WO2016111193A1 - 通信装置および搬送波周波数制御方法 - Google Patents

通信装置および搬送波周波数制御方法 Download PDF

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WO2016111193A1
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signal
carrier frequency
transceiver
control
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PCT/JP2015/086176
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正嗣 備海
吉田　剛
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三菱電機株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a communication apparatus and a carrier frequency control method for performing communication by frequency multiplexing optical signals.
  • Patent Document 1 discloses a technique for transmitting from the transmitting side while reducing the optical power of the specific wavelength, and evaluating the channel crosstalk amount from the bit error rate of the adjacent channel of the specific wavelength on the receiving side. Yes. Based on the amount of channel crosstalk, a shift in the wavelength of the channel whose optical power is reduced is detected, and the wavelength shift in the channel whose optical power is reduced is compensated on the transmission side.
  • the carrier frequency is controlled based on the bit error rate.
  • the bit error rate may fluctuate not only due to the amount of crosstalk but also due to deterioration due to the fiber nonlinear optical effect in the transmission path. There is. For this reason, there has been a problem that accuracy is insufficient in correcting the frequency deviation.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a communication device capable of controlling the carrier frequency with high accuracy.
  • the present invention provides an optical transmission apparatus including a plurality of transceivers each transmitting and receiving an optical signal at a different carrier frequency, and input from the plurality of transceivers.
  • the optical signal is frequency-multiplexed, and a multiplexing unit that outputs the frequency-multiplexed signal, the frequency-multiplexed signal, and the local light signal having the same frequency setting as the carrier frequency used in the controlled transceiver are mixed and interfered.
  • the communication device has an effect that the carrier frequency can be controlled with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system including a communication device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a spare transceiver according to the first embodiment.
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a transceiver according to a first embodiment.
  • 6 is a flowchart illustrating an operation of correcting the carrier wave frequency of the transceiver in the communication apparatus according to the first embodiment. It shows a state after correcting the carrier frequency f 1 to the carrier frequency f 1 'in transceiver according to the first embodiment The figure which shows the hardware constitutions of the spare transmitter-receiver concerning Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system including a communication device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a spare transceiver according to the first embodiment.
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a trans
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system including a communication apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a spare transceiver according to the second embodiment.
  • 10 is a flowchart showing an operation of controlling the carrier frequency of the transceiver to an arbitrary carrier frequency interval in the communication apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. The flowchart which shows the operation
  • FIG. The figure which shows the example of the correspondence table which the frequency interval control part concerning Embodiment 2 produced.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system including a communication apparatus according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system 100 including communication apparatuses 1 and 3 according to a first embodiment of the present invention.
  • the communication device 1 and the communication device 3 perform communication using optical signals that are frequency-multiplexed via the transmission path 2.
  • the description will be made assuming an optical transmission system 100 in which four subcarriers are frequency-multiplexed, but this is an example, and the number of frequency-multiplexed subcarriers is not limited to four. Since the communication devices 1 and 3 have the same configuration, the configuration and operation will be described below using the communication device 1.
  • the communication apparatus 1 includes an optical transmission apparatus 10 including four transceivers 11, 12, 13, and 14 that transmit and receive optical signals using different carrier frequencies, and optical signals input from the transceivers 11 to 14.
  • a multiplexing unit 21 that outputs a frequency-multiplexed frequency multiplexed signal to the transmission line 2 and the spare transceiver 30 and a frequency multiplexed signal that is output from the communication device 3 and input via the transmission line 2 are demultiplexed into carrier frequencies.
  • the multiplexing / demultiplexing unit 20 including the demultiplexing unit 22 that outputs to the corresponding transceivers 11 to 14, the frequency multiplexed signal, and the local light signal having the same frequency setting as the carrier frequency used by the controlled transceiver interference to generate a control signal for carrier frequency compensation of the control target transceiver, a spare transceiver 30 that performs control for correcting the carrier frequency f 1 ⁇ f 4 used in the transceivers 11 to 14, pre And a control unit 40 including a transmission control unit 41 for performing control of transmitting and distributes the control signal inputted from the transceiver 30 to the transceiver 11 to 14 of the controlled object, the.
  • the control target transceiver is a transceiver to be controlled among the transceivers 11 to 14 to correct the carrier frequency.
  • the transceiver 11 transmits and receives an optical signal at the carrier frequency f 1
  • the transceiver 12 transmits and receives an optical signal at the carrier frequency f 2 with the carrier frequency f 1 and the frequency interval ⁇ F
  • the transceiver 13 The optical signal is transmitted / received at the carrier frequency f 3 having the carrier frequency f 2 and the frequency interval ⁇ F
  • the transmitter / receiver 14 is transmitting / receiving the optical signal at the carrier frequency f 4 having the carrier frequency f 3 and the frequency interval ⁇ F.
  • the transceivers 11 to 14 of the optical transmission device 10 output optical signals having carrier frequencies f 1 to f 4 .
  • the multiplexing unit 21 of the multiplexing / demultiplexing unit 20 frequency-multiplexes the optical signals input from the transmitters / receivers 11 to 14 and transmits the frequency multiplexed signal to the communication device 3 via the transmission line 2 and also performs preliminary transmission / reception from the monitor port.
  • the frequency multiplexed signal is output to the unit 30.
  • the demultiplexing unit 22 of the multiplexing / demultiplexing unit 20 demultiplexes the frequency multiplexed signal into the carrier frequencies f 1 to f 4 to correspond to the transceivers 11 to 14 to output.
  • each of the transceivers 11 to 14 of the communication apparatus 3 transmits optical signals having carrier frequencies f 1 to f 4 as described above.
  • the multiplexing unit 21 performs frequency multiplexing and transmits the result to the communication device 1.
  • the demultiplexing unit 22 demultiplexes the frequency multiplexed signal into carrier frequencies f 1 to f 4 and performs corresponding transmission / reception. Output to devices 11-14.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the standby transceiver 30 according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • the spare transmitter / receiver 30 modulates and transmits a wavelength tunable light source 31 that is a light source that can output a local light signal that is an optical signal by changing a carrier frequency, and a local light signal that is input from the variable wavelength light source 31.
  • the optical modulation unit 32 which is a modulation unit that generates a signal, the frequency multiplexed signal input from the multiplexing unit 21 of the multiplexing / demultiplexing unit 20 and the local light signal input from the wavelength variable light source unit 31 are mixed and interfered.
  • the extracted optical signal is converted into an electrical signal for calculating the frequency offset amount, and the demultiplexed optical signal input from the demultiplexing unit 22 of the multiplexing / demultiplexing unit 20 and the wavelength variable light source unit 31 are input.
  • a coherent receiver 33 which is a synchronous detection unit that converts an optical signal extracted by mixing interference with a local light signal into an electric signal for data demodulation, and an electric signal for calculating a frequency offset amount converted by the coherent receiver 33. for
  • digital signal processing a frequency offset amount between the carrier frequency of the transmission / reception device to be controlled and the carrier frequency of the local light emission signal is calculated, and a control signal that is information on the frequency offset amount is generated and sent to the control unit 40.
  • a digital signal processing unit 34 which is a signal processing unit that outputs and compensates for signal deterioration by digital signal processing using the electrical signal for data demodulation converted by the coherent receiver 33 and demodulates the original data; .
  • the local light signal output from the wavelength variable light source unit 31 is branched into two and used as a light source in the light modulator 32 and a light source in the coherent receiver 33.
  • the process of restoring the original data from the optical signal after the demultiplexing in the coherent receiver 33 and the digital signal processing unit 34 is the same as the data restoration process using the conventionally used digital coherent reception technique.
  • the coherent receiver 33 and the digital signal processing unit 34 obtain a frequency offset amount between the carrier frequency of the optical signal on which the data to be restored and the carrier frequency of the local light signal are superimposed, and obtain information on the frequency offset amount. Used for data restoration processing. Therefore, in the coherent receiver 33 and the digital signal processing unit 34 according to the present embodiment, the frequency offset can be obtained by using the calculation function that has been performed in the conventional data restoration process without adding a new calculation function. The amount can be determined.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the transceiver 11 according to the first embodiment of the present invention.
  • the transceiver 11 includes a wavelength tunable light source 51 that can output a local light signal that is an optical signal by changing a carrier frequency based on a control signal input from the control unit 40, and a station that is input from the wavelength tunable light source 51.
  • An optical modulation unit 52 that is a modulation unit that modulates a light emission signal to generate a transmission signal, an optical signal after demultiplexing input from the demultiplexing unit 22 of the multiplexing / demultiplexing unit 20, and a wavelength variable light source unit 51.
  • the coherent receiver 53 which is a synchronous detection unit that converts an optical signal extracted by mixing interference with the local light signal, into an electric signal, and the electric signal converted by the coherent receiver 53, the signal is obtained by digital signal processing.
  • a digital signal processing unit 54 that is a signal processing unit that compensates for the degradation and demodulates the original data.
  • the local light signal output from the wavelength tunable light source unit 51 is branched into two and used as a light source in the light modulation unit 52 and a light source in the coherent receiver 53.
  • the spare transceiver 30 since the spare transceiver 30 has the same configuration as the transceivers 11 to 14, in the optical transmission apparatus 10, when any of the transceivers 11 to 14 fails, the spare transceiver 30 fails. It can be used with a transceiver that is an alternative to the transceiver that has been used.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation of correcting the carrier wave frequencies of the transceivers 11 to 14 in the communication device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the transceivers 11 to 14 transmit optical signals at the respective carrier frequencies f 1 to f 4 (step S1). At this time, since the carrier wave frequencies f 1 to f 4 of the optical signals transmitted from the transceivers 11 to 14 are generated by the separate wavelength variable light source units 51 included in the respective transceivers 11 to 14, the frequency shift of the order of GHz is achieved. May be included.
  • the multiplexing unit 21 frequency-multiplexes each optical signal input from the transceivers 11 to 14, transmits the frequency-multiplexed signal to the communication device 3 via the transmission path 2, and transmits the frequency-multiplexed signal from the monitor port to the spare transceiver. 30 (step S2).
  • the coherent receiver 33 receives the frequency multiplexed signal output from the multiplexing unit 21.
  • the carrier frequency f 1 ′ is set to the same frequency setting as the carrier frequency f 1 used in the transmitter / receiver 11, but due to individual differences between the wavelength variable light source unit 51 of the transmitter / receiver 11 and the wavelength variable light source unit 31 of the standby transmitter / receiver 30. It is assumed that errors in the order of GHz may be included.
