration unit 350. , An optical phase monitor circuit 360, and a reception OSNR monitor circuit 380.
  • the optical multilevel modulation signal input to the optical receiver 10 is input to the coherent light detection unit 110.
  • the optical signal input to the coherent light detection unit 110 is input to the optical frequency mixer 210.
  • the optical frequency mixer 210 optically mixes the unmodulated (CW: Continuous Wave) light of the local light source 220 and the optical signal received by the coherent light detection unit 110.
  • the optical frequency mixer 210 outputs an I-phase component optical signal and a Q-phase optical signal, which are input to the photoelectric detectors 230a and 230b, respectively.
  • the optical signals input to the photoelectric detectors 230a and 230b are converted into I-phase component electrical signals and Q-phase component electrical signals, respectively, and input to the analog / digital converters 240a and 240b, respectively.
  • the electric signals input to the analog / digital converters 240a and 240b are respectively output as digital electric signals and converted into electric field data described as I + jQ. This electric field data is input to the digital signal processing unit 120.
  • the electric field data input to the digital signal processing unit 120 is input to the timing extraction unit 310.
  • the timing extraction unit 310 performs timing extraction processing by bandpass filter processing in the frequency domain.
  • An output from the timing extraction unit 310 is input to the dispersion compensation unit 320.
  • the dispersion compensation unit 320 performs chromatic dispersion compensation processing using an FIR (Finite Impulse Response) filter or the like. An output from the dispersion compensation unit 320 is input to the frequency estimation unit 330.
  • FIR Finite Impulse Response
  • the frequency estimation unit 330 performs frequency offset compensation processing such as frequency offset component extraction in the frequency domain.
  • the frequency estimation unit 330 outputs the processed electric field data.
  • the output from the frequency estimation unit 330 is branched into two and is input to the phase estimation unit 340 and the optical phase monitor circuit 360, respectively.
  • the phase estimation unit 340 detects and compensates for a phase error using a phase estimation algorithm such as VVA (Viterbi & Viterbi Algorithm) or decision-directed (Decision-Directed).
  • the phase estimation unit 340 outputs electric field data that compensates for the phase error.
  • the output from the phase estimation unit 340 is branched into two and input to the data restoration unit 350 and the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the data restoration unit 350 restores the input signal to digital data.
  • the data restoration unit 350 outputs output data signals O1 and O2.
  • continuous symbol timing information O5 is output and input to the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the data restoration unit 350 may or may not perform the differential encoding process.
  • the optical receiver control unit 20 changes settings such as the input optical power, the multi-value number, the modulation speed, and the modulation method of the optical signal received by the optical receiver 10, and transmits / receives control information for that purpose via the control network 30. To do.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 monitors the reception OSNR using the output from the phase estimation unit 340 and the timing information O5 of consecutive symbols. By using the output from the phase estimation unit 340 from which the phase noise due to the frequency offset and the laser line width has been removed, an optical multilevel modulation signal including only the phase component of nonlinear noise and the phase component of linear noise (for example, ASE noise) Can be processed using.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 outputs reception OSNR information M1 describing the result of monitoring the reception OSNR.
  • the received OSNR information M1 is input to the optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 includes a resample unit 381, a continuous symbol extraction unit 382, a continuous symbol waveform storage unit 383, a continuous symbol concatenation unit 384, a frequency domain converter 385, a smoothing filter unit 386, and a reception OSNR calculation unit 387. .
  • the continuous symbol extraction unit 382 extracts continuous symbols from the resampled electric field data.
  • the timing information O5 of the continuous symbol that is an output from the data restoration unit 350 is referred to.
  • the continuous symbol waveform can be extracted by referring to the continuous symbol timing information O5 and synchronizing with the continuous symbol timing.
  • the continuous symbol waveform storage unit 383 stores the continuous symbol waveform extracted by the continuous symbol extraction unit 382 in an appropriate storage device. At this time, a continuous symbol waveform may be stored for each symbol value of the optical multilevel modulation signal, or a continuous symbol waveform may be stored only for a specific symbol value.
  • the processing of the continuous symbol extraction unit 382 and the processing of the continuous symbol waveform storage unit 383 are repeatedly performed until the continuous symbol waveform stored by the continuous symbol waveform storage unit 383 reaches the number of samples targeted by the frequency domain converter 385.
  • the frequency domain converter 385 converts the input signal into the frequency domain by fast Fourier transform or the like, and outputs a pseudo spectrum of unmodulated light. At this time, the number of samples targeted by the frequency domain converter 385 may be fixedly set in advance, or may be freely changed. The output from the frequency domain converter 385 may or may not be acquired repeatedly and averaged. The output from the frequency domain converter 385 is input to the smoothing filter unit 386.
  • the smoothing filter unit 386 smoothes the spectrum of unmodulated light and outputs it.
  • the smoothing filter unit 386 may have any shape such as a rectangular shape, a triangular shape, or a Gaussian shape.
  • the output from the smoothing filter unit 386 is input to the reception OSNR calculation unit 387.
  • the reception OSNR calculation unit 387 calculates a reception OSNR by reading the peak portion and noise portion of the spectrum, and outputs reception OSNR information M1 describing the calculation result.
  • the peak part of the spectrum may be based on the peak part after transmission or may be based on the peak part before transmission.
  • the received OSNR information M1 is input to the optical phase monitor circuit 360.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a second configuration example of the reception OSNR monitor circuit 380. If the signal points on the constellation have the same amplitude value, the same symbol value is obtained by rotating the phase to match. Utilizing this, the phases of a plurality of continuous symbol waveforms having different symbol values by phase modulation are rotated to the same symbol value, and then the continuous symbol waveforms are connected. Thereby, a pseudo continuous wave longer than each continuous symbol waveform can be generated.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 includes a resample unit 381, a continuous symbol extraction unit 382, a continuous symbol waveform storage unit 383, a phase rotation unit 388, a continuous symbol connection unit 384, a frequency domain converter 385, a smoothing filter. Unit 386 and reception OSNR calculation unit 387.
  • the operations of the resampling unit 381, the continuous symbol extraction unit 382, the frequency domain converter 385, the smoothing filter unit 386, and the reception OSNR calculation unit 387 are the same as those in the configuration example shown in FIG. Explained.
  • the phase rotation unit 388 rotates the phase of the waveform so that the continuous symbol waveform stored by the continuous symbol waveform storage unit 383 is aggregated to any one symbol point having the same amplitude value in the constellation.
  • the continuous symbol concatenation unit 384 concatenates symbols when the continuous symbol waveform whose phase is rotated by the phase rotation unit 388 reaches the number of samples targeted by the frequency domain converter 385. As a result, pseudo-unmodulated light can be generated. At this time, symbols are concatenated only for continuous symbol waveforms having the same amplitude value of the optical multilevel modulation signal.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a third configuration example of the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the continuous symbol waveform having different symbol values by phase modulation has been described.
  • the same processing can be performed for continuous symbol waveforms having different symbol values by amplitude modulation. Therefore, in this configuration example, continuous symbol waveforms are aggregated to any symbol point having the same phase value by amplitude level correction instead of phase rotation.
  • the operations of the resample unit 381, the continuous symbol extraction unit 382, the frequency domain converter 385, the smoothing filter unit 386, and the reception OSNR calculation unit 387 are the same as those in the configuration example shown in FIG. Explained.
  • the continuous symbol waveform storage unit 383 stores the continuous symbol waveform extracted by the continuous symbol extraction unit 382 in an appropriate storage device for each amplitude value of the optical multilevel modulation signal. At this time, a continuous symbol waveform corresponding to one amplitude value is stored.
  • the continuous symbol waveform stored by the continuous symbol waveform storage unit 383 is the target of the frequency domain converter 385, as in the configuration example shown in FIG. Repeated until the number of samples is reached.
  • the continuous symbol connecting unit 384 connects symbols when the continuous symbol waveform whose amplitude level is corrected by the amplitude level correcting unit 389 reaches the number of samples targeted by the frequency domain converter 385. As a result, pseudo-unmodulated light can be generated. At this time, symbols are connected only to a continuous symbol waveform corresponding to one phase value of the optical multilevel modulation signal.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a fourth configuration example of the reception OSNR monitor circuit 380.
  • this configuration example when symbol modulation and amplitude modulation are combined, continuous symbol waveforms are aggregated at any symbol point.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 includes a resample unit 381, a continuous symbol extraction unit 382, a continuous symbol waveform storage unit 383, a phase rotation unit 388, an amplitude level correction unit 389, a continuous symbol connection unit 384, and a frequency domain transform. 385, a smoothing filter unit 386, and a reception OSNR calculation unit 387.
  • the operations of the resample unit 381, the continuous symbol extraction unit 382, the frequency domain converter 385, the smoothing filter unit 386, and the reception OSNR calculation unit 387 are the same as those in the configuration example shown in FIG. Since the operation of the level correction unit 389 is the same as that of the configuration example shown in FIG. 4, the following description focuses on the differences.
  • phase rotation unit 388 rotates the phase of the waveform so that the continuous symbol waveforms stored by the continuous symbol waveform storage unit 383 are aggregated into symbol points having the same amplitude value in the constellation. It is not always necessary to combine all symbol points on the constellation into one point. Therefore, phase rotation may be performed for each amplitude value of the optical multilevel modulation signal, or phase rotation may be performed only for any one amplitude value.
  • the frequency domain converter 363 converts the electric field data from which the phase component of the data modulation has disappeared by powering into the frequency domain by fast Fourier transform or the like, and outputs the spectrum of the electric field data from which the phase component of the data modulation has disappeared. At this time, the number of samples targeted by the frequency domain converter 363 may be set in advance, or may be freely changed. The output from the frequency domain converter 363 may or may not be obtained repeatedly and averaged. An output from the frequency domain converter 363 is input to the smoothing filter unit 364.
  • the smoothing filter unit 364 smoothes the spectrum of the electric field data in which the phase component of the data modulation has disappeared by raising the power.
  • the smoothing filter unit 364 may have any shape such as a rectangular shape, a triangular shape, or a Gaussian shape.
  • the output of the smoothing filter unit 364 is input to the nonlinear phase measurement unit 366.
  • the optical noise amount reference unit 365 receives the received OSNR information M1 output from the received OSNR monitor circuit 380, and acquires a linear noise amount corresponding to the received OSNR information from a lookup table T3 described later with reference to FIG.
  • the output of the optical noise amount reference unit 365 is input to the nonlinear phase measurement unit 366.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a look-up table (LUT: Look Up Table) T3 provided in the optical noise amount reference unit 365.
  • the lookup table T3 is a data table describing the received OSNR and the linear noise amount corresponding to the received OSNR. By referring to the lookup table 3, a linear noise amount corresponding to the received OSNR information M1 can be acquired.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a resample unit 361, a power multiplier 362, a phase detector 367, a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, an optical noise amount reference unit 365, and a nonlinear phase measurement unit. 366. Below, it demonstrates centering on a different part from FIG.
  • the phase detector 367 detects the phase component of the electric field data in which the phase component of the data modulation has disappeared by raising the power. For example, when the power multiplier 362 raises the electric field data to the fourth power, 4 ⁇ that is four times the phase error ⁇ is detected as the phase error.
  • the output of the phase detector 367 is input to the frequency domain converter 363.
  • the frequency domain converter 363 converts the input signal into the frequency domain by fast Fourier transform or the like, and outputs a spectrum of a phase error (4 ⁇ in the above example) multiplied by a power value. At this time, the number of samples targeted by the frequency domain converter 363 may be set in advance, or may be freely changed.
  • An output from the frequency domain converter 363 is input to the smoothing filter unit 364.
  • the smoothing filter unit 364 smoothes the phase error spectrum that is a multiple of the power.
  • the operation of the optical noise amount reference unit 365 is the same as that in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a third configuration example of the optical phase monitor circuit 360.
  • the spectrum of the phase error (4 ⁇ in the above example) multiplied by the power value is calculated, but the spectrum of the phase error from which the power value has been removed in advance may be calculated. Therefore, this configuration example includes a configuration that divides the phase error by a power value.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a resample unit 361, a power multiplier 362, a phase detector 367, a divider 368, a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, an optical noise amount reference unit 365, A nonlinear phase measurement unit 366 is provided. Below, it demonstrates centering on a different part from FIG.
  • the phase error that is a multiple of the multiplier that should be output from the phase detector 367 is input to the divider 368.
  • the divider 368 divides the phase error by the power value and detects the phase error before being multiplied by the power value.
  • the output from the divider 368 is input to the frequency domain converter 385. The following configuration is the same as in FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a fourth configuration example of the optical phase monitor circuit 360.
  • the phase error spectrum from which the power value is removed is calculated, but the electric field data is restored using the phase error, and the power of the frequency spectrum of the electric field is used as a reference in the same manner as in FIG. Nonlinear noise can also be calculated. Therefore, this configuration example includes a configuration for reproducing the electric field data from the phase error.
  • the lookup table T3 is the same as that in the configuration example of FIG.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a resample unit 361, a power multiplier 362, a phase detector 367, a divider 368, an electric field regenerator 369, a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, optical noise.
  • a quantity reference unit 365 and a nonlinear phase measurement unit 366 are provided. Below, it demonstrates centering on a different part from FIG.
  • the output from the divider 368 is input to the electric field regenerator 369.
  • the electric field regenerator 369 uses the input from the divider 368 to reproduce electric field data having a phase error that does not have a phase component of data modulation as a phase component.
