信號生成電路、光信號發送裝置、信號接收電路、光信號同步確立方法以及光信號同步系統的制作方法

專利名稱：信號生成電路、光信號發送裝置、信號接收電路、光信號同步確立方法以及光信號同步系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及在光通信中通過發送以及接收特定頻帶信號從而檢測信號位置、光信號發送裝置與光信號接收裝置間的頻率偏移和時鐘偏移、以及波長分散量，并進行它們的補償，由此確立光信號發送裝置以及光信號接收裝置間的同步的信號生成電路、光信號發送裝置、信號接收電路、光信號同步確立方法以及光信號同步系統。本申請基于2009年5月18日向日本申請的特愿2009 — 120301號和特愿2009 — 12030 2號、以及2009年7月10日向日本申請的特愿2009 — 164254號主張優先權，并在此援引它們的內容。
背景技術：
在光通信的領域中，顯著提高頻率利用效率的組合了同步檢波方式和信號處理的通信系統倍受注目。這種的通信系統當與由直接檢波構建的系統進行比較時，能提高接收靈敏度。不僅如此還公知，這樣的通信系統通過將發送信號作為數字信號進行接收，從而能利用接收到的數字信號的信號處理來進行信號位置檢測、頻率偏移補償、時鐘偏移補償、波長分散補償、以及PMD (Polarization-Mode Dispersion 極化模式分散)補償等，對非線性效應所引起的信號質量惡化具有較強的耐受性。由此，通信系統研究了作為下一代的光通信技術的導入。例如，在無線電通信802. Ila標準中，利用在發送信號中插入短前同步碼(short preamble)、長前同步碼(long preamble)的構成，估計頻率偏移、時鐘偏移，基于所估計的結果對這些偏移進行補償，能確立同步(參照非專利文獻1)。此外，在以往的光纖通信領域中，利用模擬的延遲檢波處理，進行信號的解調。此外，在以往的直接檢波方式的光傳輸中，對波長分散、偏振波模式分散等的傳輸路徑的信號質量惡化主要因素，使用分散補償光纖等光學的補償器、模擬電均衡器，使信號質量的惡化降低。近年來，使用了數字信號處理的相干(coherent)傳輸方式獲得了積極研究。該相干傳輸方式與直接檢波方式相比，能提高接收靈敏度。此外，相干傳輸方式通過在接收機內進行數字信號處理，從而能使由波長分散、偏振波模式分散等引起的波形變形精度良好地進行均衡。由此，特別是對波形變形敏感的100(ib/S/Ch級的光信號的傳輸距離急劇地延伸。以非專利文獻2以及3為代表的數字相干方式中，采用了如下方法；利用擁有固定的抽頭數的數字濾波器(例如，對^(ibaud的信號，在20000pS/nm的分散下抽頭數為 2048tap)對準靜態的波長分散進行補償，利用使用了盲算法(blind algorithm)的小抽頭數(例如，在50ps的偏振波模式分散下10 12tap左右)的適應濾波器對變動的某偏振波模式分散進行補償。此外，如以非專利文獻4為代表的那樣，伴隨傳輸速率的高速化的偏振波復用傳
8輸倍受注目。現有技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1:守倉正博，“802. 11高速無線LAN教科書”，^ > > ^ R&D出版， pp. 163 - 167，2008 年 4 月。非專禾Ij文獻 2 :H. Masuda, et. al. , “13.5-Tb/s (135xlll-Gb/s/ch) No-Guard-Interval Coherent OFDM Transmission over 6, 248 km using SNR Maximized Second-order DRA in the Extended L-band”， 0SA/0FC/NF0EC 2009， PDPB5。非專利文獻3:Jianjun Yu, et. al. , “17 Tb/s( 161x114 Gb/s)PolMux-RZ_8PSK transmission over 662 km of ultra-low loss fiber using C—band EDFA amplification and digital coherent detection，，，ECOC 2008, Th. 3. E. 2, Brussels, Belgium, 21-25 September 2008。__專禾U文獻 4:L. liu, et al. , "Initial Tap Setup of Constant Modulus Algorithm for Polarization De-multiplexing in Optical Coherent Receivers", OSA/ 0FC/NF0EC 2009, 0MT2。

發明內容
發明要解決的課題
然而，在光通信中，由于有所謂波長分散的光信號固有的問題，所以接收比特因波長分散而無法正確檢測，難以在接收側檢測上述短前同步碼以及長前同步碼。此外，發送裝置需要具有高量子化比特的數模變換裝置，存在系統構建成本變高的問題。此外，在非專利文獻2以及3的數字相干方式中，需要對波長分散預先另外進行測定，并對波分復用(WDM)信道的接收機分別手動輸入固定數字濾波器的抽頭系數。此外，還存在如下問題當欲增加根據盲算法的適應濾波器的抽頭數以使全波長分散適應性地補償時，收斂特性顯著惡化。進而，在將由非專利文獻4的方法偏振波復用后的傳送信號利用以往的盲算法進行偏振波分離的方法中，因偏振波依存損失等的影響，而產生了只能解調單側的偏振波的情況，存在傳輸的穩定性欠缺的問題。另外，伴隨著光纖傳輸的高速化，還無法忽略由光纖傳輸特有的非線性效應以及光載波的不穩定性引起的問題，因這些問題，限制了傳輸距離和質量。因此，信號質量惡化主要因素的估計和補償變得重要起來。如上所述，在進行高速光纖傳輸的情況中，需要在接收機側估計并補償光纖傳輸特有的分散(波長分散以及偏振波模式分散)等的傳輸路徑狀態以及光載波的頻率變動等的惡化主要因素。本發明是考慮了這樣的情況而做出的，其目的在于，提供一種信號生成電路、光信號發送裝置、信號接收電路、光信號同步確立方法、以及光信號同步系統，其在使用了光信號的根據同步檢波的通信系統中，即使對于到來時間因波長分散而對應于頻率地較大偏移的信號，也能進行信號位置檢測、頻率偏移補償、時鐘偏移補償、波長分散量估計。此外，本發明的目的是使用已知信號序列組，估計傳輸路徑的狀態以及光傳輸裝置特有的不穩定性，實現傳輸質量的提高。用于解決課題的手段
