WO2024028976A1 - 光伝送システム及び等化方法 - Google Patents

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WO2024028976A1
WO2024028976A1 PCT/JP2022/029645 JP2022029645W WO2024028976A1 WO 2024028976 A1 WO2024028976 A1 WO 2024028976A1 JP 2022029645 W JP2022029645 W JP 2022029645W WO 2024028976 A1 WO2024028976 A1 WO 2024028976A1
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optical
filter
equalization
optical signal
signal
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みなみ 高橋
政則 中村
健生 笹井
由明 木坂
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日本電信電話株式会社
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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
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • 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
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission system and an equalization method.
  • OEQ can suppress the increase in PAPR, as the amount of equalization increases, the reduction in output power due to equalization increases.
  • the filter shape used in OEQ cannot be optimized so as to maximize the signal quality, so there is a problem that sufficient compensation cannot be achieved.
  • the present invention aims to provide a technology that can improve compensation accuracy compared to the conventional technology.
  • One aspect of the present invention includes an optical transmitter that transmits an optical signal, an equalizer that equalizes the optical signal transmitted from the optical transmitter in an optical domain, and an optical transmitter that equalizes the optical signal that is equalized by the equalizer.
  • an optical receiver that receives an optical signal and acquires quality information regarding the quality of the received optical signal; and spectral information of the optical signal equalized by the equalizer, based on the quality information, etc.
  • the present invention is an optical transmission system comprising: a filter generation unit that generates a filter to be used for equalization processing and sets it in the equalization unit.
  • an optical transmitter transmits an optical signal
  • an equalizer equalizes the transmitted optical signal in an optical domain
  • an optical receiver receives the equalized optical signal. and obtains quality information regarding the quality of the received optical signal
  • a filter generation unit generates a filter to be used for equalization processing based on spectrum information of the equalized optical signal and the quality information.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system in a first embodiment
  • FIG. FIG. 7 is a diagram showing how to obtain a frequency width to be compensated in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing the flow of processing of the optical transmission system in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing the flow of processing of the optical transmission system in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the effects of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system in a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system in a third embodiment.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing the flow of processing of an optical transmission system in a third embodiment.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing the flow of processing of an optical transmission system in a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission system 100 in the first embodiment.
  • the optical transmission system 100 includes an optical transmitter 10, an equalization section 11, an optical receiver 12, an OSA 13, and a filter calculation section 14.
  • the optical transmitter 10 and the optical receiver 12 are connected via an optical transmission line 20.
  • the equalization section 11 and the filter calculation section 14 are configured as an equalizer.
  • the optical transmitter 10 transmits an optical signal.
  • the optical transmitter 10 transmits a polarization multiplexed signal.
  • the optical transmitter 10 may transmit optical signals subjected to wavelength division multiplexing or spatial multiplexing in addition to polarization multiplexing.
  • the equalization unit 11 is provided on the optical transmission path 20 between the optical transmitter 10 and the optical receiver 12.
  • the equalization unit 11 equalizes the optical signal transmitted from the optical transmitter 10 in the optical domain.
  • the equalization unit 11 performs compensation using OEQ, for example.
  • the optical receiver 12 receives the optical signal that has been equalized by the equalizer 11.
  • the optical receiver 12 acquires quality information of the received optical signal.
  • Optical signal quality information is information regarding the signal quality of an optical signal, such as BER (Bit Error Rate), Q value, SNR (Signal-to-Noise Ratio), FEC (Forward Error Correction) correction number, AEQ ( Adaptive Equalizer) error signal, etc.
  • the optical receiver 12 uses GCC (General Communication Channel), DSP (Digital Signal Processor) Com-ch, control plane control channel, network operation system (NW-OpS) control channel, etc. to obtain quality information. Note that this may be set at the time of factory shipment.
  • the optical receiver 12 feeds back the acquired quality information to the filter calculation unit 14.
  • the OSA 13 acquires the optical signal that has been equalized by the equalization unit 11, and acquires the signal spectrum of the acquired optical signal that has undergone the equalization process.
  • OSA13 is an optical spectrum analyzer.
  • the OSA 13 outputs information on the acquired signal spectrum (hereinafter referred to as “spectrum information”) to the filter calculation unit 14.
  • the OSA 13 is one aspect of a spectrum information acquisition unit.
  • the filter calculation unit 14 calculates a filter to be set in the equalization unit 11 based on the quality information output from the optical receiver 12 and the spectrum information output from the OSA 13.
  • the filter calculation unit 14 sets the calculated filter in the equalization unit 11.
  • the filter calculation section 14 may be configured as an equalization processing section in combination with the equalization section 11, or may be included in the optical receiver 12.
  • the functions of the filter calculation unit 14 may be realized by one or more processors.
  • FIG. 2 is a diagram showing how to obtain the frequency width to be compensated in the first embodiment.
  • the filter calculation unit 14 calculates the frequency width to be compensated based on the ratio of the frequency band to the baud rate determined when the modulation method is set for the optical transmission system 100.
  • the right diagram in FIG. 2 represents a signal spectrum compensated by a filter generated based on the calculated frequency width.
  • 3 and 4 are sequence diagrams showing the processing flow of the optical transmission system 100 in the first embodiment.
  • the equalization unit 11 is set with an initial value at the start of processing (step S101).
  • the optical transmitter 10 transmits an optical signal (step S102).
  • the optical signal transmitted by the optical transmitter 10 is input to the equalization section 11 via an optical transmission line.
  • the OSA 13 measures the signal spectrum of the received optical signal (step S105).
  • the OSA 13 outputs the spectrum information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14 (step S106).
  • spectrum information is input to the filter calculation unit 14.
  • the optical receiver 12 measures the signal quality of the received optical signal (step S107).
  • the optical receiver 12 outputs the signal quality information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14 as quality information (step S108). Thereby, the quality information is input to the filter calculation unit 14.
  • ⁇ represents a parameter that determines the degree of equalization within the set frequency width ( ⁇ ).
  • ⁇ the optical power distribution within the frequency width ⁇ approaches flatness (see the right diagram in FIG. 2), resulting in a completely equalized state.
  • ⁇ 1 the optical power distribution within the frequency width ⁇ is less flat. That is, when ⁇ 1, the state is not completely equalized.
  • equalization by OEQ involves power loss
  • ⁇ is defined as a parameter for relaxing the flat state such that ⁇ 1 and providing a mechanism for finely adjusting the power loss.
