光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统

摘要

通过配置于光发送机(3)的前级的发送机补偿部(8)进行光发送机(3)的传输特性的补偿的一部分。通过配置于光接收机(5)的后级的接收机补偿部(12)进行光发送机(3)的传输特性的补偿的剩余部分以及光接收机(5)的传输特性的补偿。设定发送机补偿部(8)的发送机补偿特性，以使发送机补偿部(8)的输出信号的峰均功率比成为预定值以下。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光通信中的光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统。

背景技术

在数字相干光通信中，通过利用数字信号处理对光发送机、光纤传输线路以及光接收机中产生的信号的失真进行补偿，能够进行数十Gbit/s以上的大容量传输。由此，能够实现削减了传送途中的中继数量的远距离传输。另外，关于信号的调制方式，不仅能够应用QPSK，还能够应用16QAM或者256QAM等的高多值调制，因此能够较大地增加传输速率。

随着传输速率的增加和多值化，在光收发机中要求宽频带良好的传输特性。该光收发机的传输信号的传输特性由传递函数表现，通过收发机侧各自的补偿电路进行补偿。随着传输速率的增加，要求提高补偿精度。因此，在发送侧对光发送机中的失真进行了补偿。由此，在接收侧，进行针对传输路径和光接收机中的失真的补偿即可。

在专利文献1中，公开了根据训练信号检测光发送机的波形失真并在光发送机中进行校正的方法。在专利文献2中，公开了一种对发送侧的IQ调制器中的失真进行补偿的装置和方法。在专利文献3中，公开了一种在线性调制方式的无线通信系统用的光发送机中进行宽频带且高精度的非线性失真的补偿的装置。在该系统中，由光发送机检测失真并进行该失真的补偿。根据失真的补偿动作，光发送机能够基本上形成平坦的传输特性。

在专利文献4中示出了如下所述的结构：即，在光发送机的非线性信号失真补偿部中事先对由于光发送机的半导体光放大器而在发送信号中产生的非线性信号失真进行补偿的结构、以及通过光接收机的非线性失真补偿部仅在接收侧对在该发送信号中产生的非线性信号失真进行补偿(均衡)的结构。即，除了在发送机中形成平坦的传输特性的结构以外，还示出了将在接收侧对其全部进行均衡的结构。

在专利文献5中，公开了一种配置光通信系统时的校正方法。在该校正方法中，进行表示光发送机的传输特性的传递函数的估计，对发送机补偿部设定该逆传递函数。进行表示光接收机的传输特性的传递函数的估计，对接收机补偿部设定该逆传递函数。由此，光发送机的特性以及光接收机的特性原则上分别成为平坦的特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－072942号公报

专利文献2：日本特许4268760号公报

专利文献3：日本特开2001－060883号公报

专利文献4：日本特开2018－19255号公报

专利文献5：日本特许6319487号公报

发明内容

发明要解决的问题

发送侧的光发送机一般具有低通型的传输特性。为了对其进行补偿，在事先的补偿电路中，设定强调高频区域的补偿特性，将包括补偿电路和光发送机的发送侧的传输特性设为平坦的特性。在发送侧的传输特性被平坦化的情况下，接收侧的补偿是对光纤传输路径以及光接收机的传输特性进行的。

但是，当将发送侧的补偿电路的补偿特性设为强调高频区域的特性时，高频增加，波形的上升变得急剧，结果导致过冲(overshoot)变大。由此，存在如下问题：PAPR(Peak toAverage Power Ratio：峰均功率比)变大，在发送侧的光发送机中产生非线性效应而导致传输特性劣化。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于得到能够防止光发送机中产生非线性效应而导致传输特性劣化的光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统。

用于解决问题的手段

根据本发明的光传输特性补偿方法是对经由光传输路径而彼此连接的光发送机和光接收机的传输特性进行补偿的方法，其中，所述方法具有如下步骤：通过配置于所述光发送机的前级的发送机补偿部进行所述光发送机的传输特性的补偿的一部分；以及通过配置于所述光接收机的后级的接收机补偿部进行所述光发送机的传输特性的补偿的剩余部分以及所述光接收机的传输特性的补偿的步骤，设定所述发送机补偿部的发送机补偿特性，以使所述发送机补偿部的输出信号的峰均功率比成为预定值以下。

发明效果

通过本发明，能够防止光发送机中产生非线性效应而导致传输特性劣化。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图2是示出比较例所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图3是示出实施方式2所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图4是示出实施方式3所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图5是示出实施方式4所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图6是示出实施方式5所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图7是示出实施方式6所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图8是示出实施方式7所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图9是示出实施方式8所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图10是示出实施方式9所涉及的光传输特性补偿系统的图。

图11是示出实施方式10所涉及的光传输特性补偿系统的图。

具体实施方式

参照附图对实施方式所涉及的光传输特性补偿方法以及光传输特性补偿系统进行说明。对相同或者对应的结构要素赋予相同的标号，省略反复的说明。

实施方式1.