  • the coherent receiver 33 mixes and interferes with the frequency multiplexed signal and the local light signal that is the local light signal of the carrier frequency f 1 ′ input from the wavelength variable light source unit 31 (step S 5).
  • the coherent receiver 33 converts the optical signal extracted by mixing interference into an electrical signal for calculating the frequency offset amount, and outputs the electrical signal to the digital signal processing unit 34.
  • the digital signal processing unit 34 uses the electric signal input from the coherent receiver 33 to perform digital signal processing, and the carrier frequency f 1 of the controlled transmitter / receiver 11 and the carrier frequency f of the local light signal.
  • a frequency offset amount ⁇ f 1 which is a frequency shift amount from 1 ′, is calculated (step S 6).
  • the digital signal processing unit 34 outputs the information of the calculated frequency offset amount ⁇ f 1 as a control signal for the transceiver 11 to the control unit 40.
  • the transmission control unit 41 outputs the control signal for the transceiver 11 input from the digital signal processing unit 34 to the transceiver 11 to be controlled (step S7).
  • variable wavelength light source unit 51 controls the carrier frequency by the frequency offset amount ⁇ f 1 based on the control signal for the transmitter / receiver 11 input from the control unit 40, and sets the carrier frequency f 1 . Correction is made to the carrier frequency f 1 ′ (step S8).
  • Figure 5 is a diagram showing a state after correcting the carrier frequency f 1 in the transceiver 11 according to the first embodiment to the carrier frequency f 1 '.
  • the carrier frequencies f 1 ′ to f 4 ′ are carrier frequencies that are originally used without considering the error of the wavelength variable light source unit 51 in the transceivers 11 to 14.
  • the carrier frequencies f 1 ′ to f 4 ′ have a relationship between the adjacent carrier frequency and the frequency interval ⁇ F when there is no frequency shift.
  • the frequency interval ⁇ F can be maintained between the carrier frequency f 2 ′ and the carrier frequency f 2 ′.
  • the standby transmitter / receiver 30 repeats the operations from steps S4 to S8, calculates the frequency offset amount ⁇ f 3 of the transmitter / receiver 13 and performs control to correct the carrier frequency f 3 of the transmitter / receiver 13 to the carrier frequency f 3 ′. Then, control is performed to calculate the frequency offset amount ⁇ f 4 of the transmitter / receiver 14 and correct the carrier frequency f 4 of the transmitter / receiver 14 to the carrier frequency f 4 ′.
  • step S 9 when calculation of the frequency offset amount of the carrier frequencies f 1 ′ to f 4 ′ is completed for all the transceivers 11 to 14 included in the optical transmission device 10 (step S 9: Yes), the carrier frequency is corrected. To finish the operation.
  • frequency multiplexed signals ⁇ f 1 to ⁇ f 4 of the carrier frequencies f 1 to f 4 of the transceivers 11 to 14 are calculated by inputting a frequency multiplexed signal from the monitor port of the multiplexing unit 21. Therefore, even when the optical transmission system 100 is in operation, the carrier frequency can be controlled in real time.
  • the wavelength variable light source units 31 and 51 detect frequency information using an optical filter having a periodic wavelength transmission characteristic, and stably control the oscillation frequency.
  • the wavelength variable light source units 31 and 51 cause a wavelength shift in transmission characteristics due to a temperature variation or the like, but the period shift amount is less than 1/1000 of the absolute value shift amount. Therefore, the communication device 1, at a temperature stable environment, that with respect to the one wavelength variable light source unit 31 corrects the carrier frequency f 1 ⁇ f 4 of transceivers 11-14, the carrier frequency f 1 It is possible to control the frequency interval ⁇ F of .about.f 4 on the order of 50 MHz or less.
  • the communication device 1 constantly monitors the frequency multiplexed signals and controls the carrier frequencies f 1 to f 4 of the transmitters / receivers 11 to 14, so that the frequency of each wavelength variable light source unit 51 of the transmitter / receivers 11 to 14 is aged. The deviation can be detected, and the frequency interval ⁇ F between the carrier frequencies f 1 to f 4 can be stably controlled.
  • the digital signal processing unit 34 of the standby transceiver 30 periodically calculates the frequency offset amounts ⁇ f 1 to ⁇ f 4 of the transceivers 11 to 14, and periodically the carrier waves of the transceivers 11 to 14. The frequencies f 1 to f 4 are corrected.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the spare transceiver 30 according to the first embodiment.
  • the wavelength tunable light source unit 31 is realized by a processor that executes a program stored in the memory 62 and an optical signal generation unit 63.
  • the light modulation unit 32 is realized by a processor that executes a program stored in the memory 62 and an output unit 65.
  • the coherent receiver 33 is realized by a processor that executes a program stored in the memory 62 and an input unit 64.
  • the digital signal processing unit 34 is realized by a processor that executes a program stored in the memory 62 and an output unit 65.
  • the processor 61, the memory 62, the optical signal generation unit 63, the input unit 64, and the output unit 65 are connected by a system bus 66.
  • a plurality of processors 61 and a plurality of memories 62 may cooperate to execute the functions of the components shown in the block diagram of FIG. 2.
  • the spare transceiver 30 can be realized by the hardware configuration shown in FIG. 6, but can be implemented by either software or hardware.
  • each transmitter / receiver of the optical transmission device 10 is based on the carrier frequency of the wavelength tunable light source unit 31 as one reference provided in the standby transmitter / receiver 30.
  • the carrier frequencies f 1 to f 4 of 11 to 14 are corrected.
  • the communication apparatus 1 can control the carrier frequencies f 1 to f 4 of the transceivers 11 to 14 with high accuracy by utilizing the periodic characteristics of the wavelength tunable light source 31 and the frequency offset estimation function by digital signal processing.
  • the carrier frequencies f 1 to f 4 can be arranged with high accuracy on the order of 50 MHz or less at a frequency interval ⁇ F.
  • the communication device 1 does not require transmission / reception of an optical signal with another communication device 3 in the correction of the carrier frequencies f 1 to f 4 of each of the transceivers 11 to 14, Control can be performed.
  • the communication apparatus 1 it is not necessary to quench each carrier frequency even during operation of the optical transmission system 100, so that the carrier frequency can be controlled in real time and the optical frequency shift due to the aging of the wavelength variable light source 51 can be corrected.
  • Embodiment 2 the frequency intervals of a plurality of carrier frequencies are controlled to arbitrary frequency intervals. A different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system 100a including the communication devices 1a and 3a according to the second embodiment of the present invention.
  • the communication device 1 a and the communication device 3 a communicate with each other through an optical signal that is frequency-multiplexed via the transmission path 2. Since the communication devices 1a and 3a have the same configuration, the configuration and operation will be described below using the communication device 1a.
  • the communication device 1a includes an optical transmission device 10 including transceivers 11 to 14 that transmit and receive optical signals at different carrier frequencies, a standby transmitter and receiver 30a that receives optical signals, and an optical signal that is transmitted by a control target transceiver. And a control unit 40a for controlling the carrier frequency of the signal.
  • the spare transceiver 30 and the control unit 40 are deleted from the communication device 1 of the first embodiment, and the spare transceiver 30a and the control unit 40a are added.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the spare transceiver 30a according to the second embodiment of the present invention.
  • the standby transmitter / receiver 30a is obtained by deleting the wavelength tunable light source unit 31 from the standby transmitter / receiver 30 of the first embodiment and adding the wavelength tunable light source unit 31a.
  • the wavelength tunable light source unit 31a performs the same operation as the wavelength tunable light source unit 31, and in the second embodiment, the carrier frequency is changed by a control signal from the control unit 40a described later. It is a light source unit capable of outputting a local light signal that is an optical signal.
  • the spare transceiver 30a similarly to the spare transceiver 30 of the first embodiment, the spare transceiver 30a has the same configuration as the transceivers 11 to 14, and therefore, in the optical transmission apparatus 10, any one of the transceivers 11 to 14 is provided. In the event of a failure, the spare transmitter / receiver 30a can be used as a transmitter / receiver in place of the failed transmitter / receiver.
  • the control unit 40 a includes a transmission control unit 41 a and a frequency interval control unit 42.
  • the transmission control unit 41a performs the same operation as that of the transmission control unit 41.
  • the transmission control unit 41a uses the carrier frequencies f 1-
  • the operations of the transmitters / receivers 11 to 14 and the spare transmitter / receiver 30a are controlled so that f 4 is an arbitrary carrier frequency interval.
  • Frequency interval control unit 42, the carrier frequency f 1 ⁇ f 4 used in the transceivers 11 to 14 accepts the setting for any carrier frequency interval are used in each carrier frequency f 1 ⁇ f 4
  • the channel number and frequency offset amount are calculated.
  • the wavelength tunable light source unit 31a incorporated in the standby transmitter / receiver 30a is used as a reference light source that outputs a local light signal serving as reference light, and the carrier frequencies of the transmitters / receivers 11 to 14 are set at arbitrary carrier frequency intervals.
  • the control for arranging the optical signals with high accuracy will be described below.
  • an optical signal is arranged at an arbitrary carrier frequency interval by calculating a channel number used in the reference wavelength variable light source unit 31a and a frequency shift amount from the frequency grid in the channel number. be able to.
  • the wavelength variable light source unit 31a of the spare transceiver 30a emits light at a frequency interval of 25 GHz grid and has a frequency shift width of ⁇ 12.5 GHz.
  • a frequency interval of 25 GHz grid means that the frequency difference of the optical signal is 25 GHz in adjacent channel numbers.
  • the variable wavelength light source 51 of the transmitters / receivers 11 to 14 and the variable wavelength light source 31a of the standby transmitter / receiver 30a have the same specifications.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation of controlling the carrier frequencies of the transceivers 11 to 14 to an arbitrary carrier frequency interval in the communication device 1a according to the second embodiment of the present invention.
  • the frequency interval control unit 42 transmits an optical signal transmitted from each wavelength variable light source unit 51 of the target transceivers 11 to 14 in the optical transmission system 100a from an administrator of the optical transmission system 100a or the like.
  • the setting of the carrier frequency interval A and the number of wavelengths N is accepted (step S11).
  • the carrier frequency interval A is 40 GHz
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an image of a method of controlling the carrier frequency interval in the communication device 1a according to the second embodiment.
  • the wavelength variable light source unit 31a and the wavelength variable light source units 51 of the transceivers 11 to 14 emit light with a frequency interval of 25 GHz as described above.
  • a transmitter / receiver that transmits at an adjacent carrier frequency has a frequency interval 50 GHz larger that is two intervals of a frequency interval 25 GHz grid.
