CN110447182B - 信噪比估计方法、光传输装置和光传输系统 - Google Patents

Abstract

信噪比估计方法具有：光信号发送步骤，将至少一对信号序列插入到发送数据的任意的部分中来发送；信号序列提取步骤，从发送数据的接收信号提取一对信号序列；内积计算步骤，计算提取出的一对信号序列的内积值；接收功率计算步骤，计算提取出的一对信号序列的接收功率；以及SNR计算步骤，基于计算出的内积值和计算出的接收功率来计算一对信号序列的SNR（Signal to Noise Ratio：信噪比）。

Description

信噪比估计方法、光传输装置和光传输系统

技术领域

本发明涉及光传输技术。

本申请基于在2017年3月31日向日本申请的日本特愿2017-072450号要求优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

利用数字相干技术，能够进行至今为止困难的光传输系统中的发送信号的多值化，传输容量飞跃地扩大。BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控）、8QAM（8 Quadrature AmplitudeModulation，正交调幅）、16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等遍及多路的信号格式所对应的光传输系统通常化，关于信号格式的选择，用户的自由度增加。当提高多值度时，传输容量变大，但是，另一方面，可传输的距离变短。因此，用户需要根据传输路径的状态来选择适当的调制格式。

通常，传输路径的状态能够通过测定在传输路径中产生的噪声功率与信号功率之比即SNR（Signal to Noise Ratio：信噪比）来把握。因此，能够基于测定的SNR来选择可应用的调制格式。通常，SNR能够通过使用频谱分析仪来测定接收端中的频域的噪声分量和信号分量来求取。然而，按传输路径的每次开通试验使用频谱分析仪测定SNR是没效率的。因此，期望在不使用频谱分析仪等测定器的情况下在连接于传输路径的系统间自动进行SNR的测定。

通常，在连接于传输路径的系统间不使用测定器来估计SNR的方式被大致区分为2个方式。第一个方式是将正交的2个偏振波的一个用作SNR监视器的Polarization-nulling方式（例如参照非专利文献1）。第二个方式是通过将预先确定的已知模式的信号插入到主信号中来对SNR进行监视的方式（例如参照专利文献1）。具体而言，在第一个方式中，发送侧使用正交的2个偏振波的一个（以下称为“偏振波S”。）传输信号，使用另一个发送空（null）信号。然后，在接收侧，计算对以使偏振波S的功率为最大的方式控制偏振波控制器而得到的信号进行偏振波分离而得到的偏振波S的信号的功率（信号功率）、与以使偏振波S的功率为最小的方式控制偏振波控制器而得到的信号的功率（噪声功率）之比，由此，能够求取SNR。在第二个方式中，发送侧将有周期性的已知的模式信号插入到主信号中并发送。在接收侧，能够基于通过对已知的模式信号存在的时间进行傅里叶变换而得到的功率分量来求取SNR。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-168223号公报；

非专利文献

非专利文献1：J. H. Lee, H. Y. Choi, S. K. Shin, and Y. C. Chung, “AReview of the Polarization-Nulling Technique for Monitoring Optical-Signal-to-Noise Ratio in Dynamic WDM Networks”, Journal of Lightwave Technology,JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol. 24, No. 11, November 2006, pp.4162-4171。

发明内容

发明要解决的课题

以往的光通信系统是分别将独立的发送信号重叠到正交的2个偏振波来传输的方式。在如第一个方式那样通过将一个偏振波用于空信号的传输来求取SNR的情况下，可传输的信息量减半。在如第二个方式那样通过将有周期性的已知的模式信号插入到主信号中来求取SNR的情况下，即使已知的模式信号在主信号中占有的比例低某个程度，也能够进行模式信号的检测，因此，传输效率非常好。可是，由于需要将强调了特定的频率分量那样的信号序列（例如，010101…等交变模式）作为模式信号插入，所以，已知的模式信号偏向特定的频率分量。在包括模式信号的光信号中产生向特定的频率分量的偏向，由此，产生XPM（Cross Phase Modulation，交叉相位调制）或SPM（Self-Phase Modulation，自相位调制）等非线性光学效果，存在传输品质降低的可能性。