图1是示出实施方式1所涉及的光传输特性补偿系统的图。该光传输特性补偿系统对经由光纤传输路径1而彼此连接的发送装置2的光发送机3和接收装置4的光接收机5的传输特性进行补偿。

在发送装置2中，信号处理部6对输入数据进行纠错编码等。频带限制滤波器7对信号处理部6的输出数据进行频带限制。配置于光发送机3的前级的发送机补偿部8事先对后级的光发送机3的传输特性进行补偿。但是，如下所述，发送机补偿部8仅进行光发送机3的传输特性的部分补偿。

PAPR计算部9计算发送机补偿部8的输出信号的PAPR(峰均功率比)。假设在对发送机补偿部8设定了光发送机3的传输特性的逆特性的情况下，发送机补偿部8的输出信号由已知的频带限制滤波器7的输出信号的波形以及光发送机3的传输特性的逆特性来确定。因此，也能够根据光发送机3的传输特性求出PAPR。

发送机补偿特性设定部10为了降低光发送机3中的非线性效应的影响，计算使得发送机补偿部8的输出信号的PAPR成为预定值以下这样的发送机补偿特性并对发送机补偿部8进行设定。具体而言，将用于抑制非线性效应的非线性抑制特性叠加到对光发送机3的传输特性进行补偿的通常的补偿特性来求出发送机补偿特性。如后所述，发送机补偿特性设定部10也参考接收装置4的信号质量测量部11的测量结果调整非线性抑制特性来求出发送机补偿特性。

光发送机3包括D/A转换器、正交调制器、缓冲放大器等模拟电路，将从发送机补偿部8输入的电信号转换为光信号并供给至光纤传输路径1。当发送机补偿部8的输出信号的PAPR较大时，在正交调制器以及缓冲放大器等的模拟电路中会产生非线性效应。此外，在应由D/A转换器形成的模拟信号的振幅为D/A转换器能够形成的振幅以上的情况下，该振幅以上的信号被限幅(clip)。该限幅后的信号被供给至光发送机3的正交调制器以及缓冲放大器等。此时，将信号的一定区间的样本中的被限幅的样本数称为限幅率(Clipping rate)。限幅率越高，信号的PAPR越降低。因此，PAPR计算部9也可以考虑D/A转换器的限幅率来计算PAPR。

光纤传输路径1向接收装置4的光接收机5传输从发送装置2的光发送机3输出的光信号。光接收机5包括正交解调器、缓冲放大器等的模拟电路，将从光纤传输路径1接收到的光信号转换为电信号。

配置于光接收机5的后级的接收机补偿部12主要进行光接收机5的传输特性的补偿。如下所述，接收机补偿部12还进行未被发送机补偿部8补偿的光发送机3的传输特性的补偿的剩余部分。

接收机补偿特性设定部13设定接收机补偿部12的接收机补偿特性。频带限制滤波器14对接收机补偿部12的输出信号进行频带限制。信号处理部15对频带限制滤波器7的输出信号进行光纤传输路径1的传输特性的补偿以及频率偏移补偿等的各种信号处理，再现输入数据。信号质量测量部11测量由信号处理部15所再现的数据的错误率特性。

另外，在本说明书中，“平坦化”或者“平坦特性”是指通带特性是平坦的。“频带特性”以及“传输特性”是指通带中的频率特性。“传递函数”是指以函数的方式表现“传输特性”。发送机综合特性是整合发送机补偿部8与光发送机3而得到的特性。接收机综合特性是整合光接收机5与接收机补偿部12而得到的特性。送接收机综合特性是整合发送机综合特性与接收机综合特性而得到的特性。

接着，对本实施方式所涉及的光传输特性补偿系统的基本动作进行说明。

[步骤1]

PAPR计算部9计算发送机补偿部8的输出信号的PAPR。发送机补偿特性设定部10计算使得PAPR成为预定值以下这样的发送机补偿特性，并对发送机补偿部8设定。由此，能够将发送机补偿部8的输出信号的PAPR设为预定值以下，下一级的光发送机3中的非线性效应被抑制。因此，此时的发送机补偿特性被视为非线性抑制补偿特性。另外，即使PAPR由于步骤3的基于BER的调整而成为预定值以上，如果被设定为预定值的附近的值，则非线性效应被抑制。但是，发送机补偿部8和光发送机3的发送机综合特性不一定平坦。

这种非线性抑制补偿特性也能够根据PAPR直接计算，但也可以在配置了平坦的发送机综合特性之后，将用于抑制非线性效应的追加特性(非线性抑制特性)叠加到此时的发送机补偿特性而得到。非线性抑制特性基本上只要是能够抑制高频的特性即可，例如，高斯特性、超高斯特性、以及排除光发送机3的传输特性的波动量并进行平均化而得到的特性中的任意一个或者它们的组合。此外，也可以在满足PAPR的设定条件的范围(能够得到期望的非线性抑制的范围)内，将光纤传输路径1的补偿特性的全部或者一部分叠加到发送机补偿部8的发送机补偿特性。

[步骤2]