  • the optical transmitter 10 transmits the optical signal again (step S111).
  • the optical signal transmitted by the optical transmitter 10 is input to the equalization section 11 via an optical transmission line.
  • the equalization unit 11 performs equalization processing on the input optical signal (step S112).
  • the equalizer 11 outputs the equalized optical signal to the optical transmission line 20 (step S113).
  • the optical signal output from the equalizer 11 is branched at an optical transmission line 20.
  • the branched optical signal is received by the optical receiver 12 and OSA 13.
  • the OSA 13 measures the signal spectrum of the received optical signal (step S114).
  • the OSA 13 outputs the spectrum information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14 (step S115).
  • spectrum information is input to the filter calculation unit 14.
  • the optical receiver 12 measures the signal quality of the received optical signal (step S116).
  • the optical receiver 12 outputs the signal quality information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14 as quality information (step S117). Thereby, the quality information is input to the filter calculation unit 14.
  • the filter calculation unit 14 generates a filter based on the input spectrum information and quality information (step S118). Specifically, the filter calculation unit 14 generates a filter by increasing the frequency width ⁇ and coefficient ⁇ to be compensated based on the amplitude characteristic H(f) of the input signal spectrum. The filter calculation unit 14 sets the regenerated filter in the equalization unit 11 (step S119).
  • step S120 the filter calculation unit 14 determines the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ based on one of the following methods. Note that the difference between the following methods is whether the frequency width ⁇ is determined first or the coefficient ⁇ is determined first.
  • the first method and second method shown below are just examples, and other methods may be used as long as the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ can be determined.
  • the criterion for determining the best frequency width ⁇ may be any one of the following (determination criterion 1) to (determination criterion 3). Note that a similar determination may be made regarding the coefficient ⁇ .
  • (Judgment Criteria 1), (Judgment Criterion 2), and (Judgment Criterion 3) shown below are examples, and other criteria may be set as criteria for determining the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ . .
  • the filter calculation unit 14 When determining the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ in the first method (judgment criterion 1)) The filter calculation unit 14 generates a filter by fixing the coefficient ⁇ and changing (for example, increasing) the frequency width ⁇ to be compensated for.
  • the filter calculation unit 14 calculates the quality information obtained by setting the generated filter in the equalization unit 11 and the values of frequency widths ⁇ and ⁇ to be compensated, which are parameters of the filter shape when the quality information is obtained. and are stored in association with each other.
  • the filter calculation unit 14 compares the value indicated by the obtained quality information with a predetermined signal quality value, and determines that the difference between the value indicated by the quality information and the predetermined signal quality value is less than a threshold value. Determine whether it exists or not.
  • the filter calculation unit 14 sets the frequency width ⁇ when the quality information is obtained as the best frequency width ⁇ . decide. On the other hand, if the difference between the value indicated by the quality information and the predetermined signal quality value is greater than or equal to the threshold, the filter calculation unit 14 changes (for example, increases) the frequency width ⁇ to be compensated and generates the filter again. do. By repeating such processing, the filter calculation unit 14 determines the frequency width ⁇ at which the difference between the value indicated by the quality information and the predetermined signal quality value is less than the threshold value.
  • the filter calculation unit 14 fixes the determined frequency width ⁇ (the best compensation frequency width ⁇ ) and changes (for example, increases) the coefficient ⁇ to adjust the filter. generate.
  • the subsequent processing is similar to the flow for determining the optimal frequency width ⁇ for compensation.
  • the filter calculation unit 14 When determining the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ in (judgment criterion 2) in the first method)
  • the filter calculation unit 14 generates a filter by fixing the coefficient ⁇ and changing (for example, increasing) the frequency width ⁇ to be compensated for. At this time, the filter calculation unit 14 selects one candidate value from among the candidate values (for example, 70%, 78%, 86%, etc.) to be set as the frequency width ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 calculates the quality information obtained by setting the generated filter in the equalization unit 11 and the values of frequency widths ⁇ and ⁇ to be compensated, which are parameters of the filter shape when the quality information is obtained. and are stored in association with each other.
  • the filter calculation unit 14 selects an unselected candidate value from among the candidate values of the frequency width ⁇ , fixes the coefficient ⁇ , and generates a filter.
  • the filter calculation unit 14 calculates the quality information obtained by setting the generated filter in the equalization unit 11 and the values of frequency widths ⁇ and ⁇ to be compensated, which are parameters of the filter shape when the quality information is obtained. and are stored in association with each other.
  • the filter calculation unit 14 acquires quality information for each candidate value of the frequency width ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 selects quality information with the highest quality from among the quality information for each candidate value of the frequency width ⁇ that has been acquired.
  • the filter calculation unit 14 determines the frequency width ⁇ associated with the selected quality information with the highest quality as the best frequency width ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 fixes the determined frequency width ⁇ (the best compensation frequency width ⁇ ) and changes (for example, increases) the coefficient ⁇ to adjust the filter. generate. At this time, the filter calculation unit 14 selects one candidate value from among the candidate values (for example, 0.1, 0.5, 1, etc.) to be set as the coefficient ⁇ .
  • the subsequent processing is similar to the flow for determining the optimal frequency width ⁇ for compensation.
  • the filter calculation unit 14 fixes the coefficient ⁇ and generates a filter with an initial value of the frequency width ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 uses the quality information obtained by setting the generated filter in the equalization unit 11 and the compensation frequency width ⁇ (for example, the initial value) and the value of ⁇ are associated and held.
  • the filter calculation unit 14 generates a filter by changing (for example, increasing or decreasing) the frequency width ⁇ by the amount of change from the initial value and fixing the coefficient ⁇ . Note that the filter calculation unit 14 determines the frequency width ⁇ so that the value of the frequency width ⁇ after the change does not fall below the minimum value or exceed the maximum value.
  • the filter calculation unit 14 calculates the quality information obtained by setting the generated filter in the equalization unit 11 and the values of frequency widths ⁇ and ⁇ to be compensated, which are parameters of the filter shape when the quality information is obtained. and are stored in association with each other.
  • the filter calculation unit 14 performs such processing a predetermined number of times or on all changed frequency widths ⁇ based on the amount of change, thereby acquiring quality information for each of the plurality of frequency widths ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 selects quality information with the highest quality from among the acquired quality information in each of the plurality of frequency widths ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 determines the frequency width ⁇ associated with the selected quality information with the highest quality as the best frequency width ⁇ .