鉴于上述事情，本发明的目的在于提供能够抑制传输品质的降低并测定SNR的技术。

用于解决课题的方案

本发明的第1方式中的信噪比估计方法具有：光信号发送步骤，将至少一对信号序列插入到发送数据的任意的部分中来发送；信号序列提取步骤，从所述发送数据的接收信号提取所述一对信号序列；内积计算步骤，计算提取出的所述一对信号序列的内积值；接收功率计算步骤，计算提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及SNR计算步骤，基于计算出的所述内积值和计算出的所述接收功率来计算所述一对信号序列的SNR（Signal toNoise Ratio：信噪比）。

根据本发明的第2方式，在第1方式的信噪比估计方法中，在所述光信号发送步骤中，在将所述一对信号序列插入到X偏振波和Y偏振波的各自的发送信号中之后，将两个偏振波合成并发送，在所述信号序列提取步骤中，从所述X偏振波和Y偏振波的所述接收信号的各个提取所述一对信号序列，在所述内积计算步骤中，计算从所述X偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的内积值，计算从所述Y偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的内积值，在所述接收功率计算步骤中，计算从所述X偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的接收功率，计算从所述Y偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的接收功率，在所述SNR计算步骤中，基于计算出的所述X偏振波的所述内积值和所述接收功率来计算所述X偏振波的所述一对信号序列的所述SNR，基于计算出的所述Y偏振波的所述内积值和所述接收功率来计算所述Y偏振波的所述一对信号序列的所述SNR。

根据本发明的第3方式，在第1或第2方式的信噪比估计方法中，还具有微调步骤，在所述微调步骤中从在所述信号序列提取步骤中提取出的所述一对信号序列各自的两端除去规定长度的信号，在所述内积计算步骤中，计算在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列的所述内积值，在所述接收功率计算步骤中，计算在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列的所述接收功率。

根据本发明的第4方式，在第3方式的信噪比估计方法中，还具有滤波步骤，在所述滤波步骤中从在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列提取未受到对所述发送数据进行接收的相干接收电路的接收频带的影响的频带的信号分量，在所述内积计算步骤中，计算在所述滤波步骤中提取出的所述一对信号序列的信号分量的所述内积值，在所述接收功率计算步骤中，计算在所述滤波步骤中提取出的所述一对信号序列的信号分量的所述接收功率。

根据本发明的第5方式，在第1至第4方式的任一个的信噪比估计方法中，还具有：内积值平均化步骤，计算按在所述信号序列提取步骤中提取出的每所述一对信号序列计算的内积值的平均值；以及接收功率平均化步骤，计算按在所述信号序列提取步骤中提取出的每所述一对信号序列计算的接收功率的平均值，在所述SNR计算步骤中，基于在所述内积值平均化步骤中计算出的内积值的所述平均值和在所述接收功率平均化步骤中计算出的接收功率的所述平均值来计算所述一对信号序列的所述SNR。

根据本发明的第6方式，在第1至第5方式的任一个的信噪比估计方法中，所述一对信号序列包括伪随机信号序列和将所述伪随机信号序列的各信号的符号反转后的信号序列的任一个信号序列与所述伪随机信号序列的对。

本发明的第7方式中的光传输装置具备；信号序列提取部，从包括发送数据和至少一对信号序列的接收信号提取所述一对信号序列；内积计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的内积值；功率计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及SNR计算部，基于由所述内积计算部计算出的所述内积值和由所述功率计算部计算出的所述接收功率来计算所述一对信号序列的SNR。

本发明的第8方式中的光传输系统具备：

光信号发送部，将至少一对信号序列插入到发送数据的任意的部分中来发送；信号序列提取部，从所述发送数据的接收信号提取所述一对信号序列；内积计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的内积值；功率计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及SNR计算部，基于由所述内积计算部计算出的所述内积值和由所述功率计算部计算出的所述接收功率来计算所述一对信号序列的SNR。