  • the frequency is set to the wavelength variable light source unit 51, and the frequency is shifted so as to reduce the frequency interval by 10 GHz according to the correction instruction based on the comparison with the local light emission signal of the spare transceiver 30a.
  • the frequency interval control unit 42 When receiving the setting of the carrier frequency interval A and the number of wavelengths N, the frequency interval control unit 42 receives the channel number C of each optical signal arranged for each carrier frequency f n and the frequency f Cn by the set channel number C.
  • a frequency offset amount ⁇ F n which is a frequency shift amount with respect to ′, which is a first frequency offset amount, is calculated, and a correspondence table indicating a channel number C and a frequency offset amount ⁇ F n for each carrier frequency f n is created (step S12). Note that the handling of “′” given to each frequency is the same as in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of creating a correspondence table in the frequency interval control unit 42 according to the second embodiment.
  • Frequency interval control unit 42 calculates the channel number C of frequency closest wavelength tunable light source unit 31a to the carrier frequency f 1 (step S32).
  • the carrier frequency f 1 is the smallest frequency in the light signal to be frequency-multiplexed
  • the channel number C 1 the frequency of the closest wavelength tunable light source unit 31a to the carrier frequency f 1.
  • ⁇ F 1 is calculated (step 33).
  • the frequency interval control unit 42 calculates the channel number C and the frequency offset amounts ⁇ F 3 and ⁇ F 4 for the carrier frequencies f 3 and f 4 and completes the correspondence table.
  • the frequency interval control unit 42 ends the correspondence table creation operation.
  • the frequency interval control unit 42 stores the created correspondence table inside the frequency interval control unit 42, but may store it in a storage unit (not shown) outside the frequency interval control unit 42.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a correspondence table created by the frequency interval control unit 42 according to the second embodiment.
  • the correspondence table shows the channel number C and the frequency offset amount ⁇ F n for each of the carrier frequencies f 1 to f 4 .
  • the frequency offset amount ⁇ F 2 ⁇ 10 GHz.
  • the frequency offset amount ⁇ F 3 5 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 2 and the carrier frequency f 3 is between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 2 from the frequency interval 80 GHz between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 3 .
  • 80 ⁇ 40 40 (GHz) obtained by subtracting the frequency interval of 40 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 3 and the carrier frequency f 4 is between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 3 from the frequency interval 120 GHz between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 4 .
  • 120 ⁇ 80 40 (GHz) obtained by subtracting the frequency interval of 80 GHz.
  • the transmission control unit 41a starts a process of controlling the frequency intervals of the carrier frequencies f 1 to f 4 of the transceivers 11 to 14. .
  • the coherent receiver 33 receives the optical signal of the carrier frequency f 1 of the transmitter / receiver 11 that is output from the monitor port of the multiplexing unit 21, and the carrier frequency f 1 ′ input from the wavelength variable light source unit 31a.
  • Mixed interference with the local light emission signal step S17.
  • the coherent receiver 33 converts the optical signal extracted by mixing interference into an electrical signal for calculating the frequency offset amount, and outputs the electrical signal to the digital signal processing unit 34.
  • the digital signal processing unit 34 uses the electrical signal input from the coherent receiver 33 to calculate the frequency offset amount ⁇ f 1 that is the second frequency offset amount by digital signal processing (step S18). ). The digital signal processing unit 34 outputs the information of the calculated frequency offset amount ⁇ f 1 as a control signal for the transceiver 11 to the control unit 40a.
  • the transmission control unit 41a compares the frequency offset amount ⁇ f 1 based on the control signal input from the digital signal processing unit 34 with the frequency offset amount ⁇ F 1 acquired from the correspondence table shown in FIG. S19).
  • step S19: No When the error between the frequency offset amount ⁇ f 1 and the frequency offset amount ⁇ F 1 is within the range of ⁇ 0.01 GHz, that is, when the frequency offset amount ⁇ f 1 is not within the range of 0 ⁇ 0.01 GHz (step S19: No), transmission is performed.
  • the control unit 41a generates a control signal for causing the transceiver 11 to correct the carrier frequency f 1 of the optical signal by ⁇ F 1 - ⁇ f 1 and outputs the control signal to the transceiver 11 to be controlled (step S20).
  • the error range of ⁇ 0.01 GHz is merely an example, and the present invention is not limited to this. Different values may be used depending on the application and purpose of the optical transmission system 100a.
  • variable wavelength light source unit 51 corrects the carrier frequency f 1 by the frequency offset amount ⁇ F 1 - ⁇ f 1 based on the control signal for the transmitter / receiver 11 generated by the transmission control unit 41a (Ste S21).
  • the communication device 1a returns to step S15, and repeatedly executes the processing from step S15 to step S21 until the error between the frequency offset amount ⁇ f 1 and the frequency offset amount ⁇ F 1 falls within the range of ⁇ 0.01 GHz.
  • the transmission control unit 41a checks whether or not adjustment has been completed for all the transceivers (step S22).
  • step S22 No
  • the communication device 1a performs the operations from step S14 to step S21, calculates the frequency offset amount ⁇ f 2 of the transmitter / receiver 12, and controls to correct the carrier frequency f 2 of the transmitter / receiver 12.
  • it is controlled to be within a range of ⁇ 10 ⁇ 0.01 GHz.
  • the transmission control unit 41a is a frequency offset Delta] f 2 by the control signal inputted from the digital signal processing unit 34 compares the frequency offset [Delta] F 2, the frequency offset Delta] f 2 and the frequency offset [Delta] F 2 is within the range of ⁇ 0.01 GHz, that is, when the frequency offset amount ⁇ f 2 does not fall within the range of ⁇ 10 ⁇ 0.01 GHz, the transmission control unit 41a transmits the optical signal carrier to the transceiver 11. A control signal for correcting the frequency f 2 by ⁇ F 2 ⁇ f 2 is generated and output to the transceiver 12.
  • An optical signal having a frequency higher by about 40 GHz is transmitted.
  • the communication device 1a performs operations from step S14 to step S21 for the carrier frequencies f 3 and f 4 to control the carrier frequency interval, and when the adjustment of the carrier frequency is completed for all the transceivers (step) S22: Yes), the operation of controlling to an arbitrary carrier frequency interval is terminated.
  • the digital signal processing unit 34 generates a control signal similar to that in the first embodiment, and the frequency based on the control signal acquired by the transmission control unit 41a of the control unit 40a from the digital signal processing unit 34.
  • the offset amount ⁇ f n is compared with the frequency offset amount ⁇ F n acquired from the frequency interval control unit 42, and the control signal is generated and output based on the comparison result.
  • the present invention is not limited to this.
  • the transmission control unit 41a outputs information on the frequency offset amount ⁇ F n acquired from the frequency interval control unit 42 to the digital signal processing unit 34 by a control signal, and the digital signal processing unit 34 calculates the calculated frequency offset amount ⁇ f n .
  • the frequency offset amount ⁇ F n acquired from the frequency interval control unit 42 may be compared and a control signal may be generated based on the comparison result.
  • the transmission control unit 41a outputs the control signal for the transmitter / receiver input from the digital signal processing unit 34 to the transceiver to be controlled, as in the first embodiment.
  • the transmission control unit 41a may output information on the frequency offset amount ⁇ F n acquired from the frequency interval control unit 42 to the transceivers 11 to 14 by a control signal.
  • the transceivers 11 to 14 correct the frequency offset amount ⁇ F n from the beginning and output an optical signal, so that the communication device 1 a uses the information on the frequency offset amount ⁇ F n acquired from the frequency interval control unit 42 as the transceiver 11. Compared with the case where the signal is not output to -14, the operation of controlling to an arbitrary carrier frequency interval can be completed in a short time.
  • the hardware configuration of the spare transceiver 30a shown in FIG. 8 can be realized by the same hardware configuration as that of the first embodiment shown in FIG.
  • the control unit 40a including the transmission control unit 41a and the frequency interval control unit 42 can be realized by the processor 61 and the memory 62 shown in FIG.
  • optical signals transmitted from the transmitters / receivers 11 to 14 are arbitrarily selected based on the carrier frequency of the wavelength tunable light source unit 31a included in the standby transmitter / receiver 30a. It was decided to arrange at a carrier frequency interval of. Thereby, in the optical transmission system 100a, the carrier frequency interval can be adjusted with high accuracy, and a flexible carrier frequency interval suitable for the system can be realized. Since the communication device 1a uses the fine frequency adjustment function of the wavelength tunable light source unit 51 of the transceivers 11 to 14 and the wavelength tunable light source unit 31a of the standby transceiver 30a, it is not limited to the grid of each wavelength tunable light source unit.
  • the carrier waves can be arranged at the carrier frequency intervals. Further, in the communication device 1a, the carrier wave can be controlled to the designated frequency, and the frequency control can be performed with high accuracy of 100 MHz or less.
  • Embodiment 3 In the second embodiment, the case where optical signals that are four subcarriers are arranged at a frequency interval of 40 GHz has been described.
  • the frequency interval of the optical signal is not constant and varies depending on the frequency band, specifically, wavelength number 1 in which four optical signals are frequency-multiplexed at a frequency interval of 40 GHz, and three optical signals are frequency intervals.
  • wavelength number 2 frequency-multiplexed at 33.3 GHz is frequency-multiplexed at a frequency interval of 50 GHz.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system 100b including the communication devices 1b and 3b according to the third embodiment of the present invention.
  • the communication device 1b and the communication device 3b communicate with each other through an optical signal that is frequency-multiplexed via the transmission path 2. Since the communication devices 1b and 3b have the same configuration, the configuration and operation will be described below using the communication device 1b.
  • the communication device 1b is obtained by deleting the optical transmission device 10 from the communication device 1a of the second embodiment and adding the optical transmission device 10a.
  • the optical transmission device 10a includes transceivers 11-17.
  • the optical transmission device 10a has a configuration in which transceivers 15 to 17 are added to the optical transmission device 10.
  • the configurations of the transceivers 15 to 17 are the same as those of the transceivers 11 to 14.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an image of a method of controlling the carrier frequency interval in the communication device 1b according to the third embodiment.
  • the carrier frequency f 1 to f 4 of wavelength number 1 corresponds to the transceivers 11 to 14, and the carrier frequency f 5 to f 7 of wavelength number 2 corresponds to the transceivers 15 to 17. That is, the part of wavelength number 1 is the same as that of the second embodiment.
  • the flowchart of the operation in which the communication device 1b controls the carrier frequency of the transceivers 11 to 17 to an arbitrary carrier frequency interval is the same as the flowchart of FIG. 9 in the second embodiment.