  • the output from the electric field regenerator 369 is input to the frequency domain converter 363. The following configuration is the same as that of FIG.
  • the received OSNR information M1 obtained by the received OSNR monitor circuit 380 and the non-linear noise amount N1 obtained by the optical phase monitor circuit 360 may or may not be displayed on the monitor display unit 810. The same applies to the form.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of the optical receiver 10 when the optical multilevel modulation signal is a polarization multiplexed signal.
  • An optical receiver 10 shown in FIG. 11 is different from FIG. 1 in that it includes a functional unit that processes an optical multilevel modulation signal for each polarization.
  • a description will be given focusing on differences from FIG.
  • the coherent light detection unit 110 includes a polarization separator 250, optical frequency mixers 210a and 210b, a local light source 220, photoelectric detectors 230a and 230b, photoelectric detectors 230c and 230d, analog / digital converters 240a and 240b, analog -Digital converters 240c and 240d are provided.
  • the digital signal processing unit 120 includes a timing extraction unit 310, a dispersion compensation unit 320, a polarization separation unit 370, a frequency estimation unit 330, a phase estimation unit 340, a data restoration unit 350, optical phase monitor circuits 360a and 360b, and a received OSNR monitor circuit. 380a and 380b.
  • the optical multilevel modulation signal input to the optical receiver 10 in FIG. 11 is input to the coherent detection unit 110.
  • the optical multilevel modulation signal input to the coherent light detection unit 110 is input to the polarization separator 250.
  • the polarization separator 250 extracts two orthogonal polarization components from the optical multilevel modulation signal and outputs them to the optical frequency mixers 210a and 210b, respectively.
  • the optical frequency mixer 210a outputs an I-phase component optical signal and a Q-phase optical signal in TE polarization, which are input to the photoelectric detectors 230a and 230b, respectively.
  • the optical frequency mixer 210b outputs an I-phase component optical signal and a Q-phase optical signal in TM polarization, which are input to the photoelectric detectors 230c and 230d, respectively.
  • the optical signals input to the photoelectric detectors 230a and 230b are converted into an I-phase component electrical signal and a Q-phase component electrical signal in TE polarization, respectively, and input to the analog / digital converters 240a and 240b, respectively.
  • the optical signals input to the photoelectric detectors 230c and 230d are converted into an I-phase component electrical signal and a Q-phase component electrical signal in TM polarization, respectively, and input to the analog / digital converters 240c and 240d, respectively.
  • the electric signals input to the analog / digital converters 240a and 240b are converted into digital electric signals, respectively, and converted into electric field data described as I + jQ.
  • the electric signals input to the analog / digital converters 240c and 240d are converted into digital electric signals, respectively, and converted into electric field data described as I + jQ.
  • the electric field data in each polarization is input to the digital signal processing unit 120.
  • the electric field data input to the digital signal processing unit 120 is input to the polarization separation unit 370 via the timing extraction unit 310, the dispersion compensation unit 320, and the frequency estimation unit 330.
  • the polarization separation unit 370 separates the polarization of the polarization multiplexed signal using a polarization separation algorithm such as CMA (Constant Modulus Algorithm) or MMA (Multiple Modulus Algorithm), and generates PMD (Polarization Mode) generated in the transmission path. Dispersion (polarization mode dispersion) is compensated.
  • the output from the polarization separation unit 370 is branched into two and input to the data restoration unit 350 and the optical phase monitor circuits 360a and 360b.
  • the data restoration unit 350 restores each polarization signal to digital data and outputs output data signals O1, O2, O3, and O4. Also, continuous symbol timing information O5 and O6 are output and input to reception OSNR monitor circuits 380a and 380b. At this time, the data restoration unit 350 may or may not perform the differential encoding process.
  • the reception OSNR monitor circuit 380a and the reception OSNR monitor circuit 380b monitor the reception OSNR using the output of the phase estimation unit 340 and the timing information O5 and O6 of the continuous symbols.
  • the received OSNR monitor circuits 380a and 380b output received OSNR information M1 and M2.
  • the received OSNR information M1 is input to the optical phase monitor circuit 360a, and the received OSNR information M2 is input to the optical phase monitor circuit 360b.
  • the reception OSNR monitor circuits 380a and 380b may have any of the configurations shown in FIGS.
  • the received OSNR information M1 and M2 obtained by the received OSNR monitor circuits 380a and 380b and the nonlinear noise amounts N1 and N2 obtained by the optical phase monitor circuits 360a and 360b may be displayed on the monitor display unit 810, You don't have to. The same applies to the following embodiments.
  • ⁇ Embodiment 1 Modification of optical receiver 10>
  • the configuration of the optical receiver 10 having the data output function by the reception OSNR monitor circuit 380, the optical phase monitor circuit 360, and the data restoration unit 350 has been described.
  • the configuration of the optical receiver 10 that includes only the OSNR monitor circuit 380 or includes only the reception OSNR monitor circuit 380 and the optical phase monitor circuit 360 the same configuration as described above may be employed. The same applies to the following embodiments.
  • the reception OSNR monitor circuit 380 As described above, the reception OSNR monitor circuit 380 according to the first embodiment generates pseudo unmodulated light by concatenating consecutive symbol waveforms, and uses this to calculate the reception OSNR of the optical multilevel modulation signal. be able to. Thereby, since it is not necessary to generate unmodulated light on the transmission side, the reception OSNR can be calculated without interrupting data transmission. Further, since the spectrum peak and optical noise of unmodulated light are not easily affected by nonlinear noise, it is possible to monitor the accurate received OSNR.
  • the optical phase monitor circuit 360 specifies the linear noise amount based on the received OSNR obtained by the received OSNR monitor circuit 380, and uses the linear noise amount to reduce the nonlinear noise. It is possible to calculate with high accuracy.
  • the output from the frequency estimation unit 330 is input to the phase estimation unit 340.
  • the phase estimation unit 340 performs phase error detection and compensation using a phase estimation algorithm such as VVA (Viterbi & Viterbi Algorithm), decision-directed (Decision-Directed), or the like.
  • the output from the phase estimator 340 is branched into three and input to the data restoration unit 350, the optical phase monitor circuit 360, and the reception OSNR monitor circuit 380.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the optical phase monitor circuit 360 according to the second embodiment.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a phase error detector 3610, a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, an optical noise amount reference unit 365, and a nonlinear phase measurement unit 366.
  • the electric field data input to the optical phase monitor circuit 360 is input to the phase error detector 3610.
  • the phase error detector 3610 holds in advance the signal point arrangement when the electric field data of the optical multilevel modulation signal before passing through the optical fiber transmission line is arranged on the constellation, and the electric field data input thereto is stored. By comparing, the phase estimation unit 340 detects a phase error that could not be compensated.
  • the output of the phase error detector 3610 is input to the frequency domain converter 363. The following configuration is the same as in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a second configuration example of the optical phase monitor circuit 360 according to the second embodiment.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a phase error detector 3610, an electric field regenerator 369, a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, an optical noise amount reference unit 365, and a nonlinear phase measurement unit 366.
  • the output of the phase error detector 3610 is input to the electric field regenerator 369.
  • the electric field regenerator 369 regenerates electric field data having a phase error that is not compensated by the phase estimation unit 340 as a phase component.
  • the output of the electric field regenerator 369 is input to the frequency domain converter 363. The following configuration is the same as that of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a third configuration example of the optical phase monitor circuit 360 according to the second embodiment.
  • the optical phase monitor circuit 360 includes a frequency domain converter 363, a smoothing filter unit 364, an optical noise amount reference unit 365, and a nonlinear phase measurement unit 366.
  • the electric field data input to the optical phase monitor circuit 360 is pseudo unmodulated light generated by the continuous symbol concatenation unit 384 of the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the following configuration is the same as that of FIG.
  • the electric field data input to the optical phase monitor circuit 360 is pseudo unmodulated light generated by the continuous symbol concatenation unit 384 of the reception OSNR monitor circuit 380.
  • the following configuration is the same as in FIG.
  • FIG. 17 is a configuration diagram of the optical receiver 10 when the optical multilevel modulation signal is a polarization multiplexed signal.
  • the optical receiver 10 shown in FIG. 17 is different from FIG. 12 in that it includes a functional unit that processes an optical multilevel modulation signal for each polarization. The following description will focus on differences from FIG. 12 or FIG.
  • the configuration of the coherent light detection unit 110 is the same as that in FIG.
  • the digital signal processing unit 120 includes a timing extraction unit 310, a dispersion compensation unit 320, a polarization separation unit 370, a frequency estimation unit 330, a phase estimation unit 340, a data restoration unit 350, and optical phase monitor circuits 360a and 360b.
  • the electric field data input to the digital signal processing unit 120 is input to the polarization separation unit 370 via the timing extraction unit 310, the dispersion compensation unit 320, and the frequency estimation unit 330.
  • the polarization separation unit 370 separates the polarization of the polarization multiplexed signal using a polarization separation algorithm such as CMA (Constant Modulus Algorithm) or MMA (Multiple Modulus Algorithm), and generates PMD (Polarization Mode) generated in the transmission path. Dispersion (polarization mode dispersion) is compensated.
  • the output from the polarization separation unit 370 is branched into three and input to the data restoration unit 350, the optical phase monitor circuits 360a and 360b, and the reception OSNR monitor circuits 380a and 380b.
  • the data restoration unit 350 restores each polarization signal to digital data and outputs output data signals O1, O2, O3, and O4. At the same time, continuous symbol timing information O5 and O6 are output and input to the reception OSNR monitor circuits 380a and 380b. At this time, the data restoration unit 350 may or may not perform the differential encoding process.
  • the reception OSNR monitor circuits 380a and 380b may have any of the configurations shown in FIGS.
  • the optical phase monitor circuits 360a and 360b may have any of the configurations shown in FIGS. 6, 8 to 10, and 13 to 16.
  • Embodiment 3 In the first and second embodiments, it has been described that the optical receiver 10 generates pseudo unmodulated light and measures the received OSNR. In order to implement this, continuous symbols need to be included in the received light at a certain frequency. However, depending on the modulation method, there may be a case where the frequency of continuous symbols is extremely low. Therefore, in Embodiment 3 of the present invention, continuous symbols are included in advance at the time of transmitting a signal. Since the configuration of the optical receiver 10 is the same as in the first and second embodiments, the following description will focus on the differences.
  • FIG. 18 is a configuration diagram of the optical transmission / reception system 200 according to the third embodiment.
  • the optical transmission / reception system 200 includes an optical receiver 10, an optical transmitter 40, an optical repeater 70, an optical receiver control unit 20, an optical transmitter control unit 50, an optical repeater control unit 80, an optical fiber transmission line 60, a control network. 30.
  • the optical receiver 10 has been described in any one of the first and second embodiments.
  • the optical transmitter 40 has a function of changing the input power, the multi-value number, the modulation speed, and the modulation method in accordance with an instruction from the optical transmitter control unit 50.
  • the optical fiber transmission line 60 is an optical path that connects the optical transmitter 40 and the optical receiver 10.
  • the optical repeater 70 is connected after the optical fiber transmission line 60 and has a function of changing the input power in accordance with an instruction from the optical repeater control unit 80.
  • the control network 30 is a communication network that transmits and receives control information between the optical receiver controller 20, the optical repeater controller 80, and the optical transmitter controller 50.
  • Unmodulated light generated from the laser light source 260 is input to the optical modulator 270.
  • the data signal I1 that is the output from the multi-level modulation signal generator 250 is input to the continuous symbol insertion unit 710 in parallel with this.
  • the continuous symbol insertion unit 710 inserts continuous symbols into the input data signal I1 according to the insertion timing instructed by the optical transmitter control unit 50, and outputs the data signal I3. Details of the continuous symbols will be described later with reference to FIG. A data signal I 3 that is an output from the continuous symbol insertion unit 710 is input to the optical modulator 270.
  • the insertion timing of the continuous symbols may be fixedly set in advance or may be freely changed.
  • the insertion period of continuous symbols may be set freely, for example, about several symbols or more, or may be fixedly set in advance.
  • An insertion period for consecutive symbols may be prepared in the frame format of the transmission packet. Further, synchronization for detecting consecutive symbols may or may not be performed between the optical transmitter controller 50 and the optical receiver controller 20. When the position where a continuous symbol is inserted in the communication format is defined in advance, it is not always necessary to perform synchronization between transmission and reception.
  • the received OSNR is measured with respect to the average power of the received light, it is desirable that the power of consecutive symbols is also the average power.
  • each symbol value does not necessarily have an average power. In this case, it is necessary to devise an amplitude value of a continuous symbol to be inserted. This will be described again in FIG.
  • the optical modulator 270 modulates the CW light based on the data signal I3 and outputs an optical modulation signal.
  • the output from the optical modulator 270 is input to the variable optical power attenuator 280.
  • the variable optical power attenuator 280 sets the optical power of the optical modulation signal to the optical transmission power value specified by the control information received from the optical transmitter control unit 50.
  • the output from the variable optical power attenuator 280 is input to the optical fiber transmission line 60, and the output of the optical fiber transmission line is input to the optical repeater 70.
  • the multi-level modulation signal generator 250 can change the setting of the multi-level number and modulation speed of the optical multi-level modulation signal based on the control information from the optical transmitter controller 50.
  • the multi-level modulation signal generator 250 changes the setting of the multi-level number and the modulation speed
  • the multi-level modulation signal generator 250 transmits control information indicating that the setting of the optical receiver 10 should be changed to the optical transmitter control unit 50.