  • the filter calculation unit 14 fixes the determined frequency width ⁇ (the best compensation frequency width ⁇ ) and generates a filter using the initial value of the coefficient ⁇ .
  • the subsequent processing is similar to the flow for determining the optimal frequency width ⁇ for compensation.
  • the filter calculation unit 14 sets the filter obtained by the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ in the equalization unit 11 (step S121).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the effects of the first embodiment.
  • the results shown in FIG. 5 were obtained under the following conditions. ⁇ Experiments were conducted using 128GBd, 64QAM signals. ⁇ The filter setting widths were: no filter setting (0%), 90GHz (70%), 100GHz (78%), 110GHz (86%), 120GHz (94%), 130GHz Changed to (101%), 140GHz (109%), 150GHz (117%)
  • the OSNR Optical SNR
  • the compensation frequency width ⁇ when the OSNR was improved by a maximum of 5.4 dB was 94% (120 GHz) as shown in the right diagram of FIG.
  • the optical transmission system 100 includes an optical transmitter 10 that transmits an optical signal, an equalizer 11 that equalizes the optical signal transmitted from the optical transmitter 10 in the optical domain, and an equalizer 11 that equalizes the optical signal transmitted from the optical transmitter 10 in the optical domain.
  • An optical receiver 12 receives the equalized optical signal and acquires quality information regarding the quality of the received optical signal, and based on the spectral information of the optical signal equalized by the equalizer 11 and the quality information.
  • a filter generation unit 14 that generates a filter to be used in equalization processing and sets it in the equalization unit 11.
  • the filter shape of the equalizer 11 that maximizes received signal quality can be determined and applied to the equalizer 11 according to the characteristics of the optical amplifier, modulation method, transmission distance, and transmission capacity. Therefore, it is possible to improve the compensation accuracy compared to the conventional method, and it is possible to realize high-quality optical transmission.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission system 100a in the second embodiment.
  • the optical transmission system 100a includes an optical transmitter 10, an equalization section 11, an optical receiver 12a, and a filter calculation section 14a.
  • the optical transmitter 10 and the optical receiver 12a are connected via an optical transmission line 20.
  • the optical transmission system 100a differs in configuration from the optical transmission system 100 in that it does not include the OSA 13.
  • the other configuration of the optical transmission system 100a is the same as that of the optical transmission system 100.
  • the differences from the optical transmission system 100 will be explained.
  • the optical receiver 12a receives the optical signal that has been equalized by the equalizer 11.
  • the optical receiver 12 acquires quality information of the received optical signal. Furthermore, the optical receiver 12a acquires the signal spectrum of the received optical signal.
  • the optical receiver 12a feeds back the acquired quality information and spectrum information to the filter calculation unit 14a.
  • the filter calculation unit 14a calculates a filter to be set in the equalization unit 11 based on the quality information and spectrum information output from the optical receiver 12.
  • the filter calculation unit 14a sets the calculated filter in the equalization unit 11.
  • the specific processing in the optical transmission system 100a differs from the processing in the optical transmission system 100 in that the signal spectrum is acquired by the optical receiver 12a, and the optical receiver 12a outputs quality information and spectrum information to the filter calculation unit 14a. It is a point.
  • the same effects can be achieved with a cheaper configuration than the optical transmission system 100.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission system 100b in the third embodiment.
  • the optical transmission system 100b includes an optical transmitter 10b, an equalization section 11, an optical receiver 12, an OSA 13, and a filter calculation section 14b.
  • the optical transmitter 10b and the optical receiver 12 are connected via an optical transmission line 20.
  • the optical transmission system 100b differs in configuration from the optical transmission system 100 in that the optical transmitter 10b performs equalization in the electrical domain as well.
  • the other configuration of the optical transmission system 100b is the same as that of the optical transmission system 100.
  • the differences from the optical transmission system 100 will be explained.
  • the optical transmitter 10b transmits an optical signal.
  • the optical transmitter 10b transmits a polarization multiplexed signal.
  • the optical transmitter 10b may transmit an optical signal subjected to wavelength division multiplexing or spatial multiplexing in addition to polarization multiplexing.
  • the optical transmitter 10b performs signal equalization processing in the electrical domain based on the filter set by the filter calculation unit 14b.
  • the filter calculation unit 14b calculates a filter to be set in the optical transmitter 10b and the equalization unit 11 based on the quality information output from the optical receiver 12 and the spectrum information output from the OSA 13.
  • the filter calculation section 14 sets the calculated filter in the optical transmitter 10b and the equalization section 11.
  • the equalization unit 11 is set with an initial value at the start of processing (step S201).
  • the optical transmitter 10 is set with initial values for performing equalization processing in the electrical domain (step S202).
  • no compensation by a filter is set for the optical transmitter 10b.
  • the optical transmitter 10 transmits the optical signal without performing equalization processing in the electrical domain (step S203).
  • the optical signal transmitted by the optical transmitter 10 is input to the equalization section 11 via an optical transmission line.
  • the OSA 13 measures the signal spectrum of the received optical signal (step S206).
  • the OSA 13 outputs the spectrum information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14b (step S207).
  • spectrum information is input to the filter calculation unit 14b.
  • the optical receiver 12 measures the signal quality of the received optical signal (step S208).
  • the optical receiver 12 outputs the signal quality information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14b as quality information (step S209). Thereby, quality information is input to the filter calculation unit 14b.
  • the optical transmitter 10b generates an optical signal after performing equalization processing on the electrical signal using the filter set by the filter calculation unit 14b.
  • the optical transmitter 10b transmits the generated optical signal (step S212).
  • the optical signal transmitted by the optical transmitter 10 is input to the equalization section 11 via an optical transmission line.
  • the equalization unit 11 performs equalization processing on the input optical signal (step S213).
  • the equalizer 11 outputs the equalized optical signal to the optical transmission line 20 (step S214).
  • the optical signal output from the equalizer 11 is branched at an optical transmission line 20.
  • the branched optical signal is received by the optical receiver 12 and OSA 13.
  • the OSA 13 measures the signal spectrum of the received optical signal (step S215).
  • the OSA 13 outputs the spectrum information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14b (step S216).
  • spectrum information is input to the filter calculation unit 14b.
  • the optical receiver 12 measures the signal quality of the received optical signal (step S217).
  • the optical receiver 12 outputs the signal quality information obtained through the measurement to the filter calculation unit 14b as quality information (step S218). Thereby, quality information is input to the filter calculation unit 14b.