  • the difference from the second embodiment is that the carrier frequency interval A and the number of wavelengths N set in step S11 and the correspondence table created in step S12 correspond to the seven carrier frequencies f 1 to f 7 .
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a correspondence table created by the frequency interval control unit 42 according to the third embodiment.
  • the portions of the carrier wave frequencies f 1 to f 4 are the same as those in FIG. 12 in the second embodiment.
  • the frequency offset amount ⁇ F 5 ⁇ 5 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 4 and the carrier frequency f 5 is between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 4 from the frequency interval 170 GHz between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 5 .
  • 170 ⁇ 120 50 (GHz) obtained by subtracting the frequency interval of 120 GHz.
  • frequency offset amount ⁇ F 6 3.3 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 6 is 203.3 GHz.
  • the frequency offset amount ⁇ F 7 11.6 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 7 is 236.6 GHz.
  • the frequency interval between the carrier frequency f 6 and the carrier frequency f 7 is from the frequency interval 236.6 GHz between the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 7 to the carrier frequency f 1 and the carrier frequency f 6 .
  • the carrier frequency f 1 which is the minimum frequency among the optical signals to be frequency-multiplexed
  • the arrangement of each optical signal can be defined by the distance from the reference frequency. Therefore, even in a system in which the frequency interval is different depending on the frequency band, it is possible to flexibly control the frequency interval to be different.
  • step S22 No, the number of times of returning to step S14 via step S23 increases by 3 times 15 to 17 times of the transmitter / receiver.
  • optical signals transmitted from the transmitters / receivers 11 to 17 are arbitrarily selected based on the carrier frequency of the wavelength tunable light source unit 31a included in the standby transmitter / receiver 30a. It was decided to arrange at a carrier frequency interval of. Thereby, in the optical transmission system 100b, the effect similar to Embodiment 2 can be acquired, and also a carrier frequency interval can be made into a different space
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1, 1a, 1b, 3, 3a, 3b communication device 2 transmission path, 10 optical transmission device, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 transceiver, 20 multiplexing / demultiplexing unit, 21 multiplexing unit, 22 demultiplexing unit, 30, 30a standby transmitter / receiver, 31, 31a, 51 tunable light source unit, 32, 52 light modulation unit, 33, 53 coherent receiver, 34, 54 digital signal processing unit, 40, 40a control unit, 41 , 41a transmission control unit, 42 frequency interval control unit, 61 processor, 62 memory, 63 optical signal generation unit, 64 input unit, 65 output unit, 66 system bus, 100, 100a, 100b optical transmission system.

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Abstract

　各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する送受信器１１～１４を備えた光伝送装置１０と、送受信器１１～１４より入力された光信号を周波数多重する合波部２１と、周波数多重信号と、制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定の局発光信号とを混合干渉し、制御対象送受信器の搬送波周波数補正用の制御信号を生成して出力する、送受信器１１～１４の予備の送受信器である予備送受信器３０と、予備送受信器３０より入力された制御信号を制御対象送受信器へ出力する制御を行う制御部４０と、を備える。

Description

通信装置および搬送波周波数制御方法
　本発明は、光信号を周波数多重して通信を行う通信装置および搬送波周波数制御方法に関する。
　従来、光伝送システムでは、幹線系光通信網の大容量化のため、複数のサブキャリアを高密度周波数多重するスーパーチャネル技術が注目されている。光伝送システムでは、コヒーレント検波による狭帯域受信、デジタル信号処理によるスペクトル整形および波形復元が高密度周波数多重の実現に寄与している一方、ＧＨｚオーダで発生する波長可変光源の発振周波数ずれがサブキャリア間クロストークの原因となり、特性劣化をもたらしている。周波数間隔を高密度に配置するスーパーチャネル技術では、この影響が顕著になる。
　このため、下記特許文献１では、送信側から、特定波長の光パワーを低下させて送信し、受信側で特定波長の隣接チャネルのビット誤り率からチャネルクロストーク量を評価する技術が開示されている。チャネルクロストーク量に基いて光パワーを低下させたチャネルの波長のずれを検出し、送信側において光パワーを低下させたチャネルの波長ずれを補償する。
特開２００７－１０４００８号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、ビット誤り率に基いて搬送波周波数を制御しているが、ビット誤り率はクロストーク量だけではなく伝送路中のファイバ非線形光学効果による劣化で変動する可能性がある。そのため、周波数ずれを補正する上では正確さに欠ける、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送波周波数を高精度に制御可能な通信装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する複数の送受信器を備えた光伝送装置と、前記複数の送受信器より入力された光信号を周波数多重し、周波数多重信号を出力する合波部と、前記周波数多重信号と、制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定の局発光信号とを混合干渉し、前記制御対象送受信器の搬送波周波数補正用の制御信号を生成して出力する、前記複数の送受信器の予備の送受信器である予備送受信器と、前記予備送受信器より入力された前記制御信号を前記制御対象送受信器へ出力する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる通信装置は、搬送波周波数を高精度に制御できるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる通信装置を含む光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる予備送受信器の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる送受信器の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる通信装置において送受信器の搬送波周波数を補正する動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる送受信器において搬送波周波数ｆ1を搬送波周波数ｆ1´に補正後の状態を示す図 実施の形態１にかかる予備送受信器のハードウェア構成を示す図 実施の形態２にかかる通信装置を含む光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態２にかかる予備送受信器の構成例を示すブロック図 実施の形態２にかかる通信装置において送受信器の搬送波周波数を任意の搬送波周波数間隔に制御する動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる通信装置における搬送波周波数間隔の制御方法のイメージを示す図 実施の形態２にかかる周波数間隔制御部において対応表を作成する動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる周波数間隔制御部が作成した対応表の例を示す図 実施の形態３にかかる通信装置を含む光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態３にかかる通信装置における搬送波周波数間隔の制御方法のイメージを示す図 実施の形態３にかかる周波数間隔制御部が作成した対応表の例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置および搬送波周波数制御方法を図面に基いて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる通信装置１，３を含む光伝送システム１００の構成例を示す図である。光伝送システム１００では、通信装置１および通信装置３が、伝送路２を介して周波数多重した光信号により通信を行っている。ここでは、４つのサブキャリアを周波数多重した光伝送システム１００を想定して説明するが、一例であり、周波数多重するサブキャリアの数は４つに限定するものではない。通信装置１，３は同一構成のため、以降、通信装置１を用いて構成および動作を説明する。