接收机补偿特性设定部13调整接收机补偿部12的接收机补偿特性，以使接收机补偿部12的输出信号的传输特性成为预定的特性。具体而言，计算整合发送机补偿部8、光发送机3、光接收机5以及接收机补偿部12而得到的特性即收发机综合特性成为平坦特性这样的接收机补偿特性，并对接收机补偿部12设定。该接收机补偿特性例如是通过将与发送机补偿特性的通常特性的差(相当于用于抑制步骤1的非线性效应的追加特性)的逆特性叠加到本来将接收机综合特性设为平坦特性的通常的接收机补偿特性而求出的。

另外，也可以对接收机补偿特性进一步附加提高波特率的1/2的频率的振幅成分的特性。由此，收发机综合特性成为提高波特率的1/2的频带的特性，因此时钟再现用的信号成分增加，在接收装置4中，能够高速且高精度地进行波特率的时钟再现。

[步骤3]

在设定有发送机补偿部8和接收机补偿部12的补偿特性之后，信号质量测量部11测量错误率(BER)特性作为信号质量。对于BER特性，例如能够从发送装置2输入已知的随机信号，在信号处理部15的输出中通过与其进行比较而容易地求出。通过改变光发送机3的输出、或者改变光接收机5的输入，能够求出针对光信噪比(OSNR：optical signal to noiseratio)的BER特性。另外，BER特性的测量并不限定于上述方法，能够进行各种方法。另外，信号质量的比较不限于BER特性，也可以测量OSNR本身、光信号与(噪声+失真)之比、或者Q值等表示信号质量的指标，并与预定的值进行比较。失真包括由于非线性效应引起的失真。在以后的BER特性的说明中也是同样的。

将测量出的BER特性与预定的OSNR进行比较，以如下所述的方式调整发送机补偿特性设定部10中的发送机补偿特性。在从接收机补偿部12的输出信号中得到预定的错误率(预定的信号质量)的OSNR大于预定的OSNR的情况下，即在OSNR有富余的情况下，调整对发送机补偿特性设定部10设定的发送机补偿特性，以降低发送机补偿部8的输出的PAPR。接着，在步骤2中求出接收机补偿部12的接收机补偿特性。进行该步骤直至得到预定错误率的OSNR成为预定的OSNR为止。由此，能够在OSNR的富余的范围内降低PAPR，能够进一步降低光发送机3的非线性效果。另一方面，在得到预定的错误率的OSNR小于预定的OSNR的情况下，即在不满足期望的错误率的情况下，调整对发送机补偿特性设定部10设定的发送机补偿特性，以提高发送机补偿部8的输出信号的PAPR。接着，在步骤2中求出接收机补偿部12的接收机补偿特性。进行该步骤直至得到预定错误率的OSNR成为预定的OSNR为止。在该情况下，PAPR可能大于预定值，但优先进行基于OSNR的增加的BER特性的改善。如果PAPR能够设定为预定值前后的值，则能够期待某种程度的非线性效应的抑制。

接着，与比较例比较来对本实施方式的效果进行说明。图2是示出比较例所涉及的光传输特性补偿系统的图。在比较例中，通过发送机补偿部8的补偿特性对光发送机3的频带特性进行补偿，发送装置2的发送机综合特性成为平坦特性。通过接收机补偿部12的补偿特性对光接收机5的频带特性进行补偿，接收装置4的接收机综合特性成为平坦特性。此时，将发送机综合特性成为平坦特性的发送机补偿部8的补偿特性称为“通常发送机补偿特性(conventional transmission compensation characteristics)”，将接收机综合特性成为平坦特性的接收机补偿部12的补偿特性称为“通常接收机补偿特性(conventionalreception compensation characteristics)”。以后也是同样的。

一般而言，光发送机3的传输特性在频率较高的区域中振幅成分变小，有时成为与等腰三角形相似的特性。此外，附加有由于在由光发送机内的信号线上存在的阻抗不匹配点产生的高频反射而特定的频率成分强调或衰减而产生的波动成分。因此，发送机补偿部8被设定用于对高频中的振幅成分的降低化和波动成分进行补偿的补偿特性。因此，作为光发送机3的预补偿，发送机补偿部8的输出信号的高频区域中的振幅成分被增强(enhance)。当高频成分被增强时，信号发生急剧的变化，由此PAPR增加。当具有增加的PAPR的信号被供给至光发送机3时，由于光发送机3内的调制器或者放大器的非线性区域而产生非线性效应，光发送机3的输出波形产生较大的失真。另外，由于D/A转换器也限定了分辨率(resolution)，因此PAPR较大的信号的信号质量劣化。这些非线性效应引起的失真难以通过滤波器的补偿以及OSNR的增加而改善。因此，需要在通过光发送机3的时刻抑制非线性效应。