  • the filter calculation unit 14b generates a filter based on the input spectrum information and quality information (step S219). Specifically, the filter calculation unit 14b generates a filter by increasing the frequency width ⁇ to be compensated, the coefficient ⁇ , and the coefficient ⁇ e based on the amplitude characteristic H(f) of the input signal spectrum. Note that the filter calculation unit 14b may increase ⁇ o instead of the coefficient ⁇ e . The filter calculation unit 14b sets the generated filter again in the optical transmitter 10b and the equalization unit 11 (step S220).
  • the method for determining the best frequency width ⁇ and coefficient ⁇ is the same as in the first embodiment.
  • equalization processing is performed not only in the optical domain but also in the electrical domain.
  • digital equalization allows finer adjustment than equalization processing in the optical domain, so higher signal quality can be obtained.
  • the optical transmission system 100b does not need to include the OSA 13.
  • the optical receiver 12 acquires the signal spectrum of the optical signal in addition to the quality information of the optical signal, like the optical receiver 12a in the second embodiment.
  • the optical receiver 12 feeds back the acquired quality information and spectrum information to the filter calculation unit 14b.
  • optical transmitters 10, 10b, some of the functional units of the optical receivers 12, 12a, or the filter calculation units 14, 14a, 14b in the embodiments described above may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed.
  • the "computer system” herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • “computer-readable recording media” refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROM (Read Only Memory), and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems. say.
  • a “computer-readable recording medium” refers to a storage medium that dynamically stores a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include a device that retains a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that is a server or client in that case.
  • the above-mentioned program may be one for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be one that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • the present invention can be applied to equalization technology in digital coherent optical transmission.

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Abstract

光信号を送信する光送信機と、光送信機から送信された光信号を光領域で等化する等化部と、等化部により等化された光信号を受信し、受信した光信号の品質に関する品質情報を取得する光受信機と、等化部により等化された光信号のスペクトル情報と、品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して等化部に設定するフィルタ生成部と、を備える光伝送システム。　

Description

光伝送システム及び等化方法
　本発明は、光伝送システム及び等化方法に関する。
　デジタルコヒーレント光伝送システムでは、高次変調や高ボーレート化による通信の大容量化が検討されている。一方で、高次変調や高ボーレート化された信号は、送受信機、伝送路に由来する波形歪み及びノイズの影響を受けやすいため、送信機の不完全性をデジタル補償することで信号品質を改善させている。デジタル等化は、補償精度が高いものの、処理後の信号のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ:Peak-to-Average Power Ratio）が増加するため誤り率が高くなってしまう。そのため、ＰＡＰＲの増加を抑制しながらデバイスの補償を行う技術として、光領域等化（ＯＥＱ:Optical equalization）が着目されている（例えば、非特許文献１参照）。
M. Nakamura, T. Kobayashi, F. Hamaoka, and Y. Miyamoto, "High Information Rate of 128-GBaud 1.8-Tb/s and 64- GBaud 1.03-Tb/s Signal Generation and Detection Using Frequency-Domain 8×2 MIMO Equalization", OFC 2022 Optica Publishing Group 2022,
　しかしながら、ＯＥＱではＰＡＰＲの増加を抑制することができるが、等化の量が増えると、等化による出力パワーの低下が大きくなる。このように、等化量と出力パワーにはトレードオフの関係があるため、等化量と信号品質の関係は不明瞭であった。そのため、信号品質を最大化するように、ＯＥＱで用いるフィルタ形状を最適化することができないため、十分な補償ができないという問題があった。
