特許 5740137 通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5740137

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月24日

(54)【発明の名称】通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2557 20130101AFI20150604BHJP

   H04J 1/00 20060101ALI20150604BHJP

【ＦＩ】

   H04B9/00 262

   H04J1/00

【請求項の数】9

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2010-243240(P2010-243240)

(22)【出願日】2010年10月29日

(65)【公開番号】特開2012-99880(P2012-99880A)

(43)【公開日】2012年5月24日

【審査請求日】2013年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591230295

【氏名又は名称】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104190

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】荻原 裕史

(72)【発明者】

【氏名】相羽 努

(72)【発明者】

【氏名】小野 茂

(72)【発明者】

【氏名】荻原 晃一

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１８１１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４１３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５７６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−７９８２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｈ０４Ｊ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位相変調した信号光であって他の光と波長多重されて対向装置へ伝送される信号光を送信する送信部と、
前記送信部によって送信された信号光の周波数変動の前記対向装置での検出結果に基づいて、前記送信部によって送信される信号光に含まれるスタッフビットの量を変化させることで、前記送信部によって送信される信号光の周波数を変化させる制御部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

【請求項2】

前記検出結果を前記対向装置から受信する受信部を備え、
前記制御部は、前記受信部によって受信された検出結果に基づいて前記信号光の周波数を変化させることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記受信部は、前記対向装置からの信号のオーバーヘッドに格納された前記検出結果を受信することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。

【請求項4】

前記対向装置が前記検出結果に基づいて周波数を変化させて送信する信号光を受信する受信部を備え、
前記制御部は、前記受信部によって受信された信号光の周波数に、前記送信部によって送信される信号光の周波数を同期させることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置と、
前記通信装置によって送信された信号光と他の光とを波長多重する合波器と、
を備えることを特徴とする多重通信装置。

【請求項6】

互いに波長チャネルが隣接する複数の前記通信装置を備え、
前記合波器は、前記複数の通信装置によって送信された信号光を波長多重し、
前記複数の通信装置の前記制御部は、互いに異なる方向に前記周波数を変化させることを特徴とする請求項５に記載の多重通信装置。

【請求項7】

位相変調した信号光を送信する第一通信装置と、
前記第一通信装置によって送信されて他の光と波長多重されて伝送された信号光を受信し、受信した信号光の周波数変動を検出する第二通信装置と、
を含み、
前記第一通信装置は、前記第二通信装置によって検出された周波数変動に基づいて、前記第二通信装置へ送信する信号光に含まれるスタッフビットの量を変化させることで、前記第二通信装置へ送信する信号光の周波数を変化させることを特徴とする通信システム。

【請求項8】

前記第二通信装置は、前記第一通信装置から受信した信号光の一定の速度以下の強度変動成分を検出することで前記周波数変動を検出することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。

【請求項9】

位相変調した信号光を送信する第一通信装置と、前記第一通信装置によって送信されて他の光との波長多重によって伝送された信号光を受信する第二通信装置と、による通信方法において、
前記第二通信装置が、前記第一通信装置から受信した信号光の周波数変動を検出し、
前記第一通信装置が、前記第二通信装置によって検出された周波数変動に基づいて、前記第二通信装置へ送信する信号光に含まれるスタッフビットの量を変化させることで、前記第二通信装置へ送信する信号光の周波数を変化させることを特徴とする通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光通信システムにおいて、受信感度に優れる位相変調方式の信号を用い、狭い波長間隔で高密度に波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）することで、伝送容量を増大する要望が高まっている。位相変調方式には、たとえばＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動相偏移変調）やＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ：差動四位相偏移変調）などがある。

【0003】

非線形効果を有する光ファイバにおいて波長多重によって伝送される信号光は、近接する波長チャネルの信号光から相互位相変調効果（ＸＰＭ：ＣＲＯＳＳ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の影響を受ける（たとえば、下記特許文献１参照。）。相互位相変調効果の影響は、伝送路入力パワーの高出力化、伝送距離の長延化や多中継化、近接波長との波長間隔の狭間隔化などによって大きくなる。

【0004】

また、位相変調された信号光は、相互位相変調効果の影響を受けて周波数が変動すると、受信側での復調の精度が低下するため、通信品質が低下する。特に、周波数利用効率を高めるために波長間隔を密にした高密度多重伝送システムにおいては、相互位相変調効果による周波数変動が大きいため、位相変調された信号光による通信品質の低下が大きい。また、多重化する信号光の波形を鈍化させることで相互位相変調効果の低減を図る技術が知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−０２８４７０号公報

【特許文献2】特開２００９−２１３１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、相互位相変調効果は、波長多重される各信号光のパワーや波長間隔などの各状態によって変化する。このため、上述した従来技術では、相互位相変調効果を適切に低減することが困難であり、通信品質を向上させることができないという問題がある。

【0007】

開示の通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法は、上述した問題点を解消するものであり、通信品質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、位相変調した信号光であって他の光との波長多重によって対向装置へ伝送される信号光を送信する送信部と、前記送信部によって送信された信号光の周波数変動の前記対向装置での検出結果に基づいて、前記送信部によって送信される信号光の周波数を変化させる制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

開示の通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法によれば、通信品質を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１にかかる通信システムを示す図である。

【図2】通信システムの具体例を示す図である。

【図3】通信装置の具体例を示す図である。

【図4】通信装置の変形例を示す図である。

【図5】信号光のフレームの一例を示す図である。

【図6】Ａ局側の通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】Ｂ局側の通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】光受信回路および変動検出回路の具体例を示す図である。

【図9】信号光の周波数変動と低速の強度変動成分との関係を示す図である。

【図10】光受信回路および変動検出回路の変形例を示す図である。

【図11】通信装置の変形例を示す図である。

【図12】実施の形態２にかかる通信システムを示す図である。

【図13】通信装置の具体例を示す図である。

【図14】通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。

【図15-1】信号光の伝送後のスペクトラム（非線形効果が弱）を示す図である。

【図15-2】信号光の伝送後のスペクトラム（非線形効果が強）を示す図である。

【図16-1】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その１）である。

【図16-2】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その２）である。

【図16-3】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その３）である。

【図16-4】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その４）である。

【図16-5】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その５）である。

【図16-6】近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図（その６）である。

【図17】近接チャネルとの間の周波数差とＱ値との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【0012】

（実施の形態１）
（通信システム）
図１は、実施の形態１にかかる通信システムを示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１００は、合波器１０１と、分波器１０２と、通信装置１１０，１２０と、を含んでいる。合波器１０１および分波器１０２は、通信装置１１０（第一通信装置）から送信された信号光を、他の信号光と波長多重して通信装置１２０（第二通信装置）へ伝送する。

【0013】

具体的には、合波器１０１は、通信装置１１０から送信された信号光と、他の信号光と、を合波することで波長多重する。合波器１０１は、波長多重したＷＤＭ信号光を分波器１０２へ送信する。分波器１０２は、合波器１０１から送信されたＷＤＭ信号光を分波することで波長多重分離する。分波器１０２は、波長多重分離した各信号光のうちの通信装置１１０からの信号光を通信装置１２０へ送信する。

【0014】

通信装置１１０は、送信部１１１と、受信部１１２と、制御部１１３と、を備えている。送信部１１１は、信号光を合波器１０１へ送信する。これにより、送信部１１１からの信号光が他の光と波長多重されて通信装置１２０（対向装置）へ送信される。送信部１１１が送信する信号光の変調方式は、たとえばＤＰＳＫ、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）−ＤＰＳＫ、ＮＲＺ（Ｎｏｎ ＲＺ）−ＤＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ、ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫや、これらの変調方式と偏波多重などの組み合わせなどである。

【0015】

受信部１１２は、通信装置１２０（対向装置）によって送信される検出結果を受信する。検出結果は、送信部１１１から送信された信号光の周波数変動の通信装置１２０での検出結果である。受信部１１２は、受信した検出結果を制御部１１３へ出力する。