為了解決上述問題，本發明的信號生成電路其是光通信中的信號生成電路，其具備特定頻帶信號產生電路，生成在多個特定頻率中具有頻率擴展比應發送的信號序列的頻譜小的信號成分的特定頻帶信號；以及至少一個信號合成電路，接受由上述特定頻帶信號產生電路生成的上述特定頻帶信號的輸入，在上述應發送的信號序列中插入上述特定頻帶信號，生成發送信號序列。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述特定頻帶信號產生電路使在相鄰頻率信道間重復的至少一個以上的頻率成分的位置在上述相鄰頻率信道重疊的頻率區域中一致，生成上述特定頻帶信號。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述特定頻帶信號產生電路使在相鄰頻率信道間重復的至少一個以上的頻率成分的位置在上述相鄰頻率信道重疊的頻率區域中一致，以相互抵消的方式控制上述至少一個以上的頻率成分的振幅和相位，生成上述特定頻帶信號。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述特定頻帶信號產生電路生成多個周期的特定頻帶信號和使上述多個周期的特定頻帶信號的相位旋轉了的特定頻帶信號，對上述多個周期的特定頻帶信號和使上述相位旋轉了的特定頻帶信號進行合成或乘法運算，將由合成或乘法運算獲得的信號生成為上述特定頻帶信號。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述特定頻帶信號是在進行上述光通信的光信號發送裝置與光信號接收裝置之間已知的、由交變信號構成的BPSK (Binary phase shift keying :二相相移鍵控)信號序列，上述至少一個信號合成電路將1個以上的上述 BPSK信號序列插入上述應發送的信號序列的開頭或末尾，生成上述發送信號序列。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述BPSK信號序列是使用BPSK信號的序列、使用QPSK信號的點對稱的2點的序列、或者使用多值調制中的點對稱的信號2點的序列。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述至少一個信號合成電路將上述BPSK信號序列以一定間隔呈周期性地插入到上述應發送的信號序列中。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述至少一個信號合成電路連續且反復地將多個上述BPSK信號序列插入到上述應發送的信號序列中。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述至少一個信號合成電路基于所估計的傳輸路徑的狀態的最大延遲差來決定上述BPSK信號序列的序列長。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述至少一個信號合成電路對初始模式和數據傳輸模式進行切換，上述初始模式是，上述光信號發送裝置僅將上述BPSK信號作為發送信號進行發送，上述光信號接收裝置對傳輸路徑的狀態進行估計，上述數據傳輸模式是，上述光信號發送裝置傳輸數據信號，上述光信號接收裝置使用在上述初始模式中估計的上述傳輸路徑的上述狀態，進行均衡和補償。在本發明的信號生成電路中，也可以是，上述至少一個信號合成電路將在2個偏振波間不同的信號序列作為上述BPSK信號序列插入到上述應發送的信號序列中。本發明的光信號發送裝置具備上述信號生成電路；以及電光變換電路，將由上述至少一個信號合成電路生成的上述發送信號序列變換為光信號。
本發明的光信號發送裝置具備上述信號生成電路；以及電光變換頻率復用電路，將由上述信號生成電路中的多個信號合成電路的每一個生成的多個信號序列變換成與不同頻帶對應的光信號，使變換后的光信號的至少一個以上的頻率成分相一致。本發明的信號接收電路其是光通信中的信號接收電路，其中，具備光電變換電路，將輸入的光信號變換成電信號；模數變換電路，將由上述光電變換電路變換后的上述電信號變換成數字信號；傅立葉變換電路，對由上述模數變換電路變換后的上述數字信號進行離散傅立葉變換；特定頻帶信號檢測電路，根據由上述離散傅立葉變換得到的信號，檢測出具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號的頻率區域中的位置；以及接收信號特性估計電路，根據由上述特定頻帶信號檢測電路檢測出的上述特定頻帶信號的上述位置，估計頻率偏移和時鐘偏移中的至少一個。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述接收信號特性估計電路根據上述特定頻帶信號的功率的出現的定時、或上述功率的消失的定時、或上述功率的出現和消失兩方的定時的偏移，估計光通信路線的波長分散量。在本發明的信號接收電路中，也可以是，具備特定頻帶信號功率存儲電路，上述傅立葉變換電路以上述特定頻帶信號的長度和傅立葉變換長小的一方以下的間隔來進行上述離散傅立葉變換，上述特定頻帶信號檢測電路對2個以上的頻率檢測出由上述傅立葉變換電路進行了離散傅立葉變換后的頻率區域的信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值，將檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的個別的到來時間差、或者、根據上述特定頻帶信號功率值計算出的在上述個別的到來時間差的計算式中使用的系數，存儲到上述特定頻帶信號功率存儲電路中，上述接收信號特性估計電路使用在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的、檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的上述2 個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的上述個別的到來時間差、或者在上述個別的到來時間差的上述計算式使用的上述系數，估計與2個以上的頻帶對應的上述特定頻帶信號的到來時間差，根據估計的上述到來時間差來估計光通信路線的波長分散量。在本發明的信號接收電路中，也可以是，具有特定頻帶信號功率存儲電路，還具有基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的估計值將波長分散的逆特性賦予給由上述模數變換電路變換后的上述數字信號的波長分散補償電路，上述傅立葉變換電路對被賦予了上述波長分散的上述逆特性的數字信號，以上述特定頻帶信號的長度和傅立葉變換長較小的一方以下的間隔來進行上述離散傅立葉變換，上述特定頻帶信號檢測電路檢測出由上述傅立葉變換電路進行了離散傅立葉變換后的頻率區域的信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值，將檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的個別的到來時間差、或者、根據上述特定頻帶信號功率值計算出的在上述個別的到來時間差的計算式中使用的系數，存儲到上述特定頻帶信號功率存儲電路中，上述接收信號特性估計電路使用在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的上述2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的上述個別的到來時間差、或者在上述個別的到來時間差的上述計算式中使用的上述系數，估計與2個以上的頻帶對應的上述特定頻帶信號的到來時間差，根據估計的上述到來時間差估計光通信路線的波長分散量，將估計的波長分散量輸出到上述波長分散補償電路中。