与此相对，在本实施方式中，在步骤1中，PAPR计算部9计算设定有通常发送机补偿特性的发送机补偿部8的输出信号的PAPR。另外，通常发送机补偿特性能够根据光接收机5的传输特性直接计算。发送机补偿特性设定部10将抑制高频成分的增强的追加特性叠加到通常发送机补偿特性，以成为预定的PAPR。追加特性例如是高斯特性。但是，作为进一步抑制高频成分的增强的特性，也可以是频带形状的自由度比高斯特性高的超高斯特性(也包括将高斯特性平方而得到的特性)。例如，超高斯特性用以下的数式表示。

f(x)＝exp{-(log2/2)*(x/Bw)^(2*order)}

其中，x是与频率关联的变量，Bw是3dB频带，order是级次。除此以外，追加特性也可以是将光发送机3的传输特性的波动部分平均化而得到的特性。

通过该追加特性的叠加，本实施方式的发送机补偿部8的发送机补偿特性与比较例的发送机补偿部8的通常发送机补偿特性相比，高频区域的振幅特性变低。而且，发送机综合特性与比较例的平坦特性相比，高频区域的振幅特性也变低。由此，能够防止光发送机3中产生非线性效应而导致传输特性劣化。另外，也可以在满足PAPR的设定条件的范围内，将光纤传输路径1的补偿特性的全部或一部分叠加到发送机补偿特性。

如上所述，由于追加特性(非线性抑制特性)在发送机补偿部8中未补偿，因此需要通过接收机补偿部12对该部分进行补偿。即，在接收装置4的接收机补偿部12中，设定将对接收机综合特性平坦化的通常接收机补偿特性叠加到发送装置2的追加特性的逆特性而得到的特性。例如，在发送装置2的追加特性为高斯特性的情况下，其逆特性成为增加了高频区域的振幅特性的特性。在超高斯特性的情况下，高频区域的振幅特性进一步变大。另外，即使接收机补偿特性的高频区域的补偿量增大，由于接收机补偿部12的后级是数字处理部，因此不用担心如发送装置2那样的由较大的PAPR引起的非线性效应。通过该接收机补偿，收发整体的收发机综合性能够成为平坦的特性。

但是，根据验证的结果可知，如上述所述，在通过接收装置4对发送机补偿部8中的未补偿量进行补偿的结构中，会发生其他问题。在上述的结构中，由于追加特性在发送机补偿部8中未补偿，因此作为光发送机3的传输特性的未补偿的部分被传输至接收装置4。具体而言，在光发送机3的输出信号的频谱中，在高频区域的振幅特性较低的状态下被传送至接收装置4。在接收装置4中，为了对发送机补偿部8的未补偿量进行补偿，在接收机补偿部12中高频区域的补偿量增加。此时，一般而言，接收装置4中附加有由放大器等产生的噪声，因此针对噪声，高频区域的成分也变大。由此，与发送装置2中波形被完全补偿的情况相比，接收机补偿部12的输出侧中的OSNR劣化。特别是，如远距离传输那样的噪声的影响大的情况下，通过实验验证可知，当对接收机补偿特性追加的特性部分被强调时，OSNR劣化，有时无法充分得到补偿效果。另外，当增大接收装置4中的补偿量时，补偿幅度变大，在相同的量化位数的情况下，设想分辨率(ENOB)也劣化的情况。因此，对发送机补偿部8设定使得成为预定值以下的PAPR这样的非线性抑制补偿特性，仅在接收装置4中设定接收机补偿特性以使得收发机综合特性成为平坦，有时得不到最佳的补偿特性。

由此，除了通过接收机补偿部12对发送机补偿部8中的未补偿量进行补偿的步骤1以及步骤2以外，作为步骤3，需要在接收装置4中测量BER并得到BER最佳的情况下的收发机的补偿特性的最优解。其具体方法如下所示。

一般而言，在近距离的大容量传输中使用的高多值调制方式中要求较高的信号质量(信号与(噪声+失真)之比)。在该情况下，与由传输路径的ASE(Amplified SpontaneousEmission：放大的自发发射)引起的OSNR的劣化相比，由发送装置2的PAPR引起的非线性效应等导致的信号质量(信号与(噪声+失真)之比)的劣化的影响更大。相反，在适于远距离传输的比较低的多值调制方式中，与由发送装置2的PAPR引起的非线性效应相比，接收装置4的OSNR的劣化的影响更大。因此，在针对预定的OSNR具有富余的情况下，认为是近距离传输，调整发送机补偿特性，以进一步抑制由PAPR引起的非线性效应。另一方面，在针对预定的OSNR不满足且没有余量的情况下，认为是远距离传输，调整发送机补偿特性，以缓解由PAPR引起的非线性效应的抑制。PAPR可能高于预定值，但优先进行OSNR的改善。即使在该情况下，如果PAPR能够设定为预定值前后的值，则能够期待某种程度的非线性效应的抑制。结果是，能够设定为能尽可能地降低非线性效应且尽可能地防止OSNR的劣化的最佳状况。另外，在任一种情况下均通过步骤2的实施来调整接收机补偿特性。

如以上所说明，在本实施方式中，设定发送机补偿部8的发送机补偿特性，以使发送机补偿部8的输出信号的PAPR成为预定值以下。由此，能够防止光发送机3中产生非线性效应而导致传输特性劣化。

另外，在从接收机补偿部12的输出信号中得到预定的错误率的OSNR大于预定值的情况下，即在OSNR有富余的情况下，调整发送机补偿特性，以降低发送机补偿部8的输出信号的PAPR。另一方面，在得到预定的错误率的OSNR小于预定值的情况下，即在不满足期望的错误率的情况下，调整发送机补偿特性，以提高发送机补偿部8的输出信号的PAPR。由此，能够实现PAPR以及OSNR这两者的最佳化，能够得到最佳的BER特性。