【0016】

制御部１１３は、受信部１１２から出力された検出結果に基づいて、送信部１１１から送信される信号光の周波数（伝送速度）を変化させる。たとえば、制御部１１３は、検出結果が示す周波数変動が一定の大きさ未満まで小さくなるように、送信部１１１から送信される信号光の周波数を初期値から変化させる。

【0017】

通信装置１２０は、通信装置１１０の対向装置である。通信装置１２０は、受信部１２１と、検出部１２２と、送信部１２３と、を備えている。受信部１２１は、通信装置１１０から送信され、合波器１０１および分波器１０２の波長多重によって伝送された信号光を受信する。受信部１２１は、受信した信号を検出部１２２へ出力する。

【0018】

検出部１２２は、受信部１２１から出力された信号の周波数変動を検出する。周波数変動の検出は、たとえば周波数変動の大きさの検出や、一定の大きさ以上の周波数変動の有無の検出などである。検出部１２２は、周波数変動の検出結果を送信部１２３へ出力する。送信部１２３は、検出部１２２から出力された周波数変動の検出結果を通信装置１１０へ送信する。送信部１２３による検出結果の送信は、波長多重などを用いた光通信によって行ってもよいし、電気通信などによって行ってもよい。

【0019】

図２は、通信システムの具体例を示す図である。図２に示す通信システム２００は、図１に示した通信システム１００の具体例である。通信システム２００には、たとえばＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）などが適用される。通信システム２００は、多重通信装置２１０と、多重通信装置２２０と、を含んでいる。多重通信装置２１０をＡ局とし、多重通信装置２２０をＢ局とする。

【0020】

多重通信装置２１０は、通信装置２１１〜２１３と、合波器２１４と、分波器２１５と、を備えている。通信装置２１１〜２１３のそれぞれは、図示しない他の通信装置から送信された信号光を受信し、受信した信号光を合波器２１４へ送信する中継装置である。通信装置２１１〜２１３が送信する信号光の波長をそれぞれ波長λ１１〜λ１３とする。

【0021】

波長λ１１〜λ１３は、たとえばλ１１＜λ１２＜λ１３の関係であり、波長間隔はたとえば２５［ＧＨｚ］、３３．３［ＧＨｚ］または３７．５［ＧＨｚ］である。また、通信装置２１１〜２１３のそれぞれは、分波器２１５から送信された信号光を受信し、受信した信号光を図示しない他の通信装置へ送信する中継装置である。

【0022】

合波器２１４は、通信装置２１１〜２１３から送信された波長λ１１〜λ１３の各信号光を合波することで波長多重する。合波器２１４は、波長多重したＷＤＭ信号光を多重通信装置２２０へ送信する。分波器２１５は、多重通信装置２２０から送信されたＷＤＭ信号光を分波することで波長多重分離する。分波器２１５は、波長多重分離した波長λ２１〜λ２３の信号光をそれぞれ通信装置２１１〜２１３へ送信する。

【0023】

多重通信装置２２０は、通信装置２２１〜２２３と、合波器２２４と、分波器２２５と、を備えている。通信装置２２１〜２２３のそれぞれは、図示しない他の通信装置から送信された信号光を受信し、受信した信号光を合波器２２４へ送信する中継装置である。通信装置２２１〜２２３が送信する信号光の波長をそれぞれ波長λ２１〜λ２３とする。

【0024】

波長λ２１〜λ２３は、たとえばλ２１＜λ２２＜λ２３の関係であり、波長間隔はたとえば２５［ＧＨｚ］、３３．３［ＧＨｚ］または３７．５［ＧＨｚ］である。また、通信装置２２１〜２２３のそれぞれは、分波器２２５から送信された信号光を受信し、受信した信号光を図示しない他の通信装置へ送信する中継装置である。

【0025】

合波器２２４は、通信装置２２１〜２２３から送信された波長λ２１〜λ２３の各信号光を合波することで波長多重する。合波器２２４は、波長多重したＷＤＭ信号光を多重通信装置２１０へ送信する。分波器２２５は、多重通信装置２１０から送信されたＷＤＭ信号光を分波することで波長多重分離する。分波器２２５は、波長多重分離した波長λ２１〜λ２３の信号光をそれぞれ通信装置２２１〜２２３へ送信する。

【0026】

通信システム２００においては、通信装置２１１〜２１３は、それぞれ波長が対応する通信装置２２１〜２２３との間で通信を行う。ここで、通信装置２１１から通信装置２２１への通信を波長チャネルｃｈ１１とし、通信装置２１２から通信装置２２２への通信を波長チャネルｃｈ１２とし、通信装置２１３から通信装置２２３への通信を波長チャネルｃｈ１３とする。また、通信装置２２１から通信装置２１１への通信を波長チャネルｃｈ２１とし、通信装置２２２から通信装置２１２への通信を波長チャネルｃｈ２２とし、通信装置２２３から通信装置２１３への通信を波長チャネルｃｈ２３とする。

【0027】

図１に示した通信装置１１０および通信装置１２０は、たとえば波長チャネルｃｈ１１に適用することができる。これにより、通信装置２１１が送信する信号光の周波数を変化させ、波長チャネルｃｈ１１の信号光と、隣接チャネルである波長チャネルｃｈ１２の信号光と、の間に周波数差を与えることができる。このため、波長チャネルｃｈ１１の信号光と波長チャネルｃｈ１２の信号光との位相にずれが生じ、相互位相変調効果による信号光の周波数変動を抑えることができる。

【0028】

さらに、図１に示した通信装置１１０および通信装置１２０を、波長チャネルｃｈ１２にも適用してもよい。これにより、波長チャネルｃｈ１２の信号光と、隣接チャネルである波長チャネルｃｈ１３の信号光と、の位相にずれが生じ、相互位相変調効果による信号光の周波数変動を抑えることができる。

【0029】

同様に、図１に示した通信装置１１０および通信装置１２０を、波長チャネルｃｈ１３にも適用してもよい。このように、隣接する波長チャネルの少なくとも一方に通信装置１１０および通信装置１２０を適用することで、隣接する波長チャネルの各信号光に周波数差を与え、各信号光の周波数変動を抑えることができる。

【0030】

また、図１に示した通信装置１１０および通信装置１２０は、たとえば波長チャネルｃｈ２１にも適用してもよい。これにより、波長チャネルｃｈ２１の信号光と波長チャネルｃｈ２２の信号光との位相にずれが生じ、相互位相変調効果による信号光の周波数変動を抑えることができる。同様に、通信装置１１０および通信装置１２０を波長チャネルｃｈ２２や波長チャネルｃｈ２３にも適用してもよい。このように、通信装置１１０および通信装置１２０は、対向する各通信装置において双方向に適用することができる。

【0031】

（通信装置）
図３は、通信装置の具体例を示す図である。図３に示す通信装置３１０は、図２に示したＡ局側の通信装置２１１〜２１３のそれぞれに適用可能な第一通信装置であり、図１に示した通信装置１１０の具体例である。通信装置３２０は、図２に示したＢ局側の通信装置２２１〜２２３のそれぞれに適用可能な第二通信装置であり、図１に示した通信装置１２０の具体例である。また、通信装置３１０は通信装置３２０との間で信号光を送受信する。通信装置３１０と通信装置３２０の間で送受信される信号光は波長多重によって伝送されるが、図３においては波長多重による伝送の図示を省略している。

【0032】

＜Ａ局側の通信装置＞
Ａ局側の通信装置３１０は、光受信回路３１１と、ＦＥＣ処理回路３１２と、発振器３１３と、光送信回路３１４と、光受信回路３１５と、ＦＥＣ処理回路３１６と、光送信回路３１７と、周波数制御回路３１８と、を備えている。