  • the optical transmitter controller 50 transmits the control information to the optical receiver controller 20 through the control network 30.
  • a modulation method any one of a phase modulation method, a quadrature amplitude phase modulation method, and an amplitude phase modulation method may be employed.
  • the input data signal I1 may be a signal obtained by separating one data signal into two, or may be separate data that is completely unrelated.
  • the optical modulator 270 may be, for example, an LN phase modulator, a Mach Zender (MZ) modulator, and an quadrature (IQ) modulator in which two MZ modulators are configured in parallel.
  • An IQ modulator is suitable when transmission of m-PSK, m-QAM, m-APSK (m is 4 or more) is assumed.
  • FIG. 20 is a constellation diagram illustrating the symbol arrangement when the optical multilevel modulation signal transmitted by the optical transmitter 40 is a QPSK optical signal and when it is a 16QAM signal.
  • the optical multilevel modulation signal transmitted by the optical transmitter 40 is a QPSK optical signal and when it is a 16QAM signal.
  • the four symbol points in the symbol arrangement are on the circumference corresponding to the average power.
  • the symbol point for continuous symbols in the QPSK symbol arrangement of FIG. 20 is designated as 1, the symbol point for continuous symbols may be any, and is arranged at any point on the circumference corresponding to the average power. May be.
  • the symbol points for continuous symbols may be fixedly set in advance or may be freely set and changed.
  • the 16 symbol points in the symbol arrangement are not on the circumference corresponding to the average power. Therefore, when the reception OSNR monitor circuit 380 having the configuration shown in FIGS. 2 and 3 is used, it is necessary to newly create a symbol point (point 17 in FIG. 20) on the circumference corresponding to the average power. At this time, the symbol points for continuous symbols may be arranged on a circumference corresponding to the average power.
  • the symbol point for the continuous symbol may be any symbol point on the symbol arrangement or any one on the circumference corresponding to the average power. It may be arranged at the point.
  • the symbol points for continuous symbols may be fixedly set in advance or may be freely set and changed.
  • the symbol arrangement of QPSK and 16QAM is shown, but the optical multilevel modulation signal is a single polarization M-value amplitude modulation signal, M-value phase modulation signal, and M-value quadrature amplitude phase modulation signal. , Any of M-value amplitude and phase modulation signals may be used. M is assumed to be an integer of 2 or more.
  • FIG. 21 is a configuration diagram of the optical transmitter 40 when the optical multilevel modulation signal is polarization multiplexed.
  • 21 includes a multilevel modulation signal generator 250, a laser light source 260, an optical splitter 290, optical modulators 270a and 270b, a polarization multiplexer 300, a variable optical power attenuator 280, and continuous symbol insertion.
  • Units 710a and 710b and a polarization multiplexing switch 720 are used between the optical modulator 270a and the polarization multiplexing switch 720, between the polarization multiplexing switch 720 and the polarization multiplexer 300, and between the optical modulator 270b and the polarization multiplexer 300.
  • a polarization maintaining fiber PMF
  • the continuous symbol insertion units 710a and 710b insert continuous symbols into the input data signals I1 and I2 according to the insertion timing instructed by the optical transmitter control unit 50, and output the data signals I3 and I4.
  • the continuous symbol insertion units 710a and 710b may insert continuous symbols with respect to the optical modulators 270a and 270b of both polarizations, or may be inserted with respect to only one of the optical modulators 270a and 270b. .
  • Data signals I3 and I4 which are outputs from the continuous symbol insertion units 710a and 710b are input to the optical modulator 270.
  • the optical modulator 270a modulates the CW light based on the data signal I3.
  • the optical modulator 270b modulates the CW light based on the data signal I4.
  • the optical modulators 270a and 270b each output an optical modulation signal.
  • the input data signals I1 and I2 may be signals obtained by separating one data signal into two, or may be separate data that are not related at all.
  • the bit rates of the input data signals I1 and I2 may be the same or different.
  • the polarization multiplexer 300 is a polarization state in which the optical modulation signal modulated by the optical modulator 270a and the optical modulation signal modulated by the optical modulator 270b are orthogonal to each other (for example, TE polarization and TM polarization). To generate a polarization multiplexed optical signal.
  • the output from the polarization multiplexer 300 is input to the variable optical power attenuator 280.
  • a supervisory control optical signal (OSC, Optical Supervisor Call) is input to the optical fiber transmission line 60, and this is input to the optical receiver controller 20 and the optical receiver.
  • the setting information of each device may be acquired by transmitting and receiving between the repeater control unit 80 and between the optical transmitter control unit 50 and the optical repeater control unit 80. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining an initialization procedure of the optical transmission / reception system 200. This flowchart is performed when setting the optical receiver 10 to an initial state, such as when setting up the optical receiver 10 or when returning from a failure. It is assumed that the optical transmitter control unit 50 and the optical receiver control unit 20 include a lookup table described later.
  • step S5 the optical transmitter control unit 50 and the optical receiver control unit 20 transmit information about the multilevel number, modulation speed, modulation scheme, and polarization multiplexing scheme of the optical multilevel modulation signal to the optical transmitter 40, respectively.
  • the optical transmitter control unit 50 and the optical receiver control unit 20 transmit information about the multilevel number, modulation speed, modulation scheme, and polarization multiplexing scheme of the optical multilevel modulation signal to the optical transmitter 40, respectively.
  • step S10 the optical receiver control unit 20 sets a reference value for the amount of nonlinear noise.
  • step S ⁇ b> 15 the optical transmitter control unit 50 and the optical receiver control unit 20 set the operating range of the input optical power to the optical transmitter 40 and the optical receiver 10.
  • step S25 the optical receiver control unit 20 monitors the non-linear noise (TE polarization, TM polarization) of the optical receiver 10, and stores the monitoring result in the lookup table T2.
  • the object to be monitored is the spectral width, standard deviation, or noise amount spreading in the frequency domain.
  • step 30 the optical receiver control unit 20 determines whether or not the nonlinear noise (TE polarized wave, TM polarized wave) is approximately equal to the reference value. If it is the same level, the flow ends. If not, the process proceeds to step 35.
  • the nonlinear noise TE polarized wave, TM polarized wave
  • step S35 the optical receiver control unit 20 determines whether or not the measurement of nonlinear noise (TE polarization, TM polarization) is completed within the operation range of the input optical power set in step S15. If not completed, the process proceeds to step 40, and the input optical power not yet measured through the optical transmitter controller 50 and the optical repeater controller 80 is set on the optical transmitter 40 and the optical repeater 70. Returning to step S20, similar processing is performed. If the measurement has been completed, the process proceeds to step S45.
  • TE polarization, TM polarization nonlinear noise
  • step S45 the optical receiver control unit 20 determines whether or not the nonlinear noise is equal to or less than a reference value within the measurement range set in step S15. If there is something below the reference value, the input optical power corresponding to the nonlinear noise closest to the reference value is set, and the flow ends. If not below the reference value, the process proceeds to step S50.
  • step S50 the optical receiver control unit 20 changes the multi-value number, modulation speed, modulation method, and polarization multiplexing method of the optical transmitter 40 via the optical transmitter control unit 50, and returns to step S5 to perform the same. Repeat the flow. This flowchart is complete
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a lookup table (LUT: Look Up Table) T1 and a lookup table T2 included in the optical transmitter controller 50 and the optical receiver controller 20.
  • LUT Look Up Table
  • T2 lookup table
  • the look-up table T1 grasps the multilevel number of the optical multilevel modulation signal output from the optical transmitter 40, the modulation speed, the modulation scheme, the polarization multiplexing scheme, the input optical power operating range, and the reference value of the nonlinear noise. It is a table to keep.
  • the optical receiver control unit 20 changes the parameters of the optical multilevel modulation signal output from the optical receiver 10 via the optical transmitter control unit 50 in steps S5, S50, etc., the optical receiver control unit 20 stores the lookup table T1. Record the changes.
  • the look-up table T2 is a table for recording the measurement results of the input optical power and nonlinear noise of the optical multilevel modulation signal received by the optical receiver 10 for each polarization.
  • the nonlinear noise may be recorded in the TE polarization.
  • the measurement result recorded in the lookup table T2 is used when referring to the measurement result in steps S30, S45, and the like.
  • step S55 the optical receiver control unit 20 performs the following steps when a failure (deterioration of the BER in the optical receiver 10) is detected, and if not detected, waits at this step to detect the failure. I wait.
  • the failure of the optical receiver 10 may be notified from the optical receiver 10 to the optical receiver control unit 20 at the time of occurrence, or even after the operation of the optical receiver 10 starts, the optical receiver control unit 20 10 may be constantly monitored and detected.
  • step S60 the optical receiver control unit 20 monitors the current nonlinear noise (TE polarized wave, TM polarized wave).
  • step S65 the optical receiver control unit 20 compares the current nonlinear noise amount (TE polarized wave, TM polarized wave) with the nonlinear noise reference value recorded in the lookup table T1. If the current nonlinear noise amount (TE polarized wave, TM polarized wave) is approximately the same as the reference value, the process proceeds to step S100. If not, the process proceeds to step S70.
  • step S70 the optical receiver control unit 20 changes the input optical power of the optical transmitter 40 and the optical repeater 70 via the optical transmitter control unit 50 and the optical repeater control unit 80 so as to approach the reference value.
  • step 75 the input optical power is set to the optical transmitter 40 and the optical repeater 70.
  • step S90 the optical receiver control unit 20 determines whether or not the measurement of nonlinear noise (TE polarized wave, TM polarized wave) is completed within the operation range of the input optical power. If not completed, the process returns to step 70, and the input optical power not yet measured via the optical transmitter controller 50 and the optical repeater controller 80 is set on the optical transmitter 40 and the optical repeater 70. Similar processing is performed. If the measurement has been completed, the process proceeds to step S95.
  • nonlinear noise TE polarized wave, TM polarized wave
  • step S95 the optical receiver control unit 20 determines whether or not the nonlinear noise is equal to or less than a reference value within the operating range of the input optical power. If there is something below the reference value, the input optical power corresponding to the nonlinear noise closest to the reference value is set, and the flow ends. If not below the reference value, the process proceeds to step S100.
  • step S100 the optical receiver control unit 20 changes the multi-level number, modulation speed, modulation method, and polarization multiplexing method of the optical transmitter 40 via the optical transmitter control unit 50, and proceeds to step S105. 22 Performs the same processing as S5 ⁇ . This flowchart is complete
  • the optical transmission / reception system 200 can operate the optical transmitter 40, the optical repeater 70, and the optical receiver 10 by monitoring nonlinear noise.
  • the optical transmission / reception system 200 when the optical transmission / reception system 200 according to the third embodiment detects the deterioration of the BER, the optical transmission / reception system 200 determines whether the cause is due to the nonlinear noise signal, and automatically performs an appropriate recovery process according to the cause. Can be implemented. That is, when the BER of the optical receiver 10 is deteriorated, the return process can be automatically performed, so that the burden on operation can be reduced.
  • nonlinear noise is monitored, and the multi-level number of optical multi-level modulation signal, modulation speed, input optical power, etc. are switched adaptively and applied to automatic failure recovery. Furthermore, when a failure occurs during optical fiber transmission It was decided to investigate the deterioration factor. Thus, the present invention is considered to be useful in that it can be applied to various uses by monitoring nonlinear noise.
  • FIG. 25 is a configuration diagram of an optical transmission / reception system 200 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • An optical transmission / reception system 200 shown in FIG. 25 includes a wavelength division multiplexing optical transmitter 90 that transmits wavelength division multiplexed optical signals, a wavelength division multiplexing optical receiver 100 that receives wavelength division multiplexed optical signals, an optical repeater 70, an optical receiver control unit 20, An optical repeater control unit 80, an optical transmitter control unit 50, an optical fiber transmission line 60, and a control network 30 are provided.
  • the wavelength division multiplexing optical transmitter 90 includes optical transmitters 40-1, 40-2,..., 40-n having a function of changing input optical power, multi-value number, modulation speed, modulation method, and the like.
  • a device 510 is provided.
  • the optical multiplexer 510 wavelength-multiplexes and outputs an optical multilevel modulation signal output from each optical transmitter.
  • the wavelength division multiplexing optical receiver 80 includes optical receivers 10-1, 10-2,..., 10-n, and an optical demultiplexer 520.
  • the optical demultiplexer 520 demultiplexes the wavelength multiplexed optical signal transmitted by the wavelength multiplexed optical transmitter 90 and distributes it to each optical receiver.
  • Each optical transmitter and each optical receiver are the same as those described in any of the above embodiments.
  • the optical repeater 70 is connected after the optical fiber transmission line 60 and has a function of changing the input power in accordance with an instruction from the optical repeater control unit 80.
  • the input power of the optical multilevel modulation signal for each wavelength corresponding to each of the optical transmitters 40-1, 40-2,..., 40-n included in the wavelength multiplexing transmitter 90 may be set individually.
  • the optical transmitter control unit 50 and the optical receiver control unit 20 include optical transmitters 40-1, 40-2,..., 40-n included in the wavelength division multiplexing transmitter 90, and the wavelength division multiplexing optical receiver 100, respectively.
  • Control information for setting change is transmitted and received through the control network 30 to the optical receivers 10-1, 10-2,.
  • Each optical transmitter and each optical receiver changes the setting according to the control information.