另外，作为设定发送机补偿特性和接收机补偿特性的方法，还存在最初通过BER进行最佳化的方法，但由于初始设定值未定，因此需要非常多的调整量和调整时间。在此，首先根据预定的PAPR设定发送机补偿特性以及接收机补偿特性，之后通过BER来实现补偿特性的最佳化。由此，能够减少用于最佳化的调整量和调整时间。

发送机补偿部8的发送机补偿特性的设定方法有如下方法：将非线性抑制特性(例如，高斯特性、超高斯特性以及平均化特性，但不限于此)叠加到不考虑非线性抑制的情况下的通常发送机补偿特性的方法、以及作为非线性抑制补偿特性而直接求出的方法。

此外，接收机补偿部12的接收机补偿特性的设定方法有如下方法：将非线性抑制特性或光均衡剩余特性的逆特性叠加到不考虑发送装置2中的非线性抑制的情况下的通常接收机补偿特性的方法、以及利用专利文献5中记载的发送机/接收机传递函数估计系统求出的方法。对于后者的方法，当设定了发送装置2的发送机补偿特性时，能够容易地估计将收发机综合特性设为平坦特性的接收机补偿特性。在该情况下，能够估计发送机补偿特性以及接收机补偿特性，以使得除了将收发机综合特性设为平坦特性以外，还成为提高±波特率/2的频带的特性。

另外，PAPR的“预定值”的设定方法中存在下述的实验方法和SIM方法。在实验方法中，首先，在直接连接收发机而得到的结构中，输入将各非线性抑制特性和发送侧预均衡与期望调制格式叠加而得到的信号，通过改变非线性抑制特性从而改变PAPR来取得信号质量。接着，在经由传输路径将光发送机和光接收机连接而得到的结构中，根据光纤传播损耗、光放大器的NF、span数等计算或实测接收OSNR(receiving OSNR)。将根据这些信息决定了所容许的信号质量特性的情况下的PAPR值设定为PAPR的“预定值”。在SIM方法中，首先，在DAC性能(bandwidth，resolution)的模拟模型中，输入将各非线性抑制特性和发送侧预均衡与期望调制格式叠加而得到的信号，通过改变非线性抑制特性从而改变PAPR来取得信号质量。接着，在经由传输路径将光发送机和光接收机连接而得到的结构中，根据光纤传播损耗、光放大器的NF、span数等计算或实测接收OSNR。将根据这些信息决定了所容许的信号质量特性的情况下的PAPR的值设定为PAPR的“预定值”。

实施方式2

图3是示出实施方式2所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，发送机补偿特性设定部10包括非线性抑制特性生成部16以及发送机补偿特性生成部17。接收机补偿特性设定部13包括非线性抑制逆特性生成部18以及接收机补偿特性生成部19。其他结构与实施方式1相同。

发送装置2的非线性抑制特性生成部16生成使得发送机补偿部8的输出信号的PAPR低于预定值这样的非线性抑制特性。发送机补偿特性生成部17将该非线性抑制特性叠加到通常发送机补偿特性，并对发送机补偿部8进行设定。

接收装置4的非线性抑制逆特性生成部18生成由发送装置2生成的非线性抑制特性的逆特性即非线性抑制逆特性。接收机补偿特性生成部19将该非线性抑制逆特性叠加到通常接收机补偿特性，并对接收机补偿部12进行设定。

接着，对本实施方式所涉及的系统的动作进行说明。首先，通过光发送机3的传输特性的测量，求出用于对其进行补偿的通常发送机补偿特性。接着，PAPR计算部9求出发送机补偿部8的输出信号的PAPR。PAPR除了根据发送机补偿部8的输出信号直接求出以外，也可以根据测量出的光发送机3的传输特性或通常发送机补偿特性来计算。此时，也可以考虑光发送机3内的D/A转换器的限幅率。

接着，非线性抑制特性生成部16生成使得PAPR成为预定值以下的非线性抑制特性。例如，作为非线性抑制特性，能够利用高斯特性。此时，决定构成高斯特性的平均值及标准偏差，以使PAPR成为预定值以下。另外，作为非线性抑制特性，不需要限定为高斯特性，只要是能够抑制高频区域的特性的特性即可。例如，也能够应用具有更急剧的特性的超高斯特性、将光发送机3的传输特性的波动平均化而得到的特性。

接着，发送机补偿特性生成部17将非线性抑制特性叠加到发送机补偿部8中设定的通常发送机补偿特性，生成非线性抑制补偿特性，并对发送机补偿部8进行设定。由此，能够将发送机补偿部8的输出信号的PAPR设为预定值以下，能够抑制光发送机3中的非线性效应。但是，光发送机3的传输特性没有被全部补偿，未被发送机补偿部8补偿的特性被传输至接收装置4。未被该发送机补偿部8补偿的特性相当于非线性抑制特性。