【0033】

図１に示した送信部１１１は、たとえばＦＥＣ処理回路３１２、発振器３１３および光送信回路３１４によって実現することができる。図１に示した受信部１１２は、たとえば光受信回路３１５およびＦＥＣ処理回路３１６によって実現することができる。図１に示した制御部１１３は、たとえば周波数制御回路３１８、発振器３１３およびＦＥＣ処理回路３１２によって実現することができる。

【0034】

光受信回路３１１は、他の通信装置から信号光を復調し、復調した信号をＦＥＣ処理回路３１２へ出力する。ＦＥＣ処理回路３１２は、光受信回路３１１から出力された信号をＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）により符号化する。ＦＥＣによる符号化には、たとえばブロック符号や畳み込み符号を用いることができる。ＦＥＣ処理回路３１２は、符号化した信号を光送信回路３１４へ出力する。

【0035】

また、ＦＥＣ処理回路３１２は、発振器３１３から出力されるクロック信号の周波数に応じて、ＦＥＣのＯＨ（オーバーヘッド）に格納するスタッフビットの数を調節する。スタッフビットは、速度調節のために挿入される冗長ビットである。

【0036】

発振器３１３は、光送信回路３１４が送信する搬送波となるクロック信号を発振し、発振したクロック信号をＦＥＣ処理回路３１２および光送信回路３１４へ出力する。また、発振器３１３は、周波数制御回路３１８の制御によって、出力するクロック信号の周波数を変化させる。発振器３１３は、たとえば印加電圧で発振周波数を制御するＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）によって実現することができる。光送信回路３１４は、ＦＥＣ処理回路３１２から出力された信号により、発振器３１３から出力されるクロック信号を位相変調する。光送信回路３１４は、位相変調により得られた信号光を通信装置３２０へ送信する。

【0037】

光受信回路３１５は、通信装置３２０から送信された信号光を復調し、復調した信号をＦＥＣ処理回路３１６へ出力する。ＦＥＣ処理回路３１６は、光受信回路３１５から出力された信号をＦＥＣにより誤り訂正復号し、復号した信号を光送信回路３１７へ出力する。また、ＦＥＣ処理回路３１６は、ＦＥＣのＯＨに格納された検出結果を取得する。検出結果は、光送信回路３１４によって送信された信号光の周波数変動の検出結果である。ＦＥＣ処理回路３１６は、取得した検出結果を周波数制御回路３１８へ出力する。

【0038】

光送信回路３１７は、ＦＥＣ処理回路３１６から出力された信号を信号光によって他の通信装置へ送信する。周波数制御回路３１８は、ＦＥＣ処理回路３１６から出力された検出結果に基づいて、発振器３１３が出力するクロック信号の周波数を制御する。

【0039】

＜Ｂ局側の通信装置＞
Ｂ局側の通信装置３２０は、光受信回路３２１と、ＦＥＣ処理回路３２２と、光送信回路３２３と、変動検出回路３２４と、光受信回路３２５と、ＦＥＣ処理回路３２６と、発振器３２７と、光送信回路３２８と、を備えている。

【0040】

図１に示した受信部１２１は、たとえば光受信回路３２１によって実現することができる。図１に示した検出部１２２は、たとえば変動検出回路３２４によって実現することができる。図１に示した送信部１２３は、たとえばＦＥＣ処理回路３２６および光送信回路３２８によって実現することができる。

【0041】

光受信回路３２１は、通信装置３１０から送信された信号光を復調し、復調した信号をＦＥＣ処理回路３２２および変動検出回路３２４へ出力する。ＦＥＣ処理回路３２２は、光受信回路３２１から出力された信号をＦＥＣにより誤り訂正復号し、復号した信号を光送信回路３２３へ出力する。光送信回路３２３は、ＦＥＣ処理回路３２２から出力された信号を信号光によって他の通信装置へ送信する。

【0042】

変動検出回路３２４は、光受信回路３２１から出力された信号に基づいて、光受信回路３２１によって受信された信号光の周波数変動を検出する。具体的には、変動検出回路３２４は、光受信回路３２１から出力された信号の低速の強度変動成分を検出する（たとえば図８，図９，図１０参照）。変動検出回路３２４は、周波数変動の検出結果をＦＥＣ処理回路３２６へ出力する。

【0043】

光受信回路３２５は、他の通信装置から信号光を復調し、復調した信号をＦＥＣ処理回路３２６へ出力する。ＦＥＣ処理回路３２６は、光受信回路３２５から出力された信号をＦＥＣにより符号化する。ＦＥＣによる符号化には、たとえばブロック符号や畳み込み符号を用いることができる。ＦＥＣ処理回路３２６は、符号化した信号を光送信回路３２８へ出力する。また、ＦＥＣ処理回路３２６は、変動検出回路３２４から出力される周波数変動の検出結果を、ＦＥＣのＯＨに格納する。これにより、周波数変動の検出結果が通信装置３１０へフィードバックされる。

【0044】

発振器３２７は、発振器３２７によって送信される信号光の搬送波となるクロック信号を発振し、発振したクロック信号を光送信回路３２８へ出力する。光送信回路３２８は、ＦＥＣ処理回路３２６から出力された信号により、発振器３２７から出力されるクロック信号を位相変調し、位相変調により得られた信号光を通信装置３１０へ送信する。

【0045】

また、通信装置３１０，３２０のそれぞれが、通信装置３１０，３２０の各機能を兼ね備えるようにしてもよい。たとえば、通信装置３１０は、光受信回路３１５から受信した信号光の周波数変動を検出し、ＦＥＣ処理回路３１２において検出結果をＦＥＣのＯＨに格納する。通信装置３２０は、ＦＥＣ処理回路３２２においてＦＥＣのＯＨから検出結果を取得し、取得した検出結果に基づいて、光送信回路３２８から送信する信号光の周波数を変化させる。これにより、図３に示した動作を双方向に行うことができる。

【0046】

図４は、通信装置の変形例を示す図である。図４において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図３において通信装置３１０は中継装置であると説明したが、通信装置３１０は末端の通信装置であってもよい。具体的には、通信装置３１０は、図４に示した光受信回路３１１および光送信回路３１７に代えてデータ生成回路４１１およびデータ処理回路４１７を備えていてもよい。

【0047】

データ生成回路４１１は、通信装置３２０へ送信するための信号を生成する。データ生成回路４１１は、生成した信号をＦＥＣ処理回路３１２へ出力する。ＦＥＣ処理回路３１２は、データ生成回路４１１から出力された信号をＦＥＣにより符号化する。ＦＥＣ処理回路３１６は、復号した信号をデータ処理回路４１７へ出力する。データ処理回路４１７は、ＦＥＣ処理回路３１６から出力された信号の処理を行う。

【0048】

また、図３において通信装置３２０は中継装置であると説明したが、通信装置３２０は末端の通信装置であってもよい。具体的には、通信装置３２０は、図４に示した光送信回路３２３および光受信回路３２５に代えてデータ処理回路４２３およびデータ生成回路４２５を備えていてもよい。

【0049】

ＦＥＣ処理回路３２２は、復号した信号をデータ処理回路４２３へ出力する。データ処理回路４２３は、ＦＥＣ処理回路３２２から出力された信号の処理を行う。データ生成回路４２５は、通信装置３１０へ送信するための信号を生成する。データ生成回路４２５は、生成した信号をＦＥＣ処理回路３２６へ出力する。ＦＥＣ処理回路３２６は、データ生成回路４２５から出力された信号をＦＥＣにより符号化する。

【0050】

図５は、信号光のフレームの一例を示す図である。図５に示すフレーム５００は、通信装置３１０と通信装置３２０の間で送受信される信号光のフレームを示している。フレーム５００は、ＲＯＷ１〜ＲＯＷ４の４つの列を有し、ＯＰＵオーバーヘッド５０１（ＯＰＵｎ ＯＨ）と、ペイロード５０２と、スタッフビット５０３と、ペイロード５０４と、ＦＥＣオーバーヘッド５０５（ＦＥＣ ＯＨ）と、を含んでいる。