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述波長分散補償電路在變更用于波長分散補償的系數時，擦除在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的內容的至少一部分， 上述接收信號特性估計電路使針對新的信號序列估計的上述光通信路線的波長分散量存儲于上述特定頻帶信號功率存儲電路中。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述波長分散補償電路基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的上述估計值，將上述波長分散的上述逆特性賦予給由上述模數變換電路變換的上述數字信號，并且，在檢測出上述特定頻帶信號的情況下，將上述特定頻帶信號的檢測通知給上述傅立葉變換電路，上述傅立葉變換電路以上述特定頻帶信號的長度和上述傅立葉變換長較小的一方以下的上述間隔進行上述離散傅立葉變換，在被通知了上述特定頻帶信號的檢測的情況下，對上述特定頻帶信號檢測電路輸出離散傅立葉變換后的信號。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述波長分散補償電路基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的上述估計值，將波長分散的逆特性賦予給由上述模數變換電路變換后的上述數字信號，并且，將包含上述特定頻帶信號的信號輸出到上述傅立葉變換電路中，上述傅立葉變換電路對從上述波長分散補償電路輸出的包含上述特定頻帶信號的上述信號，以上述特定頻帶信號的長度和上述傅立葉變換長較小的一方以下的上述間隔來進行上述離散傅立葉變換，在檢測到上述特定頻帶信號的情況下，對上述特定頻帶信號檢測電路輸出離散傅立葉變換后的信號，上述特定頻帶信號檢測電路根據從上述傅立葉變換電路輸出的上述離散傅立葉變換后的信號，取得上述特定頻帶信號功率值增加中途的值、成為峰值的值、減少中途的值、成為最小的值中的2個以上的值，使上述特定頻帶信號功率存儲電路存儲所取得的上述2個以上的值。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述特定頻帶信號檢測電路在檢測出上述離散傅立葉變換后的頻率區域的上述信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即上述特定頻帶信號功率值時，使用由上述接收信號特性估計電路估計的頻率偏移的信息、或從外部輸入的頻率偏移信息，使成為上述特定頻帶信號功率值的計算對象的頻率移動。在本發明信號接收電路中，也可以是，上述傅立葉變換電路對包含上述特定頻帶信號并與上述特定頻帶信號的長度的整數倍的長度對應的信號，以與上述特定頻帶信號的長度相同的間隔進行離散傅立葉變換，將由上述離散傅立葉變換得到的信號輸出到上述特定頻帶信號檢測電路中。在本發明的信號接收電路中，也可以是，上述接收信號特性估計電路根據由上述特定頻帶信號檢測電路未檢測出上述特定頻帶信號的接收信號的頻率區域中的信號分布的重心位置，計算出上述頻率偏移。本發明的光信號同步確立方法具有光信號產生步驟，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號；數字信號取得步驟，接收包含在上述光信號產生步驟中產生的上述特定頻帶信號的信號，并將接收到的上述信號變換成數字信號；信號位置檢測步驟，從在上述數字信號取得步驟中變換后的上述數字信號之中，檢測上述特定頻帶信號的位置；頻率偏移檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的頻率位置進行估計，檢測進行光通信的光信號接收裝置與光信號發送裝置之間的頻率偏移；時鐘偏移檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的上述頻率位置進行估計，并根據上述頻率位置的間隔，檢測上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移；以及波長分散量檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的時間位置進行估計，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。本發明的光信號同步確立方法具有光信號產生步驟，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生；數字信號取得步驟，接收包含在上述光信號產生步驟中產生的上述特定頻帶信號的信號，并將接收到的上述信號變換成數字信號；波長分散補償步驟，對在上述數字信號取得步驟中變換后的上述數字信號，賦予所估計的波長分散的逆特性；特定頻帶信號功率值算出步驟，對上述數字信號進行離散傅立葉變換，計算出作為上述特定頻帶信號的功率或振幅的特定頻帶信號功率值；信號位置檢測步驟，在上述波長分散補償步驟中，從被賦予了上述估計的上述波長分散的上述逆特性的數字信號之中， 檢測上述特定頻帶信號的位置；特定頻帶信號存儲步驟，存儲在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的功率值；頻率偏移檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置，檢測進行光通信的光信號接收裝置以及光信號發送裝置間的頻率偏移；時鐘偏移檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置，根據上述頻率位置的間隔，檢測上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移；以及波長分散量檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。在本發明的光信號同步確立方法中，也可以是，上述特定頻帶信號功率值算出步驟根據在上述頻率偏移檢測步驟中檢測出的上述頻率偏移的量，使計算出上述特定頻帶信號功率值時的頻率區域。