接着，接收机补偿部12将发送机补偿部8中未补偿的特性和光接收机5的频带特性一并进行补偿。此时，为了对发送机补偿部8中未补偿的特性进行补偿，生成发送装置2的非线性抑制特性的逆特性即非线性抑制逆特性。接收机补偿特性生成部19将非线性抑制逆特性叠加到通常接收机补偿特性(光纤传输路径1的频带特性和光接收机5的频带特性的补偿特性)，而生成接收机补偿特性，并对接收机补偿部12进行设定。

在设定有发送机补偿部8和接收机补偿部12的补偿特性之后，测量BER，通过以当前的设定值为基准调整非线性抑制特性，决定成为最佳的BER特性的非线性抑制特性。由此，能够得到与实施方式1同样的效果。

实施方式3

图4是示出实施方式3所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式2相比，发送机补偿特性设定部10包含非线性抑制补偿特性生成部20。非线性抑制补偿特性生成部20直接生成发送机补偿部8的输出信号的PAPR低于预定值这样的非线性抑制补偿特性，并对发送机补偿部8进行设定。该非线性抑制补偿特性相当于将实施方式2的非线性抑制特性与通常发送机补偿特性叠加。其他的结构和动作与实施方式2相同，能够得到与实施方式1、2相同的效果。

实施方式4

图5是示出实施方式4所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式2相比，接收机补偿特性设定部13包括发送机传递函数估计部21、第1和第2接收机传递函数估计部22、23。

作为发送机传递函数估计部21、第1和第2接收机传递函数估计部22、23，能够分别利用日本特许第6319487号的光传输特性估计系统的发送机传递函数估计部、第1和第2接收机传递函数估计部。即，第1接收机传递函数估计部22对在向光接收机5的输入端输入了频谱已知的试验信号时光接收机5所输出的数据进行傅里叶变换从而估计光接收机5的临时的传递函数，通过计算光接收机5的临时的传递函数的倒数，从而求出光接收机5的临时的逆传递函数。发送机传递函数估计部21在将第1已知信号从发送装置2传输到接收装置4时，在接收装置4中进行传输路径特性的补偿以及光接收机5的传输特性的补偿，在第1已知信号中残留有光发送机3的传递函数的影响。将该第1已知信号输入数字滤波器，估计光发送机3的传递函数或者逆传递函数，作为使与原始的第1已知信号之间的误差收敛为最小时的数字滤波器的滤波器系数。针对第1已知信号的光接收机5的传递特性的补偿是使用光接收机5的临时的逆传递函数来进行的。第2接收机传递函数估计部23将从发送装置2传输到接收装置4的第2已知信号输入到数字滤波器，估计光接收机5的传递函数或者逆传递函数，作为使该数字滤波器的输出与“将估计出的光发送机3的传递函数或者逆传递函数以及传输路径特性附加于原始的第2已知信号而得到的信号”之间的误差收敛为最小时的数字滤波器的滤波器系数。

接着，对本实施方式所涉及的系统的动作进行说明。首先，第1接收机传递函数估计部22估计光接收机5的临时的传递函数。发送机传递函数估计部21利用光接收机5的临时的传递函数估计光发送机3的传递函数或者逆传递函数，并据此求出光发送机3的通常补偿特性。PAPR计算部9根据通常发送机补偿特性来求出发送机补偿部8的输出信号的PAPR。与实施方式2同样地，非线性抑制特性生成部16生成使得该PAPR低于预定值这样的非线性抑制特性，发送机补偿特性生成部17将非线性抑制特性叠加到通常发送机补偿特性，并对发送机补偿部8设定。

第2接收机传递函数估计部23求出收发机综合特性成为平坦特性这样的接收机补偿特性，并对接收机补偿部12设定。但是，未被发送机补偿部8补偿的特性(非线性抑制特性)被传输至接收装置4，第2接收机传递函数估计部23也参照该特性来求出接收机补偿特性。其他结构和动作与实施方式2相同。

在本实施方式中，通过现有的系统求出发送机补偿部8的通常发送机补偿特性和接收机补偿部12的接收机补偿特性，因此不需要如实施方式2、3那样构建新的系统，能够更简易地进行非线性抑制特性的调整。除此之外，能够得到与实施方式1、2相同的效果。

实施方式5

图6是示出实施方式5所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式4相比，发送机补偿特性设定部10包含非线性抑制补偿特性生成部20。接收机补偿特性设定部13还包括非线性抑制逆特性生成部18。其他结构与实施方式4相同。

与实施方式4同样地，发送机传递函数估计部21求出光发送机3的通常补偿特性。PAPR计算部9根据通常发送机补偿特性求出发送机补偿部8的输出信号的PAPR。非线性抑制逆特性生成部18生成使得该PAPR低于预定值这样的非线性抑制特性，并生成该非线性抑制特性的逆特性即非线性抑制逆特性。发送机传递函数估计部21利用将非线性抑制逆特性与光接收机5的临时的传递函数叠加而得到的内容来估计光发送机3的发送机传递函数。该发送机传递函数是对仅利用临时的传递函数而求出的传递函数叠加非线性抑制特性而得到的传递函数。非线性抑制补偿特性生成部20将估计出的光发送机传递函数作为非线性抑制补偿特性并对发送机补偿部8设定。