【0051】

＜Ａ局側から送信する信号光のフレーム＞
まず、Ａ局側の通信装置３１０から通信装置３２０へ送信するフレーム５００について説明する。通信装置３１０が送信するフレーム５００のペイロード５０２，５０４は、通信装置３１０の光受信回路３１１またはデータ生成回路４１１からＦＥＣ処理回路３１２へ出力されたクライアント信号である。ＦＥＣ処理回路３１２は、ペイロード５０２，５０４にＯＰＵオーバーヘッド５０１、スタッフビット５０３およびＦＥＣオーバーヘッド５０５を付加したフレーム５００を光送信回路３１４へ出力する。

【0052】

また、ＦＥＣ処理回路３１２は、発振器３１３から出力された周波数の増減に応じて、スタッフビット５０３の量（長さ）を変化させる。これにより、光送信回路３１４から送信される信号光の周波数（伝送速度）が変化する。通信装置３２０のＦＥＣ処理回路３２２は、通信装置３１０から受信したフレーム５００のＦＥＣオーバーヘッド５０５を用いてペイロード５０２およびペイロード５０４を誤り訂正復号する。

【0053】

＜Ｂ局側から送信する信号光のフレーム＞
つぎに、Ｂ局側の通信装置３２０から通信装置３１０へ送信するフレーム５００について説明する。通信装置３２０が送信するフレーム５００のペイロード５０２，５０４は、通信装置３２０の光受信回路３２５またはデータ生成回路４２５からＦＥＣ処理回路３２６へ出力されたクライアント信号である。ＦＥＣ処理回路３２６は、ペイロード５０２，５０４にＯＰＵオーバーヘッド５０１、スタッフビット５０３およびＦＥＣオーバーヘッド５０５を付加したフレーム５００を光送信回路３２８へ出力する。

【0054】

また、ＦＥＣ処理回路３２６は、変動検出回路３２４から出力された周波数変動の検出結果をＦＥＣオーバーヘッド５０５のユーザ領域に格納する。通信装置３１０のＦＥＣ処理回路３１６は、通信装置３２０から受信したフレーム５００のＦＥＣオーバーヘッド５０５を用いてペイロード５０２およびペイロード５０４を誤り訂正復号する。また、ＦＥＣ処理回路３１６は、通信装置３２０から受信したフレーム５００のＦＥＣオーバーヘッド５０５に格納された検出結果を取得する。

【0055】

このように、通信装置３２０における周波数変動の検出結果を、たとえば通信装置３２０から通信装置３１０へ送信する信号のオーバーヘッドに格納して送信する。これにより、周波数変動の検出結果を送信するためのフレームを生成しなくても、周波数変動の検出結果を通信装置３２０から通信装置３１０へ送信することができる。信号のオーバーヘッドとしては、ＦＥＣのオーバーヘッドを用いる場合について説明したが、ＦＥＣ以外のオーバーヘッドを用いてもよい。

【0056】

また、通信装置３１０は、たとえば、送信する信号光に含まれるスタッフビットの量を変化させることで信号光の周波数を変化させることができる。たとえば、通信装置３１０は、ＦＥＣのスタッフビットの量を変化させることで信号光の周波数を変化させる。これにより、通信装置３２０は、通信装置３１０からの信号光のスタッフビットの増減をＦＥＣ通信により認識できるため、周波数が変化する信号光を容易に受信することができる。

【0057】

（通信装置の処理）
図６は、Ａ局側の通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。Ａ局側の通信装置３１０は、たとえば図６に示す各ステップを繰り返し実行する。まず、ＦＥＣ処理回路３１６が、対向装置（通信装置３２０）との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立しているか否かを判断する（ステップＳ６０１）。対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立している場合（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）は、ＦＥＣ処理回路３１６が、対向装置との間のＦＥＣのＯＨ領域から周波数変動の検出結果を取得する（ステップＳ６０２）。

【0058】

つぎに、周波数制御回路３１８が、今回のステップＳ６０２によって取得された検出結果が示す周波数変動量が、前回のステップＳ６０２によって取得されてメモリに記憶されている周波数変動量より大きいか否かを判断する（ステップＳ６０３）。また、周波数制御回路３１８は、今回のステップＳ６０２によって取得された検出結果が示す周波数変動量を通信装置３１０のメモリに記憶しておく。

【0059】

ステップＳ６０３において、今回の周波数変動量が前回の周波数変動量より大きい場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）は、周波数制御回路３１８が、通信装置３１０の波長チャネルを示す波長番号が奇数であるか否かを判断する（ステップＳ６０４）。通信装置３１０の波長番号が奇数である場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）は、周波数制御回路３１８が、発振器３１３の周波数をプラス方向に制御する（ステップＳ６０５）。

【0060】

つぎに、ＦＥＣ処理回路３１２が、ステップＳ６０５によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを追加し（ステップＳ６０６）、一連の処理を終了する。ステップＳ６０４において、通信装置３１０の波長番号が奇数でない場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）は、ステップＳ６０８へ移行する。

【0061】

ステップＳ６０３において、今回の周波数変動量が前回の周波数変動量より大きくない場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）は、周波数制御回路３１８が、通信装置３１０の波長番号が奇数であるか否かを判断する（ステップＳ６０７）。通信装置３１０の波長番号が奇数でない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）は、ステップＳ６０５へ移行する。

【0062】

ステップＳ６０７において、通信装置３１０の波長番号が奇数である場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）は、周波数制御回路３１８が、発振器３１３の周波数をマイナス方向に制御する（ステップＳ６０８）。つぎに、ＦＥＣ処理回路３１２が、ステップＳ６０８によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを削減し（ステップＳ６０９）、一連の処理を終了する。

【0063】

ステップＳ６０１において、対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立していない場合（ステップＳ６０１：Ｎｏ）は、周波数制御回路３１８が、発振器３１３の周波数を初期値方向に制御する（ステップＳ６１０）。つぎに、ＦＥＣ処理回路３１２が、ステップＳ６１０によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを増減し（ステップＳ６１１）、一連の処理を終了する。

【0064】

ステップＳ６１０において発振器３１３の周波数がプラス方向に制御された場合は、ステップＳ６１１においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが追加される。ステップＳ６１０において発振器３１３の周波数がマイナス方向に制御された場合は、ステップＳ６１１においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが削減される。

【0065】

以上の各ステップにより、波長番号が奇数の通信装置３１０は、周波数変動量が増加すると、周波数変動量が増加しなくなるまで信号光の周波数をプラス方向に制御する。また、波長番号が偶数の通信装置３１０は、周波数変動量が前回より増加すると、周波数変動量が増加しなくなるまで信号光の周波数をマイナス方向に制御する。したがって、波長λｎ−２、λｎ−１、λｎ、λｎ＋１、…の各波長チャネルは、信号光の周波数をそれぞれマイナス、プラス、マイナス、プラス、…の方向に制御する。

【0066】

また、波長λｎ−２、λｎ−１、λｎ、λｎ＋１、…の各波長チャネルは、信号光の周波数をそれぞれゼロ、マイナス、ゼロ、マイナス…の方向に制御するようにしてもよい。ゼロの方向は、周波数を制御しないことを意味する。また、波長λｎ−２、λｎ−１、λｎ、λｎ＋１、…の各波長チャネルは、信号光の周波数をそれぞれゼロ、プラス、ゼロ、プラス…の方向に制御するようにしてもよい。

【0067】

また、波長λｎ−２、λｎ−１、λｎ、λｎ＋１、…の各波長チャネルは、信号光の周波数をそれぞれマイナス、ゼロ、プラス、マイナス、ゼロ、プラス、…の方向に制御するようにしてもよい。また、波長λｎ−２、λｎ−１、λｎ、λｎ＋１、…の各波長チャネルは、信号光の周波数をそれぞれプラス、ゼロ、マイナス、プラス、ゼロ、マイナス、…の方向に制御するようにしてもよい。