本發明的光信號同步系統具備光信號發送裝置、和與上述光信號發送裝置進行光通信的光信號接收裝置，上述光信號發送裝置具有使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生的特定頻帶信號產生電路，上述光信號接收裝置具有模數變換電路，接收包含在上述特定頻帶信號產生電路中產生的上述特定頻帶信號的信號，將接收到的上述信號變換成數字信號；特定頻帶信號檢測電路，從在上述模數變換電路中變換后的上述數字信號中檢測出上述特定頻帶信號的位置；以及接收信號特定估計電路，估計在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的頻率位置，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的頻率偏移，根據上述頻率位置的間隔，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移，估計在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測出波長分散量。本發明光信號同步系統具備光信號發送裝置、和與上述光信號發送裝置進行光通信的光信號接收裝置，上述光信號發送裝置具有使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生的特定頻帶信號產生電路，上述光信號接收裝置具有模數變換電路，接收包含在上述特定頻帶信號產生電路中產生的上述特定頻帶信號的信號，將接收到的上述信號變換成數字信號；波長分散補償電路，對在上述模數變換電路中變換后的上述數字信號，賦予估計的波長分散的逆特性；傅立葉變換電路，對上述數字信號進行離散傅立葉變換；特定頻帶信號檢測電路，在上述波長分散補償電路中，從被賦予上述估計的上述波長分散的上述逆特性的數字信號的中檢測出上述特定頻帶信號的位置；特定頻帶信號存儲電路，存儲在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值；以及接收信號特性估計電路，根據在上述特定頻帶信號存儲電路中存儲的上述特定頻帶信號的上述特定頻帶信功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置， 檢測上述光信號接收裝置和上述光信號發送裝置間的頻率偏移，根據上述頻率位置的間隔，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移，根據在上述特定頻帶信號存儲電路中存儲的上述特定頻帶信號的上述特定頻帶信功率值，估計上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。發明效果
根據本發明，在光信號的信號生成電路中，生成在多個特定頻率具有相對于應發送的信號序列的頻譜在頻率方向上擴展小的信號成分的特定頻帶信號，并發送所生成的特定頻帶信號。此外，在光信號的信號接收電路中，檢測該特定頻帶信號，并根據所檢測到的特定頻帶信號，進行頻率偏移以及時鐘偏移中的至少一個估計。這樣，在各特定頻帶中，由于處理頻率方向的擴展小的信號，所以能顯著減少由波長分散所帶來的影響，能估計頻率偏移以及時鐘偏移。此外，能根據與不同的2個以上的頻率對應的特定頻帶信號的時間位置之差，來估計波長分散量。此外，只要在光信號發送裝置以及光信號接收裝置間使用已知的時間復用后的信號序列組，就能估計傳輸路徑的狀態以及光傳輸裝置特有的不穩定性，能實現提高了傳輸質量的光纖通信。


圖1是示意性地表示本發明第一實施方式中的第一光信號發送裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號產生裝置的構成的框圖。圖2是表示相同實施方式中的根據1次反復交變信號的特定頻帶信號的頻譜的圖。圖3是表示相同實施方式中的4次反復的交變信號和1次反復的交變信號的根據乘法運算的特定頻帶信號的頻譜的圖。圖4是示意性地表示相同實施方式中的第二光信號發送裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號產生裝置的構成的框圖。圖5A是表示相同實施方式中的利用電光變換頻率復用電路將從2個信號合成電路輸入的信號進行復用并將復用后的信號從電光變換頻率復用電路輸出時的頻譜的圖。圖5B是表示相同實施方式中的利用電光變換頻率復用電路將從2個信號合成電路輸入的信號進行復用并將復用后的信號從電光變換頻率復用電路輸出時的頻譜的圖。
圖6是示意性地表示相同實施方式中的第一光信號接收裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號接收裝置的構成的框圖。

圖7A是表示相同實施方式中的包含特定頻帶信號的接收信號的頻譜的圖。圖7B是表示相同實施方式中的不包含特定頻帶信號的接收信號的頻譜的圖。圖8是示意性地表示相同實施方式中的光通信用的特定頻帶信號的位置檢測中使用的Ps、Pn、Ps/Pn的構成圖。圖9是表示交變信號的上側帶(upper band)和下側帶(lower band)的功率的時間變動的圖。圖10是表示對上側交變信號的上側帶和下側帶的功率的時間變動施加了規定的運算后的結果的圖。圖11是表示對上側交變信號的上側帶和下側帶的功率的時間變動施加了規定的運算的結果的圖。圖12是表示相同實施方式的光信號同步確立方法的流程的圖。圖13是表示相同實施方式的光信號同步確立方法的流程中的離散傅立葉變換以后的步驟的圖。圖14是示意性地表示相同實施方式中的第二光信號接收裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號接收裝置的構成的框圖。圖15是表示特定頻帶信號與離散傅立葉變換長的關系的圖。圖16是表示按每次離散傅立葉變換獲得的特定頻帶信號的接收功率的圖。圖17是表示與2個頻帶對應的特定頻帶信號的功率值的圖。圖18是表示按每次離散傅立葉變換獲得的特定頻帶信號的接收功率的圖。圖19是表示在圖15所示的情形4中設離散傅立葉變換間隔為 的情況的特定頻帶信號的接收功率的圖。圖20是表示在圖15所示的情形3中設離散傅立葉變換間隔為Nf_NK的情況的特定頻帶信號的接收功率的圖。圖21是示意性地表示相同實施方式中的第三光信號接收裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號接收裝置的構成的框圖。圖22是示意性地表示相同實施方式中的第四光信號接收裝置所具備的光通信用的特定頻帶信號接收裝置的構成的框圖。圖23是表示相同實施方式的光信號同步確立方法的流程的圖。圖24A是表示波長分散的估計結果的累積概率分布的圖。圖24B是表示波長分散的估計結果的累積概率分布的圖。圖25是表示波長分散的估計結果的累積概率分布的圖。圖沈是表示本發明第二實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖27是表示本發明第三實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖觀是表示本發明第四實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖四是表示本發明第五實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖30是示意性地表示本發明第五實施方式中交變信號的頻譜的圖。圖31是表示本發明第六實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。