发明效果

根据本发明，能够抑制传输品质的降低并测定SNR。

附图说明

图1是示出第1实施方式中的发送机具备的光信号发送部的结构例的框图。

图2是示出第1实施方式中的伪随机信号（pseudo-random signal）的插入位置的具体例的图。

图3是示出第1实施方式中的接收机具备的光信号接收部的结构例的框图。

图4是示出第2实施方式中的发送机具备的光信号发送部的结构例的框图。

图5是示出第2实施方式中的接收机具备的光信号接收部的结构例的框图。

图6是示出第3实施方式中的接收机具备的光信号接收部的结构例的框图。

图7是示出第3实施方式中的微调（trimming）处理的具体例的图。

图8是示出第3实施方式中的滤波处理的具体例的图。

图9是示出第3实施方式中的滤波部的结构例的图。

具体实施方式

（第1实施方式）

第1实施方式中的光传输系统具备对光信号进行发送的发送机和对从发送机发送的光信号进行接收的接收机。发送机具备将输入的主信号变换为光信号来输出的光信号发送部。光信号发送部具备将为了接收机计算SNR而需要的已知的模式信号（patternsignal）插入到主信号中的结构。接收机具备对从发送机发送的光信号进行接收并且从接收的光信号取得主信号的光信号接收部。光信号接收部具备基于从发送机接收到的光信号来计算SNR（Signal to Noise Ratio：信噪比）的结构。

图1是示出第1实施方式中的发送机具备的光信号发送部1的结构例的框图。光信号发送部1具备伪随机信号序列生成部11、伪随机信号序列插入部12和光信号调制部13。

伪随机信号序列生成部11生成由伪随机信号构成的伪随机信号序列来作为用于接收机计算SNR的需要的已知的模式信号的序列。伪随机信号序列是通过确定的计算求取的伪随机数序列的重复信号，但是，重复周期充分长，几乎是看作不规则的信号序列。伪随机信号序列生成部11将生成的伪随机信号序列向伪随机信号序列插入部12输出。

伪随机信号序列插入部12对输入的主信号插入由伪随机信号序列生成部11生成的伪随机信号序列。伪随机信号序列插入部12将插入伪随机信号序列后的主信号向光信号调制部13输出。

光信号调制部13将通过伪随机信号序列插入部12插入伪随机信号序列后的主信号调制为光信号。调制后的主信号被输出到作为传输路径的光纤中而被传输到接收机。

图2是示出一对伪随机信号序列被插入到主信号中的位置的具体例的图。例如，伪随机信号序列插入部12将伪随机信号序列插入到发送帧的任意的部分中2处以上。图2示出从发送帧F1的排头部分起依次插入了2个伪随机信号序列P0、P1的例子。1个以上的一对伪随机信号序列被插入到主信号中。最初的伪随机信号序列P0可以为与下一伪随机信号序列P1相同的信号序列，也可以为由将伪随机信号序列P1的各信号的符号反转后的信号表示的信号序列。符号的反转是指意味着在使用复数表示信号序列的各信号的情况下将实数部和虚数部的符号反转。

伪随机信号序列的长度是任意的，伪随机信号序列的长度越长，SNR的估计精度越是提高。另一方面，可发送的主信号减少插入伪随机信号序列的量。因此，伪随机信号序列的长度优选被调整为与要求的估计精度对应的适当的长度。

伪随机信号序列P0和伪随机信号序列P1未必需要连续，以夹持图2所示的中间模式（intermediate pattern）PM的方式插入也可。对于中间模式能够插入任意的信号序列。伪随机信号序列P0和伪随机信号序列P1越分离，在传输各信号序列时的传输路径的状态下产生不同的可能性越高。因此，优选以接近的方式插入伪随机信号序列P0和伪随机信号序列P1。伪随机信号序列生成部11生成的已知的模式信号的序列不限于伪随机信号序列，也可以为“0101…”那样的单纯的重复信号或“1111…”那样的相同模式连续的模式信号的序列。在将伪随机信号序列插入到主信号中的情况下，能够抑制在光信号中向特定的频率分量的偏向的发生，能够难以引起非线性光学效果。期望插入到主信号中的伪随机信号序列是不偏向特定的频率分量的信号序列。