【0068】

このように、波長チャネルが隣接する複数の通信装置３１０の周波数制御回路３１８は、周波数変動量の増加が検出された場合に互いに異なる方向に信号光の周波数を変化させる。これにより、隣接する波長チャネルの各信号光の周波数が同じ方向に制御されることを回避し、隣接する波長チャネルの各信号光に周波数差を確実に与えることができる。

【0069】

図７は、Ｂ局側の通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。Ｂ局側の通信装置３２０は、たとえば図７に示す各ステップを繰り返し実行する。まず、ＦＥＣ処理回路３２６が、対向装置（通信装置３１０）との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立しているか否かを判断する（ステップＳ７０１）。対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立していない場合（ステップＳ７０１：Ｎｏ）は、一連の処理を終了する。

【0070】

ステップＳ７０１において、対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立している場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）は、変動検出回路３２４が、対向装置から受信した信号光の低速の強度変動成分を検出する（ステップＳ７０２）。これにより、対向装置から受信した信号光の周波数変動を検出することができる。つぎに、ＦＥＣ処理回路３２６が、ステップＳ７０２による周波数変動の検出結果を、対向装置との間のＦＥＣのＯＨ領域に格納し（ステップＳ７０３）、一連の処理を終了する。これにより、ステップＳ７０２による周波数変動の検出結果を対向装置へ送信することができる。

【0071】

（光受信回路および変動検出回路の具体例）
図８は、光受信回路および変動検出回路の具体例を示す図である。図８に示すモニタ回路８００は、図３に示した光受信回路３２１および変動検出回路３２４を実現する回路である。モニタ回路８００は、復調器８１０と、受光部８２０と、容量８３１と、抵抗８３２と、出力部８４１，８４２と、を備えている。

【0072】

復調器８１０は、位相変調された信号光８０１を強度変調の信号光に変換するマッハツェンダ型の干渉計である。具体的には、復調器８１０は、分岐部８１１と、導波路８１２，８１３と、干渉部８１４と、を備えている。分岐部８１１、導波路８１２，８１３および干渉部８１４は、たとえば基板上に形成された光導波路である。

【0073】

分岐部８１１は、入力された光（信号光）を分岐して、分岐した各光をそれぞれ導波路８１２および導波路８１３へ出力する。導波路８１２および導波路８１３のそれぞれは、分岐部８１１から出力された光を干渉部８１４へ出力する。また、導波路８１２および導波路８１３は遅延差を有し、干渉部８１４へ出力される各光には遅延差が生じる。

【0074】

導波路８１２および導波路８１３の遅延差は、干渉部８１４へ入力される各光のキャリア周波数の位相が揃うように制御される。干渉部８１４は、導波路８１２および導波路８１３から出力された各光を干渉させ、干渉により得られた各光を受光部８２０へ出力する。これにより、復調器８１０へ入力される位相変調の信号光が、強度変調の信号光に変換されて受光部８２０へ出力される。

【0075】

受光部８２０は、復調器８１０から出力された各光をバランス受信し、バランス受信により得られた信号（電気信号）を出力する。受光部８２０から出力された信号は、容量８３１を介して出力部８４１へ出力される。出力部８４１は、受光部８２０から出力された信号をＦＥＣ処理回路３２２へ出力する。これにより、信号光を復調した信号をＦＥＣ処理回路３２２へ出力することができる。

【0076】

抵抗８３２は、一端が受光部８２０と容量８３１との間に接続され、他端が接地されている。出力部８４２は、抵抗８３２と受光部８２０との間に接続されている。抵抗８３２はローパスフィルタとして動作するため、出力部８４２からは、受光部８２０から出力される信号の低速の強度変動成分（交流成分）が出力される。出力部８４２から出力される信号の低速の強度変動成分は、周波数変動の検出結果としてＦＥＣ処理回路３２６へ出力される。このように、受信した信号光の低速（一定の速度以下）の強度変動成分を検出することで、受信した信号光の周波数変動を検出することができる。

【0077】

図９は、信号光の周波数変動と低速の強度変動成分との関係を示す図である。図９において、横軸は経過時間［ｓｅｃ］を示し、左側の縦軸は受信された信号光の強度［ｄＢｍ］を示し、右側の縦軸は受信された信号光のＱ値を示している。

【0078】

図９は、隣接チャネルとの信号光の周波数差が２［Ｈｚ］と比較的小さく、信号光の周波数変動が比較的大きい場合の測定結果を示している。図９に示す強度変動９１１は、受信された信号光の強度の変動を示している。図９に示すＱ値変動９１２は、受信された信号光のＱ値の変動を示している。強度変動９１１およびＱ値変動９１２に示すように、隣接チャネルとの信号光の周波数差が２［Ｈｚ］である場合は、受信された信号光の強度およびＱ値が２［Ｈｚ］で変動する。

【0080】

図９の強度変動９１１に示すように、信号光の周波数差が比較的小さく、信号光の周波数変動が比較的大きい場合は、受信された信号光のパワーに低速（たとえば２［Ｈｚ］）の強度変動成分が現れる。したがって、たとえば図８に示したモニタ回路８００によって、受信した信号光の低速の強度変動成分を検出することで、受信した信号光の周波数変動を検出することができる。

【0081】

図１０は、光受信回路および変動検出回路の変形例を示す図である。図１０に示すモニタ回路１０００は、図３に示した光受信回路３２１および変動検出回路３２４を実現する回路である。ここでは、位相変調した２つの信号光を偏波多重した偏波多重信号光１００１を受信する場合について説明する。

【0082】

モニタ回路１０００は、ローカルオシレータ１０１０と、偏波ビームスプリッタ１０２１，１０２２と、分岐部１０３１〜１０３４と、遅延部１０３５，１０３６と、干渉部１０４１〜１０４４と、受光部１０５１〜１０５４と、容量１０６１〜１０６４と、抵抗１０７１と、出力部１０８１〜１０８５と、を備えている。ローカルオシレータ１０１０は、局発光を発振して偏波ビームスプリッタ１０２２へ出力する。ローカルオシレータ１０１０は、たとえばＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源である。

【0083】

偏波ビームスプリッタ１０２１には偏波多重信号光１００１が入力される。偏波ビームスプリッタ１０２１は、偏波多重信号光１００１をＨ偏波とＶ偏波に偏波分離する。そして、偏波ビームスプリッタ１０２１は、偏波分離したＨ偏波の光を分岐部１０３１へ出力し、Ｖ偏波の光を分岐部１０３３へ出力する。偏波ビームスプリッタ１０２２は、ローカルオシレータ１０１０から出力された局発光をＨ偏波とＶ偏波に偏波分離する。そして、偏波ビームスプリッタ１０２２は、偏波分離したＨ偏波の光を分岐部１０３２へ出力し、Ｖ偏波の光を分岐部１０３４へ出力する。

【0084】

分岐部１０３１は、偏波ビームスプリッタ１０２１から出力された光を分岐して、分岐した各光をそれぞれ遅延部１０３５および干渉部１０４２へ出力する。遅延部１０３５は、分岐部１０３１から出力された光を干渉部１０４１へ出力する。分岐部１０３２は、偏波ビームスプリッタ１０２２から出力された光を分岐して、分岐した各光をそれぞれ干渉部１０４１および干渉部１０４２へ出力する。

【0085】

分岐部１０３３は、偏波ビームスプリッタ１０２１から出力された光を分岐して、分岐した各光をそれぞれ遅延部１０３６および干渉部１０４４へ出力する。遅延部１０３６は、分岐部１０３３から出力された光を干渉部１０４３へ出力する。分岐部１０３４は、偏波ビームスプリッタ１０２２から出力された光を分岐して、分岐した各光をそれぞれ干渉部１０４３および干渉部１０４４へ出力する。