圖32是表示使用本發明第六實施方式的發送信號幀構成來估計波長分散量的光信號接收裝置(接收機)內的波長分散算出電路的概略結構的框圖。圖33是表示在使用本發明第六實施方式的發送信號幀構成的情況中，設置在波長分散算出電路中并被輸入高頻率成分的第一滑動相關電路、以及設置在波長分散算出電路中并被輸入低頻率成分的第二滑動相關電路的輸出結果的圖。圖34是表示本發明第七實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖35是表示本發明第七實施方式的使用發送信號幀構成時的接收機內的數字信號處理部的概略結構的一個例子的框圖。圖36是表示本發明第八實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖37是表示本發明第九實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖38是表示本發明第九實施方式的使用發送信號幀構成時的接收機的概略結構的一個例子的框圖。圖39是表示本發明第十實施方式的發送信號幀的概略結構的圖。圖40是表示作為本發明第十實施方式的發送信號幀的一個例子而使用在偏振波間正交的已知信號的發送信號幀的概略結構的圖。圖41是示意性地表示在本發明第十實施方式的使用發送信號幀構成的情況中將不同2個交變信號偏振波復用時的接收信號的頻譜的圖。
具體實施例方式下面，一邊參照附圖一邊對本發明的各實施方式詳細地進行說明。<第一實施方式>
首先，對本發明第一實施方式的光信號發送裝置進行說明。在圖1中示出本實施方式的特定頻率信號利用光信號同步系統中的第一光信號發送裝置所具備的作為信號生成電路的特定頻帶信號產生裝置的構成例。在該圖中，101是特定頻帶信號產生電路，102是信號合成電路，103是電光變換電路，104是發送信號生成電路。特定頻帶信號產生電路101在增頻變頻為光信號時，將在特定的2個以上的頻率具有信號的信號序列生成為特定頻帶信號。此外，如圖2、圖3所示那樣，優選特定頻帶信號在理想上為線頻譜。但是，在實際上，會因相位噪聲、濾波器的影響等裝置的不完全性，而使特定頻帶信號的頻譜多少會寬些。由此，本說明書中的特定頻帶信號不局限于線頻譜，還包含因裝置的不完全性等而多少在頻譜擁有寬度的頻譜。即，特定頻帶信號可以說是在多個特定頻率具有相對于應發送的信號序列的頻譜來說頻率擴展小的信號成分的信號。作為特定頻帶信號，例如，能在IQ平面上使用成為0點的對面的關系的交變信號。 通過生成 BPSK (Binary Phase Shift Keying 二相相移鍵控)信號，如 _S、S、_S、S、…、-S、 S這樣交替使用2個信號點，或者，生成QPSK(Quadrature Phase Shift Keying 正交相移鍵控)信號，如(S，S)、(-S，-S)、(S，S)、(-S，-S)、…、(S，S)、(-S，-S)或(S，-S)、(-S，S)、 (S，-S)、(-S，S)、…、(S，-S)、(-S，S)這樣交替使用兩種虛數的信號點，從而能生成特定頻帶信號。在此，(α，β)的表述中的α以及β分別表示實部以及虛部的信號成分，能利用虛數表現來表示成α+」β。j是虛數單位。這樣，會生成特定頻帶信號，該特定頻帶信號具有擁有與光信號發送裝置的發送速率Ft對應的頻率間隔的2個頻率所對應的信號。或者，還能使用如-S、-S、S、S、-S、-S、S、S、…、-S、-S、S、S這樣將各信號點反復任意次數(N次，N為2以上的整數)的交變信號。在這種情況下，生成以頻率間隔Ft/N擁有峰值的特定頻帶信號。此外，通過能混合或疊入與多個反復次數對應的信號，從而能生成以 4個以上的頻帶擁有峰值的特定頻帶信號。此外，由于當使用交變信號時功率會集中于特定頻帶，所以在信號在光纖中傳輸的過程中，集中于特定頻率的功率變得過大，有可能會因非線性效應而對光纖、通信質量給予負面影響。對于這樣的問題，通過在例如-s、s、-s、s、-s、s、…、-s、s的反復信號的中， 混合相對于該反復信號而-S和S成反序的s、-s、s、-s，從能將特定頻帶的功率分散到其他頻帶中。或者，特定頻帶信號產生電路101能生成多個周期的特定頻帶信號以及使它們的相位反轉的特定頻帶信號，并能將它們進行合成或進行乘法運算，生成復合特定頻帶信號。在圖2中示出根據^(ibaud的發送信號來生成QPSK信號的(S，S)和(-S，-S)的交變信號的情況中的特定頻帶信號的頻譜。根據該圖，能確認出在14GHz的高頻側與一 14GHz 的低頻側形成了 ^GHz間隔的信號。在頻率區域中以負顯示的信號是與處于觀 56GHz 的范圍內的電信號對應的信號的翻回成分，但當該電信號增頻變頻為光信號時，由于根據載波頻率變換到負的區域，所以這樣進行表述。在圖3中示出對觀(^111(1的QPSK信號的(S，S)和(_S，-S)構成交變信號乘以8 次反復(N=8)的交變信號而生成的特定頻帶信號的頻譜。當這樣控制時，特定頻帶信號成為(S，s)、(-s，-S)、(S，s)、(-s，-S)、(S，s)、(-s，-S)、(S，s)、(-s，-s)、(-s，-S)、(S，S)、 (-S，-S)、(S，s)、(-s，-S)、(S，s)、(-s，-S)、(S，S)的反復，能生成增加了占有的特定頻帶的數的特定頻帶信號。這樣通過特定頻帶信號產生電路101生成的特定頻帶信號輸入到信號合成電路 102中。輸入的特定頻帶信號利用信號合成電路102，插入到從發送信號生成電路104輸入的發送信號中的特定位置。由信號合成電路102合成的信號，由電光變換電路103作為光信號進行發送。接下來，說明本實施方式的第二光信號發送裝置。在圖4中示出作為本實施方式中的第二光信號發送裝置所具備的信號生成電路的特定頻帶信號產生裝置的構成例。本實施方式的特定頻帶信號產生裝置在2個以上的不同頻帶上重疊光或電區域的模擬信號，將光信號以2個以上的不同頻率信道進行發送。在該圖中，201是特定頻帶信號產生電路，202-1 202-L (L為2以上的整數)是信號合成電路，203是電光變換頻率復用電路，204是發送信號生成電路。特定頻帶信號產生電路201與第一光信號發送裝置的特定頻帶信號產生電路101 同樣地，在增頻變頻為光信號時，將在特定的2個以上的頻帶具有信號的信號序列生成為特定頻帶信號。該生成的特定頻帶信號輸入到信號合成電路202-1 202-L中。