光信号调制部13根据伪随机信号序列插入部12的输出，生成例如QPSK、8QAM或16QAM的信号。但是，信号格式不在此限。例如在QPSK中，能够在星座图上选择（1, 1）、（1, -1）、（-1, 1）、（-1, -1）这4个符号（symbol）点。即，伪随机信号序列作为用于从该4个符号点随机地选择任一个的模式信号发挥作用。同样地，在16QAM中，能够从16个符号点选择任一个，伪随机信号序列作为从该16个符号点随机地选择任一个的模式发挥作用。

图3是示出第1实施方式中的接收机具备的光信号接收部2的结构例的框图。光信号接收部2具备光信号解调部21、信号分离部22、内积（inner product）计算部23、内积平均化部24、功率计算部25和功率平均化部26。

光信号解调部21接收从发送机发送的光信号，将接收到的光信号解调为电信号。以下，将通过光信号的解调而生成的电信号称为接收信号。光信号解调部21将通过光信号的解调而生成的接收信号向信号分离部22输出。

信号分离部22将由光信号解调部21解调后的接收信号分离为与主信号对应的部分信号和与伪随机信号序列对应的部分信号。具体而言，信号分离部22利用接收信号与在发送机侧插入的伪随机信号序列的匹配处理来识别接收信号所包括的伪随机信号序列，从接收信号提取与识别出的伪随机信号序列对应的部分信号。在以下，仅将与伪随机信号序列对应的部分信号称为伪随机信号序列。

信号分离部22将提取出的伪随机信号序列向内积计算部23和功率计算部25输出。例如，在接收到图2所示的帧F1的情况下，信号分离部22从帧F1提取伪随机信号序列P0和P1，将提取出的伪随机信号序列P0和P1向内积计算部23和功率计算部25的各个输出。再有，在匹配处理中需要的、在发送机侧插入的伪随机信号序列被预先存储在接收机具备的存储器或辅助存储装置等存储部中，由此，也可以在发送机和接收机中利用相同的伪随机信号序列。或者，发送机侧和接收机侧具备生成相同的伪随机信号序列的程序或硬件，由此，也可以在发送机和接收机中利用相同的伪随机信号序列。

信号分离部22将伪随机信号序列被提取后的接收信号作为主信号输出。

内积计算部23计算由信号分离部22提取出的各伪随机信号序列的内积。例如，在提取了一对伪随机信号序列P0和P1的情况下，内积计算部23利用下面的式（1）计算一对伪随机信号序列的内积。

[数式1]

。

在式（1）中，P₀（x）表示时刻x处的伪随机信号序列P0的复信号，P₁（x）^*表示时刻x处的伪随机信号序列P1的复信号的复共轭。在此，时刻x表示构成伪随机信号序列的各信号被接收到的时刻。t表示最初的伪随机信号序列P0的排头的信号被接收到的时刻。L表示伪随机信号序列P0和伪随机信号序列P1的信号长度，M表示中间模式的信号长度。即，P_i为将一对伪随机信号序列所包括的信号彼此的内积相加后的值。在此，在噪声分量中没有相关性因此被彼此抵消，在内积值中仅包括伪随机信号序列的信号分量。内积计算部23将这样做而计算出的一对伪随机信号序列的内积值向内积平均化部24输出。在从主信号提取多个一对伪随机信号序列的情况下，内积计算部23按每一对伪随机信号序列计算内积值，将计算出的内积值向内积平均化部24输出。

内积平均化部24取得由内积计算部23计算出的多个内积值，计算取得的多个内积值的平均值。多个内积值可以基于一个接收信号所包括的伪随机信号序列而取得，也可以基于多个接收信号所包括的伪随机信号序列而取得。内积平均化部24将计算出的内积值的平均值作为接收到的伪随机信号序列的信号分量向SNR计算部27输出。

功率计算部25计算由信号分离部22提取出的各伪随机信号序列的接收功率。例如，在提取了一对伪随机信号序列P0和P1的情况下，功率计算部25利用下面的式（2）计算一对伪随机信号序列的接收功率。

[数式2]