【0086】

干渉部１０４１は、遅延部１０３５から出力された光と、分岐部１０３２から出力された光と、を干渉させ、干渉により得られた各光を受光部１０５１へ出力する。干渉部１０４２は、分岐部１０３１から出力された光と、分岐部１０３２から出力された光と、を干渉させ、干渉により得られた各光を受光部１０５２へ出力する。

【0087】

干渉部１０４３は、遅延部１０３６から出力された光と、分岐部１０３４から出力された光と、を干渉させ、干渉により得られた各光を受光部１０５３へ出力する。干渉部１０４４は、分岐部１０３３から出力された光と、分岐部１０３４から出力された光と、を干渉させ、干渉により得られた各光を受光部１０５４へ出力する。

【0088】

受光部１０５１〜１０５４は、それぞれ干渉部１０４１〜１０４４から出力された各光をバランス受信し、バランス受信により得られた信号（電気信号）を出力する。受光部１０５１〜１０５４から出力された信号は、それぞれ、容量１０６１〜１０６４を介して出力部１０８１〜１０８４へ出力される。出力部１０８１〜１０８４は、それぞれ受光部１０５１〜１０５４から出力された各信号をＦＥＣ処理回路３２２へ出力する。ＦＥＣ処理回路３２２は、出力部１０８１〜１０８４から出力された各信号の誤り訂正復号を行う。

【0089】

抵抗１０７１は、一端が受光部１０５４と容量１０６４との間に接続され、他端が接地されている。出力部１０８５は、抵抗１０７１と受光部１０５４との間に接続されている。抵抗１０７１はローパスフィルタとして動作するため、出力部１０８５からは、受光部１０５４から出力される信号の低速の強度変動成分が出力される。出力部１０８５から出力される低速の強度変動成分は、信号光の周波数変動の検出結果としてＦＥＣ処理回路３２６へ出力される。

【0090】

図１０においては受光部１０５４に抵抗１０７１および出力部１０８５を接続する構成について説明したが、受光部１０５１〜１０５４の少なくともいずれかに抵抗１０７１および出力部１０８５を接続する構成とすればよい。このように、ローカルオシレータを用いるコヒーレント方式においても、受信した信号光の低速の強度変動成分を検出することで、受信した信号光の周波数変動を検出することができる。

【0091】

（周波数変動の検出の他の例）
図１１は、通信装置の変形例を示す図である。図１１において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、通信装置３２０のＦＥＣ処理回路３２２は、光受信回路３２１から出力された信号の品質を変動検出回路３２４へ出力する。信号の品質は、たとえば、ＦＥＣ処理において得られる単位時間当たりの信号の誤り訂正数や、単位時間当たりの信号の誤り率などである。

【0092】

変動検出回路３２４は、ＦＥＣ処理回路３２２から出力された信号の低速（一定の速度以下）の品質変動を検出する。信号の低速の品質変動は、たとえば、一定時間ごとに信号の品質の平均値を算出し、算出した一定時間ごとの各平均値の差を算出することによって検出することができる。

【0093】

図９のＱ値変動９１２に示したように、信号光の周波数変動が比較的大きい場合は、受信された信号光のＱ値に低速（たとえば２［Ｈｚ］）な変動が現れる。したがって、受信した信号光の低速の品質変動を検出することで、受信した信号光の周波数変動を検出することができる。

【0094】

このように、実施の形態１にかかる通信システム１００によれば、通信装置１１０が送信した信号光の周波数変動の検出結果に基づいて通信装置１１０が送信する信号光の周波数を変化させ、近接チャネル間の信号光に信号周波数の差を与えることができる。具体的には、通信装置１１０は、周波数変動の検出結果を通信装置１２０から受信することで、検出結果に基づいて信号光の周波数を変化させることができる。

【0095】

これにより、波長多重される各信号光のパワーや波長間隔などの状態が変化しても、近接チャネル間の信号光の位相に差を与え、相互位相変調効果による周波数変動を抑制することができる。このため、通信品質を向上させることができる。

【0096】

（実施の形態２）
（通信システム）
図１２は、実施の形態２にかかる通信システムを示す図である。図１２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施の形態２にかかる通信装置１１０は、図１に示した受信部１１２に代えて受信部１２１１を備えている。受信部１２１１は、通信装置１２０から出力された信号光を受信する。受信部１２１１は、受信した信号光を制御部１１３へ出力する。制御部１１３は、送信部１１１から送信される信号光の周波数を、受信部１２１１から出力された信号光の周波数に同期させる。

【0097】

実施の形態２にかかる通信装置１２０は、図１に示した送信部１２３に代えて送信部１２２１および制御部１２２２を備えている。送信部１２２１は、信号光を通信装置１１０へ送信する。検出部１２２は、周波数変動の検出結果を制御部１２２２へ出力する。制御部１２２２は、検出部１２２から出力された検出結果に基づいて、送信部１２２１から送信される信号光の周波数を制御する。

【0098】

このように、通信装置１２０は、通信装置１１０へ送信する信号光の周波数を、通信装置１１０から受信した信号光の周波数変動の検出結果に基づいて変化させる。これに対して、通信装置１１０は、通信装置１２０へ送信する信号光の周波数を、通信装置１２０から受信した信号光に同期させることで、信号光の周波数変動の検出結果に基づいて信号光の周波数を変化させることができる。

【0099】

実施の形態２にかかる通信システムの具体例は、たとえば図２に示した通信システム２００と同様である。

【0100】

（通信装置）
図１３は、通信装置の具体例を示す図である。図１３において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示した受信部１２１１は、たとえば光受信回路３１５によって実現することができる。図１３に示すように、実施の形態２にかかる通信装置３１０の光受信回路３１５は、通信装置３２０から受信した信号をＦＥＣ処理回路３１６および周波数制御回路３１８へ出力する。

【0101】

周波数制御回路３１８は、発振器３１３が出力するクロック信号の周波数を、光受信回路３１５から出力された信号の周波数に同期させる。この場合は、発振器３１３および周波数制御回路３１８は、位相同期回路（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）などによって実現することができる。これにより、光送信回路３１４が送信する信号光の周波数を、光受信回路３１５から受信した信号光の周波数と同期させることができる。

【0102】

実施の形態２にかかる通信装置３２０は、図３に示した構成に加えて周波数制御回路１３２１を備えている。図１２に示した送信部１２２１は、たとえばＦＥＣ処理回路３２６、発振器３２７および光送信回路３２８によって実現することができる。図１２に示した制御部１２２２は、たとえば周波数制御回路１３２１、発振器３２７およびＦＥＣ処理回路３２６によって実現することができる。

【0103】

変動検出回路３２４は、周波数変動の検出結果を周波数制御回路１３２１へ出力する。周波数制御回路１３２１は、変動検出回路３２４から出力された周波数変動の検出結果に基づいて、発振器３２７が出力するクロック信号の周波数を制御する。周波数制御回路１３２１による周波数変動の検出結果に基づく周波数の制御は、実施の形態１にかかる周波数制御回路３１８による周波数変動の検出結果に基づく周波数の制御と同様である。

【0104】

発振器３２７は、発振したクロック信号をＦＥＣ処理回路３２６および光送信回路３２８へ出力する。また、発振器３２７は、周波数制御回路１３２１の制御によって、出力するクロック信号の周波数を変化させる。発振器３２７は、たとえばＶＣＯによって実現することができる。

【0105】

ＦＥＣ処理回路３２６は、発振器３２７から出力されるクロック信号の周波数に応じて、ＦＥＣのＯＨに格納するスタッフビットの数を調節する。ＦＥＣ処理回路３２６によるスタッフビットの数の調節は、実施の形態１にかかるＦＥＣ処理回路３１２によるスタッフビットの数の調節と同様である。