　通信装置１は、各々が異なる搬送波周波数を用いて光信号の送受信を行う４つの送受信器１１，１２，１３，１４を備える光伝送装置１０と、送受信器１１～１４より入力された光信号を周波数多重した周波数多重信号を伝送路２および予備送受信器３０へ出力する合波部２１、および通信装置３から出力されて伝送路２経由で入力された周波数多重信号を各搬送波周波数に分波して対応する送受信器１１～１４へ出力する分波部２２を備える合分波部２０と、周波数多重信号と、制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定の局発光信号とを混合干渉して制御対象送受信器の搬送波周波数補正用の制御信号を生成し、送受信器１１～１４で使用される搬送波周波数ｆ1～ｆ4を補正する制御を行う予備送受信器３０と、予備送受信器３０より入力された制御信号を制御対象の送受信器１１～１４へ振り分けて送信する制御を行う送信制御部４１を備える制御部４０と、を備える。制御対象送受信器とは、送受信器１１～１４のうち、搬送波周波数を補正する制御の対象となる送受信器である。
　通信装置１では、送受信器１１が、搬送波周波数ｆ1で光信号を送受信し、送受信器１２が、搬送波周波数ｆ1と周波数間隔ΔＦの搬送波周波数ｆ2で光信号を送受信し、送受信器１３が、搬送波周波数ｆ2と周波数間隔ΔＦの搬送波周波数ｆ3で光信号を送受信し、送受信器１４が、搬送波周波数ｆ3と周波数間隔ΔＦの搬送波周波数ｆ4で光信号を送受信している。
　通信装置１では、光伝送装置１０の送受信器１１～１４が、搬送波周波数ｆ1～ｆ4の光信号を出力する。合分波部２０の合波部２１が、送受信器１１～１４より入力された光信号を周波数多重し、周波数多重信号を伝送路２経由で通信装置３へ送信するとともに、モニタポートから予備送受信器３０へ周波数多重信号を出力する。伝送路２経由で周波数多重信号を受信した通信装置３では、合分波部２０の分波部２２が、周波数多重信号を搬送波周波数ｆ1～ｆ4に分波して対応する送受信器１１～１４へ出力する。図１に示す光伝送システム１００では、通信装置１，３が双方向で通信を行うため、上記同様、通信装置３の各送受信器１１～１４が、搬送波周波数ｆ1～ｆ4の光信号を出力し、合波部２１が、周波数多重して通信装置１へ送信し、通信装置１では、分波部２２が、周波数多重信号を搬送波周波数ｆ1～ｆ4に分波して対応する送受信器１１～１４へ出力する。
　つぎに、予備送受信器３０の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる予備送受信器３０の構成例を示すブロック図である。予備送受信器３０は、搬送波周波数を変えて光信号である局発光信号を出力可能な光源部である波長可変光源部３１と、波長可変光源部３１より入力された局発光信号を変調して送信信号を生成する変調部である光変調部３２と、合分波部２０の合波部２１より入力された周波数多重信号と波長可変光源部３１より入力された局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号を周波数オフセット量算出用の電気信号に変換し、また、合分波部２０の分波部２２より入力された分波後の光信号と波長可変光源部３１より入力された局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号をデータ復調用の電気信号に変換する同期検波部であるコヒーレントレシーバ３３と、コヒーレントレシーバ３３で変換された周波数オフセット量算出用の電気信号を用いて、デジタル信号処理により、制御対象の送受信器の搬送波周波数と局発光信号の搬送波周波数との間の周波数オフセット量を算出し、周波数オフセット量の情報である制御信号を生成して制御部４０へ出力し、また、コヒーレントレシーバ３３で変換されたデータ復調用の電気信号を用いて、デジタル信号処理により、信号劣化を補償して元のデータに復調する信号処理部であるデジタル信号処理部３４と、を備える。予備送受信器３０では、波長可変光源部３１から出力された局発光信号を２つに分岐し、光変調部３２での光源およびコヒーレントレシーバ３３での光源に用いている。
　ここで、コヒーレントレシーバ３３およびデジタル信号処理部３４において分波後の光信号から元のデータを復元する処理は、従来から使用されているデジタルコヒーレント受信技術によるデータ復元処理と同じである。このとき、コヒーレントレシーバ３３およびデジタル信号処理部３４では、復元するデータが重畳されている光信号の搬送波周波数と局発光信号の搬送波周波数との間の周波数オフセット量を求め、周波数オフセット量の情報をデータの復元処理に用いている。そのため、本実施の形態のコヒーレントレシーバ３３およびデジタル信号処理部３４では、新規の演算機能を追加することなく、従来のデータ復元処理の際に実施されていた演算機能を利用することで、周波数オフセット量を求めることができる。
　つぎに、送受信器１１～１４の構成について説明する。送受信器１１～１４は同一構成のため、送受信器１１を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる送受信器１１の構成例を示すブロック図である。送受信器１１は、制御部４０より入力された制御信号に基いて搬送波周波数を変えて光信号である局発光信号を出力可能な波長可変光源部５１と、波長可変光源部５１より入力された局発光信号を変調して送信信号を生成する変調部である光変調部５２と、合分波部２０の分波部２２より入力された分波後の光信号と波長可変光源部５１より入力された局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号を電気信号に変換する同期検波部であるコヒーレントレシーバ５３と、コヒーレントレシーバ５３で変換された電気信号を用いて、デジタル信号処理により、信号劣化を補償して元のデータに復調する信号処理部であるデジタル信号処理部５４と、を備える。送受信器１１では、波長可変光源部５１から出力された局発光信号を２つに分岐し、光変調部５２での光源およびコヒーレントレシーバ５３での光源に用いている。
　このように、予備送受信器３０は送受信器１１～１４と同様の構成を備えていることから、光伝送装置１０では、送受信器１１～１４のいずれかが故障した場合、予備送受信器３０を故障した送受信器の代替えの送受信器で使用することが可能である。
　つづいて、通信装置１において、送受信器１１～１４の搬送波周波数を補正する動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる通信装置１において送受信器１１～１４の搬送波周波数を補正する動作を示すフローチャートである。
　まず、通信装置１では、送受信器１１～１４が、各々の搬送波周波数ｆ1～ｆ4で光信号を送信する（ステップＳ１）。このとき、送受信器１１～１４から送信される光信号の搬送波周波数ｆ1～ｆ4は、各送受信器１１～１４が備える別々の波長可変光源部５１で生成されるため、ＧＨｚオーダの周波数ずれが含まれるおそれがある。
　合波部２１は、送受信器１１～１４より入力された各光信号を周波数多重し、周波数多重信号を伝送路２経由で通信装置３へ送信するとともに、周波数多重信号をモニタポートから予備送受信器３０へ出力する（ステップＳ２）。予備送受信器３０では、コヒーレントレシーバ３３が、合波部２１から出力された周波数多重信号を入力する。
　予備送受信器３０では、波長可変光源部３１において、搬送波周波数の識別番号ｎ＝１とし（ステップＳ３）、搬送波周波数ｆ1´に設定して局発光信号を出力する（ステップＳ４）。搬送波周波数ｆ1´は、送受信器１１で使用される搬送波周波数ｆ1と同じ周波数設定とするが、送受信器１１の波長可変光源部５１および予備送受信器３０の波長可変光源部３１の個体差により、ＧＨｚオーダの誤差が含まれる可能性があることを想定している。
　予備送受信器３０では、コヒーレントレシーバ３３が、周波数多重信号と波長可変光源部３１より入力された搬送波周波数ｆ1´の局発光信号である局発光信号とを混合干渉する（ステップＳ５）。コヒーレントレシーバ３３は、混合干渉して抽出された光信号を周波数オフセット量算出用の電気信号に変換し、デジタル信号処理部３４へ出力する。
　予備送受信器３０では、デジタル信号処理部３４が、コヒーレントレシーバ３３から入力された電気信号を用いて、デジタル信号処理により、制御対象の送受信器１１の搬送波周波数ｆ1と局発光信号の搬送波周波数ｆ1´との間の周波数のずれ量である周波数オフセット量Δｆ1を算出する（ステップＳ６）。デジタル信号処理部３４は、算出した周波数オフセット量Δｆ1の情報を、送受信器１１用の制御信号とし、制御部４０へ出力する。
　制御部４０では、送信制御部４１が、デジタル信号処理部３４より入力された送受信器１１用の制御信号を、制御対象の送受信器１１へ出力する（ステップＳ７）。
　そして、送受信器１１では、波長可変光源部５１が、制御部４０より入力された送受信器１１用の制御信号に基いて、周波数オフセット量Δｆ1だけ搬送波周波数を制御して、搬送波周波数ｆ1を搬送波周波数ｆ1´に補正する（ステップＳ８）。
　図５は、実施の形態１にかかる送受信器１１において搬送波周波数ｆ1を搬送波周波数ｆ1´に補正後の状態を示す図である。搬送波周波数ｆ1´～ｆ4´は、送受信器１１～１４において波長可変光源部５１の誤差を考慮しない、本来使用される搬送波周波数である。搬送波周波数ｆ1´～ｆ4´は、周波数のずれが無い場合、隣接する搬送波周波数と周波数間隔ΔＦの関係にある。送受信器１１では、搬送波周波数ｆ1´を使用すべきところ、周波数オフセット量Δｆ1だけずれた搬送波周波数ｆ1を使用していたため、搬送波周波数ｆ1´に補正することで、送受信器１２で使用される搬送波周波数ｆ2´との間を周波数間隔ΔＦに保つことができる。
　予備送受信器３０では、光伝送装置１０が備える全ての送受信器１１～１４について搬送波周波数ｆ1´～ｆ4´の周波数オフセット量の算出が終了していない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、ｎ＝ｎ＋１、すなわちｎをインクリメントしてｎ＝１＋１＝２とし（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻ってステップＳ８までの動作を行い、送受信器１２の周波数オフセット量Δｆ2を算出して送受信器１２の搬送波周波数ｆ2を搬送波周波数ｆ2´に補正する制御を行う。予備送受信器３０では、ステップＳ４～Ｓ８までの動作を繰り返し行い、送受信器１３の周波数オフセット量Δｆ3を算出して送受信器１３の搬送波周波数ｆ3を搬送波周波数ｆ3´に補正する制御を行い、送受信器１４の周波数オフセット量Δｆ4を算出して送受信器１４の搬送波周波数ｆ4を搬送波周波数ｆ4´に補正する制御を行う。
　予備送受信器３０では、光伝送装置１０が備える全ての送受信器１１～１４について搬送波周波数ｆ1´～ｆ4´の周波数オフセット量の算出が終了した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、搬送波周波数を補正する動作を終了する。
　本実施の形態では、通信装置１において、合波部２１のモニタポートから周波数多重信号を入力して送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4の周波数オフセット量Δｆ1～Δｆ4を算出可能であるため、光伝送システム１００の運用時でも搬送波周波数の制御をリアルタイムに行うことが可能である。
　一般的に、波長可変光源部３１，５１は、周期的な波長透過特性をもつ光学フィルタを用いて周波数情報を検出し、発振周波数を安定制御している。波長可変光源部３１，５１は、温度変動などに起因して透過特性に波長ずれが生じるが、周期のずれ量は絶対値のずれ量の１０００分の１以下である。したがって、通信装置１では、温度が安定な環境下においては、１つの波長可変光源部３１を基準にして送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4を補正することで、搬送波周波数ｆ1～ｆ4の周波数間隔ΔＦを５０ＭＨｚ以下のオーダで制御可能である。
　さらに、通信装置１では、周波数多重信号を常時監視して送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4を制御することにより、経年による送受信器１１～１４の各波長可変光源部５１の周波数ずれを検出し、搬送波周波数ｆ1～ｆ4の周波数間隔ΔＦを安定して制御することができる。通信装置１では、例えば、予備送受信器３０のデジタル信号処理部３４において、周期的に送受信器１１～１４の周波数オフセット量Δｆ1～Δｆ4を算出し、周期的に送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4を補正する。