信號合成電路202-1 202-L (下面，通稱記載為信號合成電路202)將輸入的特定頻帶信號插入到從發送信號生成電路204輸入的發送信號序列中，并將獲得的L個電信號輸入到電光變換頻率復用電路203中。電光變換頻率復用電路203將輸入的L個電信號增頻變頻到不同頻率帶，將增頻變頻后的電信號進行復用，對復用后的電信號進行電光變換并輸出光信號。或者，電光變換頻率復用電路203在對輸入的L個電信號進行電光變換時，將這些電信號增頻變頻為不同頻帶的光信號。或者，電光變換頻率復用電路203將輸入的L個電信號變換為光信號，以變換后的光信號成為不同頻帶的光信號的方式進行光的頻率變換，將實施了頻率變換的光信號進行復用，并輸出復用后的光信號。通過這樣動作，從而能在從電光變換頻率復用電路203輸出的信號中包含特定頻帶信號。此外，電光變換頻率復用電路203能將輸入的L個電信號以任意的頻率間隔進行配置，但也能通過以與電信號的Baud rate相同的頻率間隔來配置這些電信號從而來進行根據正交頻分復用方式(OFDM :0rthogonal Frequency Division Multiplexing(正交頻分復用))的發送。此外，在以不同頻率信道發送的2個特定頻帶信號重疊的頻率區域中，以使至少一個以上的頻率成分一致的方式來合成2個特定頻帶信號，由此，能使該頻率區域的信號相抵消，或能生成擁有特定的功率的信號。在L=2的情況中，在圖5A和圖5B中示出了進行反復次數1次的交變信號的發送的情況的頻譜圖。在此，信號合成電路202的數是2(L=2)， 發送信號的Baud rate設為14(Λεακ1，頻率信道的間隔也同樣設定為14(ibaud。示出將向2 個信號合成電路202-1和202-2輸出的交變信號中、使交變信號移動90度后輸入到與低頻率信道對應的信號合成電路202的情況、和使交變信號移動-90度后輸入到與低頻率信道對應的信號合成電路202的情況的例子。在使交變信號移動90度的情況下，和與高頻率信道對應的交變信號成為(S，S)、(-S，-S)的反復相比，與低頻率信道對應的交變信號成為 (_S，S)、(S，_S)的反復。在(S，S)、(-S，-S)的反復中，當在頻率區域將在上側形成的信號表示為&時，在下側形成的信號表示為j X Sf。與此相對，在90度移動交變信號的情況下，在上側形成的信號成為，在下側形成的信號成為一 &。因此，只要控制成高頻率信道的下側的信號和低頻率信道的上側的信號以光路線上的頻率Ftl重疊，就會使交變信號的功率以同相重疊，使功率增強。其結果為圖5A。此外，-90度移動后的交變信號當使用(S，-S)、 (-S，S)的信號序列時，在上側形成的信號成為j X Sf，在下側形成的信號成為&。因此，只要控制成高頻率信道的下側的信號和低頻率信道的上側的信號以光路線上的頻率Ftl重疊， 就會使這些的信號以反相重疊，因此能相互抵消(圖5B)。如圖5B所示可知，頻率Ftl的信號相抵消而消失，在以OFDM方式發送的情況下，也能獲得與圖2相同的頻譜。在此，用于獲得與圖2相同頻譜的信號合成電路202的數目可以任意設定。在將 L設定成大于2的情況下，只要設定成在相鄰頻率信道中，相重疊的信號相抵消即可。在使用了交變信號的通信中，為了減少最頻率的高頻率信道的上側的信號和頻率最低的頻率信道的下側的信號以外的頻率成分，只要以在所發送的OFDM頻率信道的下一個的頻率信道中使用-90度移動后的交變信號的方式，將信號輸入到信號合成電路202，即可。以下示出在上側和下側形成的信號的表。[表1]
權利要求
1.一種光通信中的信號生成電路，其具備特定頻帶信號產生電路，生成在多個特定頻率中具有頻率擴展比應發送的信號序列的頻譜小的信號成分的特定頻帶信號；以及至少一個信號合成電路，接受由上述特定頻帶信號產生電路生成的上述特定頻帶信號的輸入，在上述應發送的信號序列中插入上述特定頻帶信號，生成發送信號序列。
2.根據權利要求1所述的信號生成電路，其中，上述特定頻帶信號產生電路使在相鄰頻率信道間重復的至少一個以上的頻率成分的位置在上述相鄰頻率信道重疊的頻率區域中一致，生成上述特定頻帶信號。
3.根據權利要求1所述的信號生成電路，其中，上述特定頻帶信號產生電路使在相鄰頻率信道間重復的至少一個以上的頻率成分的位置在上述相鄰頻率信道重疊的頻率區域中一致，以相互抵消的方式控制上述至少一個以上的頻率成分的振幅和相位，生成上述特定頻帶信號。
4.根據權利要求1至權利要求3的任一項所述的信號生成電路，其中，上述特定頻帶信號產生電路生成多個周期的特定頻帶信號和使上述多個周期的特定頻帶信號的相位旋轉了的特定頻帶信號，對上述多個周期的特定頻帶信號和使上述相位旋轉了的特定頻帶信號進行合成或乘法運算，將由合成或乘法運算獲得的信號生成為上述特定頻帶信號。
5.根據權利要求1所述的信號生成電路，其中，上述特定頻帶信號是在進行上述光通信的光信號發送裝置與光信號接收裝置之間已知的、由交變信號構成的二相相移鍵控BPSK信號序列，上述至少一個信號合成電路將1個以上的上述BPSK信號序列插入上述應發送的信號序列的開頭或末尾，生成上述發送信號序列。
6.根據權利要求5所述的信號生成電路，其中，上述BPSK信號序列是使用BPSK信號的序列、使用QPSK信號的點對稱的2點的序列、或者使用多值調制中的點對稱的信號2點的序列。
7.根據權利要求5或權利要求6所述的信號生成電路，其中，上述至少一個信號合成電路將上述BPSK信號序列以一定間隔呈周期性地插入到上述應發送的信號序列中。
8.根據權利要求5至權利要求7的任一項所述的信號生成電路，其中，上述至少一個信號合成電路連續且反復地將多個上述BPSK信號序列插入到上述應發送的信號序列中。
9.根據權利要求5至權利要求8的任一項所述的信號生成電路，其中，上述至少一個信號合成電路基于所估計的傳輸路徑的狀態的最大延遲差來決定上述BPSK信號序列的序列長。
10.根據權利要求5至權利要求9的任一項所述的信號生成電路，其中，上述至少一個信號合成電路對初始模式和數據傳輸模式進行切換，上述初始模式是，上述光信號發送裝置僅將上述BPSK信號作為發送信號進行發送，上述光信號接收裝置對傳輸路徑的狀態進行估計，上述數據傳輸模式是，上述光信號發送裝置傳輸數據信號，上述光信號接收裝置使用在上述初始模式中估計的上述傳輸路徑的上述狀態，進行均衡和補償。
11.根據權利要求5至權利要求10的任一項所述的信號生成電路，其中，上述至少一個信號合成電路將在2個偏振波間不同的信號序列作為上述BPSK信號序列插入到上述應發送的信號序列中。
12.一種光信號發送裝置，其中，具備權利要求1至權利要求11的任一項所述的信號生成電路；以及電光變換電路，將由上述至少一個信號合成電路生成的上述發送信號序列變換為光信號。
13.一種光信號發送裝置，其中，具備權利要求2至權利要求11的任一項所述的信號生成電路；以及電光變換頻率復用電路，將由上述信號生成電路中的多個信號合成電路的每一個生成的多個信號序列變換成與不同頻帶對應的光信號，使變換后的光信號的至少一個以上的頻率成分相一致。