。

式（2）表示：通过将在时刻t~t+L接收的伪随机信号序列P0的复信号P₀（x）的绝对值的平方和与在时刻t+L+M~t+2L+M接收的伪随机信号序列P1的复信号P₁（x）的绝对值的平方和相加，从而求取伪随机信号序列的功率值P_p。功率计算部25将计算出的功率值P_p作为接收到的伪随机信号序列的接收功率向功率平均化部26输出。在从主信号提取多个一对伪随机信号序列的情况下，功率计算部25按每一对伪随机信号序列计算功率值P_p，向功率平均化部26输出计算出的功率值P_p。

功率平均化部26取得由功率计算部25计算出的多个功率值，计算取得的多个功率值的平均值。多个接收功率可以基于一个接收信号所包括的伪随机信号序列而取得，也可以基于多个接收信号所包括的伪随机信号序列而取得。功率平均化部26将计算出的功率值的平均值作为接收信号的功率值向SNR计算部27输出。

SNR计算部27基于由内积平均化部24计算出的伪随机信号序列的信号分量和由功率平均化部26计算出的伪随机信号序列的接收功率来计算SNR。通常，利用下面的式（3）计算SNR。

[数式3]

。

在式（3）中，P_s表示接收信号的信号分量的功率，P_n表示接收信号的噪声分量的功率。在该情况下，信号分量的接收功率P_s和噪声分量的接收功率P_n能够使用之前求取的内积值的平均值P_i和接收功率的平均值P_p如以下的式（4）、式（5）那样表示。

[数式4]

。

[数式5]

。

SNR计算部27能够使用内积平均值P_i和接收功率平均值P_p通过下面的式（6）计算SNR。

[数式6]

。

在如上述那样构成的第1实施方式的光传输系统中，发送机具备以下结构：作为SNR的测定所需要的已知的模式信号的序列而生成由伪随机信号构成的一对伪随机信号序列并将其埋入到发送信号中。通过具备这样的结构，从而能够抑制已知的模式信号偏向特定的频率分量并测定SNR。

以往，基于利用交变模式等的埋入来强调了特定的频率分量的接收信号来实施SNR估计，相对于此，在第1实施方式的光传输系统中，接收侧能够通过取得接收到的伪随机信号序列的内积来检测接收信号所包括的信号分量和噪声分量。因此，发送侧能够将一对伪随机信号序列插入到主信号的任意的部分中来进行发送，能够在不强调特定的频率分量的情况下高精度地估计SNR。

进而，在第1实施方式的光传输系统中，接收机具备将伪随机模式的信号分量和接收功率计算为多个观测值的平均值的结构。通过具备这样的结构，从而即使在将短的伪随机信号序列用作已知的模式信号的情况下，也能够高精度地估计SNR。再有，接收机也可以根据伪随机信号序列的信号长度而被构成为不具备内积平均化部24和功率平均化部26。即，SNR计算部27也可以基于由内积计算部23计算出的内积值和由功率计算部25计算出的接收功率来计算SNR。根据一对伪随机信号序列计算内积值能够看作进行信号分量的平均化，因此，根据一对伪随机信号序列估计出的SNR也具有固定的精度。

（第2实施方式）

第1实施方式中的光传输系统为针对单一的偏振波估计SNR的结构，相对于此，第2实施方式中的光传输系统具有针对X偏振波和Y偏振波估计各个SNR的结构。

图4是示出第2实施方式的光传输系统中的发送机具备的光信号发送部1a的结构例的框图。光信号发送部1a在按X偏振波和Y偏振波的每一个具备与第1实施方式中的伪随机信号序列插入部12和光信号调制部13同样的功能部的方面以及还具备将按X偏振波和Y偏振波的每一个调制后的光信号合成并输出的偏振波合成部14的方面与第1实施方式中的光信号发送部1不同。具体而言，光信号发送部1a具备伪随机信号序列插入部12-1和光信号调制部13-1来用以X偏振波的处理，并且具备伪随机信号序列插入部12-2和光信号调制部13-2来用以Y偏振波的处理。