　ここで、図２に示す予備送受信器３０のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図６は、実施の形態１にかかる予備送受信器３０のハードウェア構成を示す図である。波長可変光源部３１は、メモリ６２に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ、および光信号生成部６３により実現される。光変調部３２は、メモリ６２に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ、および出力部６５により実現される。コヒーレントレシーバ３３は、メモリ６２に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ、および入力部６４により実現される。デジタル信号処理部３４は、メモリ６２に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ、および出力部６５により実現される。プロセッサ６１、メモリ６２、光信号生成部６３、入力部６４および出力部６５は、システムバス６６により接続されている。予備送受信器３０では、複数のプロセッサ６１および複数のメモリ６２が連携して図２のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。予備送受信器３０については、図６に示すハードウェア構成により実現することができるが、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれでも実装可能である。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、通信装置１では、予備送受信器３０が備える１つの基準となる波長可変光源部３１の搬送波周波数に基いて、光伝送装置１０の各送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4を補正することとした。これにより、通信装置１では、波長可変光源部３１の周期特性とデジタル信号処理による周波数オフセット推定機能とを活用して、送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4を高精度に制御でき、搬送波周波数ｆ1～ｆ4を周波数間隔ΔＦで５０ＭＨｚ以下のオーダで高精度に配置することができる。
　通信装置１では、各送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4の補正において、他の通信装置３との間で光信号の送受信は必要としないため、通信装置１内で搬送波周波数の制御を行うことができる。通信装置１では、光伝送システム１００の運用時でも各搬送波周波数を消光する必要はないため、リアルタイムに搬送波周波数を制御でき、波長可変光源部５１の経年による光周波数ずれを補正できる。
実施の形態２．
　実施の形態２では、複数の搬送波周波数の周波数間隔を任意の周波数間隔に制御する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
　図７は、本発明の実施の形態２にかかる通信装置１ａ，３ａを含む光伝送システム１００ａの構成例を示す図である。光伝送システム１００ａでは、通信装置１ａおよび通信装置３ａが、伝送路２を介して周波数多重した光信号により通信を行っている。通信装置１ａ，３ａは同一構成のため、以降、通信装置１ａを用いて構成および動作を説明する。通信装置１ａは、各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する送受信器１１～１４を備えた光伝送装置１０と、光信号を受信する予備送受信器３０ａと、制御対象送受信器が送信する光信号の搬送波周波数を制御する制御部４０ａと、を備える。通信装置１ａは、実施の形態１の通信装置１から予備送受信器３０および制御部４０を削除し、予備送受信器３０ａおよび制御部４０ａを追加したものである。
　図８は、本発明の実施の形態２にかかる予備送受信器３０ａの構成例を示すブロック図である。予備送受信器３０ａは、実施の形態１の予備送受信器３０から波長可変光源部３１を削除し、波長可変光源部３１ａを追加したものである。波長可変光源部３１ａは、実施の形態１の動作の場合は波長可変光源部３１と同様の動作を行い、実施の形態２では、後述する制御部４０ａからの制御信号により、搬送波周波数を変えて光信号である局発光信号を出力可能な光源部である。なお、実施の形態１の予備送受信器３０と同様、予備送受信器３０ａは送受信器１１～１４と同様の構成を備えていることから、光伝送装置１０では、送受信器１１～１４のいずれかが故障した場合、予備送受信器３０ａを故障した送受信器の代替えの送受信器で使用することが可能である。
　図７に戻って、制御部４０ａは、送信制御部４１ａと、周波数間隔制御部４２と、を備える。送信制御部４１ａは、実施の形態１の動作の場合は送信制御部４１と同様の動作を行い、実施の形態２では、通信装置１ａにおいて送受信器１１～１４で使用される搬送波周波数ｆ1～ｆ4を任意の搬送波周波数間隔にするよう、送受信器１１～１４および予備送受信器３０ａの動作を制御する。周波数間隔制御部４２は、送受信器１１～１４で使用される搬送波周波数ｆ1～ｆ4を任意の搬送波周波数間隔にするための設定を受け付けて、各搬送波周波数ｆ1～ｆ4において使用されるチャネル番号および周波数オフセット量を算出する。
　つづいて、通信装置１ａにおいて、予備送受信器３０ａに内蔵された波長可変光源部３１ａを基準光となる局発光信号を出力する基準光源とし、送受信器１１～１４の搬送波周波数を任意の搬送波周波数間隔にして、高精度に光信号を配置させる制御について説明する。通信装置１ａでは、基準となる波長可変光源部３１ａで使用されるチャネル番号と、そのチャネル番号における周波数グリッドからの周波数シフト量とを算出することで、任意の搬送波周波数間隔で光信号を配置させることができる。ここで、予備送受信器３０ａの波長可変光源部３１ａは、周波数間隔が２５ＧＨｚグリッドで発光し、±１２．５ＧＨｚの周波数シフト幅をもつこととする。周波数間隔が２５ＧＨｚグリッドとは、隣接するチャネル番号では光信号の周波数の差が２５ＧＨｚになることである。送受信器１１～１４の各波長可変光源部５１および予備送受信器３０ａの波長可変光源部３１ａは、同一仕様のものとする。
　図９は、本発明の実施の形態２にかかる通信装置１ａにおいて送受信器１１～１４の搬送波周波数を任意の搬送波周波数間隔に制御する動作を示すフローチャートである。
　まず、通信装置１ａでは、周波数間隔制御部４２が、光伝送システム１００ａの管理者などから、光伝送システム１００ａにおいて目的とする送受信器１１～１４の各波長可変光源部５１から送信される光信号の搬送波周波数間隔Ａ、および波長数Ｎの設定を受け付ける（ステップＳ１１）。ここでは、一例として、搬送波周波数間隔Ａ＝４０ＧＨｚとし、波長数Ｎは光伝送装置１０内の送受信器の数と同じＮ＝４とする。
　図１０は、実施の形態２にかかる通信装置１ａにおける搬送波周波数間隔の制御方法のイメージを示す図である。本実施の形態では、波長可変光源部３１ａおよび送受信器１１～１４の各波長可変光源部５１は、前述のように周波数間隔が２５ＧＨｚグリッドで発光する。例えば、ある送受信器の波長可変光源部５１からの送信信号を基準とした場合、隣接する搬送波周波数で送信する送受信器では、周波数間隔２５ＧＨｚグリッドの２つ分の間隔である周波数間隔５０ＧＨｚ大きい周波数を波長可変光源部５１に設定し、予備送受信器３０ａの局発光信号との比較に基づく補正の指示により１０ＧＨｚだけ周波数間隔を小さくするよう周波数シフトする。これにより、２つの送受信器の間で搬送波周波数間隔５０－１０＝４０（ＧＨｚ）を実現できる。隣接する搬送波周波数で送信する２つの送受信器の間で同様の制御を行うことにより、各送受信器で使用される搬送波周波数間隔４０ＧＨｚを実現することができる。
　周波数間隔制御部４２は、搬送波周波数間隔Ａおよび波長数Ｎの設定を受け付けると、各搬送波周波数ｆnに対して配置する各光信号のチャネル番号Ｃ、および設定されたチャネル番号Ｃによる周波数ｆCn´に対する周波数シフト量であって、第１の周波数オフセット量である周波数オフセット量ΔＦnを算出し、各搬送波周波数ｆnに対するチャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦnを示す対応表を作成する（ステップＳ１２）。なお、各周波数に付与する「´」の扱いは前述の実施の形態１と同様とする。
　周波数間隔制御部４２が対応表を作成する動作について詳細に説明する。図１１は、実施の形態２にかかる周波数間隔制御部４２において対応表を作成する動作を示すフローチャートである。周波数間隔制御部４２では、まず、搬送波周波数の識別番号ｎ＝１に設定する（ステップＳ３１）。
　周波数間隔制御部４２は、搬送波周波数ｆ1に最も近い波長可変光源部３１ａの周波数のチャネル番号Ｃを算出する（ステップＳ３２）。ここで、搬送波周波数ｆ1は周波数多重する光信号の中で最小の周波数とし、搬送波周波数ｆ1に最も近い波長可変光源部３１ａの周波数のチャネル番号Ｃ＝１とする。
　周波数間隔制御部４２は、波長可変光源部３１ａにおいてチャネル番号Ｃ＝１のときに周波数シフトせずに局発光信号を出力したときの周波数ｆC1´と搬送波周波数ｆ1との間の周波数オフセット量ΔＦ1を算出する（ステップ３３）。ここで、波長可変光源部３１ａの周波数ｆC1´は周波数多重信号の中で最小周波数のため、搬送波周波数ｆ1と等しい周波数にする必要があるので周波数オフセット量ΔＦ1＝０ＧＨｚとする。
　周波数間隔制御部４２は、対応表に、波長可変光源３１ａのチャネル番号Ｃ＝１および周波数オフセット量ΔＦ1＝０ＧＨｚの情報を追加する（ステップＳ３４）。
　周波数間隔制御部４２は、全ての搬送波周波数ｆ1～ｆ4について、チャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦnの算出が完了していない場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、ｎ＝ｎ＋１、すなわちｎをインクリメントしてｎ＝１＋１＝２とし（ステップＳ３６）、ステップＳ３２に戻ってステップＳ３４までの動作を行い、搬送波周波数ｆ2に対してチャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦ2を算出する。周波数間隔制御部４２は、同様に搬送波周波数ｆ3，ｆ4についてもチャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦ3，ΔＦ4を算出し、対応表を完成させる。周波数間隔制御部４２は、全ての搬送波周波数ｆ1～ｆ4について、チャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦnの算出が完了した場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、対応表作成の動作を終了する。周波数間隔制御部４２は、作成した対応表を周波数間隔制御部４２内部で記憶するが、周波数間隔制御部４２外部の図示しない記憶部に記憶させてもよい。
　図１２は、実施の形態２にかかる周波数間隔制御部４２が作成した対応表の例を示す図である。対応表は、各搬送波周波数ｆ1～ｆ4に対するチャネル番号Ｃおよび周波数オフセット量ΔＦnを示すものである。基準となる搬送波周波数ｆ1ではチャネル番号Ｃ＝１、周波数オフセット量ΔＦ1＝０ＧＨｚとなる。
　搬送波周波数ｆ1と隣接する搬送波周波数ｆ2では、チャネル番号Ｃは２つ隣のチャネル番号Ｃ＝３であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC3´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より５０ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝３とでは周波数間隔が５０ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ2＝－１０ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ2との間の周波数間隔は５０－１０＝４０（ＧＨｚ）となる。
　搬送波周波数ｆ2と隣接する搬送波周波数ｆ3では、チャネル番号Ｃは１つ隣のチャネル番号Ｃ＝４であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC4´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より７５ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝４とでは周波数間隔が７５ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ3＝５ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ3との間の周波数間隔は７５＋５＝８０ＧＨｚとなる。この結果、搬送波周波数ｆ2と搬送波周波数ｆ3との間の周波数間隔は、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ3との間の周波数間隔８０ＧＨｚから搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ2との間の周波数間隔４０ＧＨｚを減算した８０－４０＝４０（ＧＨｚ）となる。