14.一種光通信中的信號接收電路，其中，具備 光電變換電路，將輸入的光信號變換成電信號；模數變換電路，將由上述光電變換電路變換后的上述電信號變換成數字信號； 傅立葉變換電路，對由上述模數變換電路變換后的上述數字信號進行離散傅立葉變換；特定頻帶信號檢測電路，根據由上述離散傅立葉變換得到的信號，檢測出具有集中于2 個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號的頻率區域中的位置；以及接收信號特性估計電路，根據由上述特定頻帶信號檢測電路檢測出的上述特定頻帶信號的上述位置，估計頻率偏移和時鐘偏移中的至少一個。
15.根據權利要求14所述的信號接收電路，其中，上述接收信號特性估計電路根據上述特定頻帶信號的功率的出現的定時、或上述功率的消失的定時、或上述功率的出現和消失兩方的定時的偏移，估計光通信路線的波長分散量。
16.根據權利要求14或權利要求15所述的信號接收電路，其中， 具備特定頻帶信號功率存儲電路，上述傅立葉變換電路以上述特定頻帶信號的長度和傅立葉變換長的小的一方以下的間隔來進行上述離散傅立葉變換，上述特定頻帶信號檢測電路對2個以上的頻率檢測出由上述傅立葉變換電路進行了離散傅立葉變換后的頻率區域的信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值，將檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的個別的到來時間差、或者、根據上述特定頻帶信號功率值計算出的在上述個別的到來時間差的計算式中使用的系數，存儲到上述特定頻帶信號功率存儲電路中，上述接收信號特性估計電路使用在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的、檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的上述2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的上述個別的到來時間差、或者在上述個別的到來時間差的上述計算式使用的上述系數，估計與2個以上的頻帶對應的上述特定頻帶信號的到來時間差，根據估計的上述到來時間差來估計光通信路線的波長分散量。
17.根據權利要求15所述的信號接收電路，其中， 具備特定頻帶信號功率存儲電路，還具備波長分散補償電路，基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的估計值，將波長分散的逆特性賦予給由上述模數變換電路變換后的上述數字信號，上述傅立葉變換電路對被賦予了上述波長分散的上述逆特性的數字信號，以上述特定頻帶信號的長度和傅立葉變換長的小的一方以下的間隔來進行上述離散傅立葉變換，上述特定頻帶信號檢測電路檢測出由上述傅立葉變換電路進行了離散傅立葉變換后的頻率區域的信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值，將檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的個別的到來時間差、或者、 根據上述特定頻帶信號功率值計算出的在上述個別的到來時間差的計算式中使用的系數， 存儲到上述特定頻帶信號功率存儲電路中，上述接收信號特性估計電路使用在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的檢測出的上述特定頻帶信號功率值增加的中途的值、成為峰值的值、減少的中途的值、成為最小的值中的上述2個以上的值、或根據上述特定頻帶信號功率值計算出的上述個別的到來時間差、或者在上述個別的到來時間差的上述計算式中使用的上述系數，估計與2個以上的頻帶對應的上述特定頻帶信號的到來時間差，根據估計的上述到來時間差估計光通信路線的波長分散量，將估計的波長分散量輸出到上述波長分散補償電路中。
18.根據權利要求17所述的信號接收電路，其中，上述波長分散補償電路在變更用于波長分散補償的系數時，擦除在上述特定頻帶信號功率存儲電路中存儲的內容的至少一部分，上述接收信號特性估計電路使針對新的信號序列估計的上述光通信路線的波長分散量存儲于上述特定頻帶信號功率存儲電路中。
19.根據權利要求17或權利要求18所述的信號接收電路，其中，上述波長分散補償電路基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的上述估計值，將上述波長分散的上述逆特性賦予給由上述模數變換電路變換的上述數字信號，并且，在檢測出上述特定頻帶信號的情況下，將上述特定頻帶信號的檢測通知給上述傅立葉變換電路，上述傅立葉變換電路以上述特定頻帶信號的長度和上述傅立葉變換長的小的一方以下的上述間隔進行上述離散傅立葉變換，在被通知了上述特定頻帶信號的檢測的情況下， 對上述特定頻帶信號檢測電路輸出離散傅立葉變換后的信號。
20.根據權利要求17或權利要求18所述的信號接收電路，其中，上述波長分散補償電路基于由上述接收信號特性估計電路估計的上述波長分散量的上述估計值，將波長分散的逆特性賦予給由上述模數變換電路變換后的上述數字信號，并且，將包含上述特定頻帶信號的信號輸出到上述傅立葉變換電路中，上述傅立葉變換電路對從上述波長分散補償電路輸出的包含上述特定頻帶信號的上述信號，以上述特定頻帶信號的長度和上述傅立葉變換長的小的一方以下的上述間隔來進行上述離散傅立葉變換，在檢測到上述特定頻帶信號的情況下，對上述特定頻帶信號檢測電路輸出離散傅立葉變換后的信號，上述特定頻帶信號檢測電路根據從上述傅立葉變換電路輸出的上述離散傅立葉變換后的信號，取得上述特定頻帶信號功率值增加中途的值、成為峰值的值、減少中途的值、成為最小的值中的2個以上的值，使上述特定頻帶信號功率存儲電路存儲所取得的上述2個以上的值。
21.根據權利要求16至權利要求20的任一項所述的信號接收電路，其中，上述特定頻帶信號檢測電路在檢測出上述離散傅立葉變換后的頻率區域的上述信號中的上述特定頻帶信號的功率或振幅即上述特定頻帶信號功率值時，使用由上述接收信號特性估計電路估計的頻率偏移的信息、或從外部輸入的頻率偏移信息，使成為上述特定頻帶信號功率值的計算對象的頻率移動。
22.根據權利要求14至權利要求21的任一項所述的信號接收電路，其中，上述傅立葉變換電路對包含上述特定頻帶信號并與上述特定頻帶信號的長度的整數倍的長度對應的信號，以與上述特定頻帶信號的長度相同的間隔進行離散傅立葉變換，將由上述離散傅立葉變換得到的信號輸出到上述特定頻帶信號檢測電路中。
23.根據權利要求14至權利要求22的任一項所述的信號接收電路，其中，上述接收信號特性估計電路根據由上述特定頻帶信號檢測電路未檢測出上述特定頻帶信號的接收信號的頻率區域中的信號分布的重心位置，計算出上述頻率偏移。