  • the above components, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware by designing some or all of them, for example, with an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • Optical receiver 20: Optical receiver controller, 30: Control network
  • 40 Optical transmitter
  • 50 Optical transmitter controller
  • 60 Optical fiber transmission line
  • 70 Optical repeater
  • 80 Optical repeater 90: wavelength multiplexed optical transmitter
  • 100 wavelength multiplexed optical receiver
  • 110 coherent light detector
  • 120 digital signal processor
  • 210 optical frequency mixer
  • 220 local light source
  • 230 photoelectric Detector: 240: Analog to digital converter
  • 250: Polarization separator 250: Polarization separator
  • 260 Laser light source
  • 270 Optical modulator
  • 280 Variable optical power attenuator
  • 290 Optical splitter
  • 300 Polarization multiplexer
  • 310 Timing extraction unit
  • 320 Dispersion compensation unit
  • 330 Frequency estimation unit
  • 340 Phase estimation unit
  • 350 Data restoration unit
  • 360 Optical phase monitor circuit
  • 370 Polarization separation unit
  • 380 Reception O NR monitor circuit
  • 510 optical multiplexer

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Abstract

　光ファイバ伝送路を通過して劣化した光多値変調信号の受信ＯＳＮＲを、非線形雑音の影響を抑制しつつデータ伝送が長時間途切れないようにしながらモニタする。　本発明に係る光品質モニタ回路は、受信した光多値変調信号から連続シンボルを検出してこれを連結することにより擬似的な無変調光を生成し、その疑似無変調光を用いて受信ＯＳＮＲをモニタする（図２参照）。

Description

光品質モニタ回路、光受信機、光送受信システム
　本発明は、光多値変調信号の光回線品質をモニタする光品質モニタ回路に関する。
　近年、ディジタルコヒーレント受信器を用いた光多値変調方式が研究され、実用化が進められている。光多値変調方式は、光の位相や振幅を利用して大容量の情報を伝送できるようにする技術であり、４値以上の位相変調方式（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、直交振幅変調方式（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、振幅位相変調方式（ＡＰＳＫ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）など、異なる多値数の変調方式が検討されている。
　光多値変調信号を光ファイバ伝送路に通すと、波長分散（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）や偏波モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などといった信号波形の劣化が生じる。これらの波形劣化は、伝送におけるビット誤りを増大させる要因となり、通信の妨げとなる。しかし、受信側において、光補償器やディジタル信号処理技術による補償回路などを用いることにより、これらを補償することができる。
　信号波形の劣化の１つとして、光雑音が挙げられる。光雑音は、線形雑音（ＡＳＥ光雑音、レーザ線幅による位相雑音など）と非線形雑音の２種類に分けられる。非線形雑音は、非線形光学効果によって引き起こされ、光デバイスやディジタル信号処理回路を用いても補償することが困難である。非線形光学効果は、伝送される光信号自身の光強度もしくは隣接する光信号の光強度に応じて屈折率が変化する現象であり、これによって伝送される光信号の光位相が変化し、非線形雑音として現れ、波形が劣化する。特に、波長多重の長距離伝送においては、隣接光チャネル間のクロストークの影響（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ　Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を受けてしまうため、受信感度が劣化し、伝送距離が大きく制限される。
　特願２０１２－０９９７４９号に記載されている技術は、周波数領域上で線形雑音と非線形雑音を分離して光多値変調信号の非線形雑音のみを抽出するために用いることができる。同技術においては、受信ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を取得した上でそれに相当する線形雑音量を光多値変調信号から差し引くことにより、非線形雑音量を抽出する。そのため同技術においては、ＯＳＮＲをモニタリングすることが必要となる。
　下記特許文献１は、光デバイスを用いてＯＳＮＲをモニタリングする技術を記載している。しかしこの技術を用いると高コストになるため、各送受信機へ同技術を搭載することは現実的に困難であると考えられる。そのため、光受信機内のディジタル信号処理ベースで低コストにＯＳＮＲをモニタリングする技術が望ましい。
　下記特許文献２に記載されている技術においては、光多値変調信号をコヒーレント受信して位相同期した後の電界データを信号点配置上に表示し、その表示上の分布に基づき光信号の振幅対雑音比の広がりを取得することにより、受信ＯＳＮＲをモニタしている。しかし伝送過程において生じる非線形雑音は、位相方向だけでなく振幅方向にも影響を及ぼす。そのため伝送後の信号内には、振幅方向において線型雑音の影響と非線形雑音の影響が混在する。したがって特許文献３においては、伝送後の時点で受信ＯＳＮＲ（線型雑音）を精密に測定することは難しい。
特開２００８－０８５８８３号公報 特開２００９－１９８３６４号公報
　上記特許文献１～２記載の技術の他、受信した光信号を周波数領域変換でパワースペクトルに変換することにより、受信ＯＳＮＲを予測する方法が考えられる。しかし、受信信号をそのまま変換する場合、入力パワーが高いと非線形雑音の影響を受けてパワースペクトルの幅が広がり、それと同時にスペクトルのピーク低下してしまう。そうすると、伝送前後においてパワースペクトルのピークが異なることになるので、正確な受信ＯＳＮＲを精密に測定することが困難となる。
　これに対し、光信号データを変調しない無変調（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ）光はスペクトルのピークと光雑音が非線形雑音の影響を受けにくくなるため、正確な受信ＯＳＮＲをモニタリングすることができると考えられる。そこで受信ＯＳＮＲをモニタリングするため、一時的に無変調光を出力してその受信ＯＳＮＲをモニタリングすることが考えられる。しかし、無変調光を出力するため本来のデータ伝送を中断する必要があるため、運用の妨げとなってしまう。
　本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、光ファイバ伝送路を通過して劣化した光多値変調信号の受信ＯＳＮＲを、非線形雑音の影響を抑制しつつデータ伝送が長時間途切れないようにしながらモニタすることを目的とする。
　本発明に係る光品質モニタ回路は、受信した光多値変調信号から連続シンボルを検出してこれを連結することにより擬似的な無変調光を生成し、その疑似無変調光を用いて受信ＯＳＮＲをモニタする。
　本発明に係る光品質モニタ回路によれば、光ファイバ伝送路を通過して劣化した光多値変調信号の受信ＯＳＮＲを、非線形雑音の影響を抑制しつつデータ伝送が長時間途切れないようにしながらモニタすることができる。
実施形態１に係る受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０を備えた光受信機１０の構成図である。 受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の構成例を示すブロック図である。 受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第２構成例を示すブロック図である。 受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第３構成例を示すブロック図である。 受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第４構成例を示すブロック図である。 光位相モニタ回路３６０の構成例を示すブロック図である。 光雑音量参照部３６５が備えるルックアップテーブルＴ３の構成を示す図である。 光位相モニタ回路３６０の第２構成例を示すブロック図である。 光位相モニタ回路３６０の第３構成例を示すブロック図である。 光位相モニタ回路３６０の第４構成例を示すブロック図である。 光多値変調信号が偏波多重信号である場合における、光受信機１０の構成図である。 実施形態２に係る光位相モニタ回路３６０を備えた光受信機１０の構成図である。 実施形態２における光位相モニタ回路３６０の構成例を示す図である。 実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第２構成例を示す図である。 実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第３構成例を示す図である。 実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第４構成例を示す図である。 光多値変調信号が偏波多重信号である場合における、光受信機１０の構成図である。 実施形態３に係る光送受信システム２００の構成図である。 光多値変調信号が単一偏波である場合における光送信機４０の構成図である。 光送信機４０が送信する光多値変調信号がＱＰＳＫ光信号である場合と１６ＱＡＭ信号の場合におけるシンボル配置を例示するコンスタレーション図である。 光多値変調信号が偏波多重である場合における光送信機４０の構成図である。 光送受信システム２００の初期化手順を説明するフローチャートである。 光送信機制御部５０と光受信機制御部２０が備えるルックアップテーブルＴ１とルックアップテーブルＴ２の構成を示す図である。 光送受信システム２００が障害から回復する手順を説明するフローチャートである。 実施形態４に係る光送受信システム２００の構成図である。 入力パワーが高い場合の光多値変調信号のパワースペクトルを例示する図である。 伝送前後における無変調光のパワースペクトルである。 モニタ表示部８１０のモニタ表示画面である。
＜従来技術の課題について＞
　以下では本発明の理解を促進するため、まず従来技術における課題について補足説明した後、本発明の実施形態について説明する。
　図２６は、上述の受信光信号をパワースペクトルに変換して受信ＯＳＮＲを予測する技術において、入力パワーが高い場合の光多値変調信号のパワースペクトルを例示する図である。図２６（ａ）は伝送前のパワースペクトル、図２６（ｂ）は伝送後のパワースペクトルを示す。受信ＯＳＮＲは１７ｄＢである。伝送前後について比較すると、パワースペクトルのピークが伝送後において低下していることが分かる。このため、正確な受信ＯＳＮＲを精密に測定することが困難となる。
　図２７は、伝送前後における無変調光のパワースペクトルである。図２７（ａ１）（ａ２）は伝送前、図２７（ｂ１）（ｂ２）は伝送後のパワースペクトルをそれぞれ示す。図２７（ａ２）（ｂ２）は、それぞれ図２７（ａ１）（ｂ１）を平滑化したものである。平滑化前において伝送前後を比較すると、非線形雑音の影響により、ピーク付近のスペクトル幅が広がる様子が見られる。しかし平滑化によりピーク値の変化がなくなり、ピーク部分を容易に読み取ることができる。さらに、光雑音の中心部分を読み取ることにより、受信ＯＳＮＲを精密に把握することができる。したがって、無変調光を用いて受信ＯＳＮＲを予測することは有用であると考えられる。
　しかしながら、無変調光を出力するためには本来のデータ伝送を例えば数秒程度止める必要があり、光ネットワークの運用上これを実施することは難しい。さらには、ｐｓ単位で出力光を高速に切り替えることができる高周波の電気スイッチは現時点で入手困難である。そのため、データ伝送を長時間途切れないようにしつつ電気スイッチによって制御を瞬時的に切り替えて無変調光をごく短時間にわたって一時的に出力することも難しい。
　本発明は上記課題に鑑みて、データ伝送を長時間途切れさせることなく無変調光を用いて受信ＯＳＮＲを計測することができる光品質モニタ回路を提供する。以下では本発明に係る光品質モニタ回路およびこれを用いたシステム構成について説明する。
＜実施の形態１：機器構成＞
　図１は、本発明の実施形態１に係る受信ＯＳＮＲモニタ回路（光品質モニタ回路）３８０を備えた光受信機１０の構成図である。光多値変調信号は、単一偏波のＭ値の振幅変調信号、Ｍ値の位相変調信号、Ｍ値の直交振幅位相変調信号、Ｍ値の振幅位相変調信号のいずれであってもよい。Ｍは２以上の整数であるものとする。光受信機１０は、コヒーレント光検出部１１０、ディジタル信号処理部１２０を備える。光受信機１０は光受信機制御部２０およびモニタ表示部８１０と接続しており、光受信機制御部２０は制御ネットワーク３０と接続している。
　コヒーレント検出部１１０は、光多値変調信号をコヒーレント受信して電界データに変換する機能部であり、光周波数混合器２１０、局発光源２２０、光電検出器２３０ａおよび２３０ｂ、アナログ・ディジタル変換器２４０ａおよび２４０ｂを備える。
　ディジタル信号処理部１２０は、コヒーレント光検出部１１０が変換した電界データを信号処理する機能部であり、タイミング抽出部３１０、分散補償部３２０、周波数推定部３３０、位相推定部３４０、データ復元部３５０、光位相モニタ回路３６０、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０を備える。
　光受信機１０に入力された光多値変調信号は、コヒーレント光検出部１１０に入力される。コヒーレント光検出部１１０に入力された光信号は、光周波数混合器２１０に入力される。光周波数混合器２１０は、局発光源２２０の無変調（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ）光とコヒーレント光検出部１１０が受信した光信号を、光周波数混合する。光周波数混合器２１０は、Ｉ相成分の光信号とＱ相の光信号を出力し、それぞれ光電検出器２３０ａと２３０ｂに入力される。光電検出器２３０ａと２３０ｂに入力された光信号はそれぞれＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器２４０ａと２４０ｂにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器２４０ａと２４０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのように記述される電界データに変換される。この電界データはディジタル信号処理部１２０に入力される。
　ディジタル信号処理部１２０に入力された電界データは、タイミング抽出部３１０に入力される。タイミング抽出部３１０は、周波数領域におけるバンドパスフィルタ処理などによってタイミング抽出処理を実施する。タイミング抽出部３１０からの出力は分散補償部３２０に入力される。
　分散補償部３２０は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどを用いた波長分散補償処理を実施する。分散補償部３２０からの出力は周波数推定部３３０に入力される。