　上記事情に鑑み、本発明は、従来よりも補償精度を向上させることができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、光信号を送信する光送信機と、前記光送信機から送信された前記光信号を光領域で等化する等化部と、前記等化部により等化された前記光信号を受信し、受信した前記光信号の品質に関する品質情報を取得する光受信機と、前記等化部により等化された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定するフィルタ生成部と、を備える光伝送システムである。
　本発明の一態様は、光送信機が、光信号を送信し、等化部が、送信された前記光信号を光領域で等化し、光受信機が、等化された前記光信号を受信し、受信した前記光信号の品質に関する品質情報を取得し、フィルタ生成部が、等化された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定する、等化方法である。
　本発明により、従来よりも補償精度を向上させることが可能となる。
第１の実施形態における光伝送システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態における補償する周波数幅の求め方を示す図である。 第１の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第１の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第１の実施形態における効果を説明するための図である。 第２の実施形態における光伝送システムの構成例を示す図である。 第３の実施形態における光伝送システムの構成例を示す図である。 第３の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第３の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態における光伝送システム１００の構成例を示す図である。光伝送システム１００は、光送信機１０と、等化部１１と、光受信機１２と、ＯＳＡ１３と、フィルタ算出部１４とを備える。光送信機１０と光受信機１２とは、光伝送路２０を介して接続される。等化部１１及びフィルタ算出部１４は、等化器として構成される。
　光送信機１０は、光信号を送信する。例えば、光送信機１０は、偏波多重信号を送信する。なお、光送信機１０は、偏波多重に加えて、波長多重又は空間多重を行った光信号を送信してもよい。
　等化部１１は、光送信機１０と光受信機１２との間の光伝送路２０上に備えられる。等化部１１は、光送信機１０から送信された光信号を光領域で等化する。等化部１１は、例えばＯＥＱによる補償を行う。
　光受信機１２は、等化部１１により等化処理が行われた光信号を受信する。光受信機１２は、受信した光信号の品質情報を取得する。光信号の品質情報とは、光信号の信号品質に関する情報であり、例えばＢＥＲ（Bit Error Rate）、Ｑ値、ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）、ＦＥＣ（Forward Error Correction）訂正数、ＡＥＱ（Adaptive Equalizer）誤差信号等である。光受信機１２は、運用中においては、ＧＣＣ（General Communication Channel）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）　Ｃｏｍ－ｃｈ、コントロールプレーンの制御チャネル、ネットワークオペレーションシステム（ＮＷ－ＯｐＳ：NetWork OPeration System）の制御チャネル等により品質情報を取得する。なお、工場出荷時に設定してもよい。光受信機１２は、取得した品質情報をフィルタ算出部１４にフィードバックする。
　ＯＳＡ１３は、等化部１１により等化処理が行われた光信号を取得し、取得した等化処理が行われた光信号の信号スペクトルを取得する。ＯＳＡ１３は、光スペクトルアナライザである。ＯＳＡ１３は、取得した信号スペクトルの情報（以下「スペクトル情報」という。）をフィルタ算出部１４に出力する。ＯＳＡ１３は、スペクトル情報取得部の一態様である。
　フィルタ算出部１４は、光受信機１２から出力された品質情報と、ＯＳＡ１３から出力されたスペクトル情報とに基づいて、等化部１１に設定するためのフィルタを算出する。フィルタ算出部１４は、算出したフィルタを等化部１１に設定する。フィルタ算出部１４は、等化部１１と組み合わせて等化処理部として構成されてもよいし、光受信機１２に備えられてもよい。フィルタ算出部１４の機能は、１以上のプロセッサで実現されてもよい。
　図２は、第１の実施形態における補償する周波数幅の求め方を示す図である。図２の左図に示すように、フィルタ算出部１４は、光伝送システム１００として変調方式を設定した際に定まるボーレートに対する周波数帯域の割合に基づいて、補償する周波数幅を算出する。図２の右図は、算出された周波数幅に基づいて生成されるフィルタにより補償された信号スペクトルを表す。
　図３及び図４は、第１の実施形態における光伝送システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
　等化部１１は、処理開始時において初期値を設定される（ステップＳ１０１）。ここで、初期値として、等化部１１には、フィルタによる補償なし（補償する周波数幅α＝０％）が設定される。その後、光送信機１０は、光信号を送信する（ステップＳ１０２）。光送信機１０により送信された光信号は、光伝送路を介して等化部１１に入力される。
　等化部１１は、入力された光信号に対して等化処理を行う（ステップＳ１０３）。初期値としてフィルタによる補償なし（補償する周波数幅α＝０％）が設定されているため、等化部１１に入力された光信号は補償が行われずに出力される（ステップＳ１０４）。等化部１１から出力された光信号は、光伝送路２０において分岐される。分岐された光信号は、光受信機１２及びＯＳＡ１３で受信される。
　ＯＳＡ１３は、受信した光信号の信号スペクトルを測定する（ステップＳ１０５）。ＯＳＡ１３は、測定により得られたスペクトル情報をフィルタ算出部１４に出力する（ステップＳ１０６）。これにより、フィルタ算出部１４には、スペクトル情報が入力される。光受信機１２は、受信した光信号の信号品質を測定する（ステップＳ１０７）。光受信機１２は、測定により得られた信号品質の情報を品質情報としてフィルタ算出部１４に出力する（ステップＳ１０８）。これにより、フィルタ算出部１４には、品質情報が入力される。
　フィルタ算出部１４は、入力されたスペクトル情報と、品質情報とに基づいてフィルタを生成する（ステップＳ１０９）。具体的には、フィルタ算出部１４は、入力された信号スペクトルの振幅特性Ｈ（ｆ）に基づいて、補償する周波数幅（例えばα＝１０％）の逆特性Ｈ－β（ｆ）（０≦β≦１）を用いてフィルタを生成する。例えば、β＝１の時、補償後の信号スペクトルは平坦に近づく。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定する（ステップＳ１１０）。なお、フィルタ算出部１４は、得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅αとβの値とを対応付けて保持する。
　ここでβは、設定した周波数幅（α）内で、等化具合を決定するパラメータを表す。上述したように、βが１のときは周波数幅α内の光パワー分布は平坦に近づき（図２の右図参照）、完全に等化状態となる。一方で、β＜１のときは周波数幅α内の光パワー分布は平坦な状態が緩和される。すなわち、β＜１のときは、完全な等化状態ではなくなる。ＯＥＱによる等化は、パワー損失があるためβ＜１のようにその平坦な状態を緩和させ、パワー損失を微調整する機構を持たせるためのパラメータとしてβを定義している。