【0106】

これにより、通信装置３１０から通信装置３２０へ送信された信号光の周波数変動の検出結果に基づいて、通信装置３２０から通信装置３１０へ送信される信号光の周波数が変化する。これに対して、通信装置３１０は、通信装置３２０へ送信する信号光の周波数を、通信装置３２０から送信された信号光の周波数に同期させる。これにより、通信装置３１０は、通信装置３２０へ送信する信号光の周波数変動の検出結果に基づいて、通信装置３２０へ送信する信号光の周波数を変化させることができる。

【0107】

また、通信装置３１０，３２０のそれぞれが、通信装置３１０，３２０の各機能を兼ね備えるようにしてもよい。たとえば、通信装置３１０は、光受信回路３１５から受信した信号光の周波数変動を検出し、検出結果に基づいて、光送信回路３１４から送信する信号光の周波数を変化させる。通信装置３２０は、光受信回路３２１において受信した信号光の周波数に、光送信回路３２８から送信する信号光の周波数を同期させる。

【0108】

これにより、通信装置３１０の動作と通信装置３２０の動作とを入れ替えて行うことも可能になる。たとえば、通信装置３１０，３２０のいずれかをマスタ装置として設定し、他方をスレーブ装置として設定する。そして、通信装置３１０，３２０のうちのマスタ装置は図３に示した通信装置３２０として動作し、スレーブ装置は図３に示した通信装置３１０として動作するようにする。

【0109】

図１３に示した光受信回路３２１および変動検出回路３２４の具体例については、図８や図１０に示した具体例と同様である。また、図１３に示した通信装置３１０および通信装置３２０を、末端の通信装置としてもよい（たとえば図４参照）。また、受信した信号光の低速の品質変動を検出することで、受信した信号光の周波数変動を検出する構成としてもよい（たとえば図１１参照）。

【0110】

（通信装置の処理）
図１４は、通信装置の処理の一例を示すフローチャートである。通信装置３１０または通信装置３２０（以下、実行装置と称する）は、たとえば図１４に示す各ステップを繰り返し実行する。まず、実行装置は、対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。ここで、実行装置が通信装置３１０である場合は、対向装置は通信装置３２０である。実行装置が通信装置３２０である場合は、対向装置は通信装置３１０である。

【0111】

ステップＳ１４０１において、対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立している場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）は、実行装置は、自装置がマスタ装置か否かを判断する（ステップＳ１４０２）。自装置がマスタ装置である場合（ステップＳ１４０２：Ｙｅｓ）は、実行装置は、対向装置から受信した信号光から周波数変動（低速の強度変動成分）を検出したか否かを判断する（ステップＳ１４０３）。周波数変動を検出していない場合（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）は、ステップＳ１４１１へ移行する。

【0112】

ステップＳ１４０３において、周波数変動を検出した場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）は、実行装置は、自局の波長番号が奇数であるか否かを判断する（ステップＳ１４０４）。自局の波長番号が奇数である場合（ステップＳ１４０４：Ｙｅｓ）は、実行装置は、発振器の周波数をプラス方向に制御する（ステップＳ１４０５）。つぎに、実行装置は、ステップＳ１４０５によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを追加し（ステップＳ１４０６）、一連の処理を終了する。

【0113】

ステップＳ１４０４において、自局の波長番号が奇数でない場合（ステップＳ１４０４：Ｎｏ）は、実行装置は、発振器の周波数をマイナス方向に制御する（ステップＳ１４０７）。つぎに、実行装置は、ステップＳ１４０７によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを削減し（ステップＳ１４０８）、一連の処理を終了する。

【0114】

ステップＳ１４０２において、自装置がマスタ装置でない場合（ステップＳ１４０２：Ｎｏ）は、実行装置は、対向装置からの信号光の周波数に発振器の周波数を同期させる（ステップＳ１４０９）。つぎに、実行装置は、ステップＳ１４０９によって同期された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを増減し（ステップＳ１４１０）、一連の処理を終了する。

【0115】

ステップＳ１４０９において発振器３２７の周波数がプラス方向に制御された場合は、ステップＳ１４１０においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが追加される。ステップＳ１４０９において発振器３２７の周波数がマイナス方向に制御された場合は、ステップＳ１４１０においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが削減される。

【0116】

ステップＳ１４０１において、対向装置との間でＦＥＣのＯＨ通信が確立していない場合（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）は、実行装置は、発振器の周波数を初期値方向に制御する（ステップＳ１４１１）。つぎに、実行装置は、ステップＳ１４１１によって制御された周波数に応じてＦＥＣのＯＨのスタッフビットを増減し（ステップＳ１４１２）、一連の処理を終了する。

【0117】

ステップＳ１４１１において発振器の周波数がプラス方向に制御された場合は、ステップＳ１４１２においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが追加される。ステップＳ１４１１において発振器の周波数がマイナス方向に制御された場合は、ステップＳ１４１２においてＦＥＣのＯＨのスタッフビットが削減される。

【0118】

図３に示した例では、ステップＳ１４０２において、通信装置３１０は自装置がマスタ装置でないと判断し、通信装置３２０は自装置がマスタ装置であると判断する。この場合は、波長チャネルが隣接する複数の通信装置３２０の周波数制御回路１３２１は、周波数変動量の増加が検出された場合に互いに異なる方向に信号光の周波数を変化させる。これにより、隣接する波長チャネルの各信号光の周波数が同じ方向に制御されることを回避し、隣接する波長チャネルの各信号光に周波数差を確実に与えることができる。

【0119】

このように、実施の形態２にかかる通信システム１００によれば、通信装置１１０が送信した信号光の周波数変動の検出結果に基づいて通信装置１１０が送信する信号光の周波数を変化させ、近接チャネル間の信号光に信号周波数の差を与えることができる。具体的には、通信装置１１０は、送信する信号光の周波数を通信装置１２０から受信した信号光に同期させることで、検出結果に基づいて信号光の周波数を変化させることができる。

【0120】

これにより、波長多重される各信号光のパワーや波長間隔などの状態が変化しても、近接チャネル間の信号光の位相に差を与え、相互位相変調効果による周波数変動を抑制することができる。このため、通信品質を向上させることができる。

【0121】

（非線形効果による周波数変動）
図１５−１は、信号光の伝送後のスペクトラム（非線形効果が弱）を示す図である。図１５−２は、信号光の伝送後のスペクトラム（非線形効果が強）を示す図である。図１５−１および図１５−２において、横軸は波長［ｎｍ］を示し、縦軸は信号光のパワー［２ｄＢ／Ｄｉｖ］を示している。

【0122】

図１５−１および図１５−２は、ＲＺ−ＤＰＳＫによって変調された信号光の伝送後の測定結果を示している。信号速度は１０．７１［ＧＨｚ］、波長間隔は２５［ＧＨ］とした。図１５−１に示すスペクトラム１５０１は、伝送路の非線形効果が比較的弱い場合における信号光の伝送後のスペクトラムである。図１５−２に示すスペクトラム１５０２は、伝送路の非線形効果が比較的強い場合における信号光の伝送後のスペクトラムである。

【0123】

スペクトラム１５０１，１５０２のそれぞれは、スペクトルを重ねてトレースしたものであり、波長（周波数）が変動するほど横軸方向にぶれる。スペクトラム１５０１，１５０２に示すように、伝送路の非線形効果が比較的大きい場合は、伝送路の非線形効果が比較的小さい場合よりもスペクトラムが波長（周波数）方向に変動することが分かる。

【0124】

（近接チャネルとの周波数差による周波数変動の抑制）
図１６−１〜図１６−６は、近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光の伝送後のスペクトラムを示す図である。図１６−１〜図１６−６にそれぞれ示すスペクトラム１６０１〜１６０６は、図１５−２に示したスペクトラム１５０２と同様の条件において、近接チャネルとの間に周波数差を与えた信号光である。