伪随机信号序列插入部12-1输入X偏振波的主信号X_pol。伪随机信号序列插入部12-2输入Y偏振波的主信号Y_pol。由伪随机信号序列生成部11生成的伪随机信号序列被输出到伪随机信号序列插入部12-1和12-2双方中。伪随机信号序列插入部12-1将伪随机信号序列插入到X偏振波的主信号X_pol中。光信号调制部13-1将插入伪随机信号序列后的X偏振波的主信号调制为光信号来输出。伪随机信号序列插入部12-2将伪随机信号序列插入到Y偏振波的主信号Y_pol中。光信号调制部13-2将插入伪随机信号序列后的Y偏振波的主信号调制为光信号来输出。

第2实施方式中的伪随机信号序列生成部11也可以生成在作为X偏振波的处理系统的伪随机信号序列插入部12-1和作为Y偏振波的处理系统的伪随机信号序列插入部12-2中不同的伪随机信号序列。此外，伪随机信号序列生成部11也可以被构成为能够选择针对伪随机信号序列插入部12-1和12-2生成相同的伪随机信号序列或生成不同的伪随机信号序列。该选择可以通过利用对伪随机信号序列生成部11的工作进行决定的设定信息的改写等的软件的手段来实现，也可以通过利用开关的切换等的硬件的手段来实现。

偏振波合成部14将从光信号调制部13-1输出的X偏振波的光信号和从光信号调制部13-2输出的Y偏振波的光信号合成来生成偏振波复用信号。生成的偏振波复用信号被输出到传输路径中而被传输到接收机。

图5是示出第2实施方式中的接收机具备的光信号接收部2a的结构例的框图。光信号接收部2a具备光信号解调部21a、信号分离部22a、内积计算部23a、内积平均化部24a、功率计算部25a、功率平均化部26a和SNR计算部27a。

光信号解调部21a将接收到的偏振波复用信号分离为X偏振波分量和Y偏振波分量的光信号，按分离出的X偏振波分量和Y偏振波分量的每一个将光信号解调为电信号。这样的光信号解调部21a能够使用通常的相干光接收机和数字信号处理电路来构成。光信号解调部21a将通过解调而得到的X偏振波的接收信号和Y偏振波的接收信号向信号分离部22a输出。

信号分离部22a、内积计算部23a、内积平均化部24a、功率计算部25a、功率平均化部26a和SNR计算部27a基于由光信号解调部21a分离出的X偏振波和Y偏振波的各自的接收信号来进行与第1实施方式同样的处理。其结果是，从信号分离部22a输出X偏振波和Y偏振波的各自的主信号，在SNR计算部27a中针对X偏振波和Y偏振波的各个计算SNR。

在像这样构成的第2实施方式的光传输系统中，能够在以偏振波复用方式传输光信号的情况下针对X偏振波和Y偏振波的各个抑制已知的模式信号偏向特定的频率分量并测定SNR。

（第3实施方式）

图6是示出第3实施方式中的接收机具备的光信号接收部2b的结构例的框图。光信号接收部2b在还具备微调部28和滤波部29的方面与第1实施方式中的光信号接收部2不同。其他的功能部与第1实施方式中的光信号接收部2同样，因此，通过标注与图3相同的附图标记来省略这些同样的功能部的说明。再有，第3实施方式中的光信号发送部的结构与第1实施方式的光信号发送部1的结构同样。

微调部28执行从输入信号除去一部分信号的处理（以下称为“微调处理”。）。具体而言，微调部28对从信号分离部22输出的各伪随机信号序列执行微调处理。微调部28通过微调处理而从各伪随机信号序列除去可能成为使SNR的估计精度降低的主要原因的一部分信号。微调部28将微调处理后的各伪随机信号序列向滤波部29输出。

滤波部29执行从输入信号除去一部分频率分量的信号（以下称为“滤波处理”。）。具体而言，滤波部29对从微调部28输出的微调处理后的各伪随机信号序列执行滤波处理。滤波部29通过滤波处理而从各伪随机信号序列除去可能成为使SNR的估计精度降低的主要原因的一部分频率分量的信号。滤波部29将滤波处理后的各伪随机信号序列向内积计算部23和功率计算部25输出。