　光送信機１０は、再度光信号を送信する（ステップＳ１１１）。光送信機１０により送信された光信号は、光伝送路を介して等化部１１に入力される。等化部１１は、入力された光信号に対して等化処理を行う（ステップＳ１１２）。この時点では、等化部１１には、フィルタが設定（補償する周波数幅α＝１０％）されているため、等化部１１に入力された光信号に対して等化処理を行う。これにより、光信号が補償される。等化部１１は、等化処理後の光信号を光伝送路２０に出力する（ステップＳ１１３）。等化部１１から出力された光信号は、光伝送路２０において分岐される。分岐された光信号は、光受信機１２及びＯＳＡ１３で受信される。
　ＯＳＡ１３は、受信した光信号の信号スペクトルを測定する（ステップＳ１１４）。ＯＳＡ１３は、測定により得られたスペクトル情報をフィルタ算出部１４に出力する（ステップＳ１１５）。これにより、フィルタ算出部１４には、スペクトル情報が入力される。光受信機１２は、受信した光信号の信号品質を測定する（ステップＳ１１６）。光受信機１２は、測定により得られた信号品質の情報を品質情報としてフィルタ算出部１４に出力する（ステップＳ１１７）。これにより、フィルタ算出部１４には、品質情報が入力される。
　フィルタ算出部１４は、入力されたスペクトル情報と、品質情報とに基づいてフィルタを生成する（ステップＳ１１８）。具体的には、フィルタ算出部１４は、入力された信号スペクトルの振幅特性Ｈ（ｆ）に基づいて、補償する周波数幅αと係数βを増加させてフィルタを生成する。フィルタ算出部１４は、再度生成したフィルタを等化部１１に設定する（ステップＳ１１９）。
　その後、最良となる周波数幅α及び係数βに達するまで、ステップＳ１１１からステップＳ１１９までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ１２０）。なお、フィルタ算出部１４は、以下のいずれかの方法に基づいて最良となる周波数幅α及び係数βを決定する。なお、以下の方法は、周波数幅αを先に決定するか係数βを先に決定するかの違いである。下記に示す第１の方法及び第２の方法は、一例であり、最良となる周波数幅α及び係数βを決定することができれば他の方法であってもよい。
（第１の方法）
　フィルタ算出部１４は、まず係数βを固定にして（例えば、β＝１）、信号品質が最良となる補償する周波数幅αを決定する。続いて、フィルタ算出部１４は、決定した周波数幅αを固定にして、係数βを変更させることで信号品質が最良となる係数βを決定する。
（第２の方法）
　フィルタ算出部１４は、まず周波数幅αを固定にして（例えば、α＝１００％）、信号品質が最良となる係数βを決定する。続いて、フィルタ算出部１４は、係数βを固定にして、周波数幅αを変更させることで信号品質が最良となる周波数幅αを決定する。
　上記の第１の方法及び第２の方法において、最良となる周波数幅αと判断する基準は、以下の（判断基準１）から（判断基準３）のいずれかでよい。なお、係数βにおいて同様に判断すればよい。下記に示す（判断基準１）、（判断基準２）及び（判断基準３）は、一例であり、最良となる周波数幅α及び係数βを判断する基準として、他の基準が設定されてもよい。
（判断基準１）：満たす信号品質値を予め決めておき、それに近い値（満たす信号品質値との差が閾値未満）が得られたときの周波数幅αを最良となる周波数幅αと判断。
（判断基準２）：周波数幅αとして設定する候補値を予め決めておき、それらについて信号品質を測定し、最大の信号品質となる周波数幅αを最良となる周波数幅αと判断。
（判断基準３）：αの初期値と最大値と最小値を決めておき、そこから変化させる周波数幅αの量として増加（または減少）させ、最良な信号品質を探し、そのときの周波数幅αを最良となる周波数幅αと判断。なお、高精度な信号が必要な場合などは、周波数幅αの変化量として小さな値に設定し、細かく調整する。計算負荷を減らしたい場合などは周波数幅αの変化量は大きな値に設定し、大まかに調整し、最適なαを探す。
　以下、最良となる周波数幅α及び係数βを決定する処理の流れについて説明する。　
（第１の方法において（判断基準１）で最良となる周波数幅α及び係数βを決定する場合）
　フィルタ算出部１４は、係数βを固定し、補償する周波数幅αを変更（例えば、増加）してフィルタを生成する。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定することによって得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅αとβの値とを対応付けて保持する。フィルタ算出部１４は、得られた品質情報で示される値と、予め決定した信号品質値とを比較して、品質情報で示される値と、予め決定した信号品質値との差が閾値未満であるか否かを判定する。
　品質情報で示される値と、予め決定した信号品質値との差が閾値未満である場合、フィルタ算出部１４は、その品質情報が得られた際の周波数幅αを最良となる周波数幅αとして決定する。一方、品質情報で示される値と、予め決定した信号品質値との差が閾値以上である場合、フィルタ算出部１４は、補償する周波数幅αを変更（例えば、増加）して再度フィルタを生成する。このような処理を繰り返すことによって、フィルタ算出部１４は、品質情報で示される値と、予め決定した信号品質値との差が閾値未満となる周波数幅αを決定する。
　最良となる係数βを決定する場合には、フィルタ算出部１４は、決定した周波数幅α（最良となる補償する周波数幅α）を固定し、係数βを変更（例えば、増加）してフィルタを生成する。後の処理は、最良となる補償する周波数幅αを決定する流れと同様である。
（第１の方法において（判断基準２）で最良となる周波数幅α及び係数βを決定する場合）
　フィルタ算出部１４は、係数βを固定し、補償する周波数幅αを変更（例えば、増加）してフィルタを生成する。この際、フィルタ算出部１４は、周波数幅αとして設定する候補値（例えば、７０％、７８％、８６％等）の中から１つの候補値を選択する。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定することによって得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅αとβの値とを対応付けて保持する。次に、フィルタ算出部１４は、周波数幅αの候補値の中から選択していない候補値を選択して、係数βを固定してフィルタを生成する。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定することによって得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅αとβの値とを対応付けて保持する。
　フィルタ算出部１４は、このような処理を行うことによって、周波数幅αの候補値毎に品質情報を取得する。フィルタ算出部１４は、取得した周波数幅αの候補値毎の品質情報の中から最も品質が良い品質情報を選択する。フィルタ算出部１４は、選択した最も品質が良い品質情報に対応付けられた周波数幅αを最良となる周波数幅αとして決定する。
　最良となる係数βを決定する場合には、フィルタ算出部１４は、決定した周波数幅α（最良となる補償する周波数幅α）を固定し、係数βを変更（例えば、増加）してフィルタを生成する。この際、フィルタ算出部１４は、係数βとして設定する候補値（例えば、０．１、０．５、１等）の中から１つの候補値を選択する。後の処理は、最良となる補償する周波数幅αを決定する流れと同様である。
（第１の方法において（判断基準３）で最良となる周波数幅α及び係数βを決定する場合）