例如，除了将非线性抑制逆特性与光接收机5的临时的传递函数叠加以外，还可以通过与从发送装置2输入的已知信号或者从光接收机5取得的接收数据叠加来求出光发送机传递函数。由此，通过将非线性抑制逆特性叠加到光传输特性估计系统的预定的参数，从而能够容易地求出叠加有非线性抑制特性的发送机传递函数。

在本实施方式中，通过现有的系统求出发送机补偿部8的通常发送机补偿特性和接收机补偿部12的接收机补偿特性，因此不需要如实施方式2、3那样构建新的系统，能够更简易地进行非线性抑制特性的调整。除此之外，能够得到与实施方式1、2相同的效果。

实施方式6

图7是示出实施方式6所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式1相比，在光发送机3的后级设置有光均衡器24。与实施方式1同样地，将非线性抑制特性叠加到通常发送机补偿特性，并作为非线性抑制补偿特性对发送机补偿部8进行设定，以使发送机补偿部8的输出的PAPR成为预定值。即，发送机补偿部8仅进行光发送机3的传输特性的补偿的一部分，非线性抑制特性从光发送机3的补偿中被去除，在发送机补偿部8中成为未补偿量。

光均衡器24例如包含滤光器，设计滤光器的传输特性，以使光均衡器24的输出信号的传输特性成为平坦的特性。光均衡器24是与光发送机3内的调制器集成化而得到的设备(滤光器)。或者，只要是通过波长选择开关(WSS)这样的传输路径，也可以使用WSS的滤光器功能。

光均衡器24的补偿特性(滤光器的传输特性)设计为由发送机补偿特性设定部10计算出的非线性抑制特性的逆特性。光均衡器24进行光发送机3的传输特性的补偿的剩余部分。另外，滤光器能够进行高斯形状、超高斯形状、或者各自的逆特性的频带设计。光纤传输路径1向接收装置4的光接收机5传输从发送装置2的光均衡器24输出的光信号。

实施方式6的发送机综合特性是不仅整合发送机补偿部8和光发送机3，还整合了光均衡器24而得到的特性。对于实施方式1的发送机综合特性(光发送机3的输出信号的频带特性)，高频区域的振幅特性变低，但实施方式6的发送机综合特性通过光均衡器24而成为平坦的特性。即，通过光均衡器24的滤光器，高频区域的振幅特性提高。例如，在将非线性抑制特性设为超高斯特性的情况下，对光均衡器24的滤光器设定该超高斯特性的逆特性。一般而言，滤光器例如可以使用电介质多层膜制作，但超高斯特性或其反特性也能够实现比较接近的特性。

如上所述，由于能够使发送装置2的发送机综合特性平坦化，因此与由于发送机补偿部8中的未补偿量导致接收侧的OSNR劣化的实施方式1相比，能够改善接收侧的OSNR。因此，在步骤2中，仅通过将接收机综合特性设为平坦特性的通常的接收机补偿特性，就能够求出接收机补偿部12的接收机补偿特性。

但是，由于光均衡器24是模拟电路，因此有时难以完全补偿非线性抑制特性，光均衡器24未能补偿的特性(以后称为光均衡剩余特性)被传输至接收装置4。但是，该光均衡剩余特性小于非线性抑制特性。接收机补偿部12将光均衡剩余特性和光接收机5的频带特性一并进行补偿。此时，光均衡剩余特性被求出为光均衡器24的输出信号的频带特性与平坦特性的差。然后，接收机补偿特性生成部19生成光均衡剩余逆特性，叠加到通常接收机补偿特性(光纤传输路径1的频带特性和光接收机5的频带特性的补偿特性)，并对接收机补偿部12设定。

在光均衡剩余特性对接收装置4的OSNR产生影响的情况下，与实施方式1同样地，能够根据信号质量测量部11的结果来调整发送机补偿特性，结果是能够进行最佳的发送机补偿以及接收机补偿。但是，在本实施方式中，由于在发送装置2中实现平坦的特性，因此光均衡剩余特性与在实施方式1中的发送机补偿部8中成为未补偿的特性相比能够非常小，因此与实施方式1相比，能够进行更佳的收发机的补偿特性的设定。除此之外，能够得到与实施方式1相同的效果。

在将光均衡器24插入到光发送机3的输出侧的情况下，与不插入的情况相比，容易得到预定的OSNR。但是，在得不到预定的OSNR的情况下，虽然PAPR可能会比预定值稍大，但优先进行由OSNR的增加而带来的BER特性的改善。能够将PAPR设定为预定值前后的值，能够期待某种程度的非线性效应的抑制。

实施方式7

图8是示出实施方式7所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，发送机补偿特性设定部10包括非线性抑制特性生成部16和发送机补偿特性生成部17。接收机补偿特性设定部13包括光均衡剩余逆特性生成部25和接收机补偿特性生成部19。其他结构与实施方式6相同。

发送装置2的非线性抑制特性生成部16生成使得发送机补偿部8的输出信号的PAPR低于预定值这样的非线性抑制特性。发送机补偿特性生成部17将该非线性抑制特性叠加到通常发送机补偿特性，并对发送机补偿部8设定。