24.一種光信號同步確立方法，其中，具有光信號產生步驟，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號； 數字信號取得步驟，接收包含在上述光信號產生步驟中產生的上述特定頻帶信號的信號，并將接收到的上述信號變換成數字信號；信號位置檢測步驟，從在上述數字信號取得步驟中變換后的上述數字信號之中，檢測上述特定頻帶信號的位置；頻率偏移檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的頻率位置進行估計，檢測進行光通信的光信號接收裝置與光信號發送裝置之間的頻率偏移；時鐘偏移檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的上述頻率位置進行估計，并根據上述頻率位置的間隔，檢測上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移；以及波長分散量檢測步驟，對在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的時間位置進行估計，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。
25.一種光信號同步確立方法，其中，具有光信號產生步驟，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生； 數字信號取得步驟，接收包含在上述光信號產生步驟中產生的上述特定頻帶信號的信號，并將接收到的上述信號變換成數字信號；波長分散補償步驟，對在上述數字信號取得步驟中變換后的上述數字信號，賦予所估計的波長分散的逆特性；特定頻帶信號功率值算出步驟，對上述數字信號進行離散傅立葉變換，計算出作為上述特定頻帶信號的功率或振幅的特定頻帶信號功率值；信號位置檢測步驟，在上述波長分散補償步驟中，從被賦予了上述估計的上述波長分散的上述逆特性的數字信號之中，檢測上述特定頻帶信號的位置；特定頻帶信號存儲步驟，存儲在上述信號位置檢測步驟中檢測到的上述特定頻帶信號的功率值；頻率偏移檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置，檢測進行光通信的光信號接收裝置以及光信號發送裝置間的頻率偏移；時鐘偏移檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置，根據上述頻率位置的間隔，檢測上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移；以及波長分散量檢測步驟，根據在上述特定頻帶信號存儲步驟中存儲的上述特定頻帶信號的上述功率值，估計上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。
26.根據權利要求25所述的光信號同步確立方法，其中，上述特定頻帶信號功率值算出步驟根據在上述頻率偏移檢測步驟中檢測出的上述頻率偏移的量，使計算出上述特定頻帶信號功率值時的頻率區域移動。
27.一種光信號同步系統，其中，具備光信號發送裝置、和與上述光信號發送裝置進行光通信的光信號接收裝置， 上述光信號發送裝置具有特定頻帶信號產生電路，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生， 上述光信號接收裝置具有模數變換電路，接收包含在上述特定頻帶信號產生電路中產生的上述特定頻帶信號的信號，將接收到的上述信號變換成數字信號；特定頻帶信號檢測電路，從在上述模數變換電路中變換后的上述數字信號中檢測出上述特定頻帶信號的位置；以及接收信號特定估計電路，估計在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的頻率位置，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的頻率偏移，根據上述頻率位置的間隔，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移，估計在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測出波長分散量。
28.一種光信號同步系統，其中，具備光信號發送裝置、和與上述光信號發送裝置進行光通信的光信號接收裝置， 上述光信號發送裝置具有特定頻帶信號產生電路，使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生， 上述光信號接收裝置具有模數變換電路，接收包含在上述特定頻帶信號產生電路中產生的上述特定頻帶信號的信號，將接收到的上述信號變換成數字信號；波長分散補償電路，對在上述模數變換電路中變換后的上述數字信號，賦予估計的波長分散的逆特性；傅立葉變換電路，對上述數字信號進行離散傅立葉變換；特定頻帶信號檢測電路，在上述波長分散補償電路中，從被賦予上述估計的上述波長分散的上述逆特性的數字信號的中檢測出上述特定頻帶信號的位置；特定頻帶信號存儲電路，存儲在上述特定頻帶信號檢測電路中檢測出的上述特定頻帶信號的功率或振幅即特定頻帶信號功率值；以及接收信號特性估計電路，根據在上述特定頻帶信號存儲電路中存儲的上述特定頻帶信號的上述特定頻帶信功率值，估計上述特定頻帶信號的頻率位置，檢測上述光信號接收裝置和上述光信號發送裝置間的頻率偏移，根據上述頻率位置的間隔，檢測出上述光信號接收裝置與上述光信號發送裝置之間的時鐘偏移，根據在上述特定頻帶信號存儲電路中存儲的上述特定頻帶信號的上述特定頻帶信功率值，估計上述特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的上述特定頻帶信號的上述時間位置之差，檢測波長分散量。
全文摘要
在使用光信號的根據同步檢波的通信系統中，對因波長分散而對應于頻率使到來時間較大偏移的信號，也能夠進行信號位置檢測、頻率偏移補償、時鐘偏移補償、波長分散量估計。光信號發送裝置使具有集中于2個以上的特定頻率的功率的特定頻帶信號產生，發送包含該特定頻帶信號的信號。光信號接收裝置將接收到的信號變換成數字信號，當從變換后的數字信號中檢測出特定頻帶信號的位置時，估計檢測出的特定頻帶信號的頻率位置，對光信號接收裝置和光信號發送裝置間的頻率偏移進行檢測。此外，光信號接收裝置根據估計的特定頻帶信號的頻率位置的間隔，對光信號接收裝置和光信號發送裝置間的時鐘偏移進行檢測。進而，光信號接收裝置估計檢測出的特定頻帶信號的時間位置，根據與不同頻率對應的特定頻帶信號的時間位置之差，檢測波長分散量。
文檔編號H04L7/08GK102422571SQ20108002041
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月18日 優先權日2009年5月18日
發明者中川匡夫, 佐野明秀, 吉田英二, 宮本裕, 小林孝行, 山中祥吾, 山崎悅史, 工藤理一, 松井宗大, 溝口匡人, 石原浩一, 鷹取泰司 申請人:日本電信電話株式會社