　周波数推定部３３０は、周波数領域における周波数オフセット成分抽出などの周波数オフセット補償処理を実施する。周波数推定部３３０は、処理後の電界データを出力する。周波数推定部３３０からの出力は２分岐され、位相推定部３４０と光位相モニタ回路３６０にそれぞれ入力される。
　位相推定部３４０は、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ　＆　Ｖｉｔｅｒｂｉ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、判定指向（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－Ｄｉｒｅｃｔｅｄ）などの位相推定アルゴリズムを用いて、位相誤差の検出と補償を実施する。位相推定部３４０は、位相誤差を補償した電界データを出力する。位相推定部３４０からの出力は２分岐され、データ復元部３５０と受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０に入力される。
　データ復元部３５０は、入力された信号をディジタルデータへ復元する。データ復元部３５０は、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２を出力する。それと同時に連続シンボルのタイミング情報Ｏ５を出力して受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０に入力する。このとき、データ復元部３５０は差動符号化処理を実施してもよいし、しなくともよい。
　光位相モニタ回路３６０は、非線形雑音をモニタする。光位相モニタ回路３６０からの出力は、光受信機制御部２０に入力される。
　光受信機制御部２０は、光受信機１０が受信する光信号の入力光パワー、多値数、変調速度、変調方式などの設定を変更し、制御ネットワーク３０を介してそのための制御情報を送受信する。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、位相推定部３４０からの出力と連続シンボルのタイミング情報Ｏ５を用いて、受信ＯＳＮＲをモニタする。周波数オフセットおよびレーザ線幅による位相雑音が除去された位相推定部３４０からの出力を使用することにより、非線形雑音の位相成分と線形雑音（例えばＡＳＥ雑音）の位相成分のみを含む光多値変調信号を使用して処理することができる。受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、受信ＯＳＮＲをモニタした結果を記述する受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１を出力する。受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１は光位相モニタ回路３６０に入力される。
　図２は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の構成例を示すブロック図である。受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、連続シンボル波形保存部３８３、連続シンボル連結部３８４、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、受信ＯＳＮＲ算出部３８７を備える。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０に入力された電界データは、リサンプル部３８１に入力される。リサンプル部３８１は、波形補間などによるリサンプル処理を実施する。リサンプル部３８１からの出力は連続シンボル抽出部３８２に入力される。
　連続シンボル抽出部３８２は、リサンプルされた電界データから連続シンボルを抽出する。このとき、データ復元部３５０からの出力である連続シンボルのタイミング情報Ｏ５を参照する。連続シンボルのタイミング情報Ｏ５を参照して連続シンボルのタイミングと同期することにより、連続シンボル波形を抽出することができる。
　連続シンボル波形保存部３８３は、連続シンボル抽出部３８２が抽出した連続シンボル波形を適当な記憶装置に保存する。このとき、光多値変調信号のシンボル値毎にそれぞれ連続シンボル波形を保存してもよいし、特定のシンボル値についてのみ連続シンボル波形を保存してもよい。
　連続シンボル抽出部３８２の処理と連続シンボル波形保存部３８３の処理は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達するまで繰り返し実施される。
　連続シンボル連結部３８４は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達した時点で、保存されているシンボルを連結する。これにより擬似的に無変調光を生成することができる。このとき、光多値変調信号のシンボル値毎にそれぞれシンボルを連結してもよいし、いずれか１つのシンボル値についてのみシンボルを連結してもよい。連続シンボル連結部３８４からの出力は周波数領域変換器３８５に入力される。
　周波数領域変換器３８５は、入力された信号を高速フーリエ変換などによって周波数領域に変換し、擬似的に生成された無変調光のスペクトルを出力する。このとき、周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数はあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。周波数領域変換器３８５からの出力は繰り返し取得して平均化してもよいし、しなくてもよい。周波数領域変換器３８５からの出力は平滑化フィルタ部３８６に入力される。
　平滑化フィルタ部３８６は、無変調光のスペクトルを平滑化して出力する。平滑化フィルタ部３８６は矩形型、三角型、ガウシアン型などのようにどのような形状であってもよい。平滑化フィルタ部３８６からの出力は、受信ＯＳＮＲ算出部３８７に入力される。受信ＯＳＮＲ算出部３８７は、スペクトルのピーク部分と雑音部分を読み取って受信ＯＳＮＲを算出し、その算出結果を記述した受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１を出力する。スペクトルのピーク部分は伝送後のピーク部分を基準としてもよいし、伝送前のピーク部分を基準としてもよい。受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１は、光位相モニタ回路３６０に入力される。
　図３は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第２構成例を示すブロック図である。コンスタレーション上の各信号点は、振幅値が同じであれば、位相を回転させて一致させることにより、同じシンボル値となる。このことを利用して、位相変調によって異なるシンボル値を有する複数の連続シンボル波形の位相をそれぞれ回転させて同じシンボル値とした後に、各連続シンボル波形を連結する。これにより、個々の連続シンボル波形よりも長い疑似連続波を生成することができる。
　本構成例において、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、連続シンボル波形保存部３８３、位相回転部３８８、連続シンボル連結部３８４、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、受信ＯＳＮＲ算出部３８７を備える。
　リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、および受信ＯＳＮＲ算出部３８７の動作は図２に示す構成例と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
　連続シンボル波形保存部３８３は、連続シンボル抽出部３８２が抽出した連続シンボル波形を、光多値変調信号の位相値毎に適当な記憶装置に保存する。このとき、コンスタレーション上で同一の振幅値を有する連続シンボル波形を保存する。連続シンボル抽出部３８２の処理と連続シンボル波形保存部３８３の処理は、図２に示す構成例と同様に、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達するまで繰り返し実施される。
　位相回転部３８８は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が、コンスタレーションにおいて同じ振幅値を有するいずれか１つのシンボル点に集約するように、波形の位相を回転させる。
　連続シンボル連結部３８４は、位相回転部３８８が位相回転した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達した時点で、シンボルを連結する。これにより、擬似的に無変調光を生成することができる。このとき、光多値変調信号の同一の振幅値を有する連続シンボル波形についてのみシンボルを連結する。
　図４は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第３構成例を示すブロック図である。図３に示す構成例においては、位相変調によって異なるシンボル値を有する連続シンボル波形について説明したが、振幅変調によって異なるシンボル値を有する連続シンボル波形についても同様の処理を実施することができる。そこで本構成例においては、位相回転に代えて振幅レベル補正により、同一の位相値を有するいずれかのシンボル点へ連続シンボル波形を集約させることとした。
　本構成例において、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、連続シンボル波形保存部３８３、振幅レベル補正部３８９、連続シンボル連結部３８４、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、受信ＯＳＮＲ算出部３８７を備える。
　リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、および受信ＯＳＮＲ算出部３８７の動作は図３に示す構成例と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
　連続シンボル波形保存部３８３は、連続シンボル抽出部３８２が抽出した連続シンボル波形を、光多値変調信号の振幅値毎に適当な記憶装置に保存する。このとき、１点の振幅値に対応した連続シンボル波形を保存する。連続シンボル抽出部３８２の処理と連続シンボル波形保存部３８３の処理は、図２に示す構成例と同様に、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達するまで繰り返し実施される。
　振幅レベル補正部３８９は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が、コンスタレーションにおいて同じ位相値を有するいずれか１つのシンボル点に集約するように、波形の振幅レベルを補正する。補正後の振幅レベルはいずれの振幅値であってもよい。
　連続シンボル連結部３８４は、振幅レベル補正部３８９が振幅レベルを補正した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達した時点で、シンボルを連結する。これにより、擬似的に無変調光を生成することができる。このとき、光多値変調信号の１点の位相値に対応した連続シンボル波形のみに対してシンボルを連結する。
　図５は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の第４構成例を示すブロック図である。本構成例は、位相変調と振幅変調を組み合わせている場合において、いずれかのシンボル点に対して連続シンボル波形を集約させるものである。
　本構成例において、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、連続シンボル波形保存部３８３、位相回転部３８８、振幅レベル補正部３８９、連続シンボル連結部３８４、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、受信ＯＳＮＲ算出部３８７を備える。
　リサンプル部３８１、連続シンボル抽出部３８２、周波数領域変換器３８５、平滑化フィルタ部３８６、および受信ＯＳＮＲ算出部３８７の動作は図３に示す構成例と同様であり、連続シンボル連結部３８４と振幅レベル補正部３８９の動作は図４に示す構成例と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
　連続シンボル波形保存部３８３は、連続シンボル抽出部３８２が抽出した連続シンボル波形を、光多値変調信号のシンボル点毎に適当な記憶装置に保存する。連続シンボル抽出部３８２の処理と連続シンボル波形保存部３８３の処理は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が周波数領域変換器３８５の対象とするサンプル数に達するまで繰り返し実施される。
　位相回転部３８８は、連続シンボル波形保存部３８３が保存した連続シンボル波形が、コンスタレーションにおいて同じ振幅値を有するシンボル点に集約するように、波形の位相を回転させる。必ずしもコンスタレーション上の全てのシンボル点を１点に集約させる必要はない。したがって、光多値変調信号の振幅値毎に位相回転を実施してもよいし、いずれか１つの振幅値についてのみ位相回転を実施してもよい。
　図３、図４、図５で説明した位相回転部３８８と振幅レベル補正部３８９は、独立した機能部として構成することもできるし、連続シンボル連結部３８４の中に含まれる機能部として構成することもできる。
　ここまでは、受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１をモニタすることについて述べたが、雑音量のみをモニタする構成にすることもできる。このとき、雑音量は周波数帯域のどの範囲においてもモニタしてよい。
　図６は、光位相モニタ回路３６０の構成例を示すブロック図である。光位相モニタ回路３６０は、リサンプル部３６１、べき乗乗算器３６２、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。
　光位相モニタ回路３６０に入力された電界データは、リサンプル部３６１に入力される。リサンプル部３６１は、波形補間などによるリサンプル処理を実施する。リサンプル部３６１からの出力はべき乗乗算器３６２に入力される。
　べき乗乗算器３６２は、リサンプルされた電界データをべき乗処理する。これにより、変調データの位相成分が消え、位相成分にはべき乗分の位相誤差だけが残る。べき乗処理は、リサンプルされた電界データの振幅値毎にそれぞれ実施する必要がある。べき乗乗算器３６２からの出力である、データ変調の位相成分が消えた電界データは、周波数領域変換器３６３に入力される。
　周波数領域変換器３６３は、べき乗することによりデータ変調の位相成分が消えた電界データを高速フーリエ変換などによって周波数領域に変換し、データ変調の位相成分が消えた電界データのスペクトルを出力する。このとき、周波数領域変換器３６３の対象とするサンプル数はあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。周波数領域変換器３６３からの出力は繰返し取得して平均化してもいいし、しなくてもよい。周波数領域変換器３６３からの出力は平滑化フィルタ部３６４に入力される。
　平滑化フィルタ部３６４は、べき乗することによりデータ変調の位相成分が消えた電界データのスペクトルを平滑化する。平滑化フィルタ部３６４は矩形型、三角型、ガウシアン型などのようにどのような形状であってもよい。平滑化フィルタ部３６４の出力は、非線形位相計測部３６６に入力される。
　光雑音量参照部３６５は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０が出力する受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１を受け取り、これに対応する線型雑音量を後述の図７で説明するルックアップテーブルＴ３から取得する。光雑音量参照部３６５の出力は、非線形位相計測部３６６に入力される。
　非線形位相計測部３６６は、平滑化フィルタ部３８６の出力（べき乗することによりデータ変調の位相成分が消えた電界データのスペクトル）から、光雑音量参照部３６５の出力（受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１に相当する線形雑音量）を差し引き、その差分スペクトルのスペクトル幅、ＦＷＨＭ、ＲＭＳ幅、分散、標準偏差、または周波数領域に広がる雑音量等を計測する。これにより、光多値変調信号の非線形雑音量Ｎ１をモニタし、Ｎ１のスペクトル形状の変化を検出することができる。非線形雑音量Ｎ１は、光受信機制御部２０に入力される。