【0125】

図１６−１のスペクトラム１６０１は、近接チャネルとの間に０．０１［ｐｐｍ］（１１０［Ｈｚ］）の周波数差を与えた信号光である。図１６−２のスペクトラム１６０２は、近接チャネルとの間に０．１［ｐｐｍ］（１．１［ｋＨｚ］）の周波数差を与えた信号光である。図１６−３のスペクトラム１６０３は、近接チャネルとの間に０．２［ｐｐｍ］（２．２［ｋＨｚ］）の周波数差を与えた信号光である。

【0126】

図１６−４のスペクトラム１６０４は、近接チャネルとの間に０．５［ｐｐｍ］（５．５［ｋＨｚ］）の周波数差を与えた信号光である。図１６−５のスペクトラム１６０５は、近接チャネルとの間に１［ｐｐｍ］（１１［ｋＨｚ］）の周波数差を与えた信号光である。図１６−６のスペクトラム１６０６は、近接チャネルとの間に２［ｐｐｍ］（２２［ｋＨｚ］）の周波数差を与えた信号光である。

【0127】

図１５−２に示したスペクトラム１５０２およびスペクトラム１６０１に示すように、近接チャネルとの周波数差が０［ｐｐｍ］である信号光に比べて、近接チャネルとの周波数差が０．０１［ｐｐｍ］である信号光は周波数変動が抑えられている。また、スペクトラム１６０１，１６０２に示すように、近接チャネルとの周波数差が０．０１［ｐｐｍ］である信号光に比べて、近接チャネルとの周波数差が０．１［ｐｐｍ］である信号光は周波数変動が抑えられている。

【0128】

また、スペクトラム１６０３〜１６０６に示すように、近接チャネルとの周波数差が０．２［ｐｐｍ］以上である信号光は周波数変動がほぼ完全に抑えられている。このように、信号光における近接チャネルとの周波数差を大きくするほど、信号光の周波数変動を抑えることができる。

【0129】

図１７は、近接チャネルとの間の周波数差とＱ値との関係を示すグラフである。図１７において、横軸は近接チャネルとの間の周波数差［ｐｐｍ］を示し、縦軸は信号光の伝送後のＱ値［ｄＢ］を示している。Ｑ値特性１７０１は、近接チャネルとの間の周波数差に対する、信号光のＱ値の最良値の特性を示している。Ｑ値特性１７０２は、近接チャネルとの間の周波数差に対する、信号光のＱ値の最悪値の特性を示している。

【0130】

Ｑ値特性１７０２に示すように、近接チャネルとの間の信号光の周波数差を大きくするほど、信号光の伝送後のＱ値の最悪値が向上することが分かる。特に、信号光の近接チャネルとの周波数差を０．２［ｐｐｍ］以上とすることで、信号光の伝送後のＱ値の最悪値を最良値付近まで向上させることができる。

【0131】

以上説明したように、通信装置、多重通信装置、通信システムおよび通信方法によれば、送信した信号光の周波数変動の対向装置での検出結果に基づいて、送信する信号光の周波数を変化させる。これにより、近接チャネル間に信号光の周波数差を与えて信号光の周波数変動を抑制し、通信品質を向上させることができる。

【0132】

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0133】

（付記１）位相変調した信号光であって他の光と波長多重されて対向装置へ伝送される信号光を送信する送信部と、
前記送信部によって送信された信号光の周波数変動の前記対向装置での検出結果に基づいて、前記送信部によって送信される信号光の周波数を変化させる制御部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

【0134】

（付記２）前記検出結果を前記対向装置から受信する受信部を備え、
前記制御部は、前記受信部によって受信された検出結果に基づいて前記信号光の周波数を変化させることを特徴とする付記１に記載の通信装置。

【0135】

（付記３）前記受信部は、前記対向装置からの信号のオーバーヘッドに格納された前記検出結果を受信することを特徴とする付記２に記載の通信装置。

【0136】

（付記４）前記オーバーヘッドは、前方誤り訂正のオーバーヘッドであることを特徴とする付記３に記載の通信装置。

【0137】

（付記５）前記対向装置が前記検出結果に基づいて周波数を変化させて送信する信号光を受信する受信部を備え、
前記制御部は、前記受信部によって受信された信号光の周波数に、前記送信部によって送信される信号光の周波数を同期させることを特徴とする付記１に記載の通信装置。

【0138】

（付記６）前記制御部は、前記送信部によって送信される信号光に含まれるスタッフビットの量を変化させることで前記周波数を変化させることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の通信装置。

【0139】

（付記７）前記スタッフビットは、前方誤り訂正のスタッフビットであることを特徴とする付記６に記載の通信装置。

【0140】

（付記８）付記１〜７のいずれか一つに記載の通信装置と、
前記通信装置によって送信された信号光と他の光とを波長多重する合波器と、
を備えることを特徴とする多重通信装置。

【0141】

（付記９）互いに波長チャネルが隣接する複数の前記通信装置を備え、
前記合波器は、前記複数の通信装置によって送信された信号光を波長多重し、
前記複数の通信装置の前記制御部は、互いに異なる方向に前記周波数を変化させることを特徴とする付記８に記載の多重通信装置。

【0142】

（付記１０）位相変調した信号光を送信する第一通信装置と、
前記第一通信装置によって送信されて他の光と波長多重されて伝送された信号光を受信し、受信した信号光の周波数変動を検出する第二通信装置と、
を含み、
前記第一通信装置は、前記第二通信装置によって検出された周波数変動に基づいて、前記第二通信装置へ送信する信号光の周波数を変化させることを特徴とする通信システム。

【0143】

（付記１１）前記第二通信装置は、前記周波数変動の検出結果を前記第一通信装置へ送信し、
前記第一通信装置は、前記第二通信装置によって送信された検出結果に基づいて前記信号光の周波数を変化させることを特徴とする付記１０に記載の通信システム。

【0144】

（付記１２）前記第二通信装置は、前記第一通信装置へ送信する信号光の周波数を前記周波数変動の検出結果に基づいて変化させ、
前記第一通信装置は、前記第二通信装置へ送信する信号光の周波数を、前記第二通信装置から送信された信号光の周波数に同期させることを特徴とする付記１０に記載の通信システム。

【0145】

（付記１３）前記第二通信装置は、前記第一通信装置から受信した信号光の一定の速度以下の強度変動成分を検出することで前記周波数変動を検出することを特徴とする付記１０〜１２のいずれか一つに記載の通信システム。

【0146】

（付記１４）前記第二通信装置は、前記第一通信装置から受信した信号光の一定の速度以下の品質変動を検出することで前記周波数変動を検出することを特徴とする付記１０〜１２のいずれか一つに記載の通信システム。

【0147】

（付記１５）位相変調した信号光を送信する第一通信装置と、前記第一通信装置によって送信されて他の光との波長多重によって伝送された信号光を受信する第二通信装置と、による通信方法において、
前記第二通信装置が、前記第一通信装置から受信した信号光の周波数変動を検出し、
前記第一通信装置が、前記第二通信装置によって検出された周波数変動に基づいて、前記第二通信装置へ送信する信号光の周波数を変化させることを特徴とする通信方法。

【符号の説明】

【0148】

１００，２００ 通信システム
５００ フレーム
８００，１０００ モニタ回路
８０１ 信号光
８１０ 復調器
８１１，１０３１〜１０３４ 分岐部
８１２，８１３ 導波路
８１４，１０４１〜１０４４ 干渉部
８２０，１０５１〜１０５４ 受光部
８３１，１０６１〜１０６４ 容量
８３２，１０７１ 抵抗
８４１，８４２，１０８１〜１０８５ 出力部
９１１ 強度変動
９１２ Ｑ値変動
１００１ 偏波多重信号光
１０２１，１０２２ 偏波ビームスプリッタ
１０３５，１０３６ 遅延部
１５０１，１５０２，１６０１〜１６０６ スペクトラム
１７０１，１７０２ Ｑ値特性

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15-1】

【図15-2】

【図16-1】

【図16-2】

【図16-3】

【図16-4】

【図16-5】

【図16-6】

【図17】