　補償する周波数幅αの初期値、最大値、最小値及び変化量の値と、係数βの初期値、最大値、最小値及び変化量の値とは、事前に決定されており、フィルタ算出部１４にこれらの情報が保存される。フィルタ算出部１４は、係数βを固定し、周波数幅αの初期値でフィルタを生成する。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定することによって得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅α（例えば、初期値）とβの値とを対応付けて保持する。
　次に、フィルタ算出部１４は、周波数幅αを初期値から変化量分だけ変更（例えば、増加、又は、減少）させて、係数βを固定してフィルタを生成する。なお、フィルタ算出部１４は、変更後の周波数幅αの値が最小値を下回らないように、又は、最大値を上回らないように周波数幅αを決定する。フィルタ算出部１４は、生成したフィルタを等化部１１に設定することによって得られた品質情報と、その品質情報が得られた際のフィルタ形状のパラメータである補償する周波数幅αとβの値とを対応付けて保持する。
　フィルタ算出部１４は、このような処理を、予め定められた回数、又は、変化量に基づく変更後の周波数幅α全てに行うことによって、複数の周波数幅αそれぞれにおける品質情報を取得する。フィルタ算出部１４は、取得した複数の周波数幅αそれぞれにおける品質情報の中から最も品質が良い品質情報を選択する。フィルタ算出部１４は、選択した最も品質が良い品質情報に対応付けられた周波数幅αを最良となる周波数幅αとして決定する。
　最良となる係数βを決定する場合には、フィルタ算出部１４は、決定した周波数幅α（最良となる補償する周波数幅α）を固定し、係数βの初期値でフィルタを生成する。後の処理は、最良となる補償する周波数幅αを決定する流れと同様である。
　最良となる周波数幅α及び係数βに達すると、フィルタ算出部１４は、最良となる周波数幅α及び係数βにより得られるフィルタを等化部１１に設定する（ステップＳ１２１）。
　図５は、第１の実施形態における効果を説明するための図である。図５に示す結果は、以下の条件下で得られた結果である。
・１２８ＧＢｄ，６４ＱＡＭ信号にて実験を実施
・フィルタの設定幅として、フィルタ設定なし（０％）,９０ＧＨｚ（７０％）,１００ＧＨｚ（７８％）,１１０ＧＨｚ（８６％）,１２０ＧＨｚ（９４％）,１３０ＧＨｚ（１０１％）,１４０ＧＨｚ（１０９％）,１５０ＧＨｚ（１１７％）と変更
　その結果、図５の左図に示すように、フィルタ設定なしから最大５．４ｄＢのＯＳＮＲ（Optical SNR）耐力の改善効果が確認できた。最大５．４ｄＢのＯＳＮＲの改善が見られたときの補償する周波数幅αは、図５の右図に示すように９４％（１２０ＧＨｚ）であった。
　以上のように構成された光伝送システム１００によれば、従来よりも補償精度を向上させることが可能になる。具体的には、光伝送システム１００は、光信号を送信する光送信機１０と、光送信機１０から送信された光信号を光領域で等化する等化部１１と、等化部１１により等化された光信号を受信し、受信した光信号の品質に関する品質情報を取得する光受信機１２と、等化部１１により等化された光信号のスペクトル情報と、品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して等化部１１に設定するフィルタ生成部１４とを備える。これにより、光増幅器、変調方式、伝送距離、伝送容量の特性に応じて、受信信号品質を最大化する等化部１１のフィルタ形状を決定し、等化部１１に適用することができる。そのため、従来よりも補償精度を向上させることが可能になり、高品質な光伝送を実現することができる。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態では、光伝送システム１００が、ＯＰＡを備えない場合の構成について説明する。
　図６は、第２の実施形態における光伝送システム１００ａの構成例を示す図である。光伝送システム１００ａは、光送信機１０と、等化部１１と、光受信機１２ａと、フィルタ算出部１４ａとを備える。光送信機１０と光受信機１２ａとは、光伝送路２０を介して接続される。光伝送システム１００ａは、ＯＳＡ１３を備えない点で光伝送システム１００と構成が異なる。光伝送システム１００ａのその他の構成は、光伝送システム１００と同様である。以下、光伝送システム１００との相違点について説明する。
　光受信機１２ａは、等化部１１により等化処理が行われた光信号を受信する。光受信機１２は、受信した光信号の品質情報を取得する。さらに、光受信機１２ａは、受信した光信号の信号スペクトルを取得する。光受信機１２ａは、取得した品質情報及びスペクトル情報をフィルタ算出部１４ａにフィードバックする。
　フィルタ算出部１４ａは、光受信機１２から出力された品質情報とスペクトル情報とに基づいて、等化部１１に設定するためのフィルタを算出する。フィルタ算出部１４ａは、算出したフィルタを等化部１１に設定する。
　光伝送システム１００ａにおける具体的な処理は、信号スペクトルが光受信機１２ａで取得され、光受信機１２ａが品質情報とスペクトル情報をフィルタ算出部１４ａに出力する点が光伝送システム１００の処理と異なる点である。
　以上のように構成された光伝送システム１００ａによれば、ＯＳＡ１３を備えないため、光伝送システム１００に比べて安価な構成で同様の効果を実現することができる。
（第３の実施形態）
　第３の実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態では、光領域における等化処理のみを行っていた。第３の実施形態では、電気領域及び光領域における等化処理を行う構成について説明する。
　図７は、第３の実施形態における光伝送システム１００ｂの構成例を示す図である。光伝送システム１００ｂは、光送信機１０ｂと、等化部１１と、光受信機１２と、ＯＳＡ１３と、フィルタ算出部１４ｂとを備える。光送信機１０ｂと光受信機１２とは、光伝送路２０を介して接続される。光伝送システム１００ｂは、光送信機１０ｂにおいて電気領域でも等化する点で光伝送システム１００と構成が異なる。光伝送システム１００ｂのその他の構成は、光伝送システム１００と同様である。以下、光伝送システム１００との相違点について説明する。
　光送信機１０ｂは、光信号を送信する。例えば、光送信機１０ｂは、偏波多重信号を送信する。なお、光送信機１０ｂは、偏波多重に加えて、波長多重又は空間多重を行った光信号を送信してもよい。さらに、光送信機１０ｂは、フィルタ算出部１４ｂにより設定されたフィルタに基づいて電気領域で信号の等化処理を行う。
　フィルタ算出部１４ｂは、光受信機１２から出力された品質情報と、ＯＳＡ１３から出力されたスペクトル情報とに基づいて、光送信機１０ｂ及び等化部１１に設定するためのフィルタを算出する。フィルタ算出部１４は、算出したフィルタを光送信機１０ｂ及び等化部１１に設定する。
　図８及び図９は、第３の実施形態における光伝送システム１００ｂの処理の流れを示すシーケンス図である。
　等化部１１は、処理開始時において初期値を設定される（ステップＳ２０１）。ここで、初期値として、等化部１１には、フィルタによる補償なし（補償する周波数幅α＝０％）が設定される。光送信機１０は、処理開始時において、電気領域で等化処理を行うための初期値を設定される（ステップＳ２０２）。ここで、初期値として、光送信機１０ｂには、フィルタによる補償なしが設定される。
　その後、光送信機１０は、電気領域で等化処理を行わずに光信号を送信する（ステップＳ２０３）。光送信機１０により送信された光信号は、光伝送路を介して等化部１１に入力される。