　図７は、光雑音量参照部３６５が備えるルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ　Ｕｐ　Ｔａｂｌｅ）Ｔ３の構成を示す図である。ルックアップテーブルＴ３は、受信ＯＳＮＲとそれに相当する線形雑音量を記述するデータテーブルである。ルックアップテーブル３を参照することにより、受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１に相当する線形雑音量を取得することができる。
　図８は、光位相モニタ回路３６０の第２構成例を示すブロック図である。図６に示す構成例において、非線形位相計測部３６６は、電界の周波数スペクトルのパワーを基準として非線形雑音量Ｎ１をモニタすることとしたが、同様の処理は位相誤差の周波数スペクトルのパワーを基準として実施することもできる。したがって本構成例は、位相誤差を検出する構成を備える。またルックアップテーブルＴ３は、位相誤差の周波数スペクトルに対応する線型雑音量を保持している（図示せず）。
　本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、リサンプル部３６１、べき乗乗算器３６２、位相検出器３６７、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。以下では図６と異なる部分を中心に説明する。
　位相検出器３６７は、べき乗することによりデータ変調の位相成分が消えた電界データの位相成分を検出する。例えばべき乗乗算器３６２が電界データを４乗した場合、位相誤差θの４倍である４θが、位相誤差として検出される。位相検出器３６７の出力は周波数領域変換器３６３に入力される。
　周波数領域変換器３６３は、入力された信号を高速フーリエ変換などによって周波数領域に変換し、べき乗値を乗算した位相誤差（上記例における４θ）のスペクトルを出力する。このとき、周波数領域変換器３６３の対象とするサンプル数はあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。周波数領域変換器３６３からの出力は平滑化フィルタ部３６４に入力される。平滑化フィルタ部３６４は、べき乗分の倍数の位相誤差のスペクトルを平滑化する。光雑音量参照部３６５の動作は図６と同様である。
　非線形位相計測部３６６は、平滑化フィルタ部３６４の出力（べき乗値を乗算した位相誤差のスペクトル）から、光雑音量参照部３６５の出力（受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１に相当する線形雑音量）を差し引き、その差分スペクトルのスペクトル幅、ＦＷＨＭ、ＲＭＳ幅、分散、標準偏差、または周波数領域に広がる雑音量等を計測する。
　図９は、光位相モニタ回路３６０の第３構成例を示すブロック図である。図８においては、べき乗値を乗算した位相誤差（上記例における４θ）のスペクトルを算出したが、あらかじめべき乗値を除去した位相誤差のスペクトルを算出してもよい。したがって本構成例は、位相誤差をべき乗値で除算する構成を備える。
　本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、リサンプル部３６１、べき乗乗算器３６２、位相検出器３６７、除算器３６８、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。以下では図８と異なる部分を中心に説明する。
　位相検出器３６７からの出力であるべき乗分の倍数の位相誤差は、除算器３６８に入力される。除算器３６８は、位相誤差をべき乗値によって除算し、べき乗値を乗算する前の位相誤差を検出する。除算器３６８からの出力は周波数領域変換器３８５に入力される。以下の構成は図８と同様である。
　図１０は、光位相モニタ回路３６０の第４構成例を示すブロック図である。図９の構成例においては、べき乗値を除去した位相誤差のスペクトルを算出しているが、その位相誤差を用いて電界データを復元し、図６と同様に電界の周波数スペクトルのパワーを基準として非線形雑音を算出することもできる。したがって本構成例は、位相誤差から電界データを再生するための構成を備える。ルックアップテーブルＴ３は図６の構成例におけるものと同様である。
　本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、リサンプル部３６１、べき乗乗算器３６２、位相検出器３６７、除算器３６８、電界再生器３６９、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。以下では図６と異なる部分を中心に説明する。
　除算器３６８からの出力は、電界再生器３６９に入力される。電界再生器３６９は、除算器３６８からの入力を用いて、データ変調の位相成分を持たない位相誤差を位相成分とする電界データを再生する。電界再生器３６９からの出力は周波数領域変換器３６３に入力される。以下の構成は図６と同様である。
　ここまでは、非線形雑音量をモニタすることについて述べたが、光位相モニタ回路３６０内の周波数領域変換器３６３が対象とするサンプル数を増やすことにより、送信機側および受信機側のレーザの線幅をモニタすることもできる。後述する実施形態においても同様である。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０で得られた受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１と、光位相モニタ回路３６０で得られた非線形雑音量Ｎ１は、モニタ表示部８１０に表示してもよいし、しなくてもよい以下の実施形態においても同様である。
　図１１は、光多値変調信号が偏波多重信号である場合における、光受信機１０の構成図である。図１１に示す光受信機１０は、光多値変調信号を偏波毎に処理する機能部を備える点が、図１とは異なる。以下、図１と異なる点を中心に説明する。
　コヒーレント光検出部１１０は、偏波分離器２５０、光周波数混合器２１０ａおよび２１０ｂ、局発光源２２０、光電検出器２３０ａおよび２３０ｂ、光電検出器２３０ｃおよび２３０ｄ、アナログ・ディジタル変換器２４０ａおよび２４０ｂ、アナログ・ディジタル変換器２４０ｃおよび２４０ｄを備える。
　ディジタル信号処理部１２０は、タイミング抽出部３１０、分散補償部３２０、偏波分離部３７０、周波数推定部３３０、位相推定部３４０、データ復元部３５０、光位相モニタ回路３６０ａおよび３６０ｂ、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび３８０ｂを備える。
　図１１の光受信機１０に入力された光多値変調信号は、コヒーレント検出部１１０に入力される。コヒーレント光検出部１１０に入力された光多値変調信号は、偏波分離器２５０に入力される。偏波分離器２５０は、光多値変調信号から直交する２つの偏波成分を抽出し、光周波数混合器２１０ａと２１０ｂへそれぞれ出力する。光周波数混合器２１０ａはＴＥ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号を出力し、これらはそれぞれ光電検出器２３０ａと２３０ｂに入力される。光周波数混合器２１０ｂはＴＭ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号を出力し、これらはそれぞれ光電検出器２３０ｃと２３０ｄに入力される。光電検出器２３０ａと２３０ｂに入力された光信号は、それぞれＴＥ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器２４０ａと２４０ｂにそれぞれ入力される。光電検出器２３０ｃと２３０ｄに入力された光信号は、それぞれＴＭ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器２４０ｃと２４０ｄにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器２４０ａと２４０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号に変換され、Ｉ＋ｊＱのように記述される電界データに変換される。アナログ・ディジタル変換器２４０ｃと２４０ｄに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号に変換され、Ｉ＋ｊＱのように記述される電界データに変換される。これらの各偏波における電界データはディジタル信号処理部１２０に入力される。
　ディジタル信号処理部１２０に入力された電界データは、タイミング抽出部３１０、分散補償部３２０、周波数推定部３３０を介して偏波分離部３７０に入力される。
　偏波分離部３７０は、ＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、ＭＭＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの偏波分離アルゴリズムを用いて、偏波多重信号の偏波を分離し、伝送路で生じたＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：偏波モード分散）を補償する。偏波分離部３７０からの出力は２分岐され、データ復元部３５０と光位相モニタ回路３６０ａおよび３６０ｂに入力される。
　データ復元部３５０は、各偏波信号をディジタルデータへ復元し、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を出力する。また、連続シンボルのタイミング情報Ｏ５、Ｏ６を出力して受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび３８０ｂに入力する。このとき、データ復元部３５０は差動符号化処理を実施してもよいし、しなくともよい。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ｂは、位相推定部３４０の出力と連続シンボルのタイミング情報Ｏ５、Ｏ６を用いて、受信ＯＳＮＲをモニタする。受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび３８０ｂは受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１、Ｍ２を出力し、受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１は光位相モニタ回路３６０ａに入力され、受信ＯＳＮＲ情報Ｍ２は光位相モニタ回路３６０ｂに入力される。受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａと３８０ｂは、図２～図５のいずれの構成のものでもよい。
　光位相モニタ回路３６０ａはＴＥ偏波の非線形雑音量Ｎ１をモニタし、光位相モニタ回路３６０ｂはＴＭ偏波の非線形雑音量Ｎ２をモニタする。光位相モニタ回路３６０ａおよび３６０ｂからの出力は、光受信機制御部２０に入力される。光位相モニタ回路３６０ａと３６０ｂは、図６、図８～図１０のいずれの構成のものでもよい。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａと３８０ｂで得られた受信ＯＳＮＲ情報Ｍ１、Ｍ２と、光位相モニタ回路３６０ａと３６０ｂで得られた非線形雑音量Ｎ１、Ｎ２は、モニタ表示部８１０に表示してもいいし、しなくてもよい。以下の実施形態においても同様である。
＜実施の形態１：光受信機１０の変形例＞
　以上の説明では、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０、光位相モニタ回路３６０、データ復元部３５０によるデータ出力機能を備えた光受信機１０の構成について述べてきたが、データ出力機能を備えておらず、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０のみを備えるか、または受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０と光位相モニタ回路３６０のみを備えた光受信機１０の構成においても、以上と同様の構成を採用することもできる。以下の実施形態においても同様である。
＜実施の形態１：まとめ＞
　以上のように、本実施形態１に係る受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、連続するシンボル波形を連結することにより疑似無変調光を生成し、これを用いて光多値変調信号の受信ＯＳＮＲを算出することができる。これにより、送信側で無変調光を生成する必要がないので、データ送出を中断することなく受信ＯＳＮＲを算出することができる。また、無変調光はスペクトルのピークと光雑音が非線形雑音の影響を受けにくいため、正確な受信ＯＳＮＲをモニタリングすることができる。
　また、本実施形態１に係る受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、シンボル点に対して位相回転、振幅レベル補正、またはその組み合わせを実施することにより、異なるシンボル値を有する連続シンボル波形を連結することができる。これにより、同じシンボル値が連続しない場合であっても、短時間で長い疑似連続波を生成することができる。
　また、本実施形態１に係る光受信機１０において、光位相モニタ回路３６０は、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０が求めた受信ＯＳＮＲに基づき線型雑音量を特定し、その線型雑音量を用いて非線形雑音を精度良く算出することができる。
＜実施の形態２＞
　図１２は、本発明の実施形態２に係る光位相モニタ回路３６０を備えた光受信機１０の構成図である。図１２に示す光受信機１０は、ディジタル信号処理部１２０の構成が実施形態１とは異なる。なお本実施形態２において、光多値変調信号は、単一偏波のＭ値の位相変調信号、Ｍ値の直交振幅位相変調信号、Ｍ値の振幅位相変調信号のいずれであってもよい。Ｍは２以上の整数であるものとする。
　周波数推定部３３０からの出力は位相推定部３４０に入力される。位相推定部３４０は、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ　＆　Ｖｉｔｅｒｂｉ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、判定指向（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－Ｄｉｒｅｃｔｅｄ）などの位相推定アルゴリズムを用いて、位相誤差の検出と補償を実施する。位相推定部３４０からの出力は３分岐され、データ復元部３５０、光位相モニタ回路３６０、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０に入力される。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０は、図２～図５のいずれの構成のものでもよい。光位相モニタ回路３６０は、図６、図８～図１０、後述する図１３～図１６のいずれの構成のものでもよい。
　図１３は、本実施形態２における光位相モニタ回路３６０の構成例を示す図である。本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、位相誤差検出器３６１０、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。
　光位相モニタ回路３６０に入力された電界データは、位相誤差検出器３６１０に入力される。位相誤差検出器３６１０は、光ファイバ伝送路に通す前の光多値変調信号の電界データをコンスタレーション上に配置したときの信号点配置をあらかじめ保持しており、これと入力された電界データを比較することにより、位相推定部３４０が補償しきれなかった位相誤差を検出する。位相誤差検出器３６１０の出力は周波数領域変換器３６３に入力される。以下の構成は図８と同様である。
　図１４は、本実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第２構成例を示す図である。本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、位相誤差検出器３６１０、電界再生器３６９、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。
　位相誤差検出器３６１０の出力は、電界再生器３６９に入力される。電界再生器３６９は、位相推定部３４０が補償し切れなかった位相誤差を位相成分とする電界データを再生する。電界再生器３６９の出力は周波数領域変換器３６３に入力される。以下の構成は図６と同様である。