非线性抑制特性包括在发送机补偿部8未被补偿的未补偿量。光均衡器24对该未补偿量进行补偿。如果完全进行该补偿，则光均衡器24的输出信号的频带特性变得平坦。但是，在光均衡器24的补偿不完全的情况下，无法完全补偿而残留的量成为光均衡剩余特性而被传输至接收装置4。对于光均衡剩余特性，能够检测为来自光均衡器24的输出信号的频带特性与平坦特性的差，但除了光均衡器24的不完全性以外，还包含发送机补偿部8中的补偿误差。

接收装置4的光均衡剩余逆特性生成部25根据上述的光均衡剩余特性来生成光均衡剩余逆特性。接收机补偿特性生成部19将该光均衡剩余逆特性叠加到通常的接收机补偿特性，并对接收机补偿部12进行设定。由此，能够得到与实施方式6相同的效果。

实施方式8

图9是示出实施方式8所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式7相比，发送机补偿特性设定部10包括非线性抑制补偿特性生成部20。发送装置2的非线性抑制补偿特性生成部20直接生成发送机补偿部8的输出信号的PRPA低于预定值这样的非线性抑制补偿特性，并对发送机补偿部8进行设定。该非线性抑制补偿特性相当于将实施方式7的非线性抑制特性与通常发送机补偿特性叠加而得到的特性。优选光均衡器24的滤光器的频带特性被设计为非线性抑制补偿特性生成部20的非线性抑制补偿特性与通常发送机补偿特性的差(相当于非线性抑制特性)的逆特性。其他结构与实施方式7相同，能够得到与实施方式6、7相同的效果。

实施方式9

图10是示出实施方式9所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式7相比，接收机补偿特性设定部13包括发送机传递函数估计部21、第1和第2接收机传递函数估计部22、23。发送机传递函数估计部21、第1和第2接收机传递函数估计部22、23的结构以及功能与实施方式4相同。其他结构与实施方式7相同。

与实施方式4同样地，第1接收机传递函数估计部22估计光接收机5的临时的传递函数。发送机传递函数估计部21利用光接收机5的临时的传递函数估计光发送机3的传递函数或者逆传递函数。此时，通过使光均衡器24旁路，从而求出通常发送机补偿特性。非线性抑制特性生成部16、发送机补偿特性生成部17以及光均衡器24的动作与实施方式7相同。第2接收机传递函数估计部23估计光接收机5的传输特性即传递函数。该估计出的光接收机5的传递函数还包含未被发送装置2补偿的光均衡剩余特性。接收机补偿部12将该光均衡剩余特性和光接收机5的频带特性一并进行补偿。

在本实施方式中，通过现有的系统求出发送机补偿部8的通常发送机补偿特性和接收机补偿部12的接收机补偿特性，所以不需要如实施方式7、8那样构建新的系统，能够更简易地进行非线性抑制特性的调整。除此之外，能够得到与实施方式6、7相同的效果。

实施方式10

图11是示出实施方式10所涉及的光传输特性补偿系统的图。在本实施方式中，与实施方式9相比，发送机补偿特性设定部10包含非线性抑制补偿特性生成部20。接收机补偿特性设定部13还包括非线性抑制逆特性生成部18。其他结构与实施方式9相同。接收机补偿特性设定部13以及非线性抑制补偿特性生成部20的功能和动作与实施方式4相同。由此，能够得到与实施方式4同样的效果。

在本实施方式中，通过现有的系统求出发送机补偿部8的通常发送机补偿特性和接收机补偿部12的接收机补偿特性，所以不需要如实施方式7、8那样构建新的系统，能够更简易地进行非线性抑制特性的调整。除此之外，能够得到与实施方式6、7相同的效果。

另外，也可以将用于实现实施方式1～10的光传输特性补偿方法以及光传输特性补偿系统的功能的程序记录在计算机可读取记录介质中，使计算机系统或可编程逻辑器件读入记录在该记录介质中的程序并执行，由此进行相位补偿。另外，这里所谓的“计算机系统”包括OS、周边设备等硬件。另外，“计算机系统”也包括具备主页提供环境(或者显示环境)的WWW系统。另外，“计算机可读取记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。另外，“计算机可读取记录介质”也包括如构成经由互联网等网络、电话线路等通信线路发送程序的情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)那样，保持一定时间程序的介质。另外，上述程序也可以从将该程序存储于存储装置等的计算机系统经由传输介质、或者通过传输介质中的传输波而向其他计算机系统传输。这里，传输程序的“传输介质”是指如互联网等网络(通信网)、电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。另外，上述程序也可以用于实现上述的功能的一部分。另外，也可以是能够通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现上述的功能的所谓的差分文件(差分程序)。

标号说明：

1光纤传输路径(光传输路径)、3光发送机、5光接收机、8发送机补偿部、12接收机补偿部、13接收机补偿特性设定部、10发送机补偿特性设定部、24光均衡器(滤光器)、16非线性抑制特性生成部、17发送机补偿特性生成部。