图7是示出微调处理的具体例的图。图7示出将伪随机信号序列的两端的信号除去的微调处理的例子。通常，在光传输中，存在由于在传输中产生的波长色散或偏振模色散的影响而信号彼此干扰而接收精度降低的情况。这样的接收精度的降低被认为容易在相邻的信号的边界部分发生。微调部28从伪随机信号序列的两端除去某个固定的长度的量的信号，由此，SNR计算部27能够进行精度高的SNR估计。具体而言，微调部28通过将从伪随机信号序列的两端起规定长度的量的信号替换为零而除去信号。从伪随机信号序列除去的信号长度不限定于规定长度，优选根据传输路径的状态等适当设定。

图8是示出滤波处理的具体例的图。通常，相干接收电路具有固定的频带来作为其工作频带。如图8所示那样，接收信号的信号分量和噪声分量的一部分被切除。切除的信号分量和噪声分量之比根据相干接收电路的工作频带而不同。因此，存在估计的SNR根据相干接收电路的工作频带（以下称为“接收频带”。）从正确的值背离的可能性。为了抑制这样的SNR的估计精度的降低，滤波部29通过滤波处理的执行而从伪随机信号序列提取未受到接收频带的影响的频带的信号。

图9是示出滤波部29的结构例的图。如图9所示那样，滤波部29能够使用通常的FIR（Finite Impulse Response，有限脉冲响应）滤波器利用数字信号处理来实现。根据接收频带来确定滤波器系数h0、h1、…、hn。滤波部29不限于FIR滤波器，也可以使用IIR（InfiniteImpulse Response，无限脉冲响应）滤波器或外部的模拟滤波器来构成。

在如上述那样构成的第3实施方式的光传输系统中，接收机具备微调部28和滤波部29，所述微调部28和所述滤波部29针对接收到的各伪随机信号序列除去可能成为使SNR的估计精度降低的主要原因的一部分信号，由此，能够更高精度地估计SNR。

＜变形例＞

在第3实施方式中，光信号接收部2也可以被构成为具备微调部28和滤波部29的任一个。此外，也可以在第2实施方式中的光信号接收部2a中具备在第3实施方式中说明的微调部28和滤波部29的任一个或双方。

使用计算机实现上述的实施方式中的光信号发送部1和1a以及光信号接收部2、2a和2b的一部分或全部也可。在该情况下，发送机和接收机具备通过总线连接的CPU（CentralProcessing Unit，中央处理单元）或存储器或辅助存储装置等，CPU执行在存储器或辅助存储装置中存储的程序也可。发送机所具备的CPU通过执行程序而作为光信号发送部工作也可。接收机所具备的CPU通过执行程序而作为光信号接收部工作也可。

进而，将用于实现该功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行，由此，也可以实现。再有，在此所说的“计算机系统”是指包含OS或周围设备等硬件。此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。进而，“计算机可读取的记录介质”还可以包含像在经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、像在该情况下的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的记录介质。此外，上述程序可以是用于实现前述的功能的一部分的程序，进而，也可以是能够以与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的功能的程序。

光信号发送部和光信号接收部的一部分或全部也可以被实现为使用了ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）或PLD（ProgrammableLogic Device，可编程逻辑器件）或者FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等可编程逻辑器件的电子电路。

以上，参照附图对该发明的实施方式详细地进行了描述，但是，具体的结构不限于该实施方式，还包括不偏离该发明的主旨的范围的设计等。

产业上的可利用性

本发明能够应用于光传输系统。

附图标记的说明

1、1a…光信号发送部

11…伪随机信号序列生成部

12、12-1、12-2…伪随机信号序列插入部

13、13-1、13-2…光信号调制部

14…偏振波合成部

2、2a、2b…光信号接收部

21、21a…光信号解调部

22、22a…信号分离部

23、23a…内积计算部

24、24a…内积平均化部

25、25a…功率计算部

26、26a…功率平均化部

27、27a…SNR（Signal to Noise Ratio）计算部

28…微调部

29…滤波部。

Claims (8)