　図１５は、本実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第３構成例を示す図である。本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。
　光位相モニタ回路３６０に入力される電界データは、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の連続シンボル連結部３８４が生成する擬似無変調光である。以下の構成は図６と同様である。
　図１６は、本実施形態２における光位相モニタ回路３６０の第４構成例を示す図である。本構成例において、光位相モニタ回路３６０は、位相検出器３６７、周波数領域変換器３６３、平滑化フィルタ部３６４、光雑音量参照部３６５、非線形位相計測部３６６を備える。
　光位相モニタ回路３６０に入力される電界データは、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０の連続シンボル連結部３８４が生成する擬似無変調光である。以下の構成は図８と同様である。
　図１７は、光多値変調信号が偏波多重信号である場合における、光受信機１０の構成図である。図１７に示す光受信機１０は、光多値変調信号を偏波毎に処理する機能部を備える点が、図１２とは異なる。以下、図１２または図１１と異なる点を中心に説明する。
　コヒーレント光検出部１１０の構成は、図１１と同様である。
　ディジタル信号処理部１２０は、タイミング抽出部３１０、分散補償部３２０、偏波分離部３７０、周波数推定部３３０、位相推定部３４０、データ復元部３５０、光位相モニタ回路３６０ａおよび３６０ｂを備える。
　ディジタル信号処理部１２０に入力された電界データは、タイミング抽出部３１０、分散補償部３２０、周波数推定部３３０を介して偏波分離部３７０に入力される。
　偏波分離部３７０は、ＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、ＭＭＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの偏波分離アルゴリズムを用いて、偏波多重信号の偏波を分離し、伝送路で生じたＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：偏波モード分散）を補償する。偏波分離部３７０からの出力は３分岐され、データ復元部３５０、光位相モニタ回路３６０ａおよび３６０ｂ、受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび３８０ｂに入力される。
　データ復元部３５０は、各偏波信号をディジタルデータへ復元し、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を出力する。それと同時に連続シンボルのタイミング情報Ｏ５、Ｏ６を出力して受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａおよび３８０ｂに入力する。このとき、データ復元部３５０は差動符号化処理を実施してもよいし、しなくともよい。
　受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０ａと３８０ｂは、図２～図５のいずれの構成のものでもよい。光位相モニタ回路３６０ａと３６０ｂは、図６、図８～図１０、図１３～図１６のいずれの構成のものでもよい。
＜実施の形態２：まとめ＞
　以上のように、本実施形態２に係る光位相モニタ回路３６０は、位相推定部３４０が光多値変調信号の位相を推定および補償した後の電界データを受け取り、位相推定部３４０が補償しきれなかった位相誤差またはその位相誤差を位相成分とする電界データをスペクトルに変換し、非線形位相計測部３６６は、そのスペクトルからスペクトル幅またはＦＷＨＭまたはＲＭＳ幅または分散または標準偏差を計測し、非線形位相雑音をモニタする。
＜実施の形態３＞
　実施形態１～２においては、光受信機１０は疑似無変調光を生成して受信ＯＳＮＲを測定することを説明した。これを実施するためには、受信光のなかに連続シンボルがある程度の頻度で含まれている必要があるが、変調方式によっては連続シンボルが含まれる頻度が著しく少ない場合も考えられる。そこで本発明の実施形態３においては、信号を送出する時点において連続シンボルをあらかじめ含めておくこととした。光受信機１０の構成は実施形態１～２と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
　図１８は、本実施形態３に係る光送受信システム２００の構成図である。光送受信システム２００は、光受信機１０、光送信機４０、光中継機７０、光受信機制御部２０、光送信機制御部５０、光中継機制御部８０、光ファイバ伝送路６０、制御ネットワーク３０を有する。光受信機１０は、実施形態１～２いずれかで説明したものである。光送信機４０は、光送信機制御部５０からの指示にしたがって、入力パワー、多値数、変調速度、変調方式を変更する機能を備えている。光ファイバ伝送路６０は、光送信機４０と光受信機１０を接続する光経路である。光中継機７０は、光ファイバ伝送路６０の後に接続され、光中継機制御部８０からの指示にしたがって、入力パワーを変更する機能を備えている。制御ネットワーク３０は、光受信機制御部２０と光中継機制御部８０、光送信機制御部５０の間で制御情報を送受信する通信ネットワークである。
　図１９は、光多値変調信号が単一偏波である場合における光送信機４０の構成図である。図１９に示す光送信機４０は、多値変調信号発生器２５０、レーザ光源２６０、光変調器２７０、可変光パワー減衰器２８０、連続シンボル挿入部７１０を備える。多値変調信号発生器２５０と可変光パワー減衰器２８０と連続シンボル挿入部７１０は、制御ネットワーク３０を介して光送信機制御部５０と接続している。連続シンボル挿入部７１０は、多値変調信号発生器２５０に含まれる構成であってもよい。
　レーザ光源２６０から発生した無変調光は、光変調器２７０に入力される。多値変調信号発生器２５０からの出力であるデータ信号Ｉ１は、これと並行して連続シンボル挿入部７１０に入力される。
　連続シンボル挿入部７１０は、光送信機制御部５０から指示された挿入タイミングにしたがって、入力されたデータ信号Ｉ１に連続シンボルを挿入して、データ信号Ｉ３を出力する。この連続シンボルの詳細については後述の図２０で説明する。連続シンボル挿入部７１０からの出力であるデータ信号Ｉ３は光変調器２７０に入力される。連続シンボルの挿入タイミングはあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。連続シンボルの挿入期間は、例えば数シンボル程度以上のように自由に設定できるようにしてもよいし、あらかじめ固定的に設定してもよい。送信パケットのフレームフォーマット内に連続シンボル用の挿入期間を用意してもよい。さらに、光送信機制御部５０と光受信機制御部２０との間で連続シンボルを検出するための同期を実施してもよいし、しなくてもよい。通信フォーマット内において連続シンボルを挿入する位置があらかじめ定義されている場合は、送受信間で必ずしも同期を実施する必要はない。
　受信ＯＳＮＲは受信光の平均パワーに対して測定されるため、連続シンボルのパワーも平均パワーとすることが望ましい。ただし変調方式によっては、各シンボル値は必ずしも平均パワーを有するものではないので、その場合は挿入する連続シンボルの振幅値について工夫する必要がある。これについては後述の図２０において改めて説明する。
　光変調器２７０は、データ信号Ｉ３に基づきＣＷ光を変調し、光変調信号を出力する。光変調器２７０からの出力は可変光パワー減衰器２８０に入力される。可変光パワー減衰器２８０は、光変調信号の光パワーを、光送信機制御部５０から受信した制御情報が指定する光送信パワー値に設定する。可変光パワー減衰器２８０からの出力は、光ファイバ伝送路６０に入力され、光ファイバ伝送路の出力は光中継機７０に入力される。
　多値変調信号発生器２５０は、光多値変調信号の多値数や変調速度の設定を、光送信機制御部５０からの制御情報に基づき変更することができる。多値変調信号発生器２５０は、多値数や変調速度の設定を変更したら、光送信機制御部５０に対し、光受信機１０の設定変更をすべき旨の制御情報を送信する。光送信機制御部５０はその制御情報を受信すると、制御ネットワーク３０を通して、光受信機制御部２０にその制御情報を送信する。変調方式としては、位相変調方式、直交振幅位相変調方式、振幅位相変調方式のいずれかを採用してもよい。入力データ信号Ｉ１は、１つのデータ信号を２つに分離した信号であってもよいし、全く関係のない別々のデータであってもよい。光変調器２７０は、例えば、ＬＮ位相変調器、マッハツェンダ（ＭＺ：Ｍａｃｈ　Ｚｅｎｄｅｒ）型変調器、ＭＺ型変調器２台を並列に構成した直交（ＩＱ）変調器であってよい。ｍ－ＰＳＫ、ｍ－ＱＡＭ、ｍ－ＡＰＳＫ（ｍは４以上）の伝送を想定している場合、ＩＱ変調器がふさわしい。
　図２０は、光送信機４０が送信する光多値変調信号がＱＰＳＫ光信号である場合と１６ＱＡＭ信号の場合におけるシンボル配置を例示するコンスタレーション図である。以下図２０を用いて、各変調方式において連続シンボルを挿入する具体例について説明する。
　ＱＰＳＫ光信号の場合、シンボル配置の４つのシンボル点は平均パワーに相当する円周上にある。図２０のＱＰＳＫシンボル配置の連続シンボル用シンボル点は１に指定されているが、連続シンボル用シンボル点はいずれであってもよいし、平均パワーに相当する円周上のいずれかの点に配置してもよい。また、連続シンボル用シンボル点はあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。
　１６ＱＡＭ光信号の場合、シンボル配置にある１６個のシンボル点は平均パワーに相当する円周上にはない。したがって、図２、図３のような構成の受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０を使用する場合、平均パワーに相当する円周上にあるシンボル点（図２０における点１７）を新たに作る必要がある。その際、連続シンボル用シンボル点は平均パワーに相当する円周上に配置してもよい。図４、図５のような構成の受信ＯＳＮＲモニタ回路３８０を使用する場合、連続シンボル用シンボル点はシンボル配置上のいずれかのシンボル点でもよいし、平均パワーに相当する円周上のいずれかの点に配置してもよい。また、連続シンボル用シンボル点はあらかじめ固定的に設定してもよいし、自由に設定変更できるようにしてもよい。
　図２０においては、ＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭのシンボル配置を示しているが、光多値変調信号は単一偏波のＭ値の振幅変調信号、Ｍ値の位相変調信号、Ｍ値の直交振幅位相変調信号、Ｍ値の振幅位相変調信号のいずれであってもよい。Ｍは２以上の整数であるものとする。
　図２１は、光多値変調信号が偏波多重である場合における光送信機４０の構成図である。図２１に示す光送信機４０は、多値変調信号発生器２５０、レーザ光源２６０、光分岐器２９０、光変調器２７０ａおよび２７０ｂ、偏波多重器３００、可変光パワー減衰器２８０、連続シンボル挿入部７１０ａおよび７１０ｂ、偏波多重切替器７２０を備える。光変調器２７０ａと偏波多重切替器７２０の間、偏波多重切替器７２０と偏波多重器３００の間、および光変調器２７０ｂと偏波多重器３００の間は、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）で接続されている。多値変調信号発生器２５０と可変光パワー減衰器２８０は、制御ネットワーク３０を介して光送信機制御部５０と接続している。連続シンボル挿入部７１０ａおよび７１０ｂは、多値変調信号発生器２５０に含まれる構成であってもよい。
　レーザ光源２６０から発生した無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ）光は、光分岐器２９０に入力される。光分岐器２９０は、ＣＷ光を分岐し、それぞれ光変調器２７０ａと２７０ｂに入力する。多値変調信号発生器２５０からの出力であるデータ信号Ｉ１、Ｉ２は、これと並行して連続シンボル挿入部７１０ａと７１０ｂに入力される。
　連続シンボル挿入部７１０ａと７１０ｂは、光送信機制御部５０から指示された挿入タイミングにしたがって、入力されたデータ信号Ｉ１、Ｉ２に連続シンボルを挿入して、データ信号Ｉ３、Ｉ４を出力する。連続シンボル挿入部７１０ａと７１０ｂは、両偏波の光変調器２７０ａと２７０ｂに対して連続シンボルを挿入してもよいし、光変調器２７０ａと２７０ｂのいずれかのみに対して挿入してもいい。
　連続シンボル挿入部７１０ａと７１０ｂからの出力であるデータ信号Ｉ３、Ｉ４は光変調器２７０に入力される。光変調器２７０ａは、データ信号Ｉ３に基づきＣＷ光に変調をかける。光変調器２７０ｂは、データ信号Ｉ４に基づき、ＣＷ光に変調をかける。光変調器２７０ａと２７０ｂはそれぞれ光変調信号を出力する。入力データ信号Ｉ１、Ｉ２は、１つのデータ信号を２つに分離した信号であってもよいし、全く関係のない別々のデータであってもよい。入力データ信号Ｉ１、Ｉ２のビットレートは同一であっても、異なっていてもよい。
　偏波多重器３００は、光変調器２７０ａによって変調された光変調信号と、光変調器２７０ｂによって変調された光変調信号とを互いに直交する偏波状態（例えば、ＴＥ偏波とＴＭ偏波）で合成し、偏波多重光信号を生成する。偏波多重器３００からの出力は可変光パワー減衰器２８０に入力される。
　制御ネットワーク３０を介して各機器の設定情報を取得することに代えて、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ　Ｃａｌｌ）を光ファイバ伝送路６０に入力し、これを光受信機制御部２０と光中継機制御部８０の間、および光送信機制御部５０と光中継機制御部８０の間で送受信することにより、各機器の設定情報を取得してもよい。以下の実施形態においても同様である。
＜実施の形態３：システム動作＞
　図２２は、光送受信システム２００の初期化手順を説明するフローチャートである。本フローチャートは、光受信機１０をセットアップするとき、または障害から復帰させるときなど、光受信機１０を初期状態に設定するときに実施される。光送信機制御部５０と光受信機制御部２０は、後述するルックアップテーブルを備えているものとする。
　ステップＳ５において、光送信機制御部５０と光受信機制御部２０は、光多値変調信号の多値数、変調速度、変調方式、偏波多重方式についての情報を、それぞれ光送信機４０と光受信機１０に設定する。
　ステップＳ１０において、光受信機制御部２０は、非線形雑音量の基準値を設定する。ステップＳ１５において、光送信機制御部５０と光受信機制御部２０は、入力光パワーの運用範囲を光送信機４０、光受信機１０に設定する。
　ステップＳ２０において、光送信機制御部と光中継機制御部８０は、入力光パワーを光送信機１０、光中継機７０に設定する。
　ステップＳ２５において、光受信機制御部２０は、光受信機１０の非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）をモニタし、ルックアップテーブルＴ２へモニタ結果を格納する。モニタする対象は、スペクトル幅、標準偏差、または周波数領域に広がる雑音量とする。
　ステップ３０において、光受信機制御部２０は、非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）は基準値と同程度であるか否かを判定する。同程度であれば、フローは終了となる。同程度でなければ、ステップ３５に進む。
　ステップＳ３５において、光受信機制御部２０は、ステップＳ１５で設定した入力光パワーの運用範囲内で非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）の測定が終了したか否かを判定する。終了していなければ、ステップ４０へ進み、光送信機制御部５０、光中継機制御部８０を介してまだ測定していない入力光パワーを光送信機４０、光中継機７０上に設定し、ステップＳ２０に戻って同様の処理を実施する。測定が終了していれば、ステップＳ４５に進む。
　ステップＳ４５において、光受信機制御部２０は、ステップＳ１５で設定した測定範囲内において、非線形雑音が基準値以下か否かを判定する。基準値以下のものがあれば基準値に一番近い非線形雑音に相当する入力光パワーに設定し、フローは終了となる。基準値以下でなければ、ステップＳ５０へと進む。ステップＳ５０において、光受信機制御部２０は、光送信機制御部５０を介して光送信機４０の多値数、変調速度、変調方式、偏波多重方式を変更し、ステップＳ５へ戻って同じフローを繰返す。以上で本フローチャートは終了する。