　搬送波周波数ｆ3と隣接する搬送波周波数ｆ4では、チャネル番号Ｃは２つ隣のチャネル番号Ｃ＝６であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC6´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より１２５ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝６とでは周波数間隔が１２５ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ4＝－５ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ4との間の周波数間隔は１２５－５＝１２０（ＧＨｚ）となる。この結果、搬送波周波数ｆ3と搬送波周波数ｆ4との間の周波数間隔は、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ4との間の周波数間隔１２０ＧＨｚから搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ3との間の周波数間隔８０ＧＨｚを減算した１２０－８０＝４０（ＧＨｚ）となる。
　図９のフローチャートに戻り、周波数間隔制御部４２において対応表の作成が完了すると、送信制御部４１ａが、送受信器１１～１４の搬送波周波数ｆ1～ｆ4の周波数間隔を制御する処理を開始する。送信制御部４１ａは、まず、搬送波周波数の識別番号ｎ＝１を設定する（ステップＳ１３）。
　送信制御部４１ａは、周波数間隔制御部４２の対応表から、１番目の搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１および周波数オフセット量ΔＦ1＝０ＧＨｚを取得する（ステップＳ１４）。送信制御部４１ａは、１番目の搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１の情報を、１番目の送受信器１１および予備送受信器３０ａへ制御信号により出力する。
　送信制御部４１ａからの制御信号によるチャネル番号Ｃ＝１の情報に基いて、１番目の送受信器１１は、波長可変光源部５１から搬送波周波数ｆ1の光信号として、チャネル番号Ｃ＝１による周波数ｆC1の光信号を送信する（ステップＳ１５）。
　送信制御部４１ａからの制御信号によるチャネル番号Ｃ＝１の情報に基いて、予備送受信器３０ａは、波長可変光源部３１ａから搬送波周波数ｆ1´の局発光信号として、１番目の送受信器１１の波長可変光源部５１で使用されるチャネル番号Ｃ＝１と同じ設定のチャネル番号Ｃ＝１による周波数ｆC1´の局発光信号を出力する（ステップＳ１６）。
　予備送受信器３０ａでは、コヒーレントレシーバ３３が、合波部２１のモニタポートからの出力である送受信器１１の搬送波周波数ｆ1の光信号と、波長可変光源部３１ａより入力された搬送波周波数ｆ1´の局発光信号とを混合干渉する（ステップＳ１７）。コヒーレントレシーバ３３は、混合干渉して抽出された光信号を周波数オフセット量算出用の電気信号に変換し、デジタル信号処理部３４へ出力する。
　予備送受信器３０ａでは、デジタル信号処理部３４が、コヒーレントレシーバ３３から入力された電気信号を用いて、デジタル信号処理により、第２の周波数オフセット量である周波数オフセット量Δｆ1を算出する（ステップＳ１８）。デジタル信号処理部３４は、算出した周波数オフセット量Δｆ1の情報を、送受信器１１用の制御信号とし、制御部４０ａへ出力する。
　制御部４０ａでは、送信制御部４１ａが、デジタル信号処理部３４より入力された制御信号による周波数オフセット量Δｆ1と、図１２に示す対応表から取得した周波数オフセット量ΔＦ1とを比較する（ステップＳ１９）。
　周波数オフセット量Δｆ1と周波数オフセット量ΔＦ1との誤差が±０．０１ＧＨｚの範囲内、すなわち、周波数オフセット量Δｆ1が０±０．０１ＧＨｚの範囲内にならない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、送信制御部４１ａは、送受信器１１に対して光信号の搬送波周波数ｆ1をΔＦ1－Δｆ1分だけ補正させるための制御信号を生成し、制御対象の送受信器１１へ出力する（ステップＳ２０）。なお、誤差の範囲の±０．０１ＧＨｚは一例であって、これに限定されるものではなく、光伝送システム１００ａの用途、目的によって異なる値を用いてもよい。
　そして、送受信器１１では、波長可変光源部５１が、送信制御部４１ａで生成された送受信器１１用の制御信号に基いて、搬送波周波数ｆ1を周波数オフセット量ΔＦ1－Δｆ1分補正する（ステップＳ２１）。
　通信装置１ａでは、ステップＳ１５に戻って、周波数オフセット量Δｆ1と周波数オフセット量ΔＦ1との誤差が±０．０１ＧＨｚの範囲内になるまでステップＳ１５からステップＳ２１までの処理を繰り返し実行する。誤差が±０．０１ＧＨｚの範囲内になった場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、送信制御部４１ａは、全ての送受信器について調整が完了したか否かを確認する（ステップＳ２２）。
　完了していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、送信制御部４１ａは、ｎ＝ｎ＋１、すなわちｎをインクリメントしてｎ＝１＋１＝２とし（ステップＳ２３）、ステップＳ１４に戻って、周波数間隔制御部４２の対応表から、最小周波数から２番目の搬送波周波数ｆ2のチャネル番号Ｃ＝３および周波数オフセット量ΔＦ2＝－１０ＧＨｚを取得する（ステップＳ１４）。通信装置１ａでは、ステップＳ１４からステップＳ２１までの動作を行い、送受信器１２の周波数オフセット量Δｆ2を算出して送受信器１２の搬送波周波数ｆ2を補正する制御を行う。
　具体的に、通信装置１ａでは、送受信器１２の波長可変光源部５１から送信される搬送波周波数ｆ2が、チャネル番号Ｃ＝３のためチャネル番号Ｃ＝１のときより５０ＧＨｚ大きい周波数ｆC3´に対して－１０±０．０１ＧＨｚの範囲内になるように制御する。詳細には、搬送波周波数ｆ2の場合、送受信器１２の波長可変光源部５１は、最初に搬送波周波数ｆ2として、チャネル番号Ｃ＝１のときより５０ＧＨｚ大きい周波数ｆC3で光信号を送信する。予備送受信器３０ａでは、波長可変光源部３１ａから搬送波周波数ｆ2´の局発光信号として、チャネル番号Ｃ＝１のときより５０ＧＨｚ大きいチャネル番号Ｃ＝３による周波数ｆC3´の局発光信号を出力する。デジタル信号処理部３４では、送受信器１２からの光信号および波長可変光源部３１ａからの局発光信号は、ともにチャネル番号Ｃ＝１のときより５０ＧＨｚ大きい周波数を想定しているため、０ＧＨｚ程度の周波数オフセット量Δｆ2を算出することが予想される。
　制御部４０ａでは、送信制御部４１ａが、デジタル信号処理部３４より入力された制御信号による周波数オフセット量Δｆ2と、周波数オフセット量ΔＦ2とを比較し、周波数オフセット量Δｆ2と周波数オフセット量ΔＦ2との誤差が±０．０１ＧＨｚの範囲内、すなわち、周波数オフセット量Δｆ2が－１０±０．０１ＧＨｚの範囲内にならない場合、送信制御部４１ａは、送受信器１１に対して光信号の搬送波周波数ｆ2をΔＦ2－Δｆ2分だけ補正させるための制御信号を生成し、送受信器１２へ出力する。最初に送受信器１２が光信号を送信した場合、送信制御部４１ａは、ΔＦ2－Δｆ2分、すなわち前述のようにΔｆ2が０ＧＨｚ程度のため、（－１０）－０＝－１０（ＧＨｚ）程度補正させるための制御信号を生成し、送受信器１２へ出力する。
　送受信器１２では、送信制御部４１ａからの制御信号による補正指示により、チャネル番号Ｃ＝１のときより５０ＧＨｚ大きい周波数ｆC3に対して－１０ＧＨｚ程度補正した周波数、すなわち、チャネル番号Ｃ＝１のときより４０ＧＨｚ程度大きい周波数の光信号を送信する。予備送受信器３０ａでは、デジタル信号処理部３４は、送受信器１２からの光信号はチャネル番号Ｃ＝１のときより４０ＧＨｚ程度大きい周波数を想定しているため、－１０ＧＨｚ程度の周波数オフセット量Δｆ2を算出することが予想される。制御部４０ａでは、送信制御部４１ａが、ΔＦ2－Δｆ2分、すなわちΔｆ2が－１０ＧＨｚ程度のため、（－１０）－（－１０）＝０（ＧＨｚ）程度補正させるための制御信号を生成し、制御対象の送受信器１２へ出力する。通信装置１ａでは、この動作を繰り返し行い、図９に示すフローチャートでステップＳ１９：Ｙｅｓになった場合、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ2との間の周波数間隔４０ＧＨｚにより２つの光信号配置を実現できる。
　通信装置１ａは、同様に、搬送波周波数ｆ3，ｆ4について、ステップＳ１４からステップＳ２１までの動作を行って搬送波周波数間隔に制御し、全ての送受信器について搬送波周波数の調整が完了した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、任意の搬送波周波数間隔に制御する動作を終了する。
　なお、本実施の形態では、デジタル信号処理部３４は実施の形態１と同様の制御信号を生成し、制御部４０ａの送信制御部４１ａが、デジタル信号処理部３４から取得した制御信号に基づく周波数オフセット量Δｆnと、周波数間隔制御部４２から取得した周波数オフセット量ΔＦnとを比較し、比較結果に基いて、制御信号を生成して出力していたが、これに限定されるものではない。例えば、送信制御部４１ａは周波数間隔制御部４２から取得した周波数オフセット量ΔＦnの情報をデジタル信号処理部３４へ制御信号により出力し、デジタル信号処理部３４が、算出した周波数オフセット量Δｆnと、周波数間隔制御部４２から取得した周波数オフセット量ΔＦnとを比較し、比較結果に基いて、制御信号を生成してもよい。この場合、送信制御部４１ａは、実施の形態１と同様、デジタル信号処理部３４より入力された送受信器用の制御信号を、制御対象の送受信器へ出力する。
　また、送信制御部４１ａは、周波数間隔制御部４２から取得した周波数オフセット量ΔＦnの情報を送受信器１１～１４へ制御信号により出力してもよい。送受信器１１～１４が最初から周波数オフセット量ΔＦn分を補正して光信号を出力することで、通信装置１ａでは、周波数間隔制御部４２から取得した周波数オフセット量ΔＦnの情報を送受信器１１～１４へ出力しない場合と比較して、任意の搬送波周波数間隔に制御する動作を短時間で終了させることができる。
　また、本実施の形態において、図８に示す予備送受信器３０ａのハードウェア構成については、図６に示す実施の形態１と同様のハードウェア構成により実現できる。また、送信制御部４１ａおよび周波数間隔制御部４２を備える制御部４０ａについては、図６に示すプロセッサ６１およびメモリ６２により実現できる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、通信装置１ａでは、予備送受信器３０ａが備える波長可変光源部３１ａの搬送波周波数を基準とし、送受信器１１～１４から送信される光信号を任意の搬送波周波数間隔に配置することとした。これにより、光伝送システム１００ａでは、搬送波周波数間隔を高精度に調整でき、システムに適した柔軟な搬送波周波数間隔を実現できる。通信装置１ａでは、送受信器１１～１４の波長可変光源部５１および予備送受信器３０ａの波長可変光源部３１ａの周波数微調整機能を利用するため、各波長可変光源部のグリッドに制限されず、任意の搬送波周波数間隔に搬送波を配置することができる。また、通信装置１ａでは、指定した周波数に搬送波を制御でき、１００ＭＨｚ以下の高精度で周波数制御が可能となる。
実施の形態３．
　実施の形態２では、４つのサブキャリアである光信号を周波数間隔４０ＧＨｚで配置する場合について説明した。本実施の形態では、光信号の周波数間隔が一定ではなく、周波数帯によって異なる場合、具体的に、４つの光信号を周波数間隔４０ＧＨｚで周波数多重した波長番号１と、３つの光信号を周波数間隔３３．３ＧＨｚで周波数多重した波長番号２とを周波数間隔５０ＧＨｚで周波数多重する場合について説明する。
　図１３は、本発明の実施の形態３にかかる通信装置１ｂ，３ｂを含む光伝送システム１００ｂの構成例を示す図である。光伝送システム１００ｂでは、通信装置１ｂおよび通信装置３ｂが、伝送路２を介して周波数多重した光信号により通信を行っている。通信装置１ｂ，３ｂは同一構成のため、以降、通信装置１ｂを用いて構成および動作を説明する。
　通信装置１ｂは、実施の形態２の通信装置１ａから光伝送装置１０を削除し、光伝送装置１０ａを追加したものである。光伝送装置１０ａは、送受信器１１～１７を備える。光伝送装置１０ａは、光伝送装置１０に送受信器１５～１７を追加した構成である。送受信器１５～１７の構成は、送受信器１１～１４と同様とする。
　図１４は、実施の形態３にかかる通信装置１ｂにおける搬送波周波数間隔の制御方法のイメージを示す図である。波長番号１の搬送波周波数ｆ1～ｆ4は送受信器１１～１４に対応し、波長番号２の搬送波周波数ｆ5～ｆ7は送受信器１５～１７に対応するものとする。すなわち、波長番号１の部分については、実施の形態２と同様である。
　実施の形態３において、通信装置１ｂが送受信器１１～１７の搬送波周波数を任意の搬送波周波数間隔に制御する動作のフローチャートは、実施の形態２における図９のフローチャートと同様である。実施の形態２との違いは、ステップＳ１１において設定される搬送波周波数間隔Ａおよび波長数Ｎ、ステップＳ１２において作成される対応表が、７つの搬送波周波数ｆ1～ｆ7に対応したものになる。図１５は、実施の形態３にかかる周波数間隔制御部４２が作成した対応表の例を示す図である。搬送波周波数ｆ1～ｆ4の部分は、実施の形態２のときの図１２と同様である。