1.一种信噪比估计方法，其中，具有：

光信号发送步骤，将至少一对信号序列插入到发送数据的任意的部分中来发送；

信号序列提取步骤，从所述发送数据的接收信号提取所述一对信号序列；

内积计算步骤，计算提取出的所述一对信号序列的内积值；

接收功率计算步骤，计算提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及

SNR计算步骤，计算计算出的所述内积值和计算出的所述接收功率与计算出的所述内积值之差的比来作为所述一对信号序列的SNR（Signal to Noise Ratio：信噪比）。

2.根据权利要求1所述的信噪比估计方法，其中，

在所述光信号发送步骤中，在将所述一对信号序列插入到X偏振波和Y偏振波的各自的发送信号中之后，将两个偏振波合成并发送，

在所述信号序列提取步骤中，从所述X偏振波和Y偏振波的所述接收信号的各个提取所述一对信号序列，

在所述内积计算步骤中，计算从所述X偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的内积值，计算从所述Y偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的内积值，

在所述接收功率计算步骤中，计算从所述X偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的接收功率，计算从所述Y偏振波的所述接收信号提取出的所述一对信号序列的接收功率，

在所述SNR计算步骤中，基于计算出的所述X偏振波的所述内积值和所述接收功率来计算所述X偏振波的所述一对信号序列的所述SNR，基于计算出的所述Y偏振波的所述内积值和所述接收功率来计算所述Y偏振波的所述一对信号序列的所述SNR。

3.根据权利要求1或2所述的信噪比估计方法，其中，

还具有微调步骤，在所述微调步骤中从在所述信号序列提取步骤中提取出的所述一对信号序列各自的两端除去规定长度的信号，

在所述内积计算步骤中，计算在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列的所述内积值，

在所述接收功率计算步骤中，计算在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列的所述接收功率。

4.根据权利要求3所述的信噪比估计方法，其中，

还具有滤波步骤，在所述滤波步骤中从在所述微调步骤中除去所述规定长度的信号后的一对信号序列提取未受到对所述发送数据进行接收的相干接收电路的接收频带的影响的频带的信号分量，

在所述内积计算步骤中，计算在所述滤波步骤中提取出的所述一对信号序列的信号分量的所述内积值，

在所述接收功率计算步骤中，计算在所述滤波步骤中提取出的所述一对信号序列的信号分量的所述接收功率。

5.根据权利要求1所述的信噪比估计方法，其中，还具有：

内积值平均化步骤，计算按在所述信号序列提取步骤中提取出的每所述一对信号序列计算的内积值的平均值；以及

接收功率平均化步骤，计算按在所述信号序列提取步骤中提取出的每所述一对信号序列计算的接收功率的平均值，

在所述SNR计算步骤中，基于在所述内积值平均化步骤中计算出的内积值的所述平均值和在所述接收功率平均化步骤中计算出的接收功率的所述平均值来计算所述一对信号序列的所述SNR。

6.根据权利要求1所述的信噪比估计方法，其中，

所述一对信号序列包括伪随机信号序列和将所述伪随机信号序列的各信号的符号反转后的信号序列的任一个信号序列与所述伪随机信号序列的对。

7.一种光传输装置，其中，具备；

信号序列提取部，从包括发送数据和至少一对信号序列的接收信号提取所述一对信号序列；

内积计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的内积值；

功率计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及

SNR计算部，计算由所述内积计算部计算出的所述内积值和由所述功率计算部计算出的所述接收功率与由所述内积计算部计算出的所述内积值之差的比来作为所述一对信号序列的SNR。

8.一种光传输系统，其中，具备：

光信号发送部，将至少一对信号序列插入到发送数据的任意的部分中来发送；

信号序列提取部，从所述发送数据的接收信号提取所述一对信号序列；

内积计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的内积值；

功率计算部，计算由所述信号序列提取部提取出的所述一对信号序列的接收功率；以及

SNR计算部，计算由所述内积计算部计算出的所述内积值和由所述功率计算部计算出的所述接收功率与由所述内积计算部计算出的所述内积值之差的比来作为所述一对信号序列的SNR。

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