　図２３は、光送信機制御部５０と光受信機制御部２０が備えるルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ　Ｕｐ　Ｔａｂｌｅ）Ｔ１とルックアップテーブルＴ２の構成を示す図である。以下、各テーブルについて説明する。
　ルックアップテーブルＴ１は、光送信機４０が出力している光多値変調信号の多値数、変調速度、変調方式、偏波多重方式、入力光パワーの運用範囲、非線形雑音の基準値を把握しておくためのテーブルである。光受信機制御部２０は、ステップＳ５、Ｓ５０などにおいて、光送信機制御部５０を介して光受信機１０が出力する光多値変調信号の上記各パラメータを変更するとき、ルックアップテーブルＴ１にその変更内容を記録する。
　ルックアップテーブルＴ２は、光受信機１０が受信した光多値変調信号の入力光パワー、非線形雑音の測定結果を、偏波毎に記録するためのテーブルである。光多値変調信号が単一偏波である場合は、非線形雑音はＴＥ偏波に記録すればよい。ルックアップテーブルＴ２が記録している測定結果は、ステップＳ３０、Ｓ４５、などにおいて測定結果を参照する際に用いられる。
　図２４は、光送受信システム２００が障害から回復する手順を説明するフローチャートである。図２４において、図２２で説明したフローチャートはあらかじめ実施済みであるものとする。
　ステップＳ５５において、光受信機制御部２０は、障害（光受信機１０におけるＢＥＲの劣化）を検出した場合は以下のステップを実施し、検出しなかった場合は本ステップで待機して障害検出を待ち受ける。光受信機１０の障害は、発生した時点で光受信機１０から光受信機制御部２０へ通知してもよいし、光受信機１０の運用開始後も光受信機制御部２０が光受信機１０におけるＢＥＲを常時モニタして検出するようにしてもよい。
　ステップＳ６０において、光受信機制御部２０は、現時点の非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）をモニタする。ステップＳ６５において、光受信機制御部２０は、現時点の非線形雑音量（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）とルックアップテーブルＴ１に記録されている非線形雑音の基準値とを比較する。現時点の非線形雑音量（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）が、基準値と同程度であれば、ステップＳ１００に進む。同程度でなければ、ステップＳ７０へ進む。
　ステップＳ７０において、光受信機制御部２０は、光送信機制御部５０、光中継機制御部８０を介して光送信機４０、光中継機７０の入力光パワーを基準値に近づくように変更し、ステップ７５において入力光パワーを光送信機４０、光中継機７０に設定する。
　ステップＳ８０において、光受信機制御部２０は、入力光パワー変更後の非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）をモニタする。ステップＳ８５において、光受信機制御部２０は、入力光パワー変更後の非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）とルックアップテーブルＴ１に記録されている非線形雑音の基準値とを比較する。入力光パワー変更後の非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）が、基準値と同程度であれば、フローは終了となる。同程度でなければ、ステップＳ９０へ進む。
　ステップＳ９０において、光受信機制御部２０は、入力光パワーの運用範囲内で非線形雑音（ＴＥ偏波、ＴＭ偏波）の測定が終了したか否かを判定する。終了していなければ、ステップ７０へ戻り、光送信機制御部５０、光中継機制御部８０を介してまだ測定していない入力光パワーを光送信機４０、光中継機７０上に設定し、同様の処理を実施する。測定が終了していれば、ステップＳ９５に進む。
　ステップＳ９５において、光受信機制御部２０は、入力光パワーの運用範囲内において、非線形雑音が基準値以下か否かを判定する。基準値以下のものがあれば基準値に一番近い非線形雑音に相当する入力光パワーに設定し、フローは終了となる。基準値以下でなければ、ステップＳ１００へと進む。ステップＳ１００において、光受信機制御部２０は、光送信機制御部５０を介して光送信機４０の多値数、変調速度、変調方式、偏波多重方式を変更し、ステップＳ１０５へ進み、図２２　Ｓ５～と同等の処理を行う。以上で本フローチャートは終了する。
＜実施の形態３：まとめ＞
　以上のように、本実施形態３に係る光送受信システム２００は、非線形雑音をモニタすることにより、光送信機４０、光中継機７０、光受信機１０を運用することができる。
　また、本実施形態３に係る光送受信システム２００は、ＢＥＲの劣化を検出するとその原因が非線形雑音信号によるものであるか否かを判定し、その原因に応じて適切な復帰処理を、自動的に実施することができる。すなわち、光受信機１０のＢＥＲが劣化したときは、復帰処理を自動的に実施することができるので、運用に係る負担を軽減することができる。
　非線形雑音によって以上のような処理を実施できる理由は、変調方式や光送信機か入力光パワーにともなって非線形雑音信号の影響が顕著に変化するためである。そこで本発明では、非線形雑音をモニタし、光多値変調信号の多値数、変調速度、入力光パワーなどをアダプティブに切り替えて障害自動回復に応用し、さらには光ファイバ伝送中の障害発生時の劣化要因を追究することとした。このように、非線形雑音をモニタすることにより、様々な用途にこれを応用することができる点において、本発明は有用であると考えられる。
＜実施の形態４＞
　図２５は、本発明の実施形態４に係る光送受信システム２００の構成図である。本実施形態４においては、波長多重光信号を送受信するものとする。図２５に示す光送受信システム２００は、波長多重光信号を送信する波長多重光送信機９０、波長多重光信号を受信する波長多重光受信機１００、光中継機７０、光受信機制御部２０、光中継機制御部８０、光送信機制御部５０、光ファイバ伝送路６０、制御ネットワーク３０を備える。
　波長多重光送信機９０は、入力光パワー、多値数、変調速度、変調方式などを変更する機能を備えた光送信機４０－１、４０－２、・・・、４０－ｎ、光合波器５１０を備える。光合波器５１０は、各光送信機が出力する光多値変調信号を波長多重して出力する。波長多重光受信機８０は、光受信機１０－１、１０－２、・・・、１０－ｎ、光分波器５２０を備える。光分波器５２０は、波長多重光送信機９０が送信した波長多重光信号を分波して各光受信機に配分する。各光送信機および各光受信機は、これまでのいずれかの実施形態で説明したものと同様である。
　光中継機７０は、光ファイバ伝送路６０の後に接続され、光中継機制御部８０からの指示にしたがって、入力パワーを変更する機能を備えている。それぞれ波長多重送信機９０が備える光送信機４０－１、４０－２、・・・、４０－ｎに該当する波長毎の光多値変調信号の入力パワーを個別に設定してもよい。
　光送信機制御部５０と光受信機制御部２０は、それぞれ波長多重送信機９０が備える光送信機４０－１、４０－２、・・・、４０－ｎと、波長多重光受信機１００が備える光受信機１０－１、１０－２、・・・、１０－ｎに対して、制御ネットワーク３０を通して、設定変更のための制御情報を送受信する。各光送信機と各光受信機は、その制御情報にしたがって設定を変更する。
　本実施形態４において、波長多重光送信機９０および波長多重光受信機１００の初期化手順、障害回復手順については、図２２と図２４で説明したフローチャートを各光送信機と各光受信機について個別に実施すればよい。
　本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
　上記各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部や全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
＜モニタ表示画面＞
　図２８は、モニタ表示部８１０のモニタ表示画面を示している。図２８のように、非線形雑音量や、受信ＯＳＮＲ情報などのモニタ結果を表示している。また、スペクトル表示や送受信機の設定情報などを表示する形にしてもよい。
　１０：光受信機、２０：光受信機制御部、３０：制御ネットワーク、４０：光送信機、５０：光送信機制御部、６０：光ファイバ伝送路、７０：光中継機、８０：光中継機制御部、９０：波長多重光送信機、１００：波長多重光受信機、１１０：コヒーレント光検出部、１２０：ディジタル信号処理部、２１０：光周波数混合器、２２０：局発光源、２３０：光電検出器、２４０：アナログ・ディジタル変換器、２５０：偏波分離器、２６０：レーザ光源、２７０：光変調器、２８０：可変光パワー減衰器、２９０：光分岐器、３００：偏波多重器、３１０：タイミング抽出部、３２０：分散補償部、３３０：周波数推定部、３４０：位相推定部、３５０：データ復元部、３６０：光位相モニタ回路、３７０：偏波分離部、３８０：受信ＯＳＮＲモニタ回路、５１０：光合波器、５２０：光分波器、７１０：連続シンボル挿入部、７２０：偏波多重切替器、８１０：モニタ表示部。

Claims (15)

  1. 　光多値変調信号の品質をモニタする光品質モニタ回路であって、
    　前記光多値変調信号をコヒーレント受信して得られる電界データからシンボルが連続している連続シンボル電界データを抽出する連続シンボル抽出部と、
    　抽出した前記連続シンボル電界データを記録する連続シンボル波形保存部と、
    　前記連続シンボル波形保存部に記録されている前記連続シンボル電界データを連結して擬似無変調光を生成する連続シンボル連結部と、
    　前記擬似無変調光を周波数領域に変換する周波数領域変換部と、
    　前記周波数領域変換部が前記擬似無変調光を周波数領域に変換する際に取得した前記擬似無変調光のスペクトル形状を検出することにより前記光多値変調信号の受信ＯＳＮＲを算出する光品質算出部と、
    　を備えることを特徴とする光品質モニタ回路。
  2. 　前記連続シンボル連結部は、
    　　前記連続シンボル波形保存部に記録されている前記連続シンボル電界データの振幅レベルを補正し、位相を回転させ、または位相を回転させるとともに振幅レベルを補正することにより、それぞれ異なるシンボル値を有する各前記連続シンボル電界データが同じシンボル値を有するように変換した後、前記連続シンボル電界データを連結して前記擬似無変調光を生成する
    　ことを特徴とする請求項１記載の光品質モニタ回路。
  3. 　前記光多値変調信号をコヒーレント受信する光検出部と、
    　請求項１記載の光品質モニタ回路と、
    　を備え、
    　前記光品質モニタ回路は、前記光検出部が受信した前記光多値変調信号の前記受信ＯＳＮＲをモニタする
    　ことを特徴とする光受信機。
  4. 　前記光受信機は、
    　　前記光多値変調信号をモニタする光位相モニタ回路を備え、
    　前記光位相モニタ回路は、
    　　前記光品質算出部が算出した前記光多値変調信号の受信ＯＳＮＲに基づき前記光多値変調信号内に含まれる線形雑音量を取得する光雑音量取得部と、
    　　前記光多値変調信号をコヒーレント受信して得られる電界データから位相変調成分を消去することにより抽出される位相誤差を検出し、または前記位相変調成分を持たない前記位相誤差を位相成分として有する位相誤差電界データを検出する位相誤差検出部と、
    　　前記位相誤差または前記位相誤差電界データを周波数領域に変換する光位相周波数領域変換部と、
    　　前記光位相周波数領域変換部が前記位相誤差または前記位相誤差電界データを周波数領域に変換する際に取得した位相スペクトルまたは電界スペクトルから前記光雑音量参照部が取得した前記線形雑音量を差し引いて得られる差分スペクトルの形状を検出することにより、前記光多値変調信号内に含まれる非線形雑音量を計測する非線形雑音計測部と、
    　を備えることを特徴とする請求項３記載の光受信機。
  5. 　前記光受信機は、前記光検出部が受信した前記光多値変調信号の位相誤差を補償する位相推定部を備え、
    　前記位相誤差検出部は、前記位相推定部が前記光多値変調信号の位相誤差を補償する前の前記電界データから位相変調成分を消去することにより抽出される位相誤差を検出し、または前記位相推定部が前記位相誤差を補償することにより前記位相変調成分を持たなくなった前記位相誤差を位相成分として有する位相誤差電界データを検出する
    　ことを特徴とする請求項４記載の光受信機。
  6. 　前記位相誤差検出部は、前記連続シンボル連結部が生成した前記擬似無変調光の前記位相誤差または前記位相誤差電界データを検出する
    　ことを特徴とする請求項４記載の光受信機。
  7. 　前記光多値変調信号を送信する光送信機と、
    　請求項３記載の光受信機と、
    　前記光受信器が備える前記光品質モニタ回路が取得した前記非線形雑音量に基づき前記光受信機の設定を変更する光受信機制御部と、
    　前記光受信機制御部の指示に応じて前記光送信機の設定を変更する光送信機制御部と、
    　を備えることを特徴とする光送受信システム。
  8. 　前記光送信機は、
    　　前記光多値変調信号に変換する前のデータ信号に対して連続シンボルを挿入する連続シンボル挿入部を備え、
    　前記光送信機制御部は、
    　　前記連続シンボル挿入部に対して連続シンボルを挿入するタイミングを指示し、
    　　前記光受信機制御部との間で前記連続シンボルを検出するための同期処理を実施する
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
  9. 　前記連続シンボル挿入部は、
    　　前記光多値変調信号に変換する前の片方の偏波の前記データ信号または両偏波の前記データ信号に対して前記連続シンボルを挿入する
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
  10. 　前記連続シンボル挿入部は、
    　　前記光多値変調信号に変換する前の前記データ信号に対して前記光多値変調信号の平均パワーに相当する前記連続シンボルを挿入する
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
  11. 　前記光受信機制御部は、
    　　前記光受信機が受信する前記光多値変調信号の入力光パワーを変化させながら、前記非線形雑音量と前記入力光パワーとの間の対応関係をあらかじめ記録しておき、
    　　前記光受信機のビットエラー率が劣化したことを検出すると、前記光受信機が備える前記光品質モニタ回路が取得した前記非線形雑音量と前記あらかじめ記録しておいた前記非線形雑音量の間の差分を求め、
    　　前記差分が所定範囲内に収まっていない場合は、前記光受信機が受信する前記光多値変調信号の入力光パワーを変更する
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
  12. 　前記光受信機制御部は、
    　　前記差分が前記所定範囲内に収まっている場合は、前記光多値変調信号の多値数、変調速度、変調方式、偏派多重方式のうち少なくともいずれかを変更した上で、改めて前記記録を実施する
    　ことを特徴とする請求項１１記載の光送受信システム。
  13. 　前記光受信機制御部は、
    　　前記光多値変調信号の偏波毎に前記記録を実施しておき、
    　　前記差分として、前記光受信機が備える前記光位相モニタ回路が取得した偏波毎の前記非線形雑音量と前記あらかじめ記録しておいた偏波毎の前記非線形雑音量の間の差分を求める
    　ことを特徴とする請求項１１記載の光送受信システム。
  14. 　前記送信機が送信した前記光多値変調信号の光パワーを変化させて前記光受信機に中継する光中継器を備えた
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
  15. 　前記光送信機を複数有する波長多重光送信機と、
    　前記光受信機を複数有する波長多重光受信機と、
    　を備え、
    　前記複数の光送信機は、それぞれ異なる波長の前記光多値変調信号を送信し、
    　前記波長多重光送信機は、
    　　各前記光送信機が送信する前記光多値変調信号を合波して波長多重光信号を出力する光合波部を備え、
    　前記波長多重光受信機は、
    　　前記波長多重光信号を異なる波長の光信号に分波して各前記光多値変調信号を出力する光分波部を備え、
    　各前記光受信機は、
    　　前記光分波部が分波した各前記光多値変調信号をそれぞれ受信する
    　ことを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
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