　搬送波周波数ｆ4と隣接する搬送波周波数ｆ5では、チャネル番号Ｃは２つ隣のチャネル番号Ｃ＝８であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC8´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より１７５ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝８とでは周波数間隔が１７５ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ5＝－５ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ5との間の周波数間隔は１７５－５＝１７０ＧＨｚとなる。この結果、搬送波周波数ｆ4と搬送波周波数ｆ5との間の周波数間隔は、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ5との間の周波数間隔１７０ＧＨｚから搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ4との間の周波数間隔１２０ＧＨｚを減算した１７０－１２０＝５０（ＧＨｚ）となる。
　搬送波周波数ｆ5と隣接する搬送波周波数ｆ6では、チャネル番号Ｃは１つ隣のチャネル番号Ｃ＝９であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC9´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より１７５ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝９とでは周波数間隔が２００ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ6＝３．３ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ6との間の周波数間隔は２０３．３ＧＨｚとなる。この結果、搬送波周波数ｆ5と搬送波周波数ｆ6との間の周波数間隔は、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ6との間の周波数間隔２０３．３ＧＨｚから搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ5との間の周波数間隔１７０ＧＨｚを減算した２０３．３－１７０＝３３．３（ＧＨｚ）となる。
　搬送波周波数ｆ6と隣接する搬送波周波数ｆ7では、チャネル番号Ｃは１つ隣のチャネル番号Ｃ＝１０であり、波長可変光源部３１ａから出力される局発光信号の周波数ｆC10´は搬送波周波数ｆ1のチャネル番号Ｃ＝１のときの局発光信号の周波数ｆC1´より２２５ＧＨｚ大きい。この場合、チャネル番号Ｃ＝１とチャネル番号Ｃ＝１０とでは周波数間隔が２２５ＧＨｚになるため、周波数オフセット量ΔＦ7＝１１．６ＧＨｚとする。これにより、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ7との間の周波数間隔は２３６．６ＧＨｚとなる。この結果、搬送波周波数ｆ6と搬送波周波数ｆ7との間の周波数間隔は、搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ7との間の周波数間隔２３６．６ＧＨｚから搬送波周波数ｆ1と搬送波周波数ｆ6との間の周波数間隔２０３．３ＧＨｚを減算した２３６．６－２０３．３＝３３．３（ＧＨｚ）となる。
　このように、周波数多重する光信号の中で最小の周波数である搬送波周波数ｆ1を基準として考えれば、各光信号の配置を基準周波数からの距離で定義することができる。そのため、周波数間隔が周波数帯によって異なるシステムにおいても、柔軟に異なる周波数間隔に制御することが可能となる。
　実施の形態３では、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２２：Ｎｏの場合にステップＳ２３を経由してステップＳ１４へ戻る回数は、送受信器１５～１７分の３回増えることになる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、通信装置１ｂでは、予備送受信器３０ａが備える波長可変光源部３１ａの搬送波周波数を基準とし、送受信器１１～１７から送信される光信号を任意の搬送波周波数間隔に配置することとした。これにより、光伝送システム１００ｂでは、実施の形態２と同様の効果を得ることができ、さらに、搬送波周波数間隔を異なる間隔にすることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ，１ｂ，３，３ａ，３ｂ　通信装置、２　伝送路、１０　光伝送装置、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７　送受信器、２０　合分波部、２１　合波部、２２　分波部、３０，３０ａ　予備送受信器、３１，３１ａ，５１　波長可変光源部、３２，５２　光変調部、３３，５３　コヒーレントレシーバ、３４，５４　デジタル信号処理部、４０，４０ａ　制御部、４１，４１ａ　送信制御部、４２　周波数間隔制御部、６１　プロセッサ、６２　メモリ、６３　光信号生成部、６４　入力部、６５　出力部、６６　システムバス、１００，１００ａ，１００ｂ　光伝送システム。

Claims (8)

  1. 　各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する複数の送受信器を備えた光伝送装置と、
    　前記複数の送受信器より入力された光信号を周波数多重し、周波数多重信号を出力する合波部と、
    　前記周波数多重信号と、制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定の局発光信号とを混合干渉して前記制御対象送受信器の搬送波周波数補正用の制御信号を生成して出力する、前記複数の送受信器の予備の送受信器である予備送受信器と、
    　前記予備送受信器より入力された前記制御信号を前記制御対象送受信器へ出力する制御を行う制御部と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 　前記予備送受信器は、
    　搬送波周波数を変えて前記局発光信号を出力可能な光源部と、
    　前記周波数多重信号と前記局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号を電気信号に変換する同期検波部と、
    　前記電気信号を用いて、前記制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と、前記制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定で前記光源部から出力された前記局発光信号の搬送波周波数との周波数オフセット量を算出し、前記周波数オフセット量の情報を前記制御信号とし、前記制御部へ出力する信号処理部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記信号処理部は、前記複数の送受信器について周期的に前記周波数オフセット量を算出する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記予備送受信器は、前記局発光信号を変調する変調部を備え、前記複数の送受信器のうちの１つに代わって光信号の送受信をすることができる、
    　ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
  5. 　各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する複数の送受信器を備えた光伝送装置と、前記複数の送受信器から出力された光信号が周波数多重された周波数多重信号を用いて制御対象送受信器の搬送波周波数補正用の制御信号を生成する、前記複数の送受信器の予備の送受信器である予備送受信器と、を備えた通信装置の搬送波周波数制御方法であって、
    　前記光伝送装置の各送受信器が、異なる搬送波周波数で光信号を送信する光信号送信ステップと、
    　合波部が、前記各送受信器より入力された光信号を周波数多重し、周波数多重信号を出力する周波数多重ステップと、
    　前記予備送受信器の光源部が、前記制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定の搬送波周波数の局発光信号を出力する局発光信号出力ステップと、
    　前記予備送受信器の同期検波部が、前記周波数多重信号と前記局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号を電気信号に変換する混合干渉ステップと、
    　前記予備送受信器の信号処理部が、前記電気信号を用いて、前記制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と、前記制御対象送受信器で使用される搬送波周波数と同じ周波数設定で前記光源部から出力された前記局発光信号の搬送波周波数との周波数オフセット量を算出し、算出した周波数オフセット量の情報を制御信号とし、出力する周波数オフセット量算出ステップと、
    　前記制御対象送受信器が、前記制御信号に基いて搬送波周波数を補正する補正ステップと、
    　を含むことを特徴とする搬送波周波数制御方法。
  6. 　前記通信装置では、前記複数の送受信器について、周期的に前記周波数オフセット量を算出し、搬送波周波数を補正する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の搬送波周波数制御方法。
  7. 　前記制御部は、前記複数の送受信器から送信される光信号の搬送波周波数の周波数間隔および前記送受信器の数である波長数の設定を受け付け、前記複数の送受信器が備える規定の周波数グリッドで搬送波周波数を変えて前記光信号を出力可能な光源部について、前記設定に基いて、各送受信器の前記光源部で使用されるチャネル番号および第１の周波数オフセット量を算出し、前記第１の周波数オフセット量と前記信号処理部からの制御信号で示される第２の周波数オフセット量とを比較し、前記第１の周波数オフセット量と前記第２の周波数オフセット量との誤差が規定された範囲内にないときは、前記制御対象送受信器に対して前記光信号の搬送波周波数を補正するための制御信号を生成して出力し、
    　前記制御対象送受信器の光源部が、前記制御部で生成された制御信号に基いて前記光信号の搬送波周波数を補正する、
    　ことを特徴とする請求項２，３または４に記載の通信装置。
  8. 　各々が異なる搬送波周波数で光信号を送受信する複数の送受信器を備えた光伝送装置と、前記複数の送受信器の予備の送受信器であって前記光信号を受信する予備送受信器と、制御対象送受信器が送信する前記光信号の搬送波周波数を制御する制御部と、を備えた通信装置の搬送波周波数制御方法であって、
    　前記制御部が、前記複数の送受信器から送信される各光信号の搬送波周波数の周波数間隔および前記送受信器の数である波長数の設定を受け付ける設定ステップと、
    　前記制御部が、前記複数の送受信器が備える規定の周波数グリッドで搬送波周波数を変えて前記光信号を出力可能な光源部について、前記設定に基いて、各送受信器の前記光源部で使用されるチャネル番号および第１の周波数オフセット量を算出する算出ステップと、
    　前記制御対象送受信器の光源部が、前記チャネル番号により光信号を出力する光信号出力ステップと、
    　前記予備送受信器の光源部が、前記制御対象送受信器の光源部で使用されるチャネル番号と同じチャネル番号の設定で局発光信号を出力する局発光信号出力ステップと、
    　前記予備送受信器の同期検波部が、前記光信号と前記局発光信号とを混合干渉して抽出された光信号を電気信号に変換する混合干渉ステップと、
    　前記予備送受信器の信号処理部が、前記電気信号を用いて、前記制御対象送受信器が送信する光信号の搬送波周波数、および前記局発光信号の搬送波周波数との第２の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量算出ステップと、
    　前記制御部が、前記第１の周波数オフセット量と前記第２の周波数オフセット量とを比較し、前記第１の周波数オフセット量と前記第２の周波数オフセット量との誤差が規定された範囲内にないときは、前記制御対象送受信器に対して前記光信号の搬送波周波数を補正するための制御信号を生成して出力する制御ステップと、
    　前記制御対象送受信器の光源部が、前記制御部で生成された制御信号に基いて前記光信号の搬送波周波数を補正する補正ステップと、
    　を含むことを特徴とする搬送波周波数制御方法。
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