　等化部１１は、入力された光信号に対して等化処理を行う（ステップＳ２０４）。初期値としてフィルタによる補償なし（補償する周波数幅α＝０％）が設定されているため、等化部１１に入力された光信号は補償が行われずに出力される（ステップＳ２０５）。等化部１１から出力された光信号は、光伝送路２０において分岐される。分岐された光信号は、光受信機１２及びＯＳＡ１３で受信される。
　ＯＳＡ１３は、受信した光信号の信号スペクトルを測定する（ステップＳ２０６）。ＯＳＡ１３は、測定により得られたスペクトル情報をフィルタ算出部１４ｂに出力する（ステップＳ２０７）。これにより、フィルタ算出部１４ｂには、スペクトル情報が入力される。光受信機１２は、受信した光信号の信号品質を測定する（ステップＳ２０８）。光受信機１２は、測定により得られた信号品質の情報を品質情報としてフィルタ算出部１４ｂに出力する（ステップＳ２０９）。これにより、フィルタ算出部１４ｂには、品質情報が入力される。
　フィルタ算出部１４ｂは、入力されたスペクトル情報と、品質情報とに基づいてフィルタを生成する（ステップＳ２１０）。具体的には、フィルタ算出部１４ｂは、入力された信号スペクトルの振幅特性Ｈ（ｆ）に基づいて、補償する周波数幅（例えばα＝１０％）の逆特性Ｈ－β（ｆ）（０≦β）を用いてフィルタを生成する。例えば、β＝１の時、補償後の信号スペクトルは平坦に近づくとする。ここから、フィルタ算出部１４ｂは、係数βｅを電気領域等化、係数βｏを光領域等化における逆特性を決める指数として、β＝βｅ＋βｏ（Ｈ－β（ｆ）＝Ｈ－βｅ（ｆ）×Ｈ－βｏ（ｆ））を満たすように決定する。例えば、フィルタ算出部１４ｂは、βｅ＝０．１β、βｏ＝β－βｅ＝０．９βと決定する。フィルタ算出部１４ｂは、生成したフィルタを光送信機１０ｂ及び等化部１１に設定する（ステップＳ２１１）。
　光送信機１０ｂは、フィルタ算出部１４ｂにより設定されたフィルタで電気信号に対して等化処理を行った後に光信号を生成する。光送信機１０ｂは、生成した光信号を送信する（ステップＳ２１２）。光送信機１０により送信された光信号は、光伝送路を介して等化部１１に入力される。等化部１１は、入力された光信号に対して等化処理を行う（ステップＳ２１３）。この時点では、等化部１１には、フィルタが設定（補償する周波数幅α＝１０％）されているため、等化部１１に入力された光信号に対して等化処理を行う。これにより、光信号が補償される。等化部１１は、等化処理後の光信号を光伝送路２０に出力する（ステップＳ２１４）。等化部１１から出力された光信号は、光伝送路２０において分岐される。分岐された光信号は、光受信機１２及びＯＳＡ１３で受信される。
　ＯＳＡ１３は、受信した光信号の信号スペクトルを測定する（ステップＳ２１５）。ＯＳＡ１３は、測定により得られたスペクトル情報をフィルタ算出部１４ｂに出力する（ステップＳ２１６）。これにより、フィルタ算出部１４ｂには、スペクトル情報が入力される。光受信機１２は、受信した光信号の信号品質を測定する（ステップＳ２１７）。光受信機１２は、測定により得られた信号品質の情報を品質情報としてフィルタ算出部１４ｂに出力する（ステップＳ２１８）。これにより、フィルタ算出部１４ｂには、品質情報が入力される。
　フィルタ算出部１４ｂは、入力されたスペクトル情報と、品質情報とに基づいてフィルタを生成する（ステップＳ２１９）。具体的には、フィルタ算出部１４ｂは、入力された信号スペクトルの振幅特性Ｈ（ｆ）に基づいて、補償する周波数幅αと係数β及び係数βｅを増加させてフィルタを生成する。なお、フィルタ算出部１４ｂは、係数βｅに代えてβｏを増加させてもよい。フィルタ算出部１４ｂは、再度生成したフィルタを光送信機１０ｂ及び等化部１１に設定する（ステップＳ２２０）。
　その後、最良となる周波数幅α、係数β及び係数βｅ＝β（βｏを増加させる場合には、βｏ＝β）に達するまで、ステップＳ２１２からステップＳ２２０までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ２２１）。最良となる周波数幅α及び係数βを決定する方法は、第１の実施形態と同様である。最良となる周波数幅α、係数β及び係数βｅ＝βに達すると、フィルタ算出部１４ｂは、最良となる周波数幅α、係数β及び係数βｅ＝βにより得られるフィルタを光送信機１０ｂ及び等化部１１に設定する（ステップＳ２２２）。
　以上のように構成された光伝送システム１００ｂによれば、光領域だけなく、電気領域においても等化処理を行う。これにより、デジタル等化では光領域の等化処理に比べて細かい調整が可能であるため、より高い信号品質を得ることができる。
（第３の実施形態の変形例）
　光伝送システム１００ｂは、ＯＳＡ１３を備えなくてもよい。このように構成される場合、光受信機１２は、第２の実施形態における光受信機１２ａのように、光信号の品質情報に加えて、光信号の信号スペクトルを取得する。光受信機１２は、取得した品質情報及びスペクトル情報をフィルタ算出部１４ｂにフィードバックする。
　上述した実施形態における光送信機１０，１０ｂ、光受信機１２，１２ａの一部の機能部、又は、フィルタ算出部１４，１４ａ，１４ｂをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　本発明は、デジタルコヒーレント光伝送における等化の技術に適用できる。
１０、１０ｂ…光送信機，　１１…等化部，　１２、１２ａ…光受信機，　１３…ＯＳＡ，　１４、１４ａ、１４ｂ…フィルタ算出部，　２０…光伝送路，　１００、１００ａ、１００ｂ…光伝送システム

Claims (6)

  1. 　光信号を送信する光送信機と、
    　前記光送信機から送信された前記光信号を光領域で等化する等化部と、
    　前記等化部により等化された前記光信号を受信し、受信した前記光信号の品質に関する品質情報を取得する光受信機と、
    　前記等化部により等化された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定するフィルタ生成部と、
    　を備える光伝送システム。
  2. 　前記等化部により等化された前記光信号のスペクトル情報を取得するスペクトル情報取得部、をさらに備え、
    　前記フィルタ生成部は、前記スペクトル情報取得部によって取得された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定する、
    　請求項１に記載の光伝送システム。
  3. 　前記光受信機は、前記等化部により等化された前記光信号のスペクトル情報をさらに取得し、
    　前記フィルタ生成部は、前記光受信機によって取得された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定する、
    　請求項１に記載の光伝送システム。
  4. 　前記フィルタ生成部は、信号品質が最良となる補償する周波数幅及び係数を含む前記フィルタを生成して前記等化部に設定する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送システム。
  5. 　前記フィルタ生成部は、前記光送信機において電気領域で等化処理を行うための係数を含み、かつ、前記等化部において光領域で等化処理を行うための係数を含む前記フィルタを生成して、前記光送信機及び前記等化部に設定する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送システム。
  6. 　光送信機が、光信号を送信し、
    　等化部が、送信された前記光信号を光領域で等化し、
    　光受信機が、等化された前記光信号を受信し、受信した前記光信号の品質に関する品質情報を取得し、
    　フィルタ生成部が、等化された前記光信号のスペクトル情報と、前記品質情報とに基づいて、等化処理に用いるフィルタを生成して前記等化部に設定する、等化方法。
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