CN110574308A - 光发送器、光接收器和光通信系统 - Google Patents

Abstract

光发送器具有：比特转换部(221)，其按照每4比特对所输入的比特进行处理，按照第1转换表、第2转换表和第3转换表中的任意一方生成8比特的输出比特；以及符号映射部(222)，其将输出比特分配给连续的2个时隙的X偏振和Y偏振，比特转换部(221)以第1比例执行按照第1转换表生成输出比特的处理，以比第1比例低的第2比例分别执行按照第2转换表生成输出比特的处理和按照第3转换表生成输出比特的处理，在按照第2转换表生成输出比特的处理和按照第3转换表生成输出比特的处理中，输出比特的最上位起的2比特和最下位起的2比特分别成为被分配给复平面上的相位相差180°的2个信号点中的任意信号的值。

Description

光发送器、光接收器和光通信系统

技术领域

本发明涉及进行数字相干光通信的光发送器、光接收器和光通信系统。

背景技术

在数字相干光通信中，以提高通信容量的收容效率为目的，一般采用利用相互正交的光的偏振状态的偏振复用方式。偏振复用方式与利用单一偏振的方式相比，能够实现2倍的频率利用效率即2倍的调制多值度。作为使用该偏振复用方式的调制方式，举出使用各偏振的相位信息表示调制比特而能够实现每1个符号4比特的调制多值度的DP-QPSK(DualPolarization-Quadrature Phase Shift Keying)、在各偏振的相位的基础上还使用振幅信息表示调制比特而能够实现每1个符号8比特的调制多值度的DP-16QAM(DualPolarization-16Quadrature Amplitude Modulation)这样的调制方式(例如非专利文献1)。

调制多值度提高和可传输距离的延长具有二律背反的关系性，因此，为了实现通信容量的高效收容，要求能够根据所要求的传输距离以细致的粒度对调制多值度进行变更。作为能够以细致的粒度选择调制多值度的调制方式之一，提出了多维调制方式。在现有的偏振复用信号中，分别利用2个方向上存在的各偏振，将发送数据独立地四维映射到二维相位空间的信号点。与此相对，在多维调制中，以在2偏振和相位空间的基础上由多个时隙(TS：Time Slot)构成的比4高的维度对发送符号进行映射。多维调制能够以细致的粒度对调制多值度进行变更，并且，能够扩大符号点之间的欧式距离并提高噪声耐力(例如非专利文献2)。此外，还提出了在使用相邻的时隙和QPSK的符号点配置的八维映射中实现与DP-BPSK(Dual Polarization-Binary Phase Shift Keying)相同的每1个符号2比特的调制多值度的方法(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国特许第9143238号说明书

非专利文献

非专利文献1：Kazuro Kikuchi、“Digital coherent optical communicationsystems：fundamentals and future prospects”、IEICE Electronics Express、Oct.2011.

非专利文献2：D.S.Millar、et al.、“High-dimensional modulation forcoherent optical communications systems”、Optics Express、vol.22、no.7、2014.

非专利文献3：K.Kojima、et al.、“Constant Modulus 4D OptimizedConstellation Alternative for DP-8QAM、”Proc.ECOC、P.3.25、2014.

发明内容

发明要解决的问题

在现有的使用QPSK符号点配置的八维的多维调制中，与使用实现同等的频率利用效率的BPSK符号点配置的情况相比，存在相位噪声耐力差这样的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到在使用QPSK的符号点配置的八维的多维调制中能够提高相位噪声耐力的光发送器。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题并实现目的，本发明的光发送器具有：比特转换部，其按照每4比特对所输入的比特进行处理，按照第1转换表、第2转换表和第3转换表中的任意一方生成8比特的输出比特；以及符号映射部，其将所述输出比特分配给连续的2个时隙的X偏振和Y偏振。所述比特转换部以第1比例执行按照所述第1转换表生成输出比特的处理，以比所述第1比例低的第2比例分别执行按照所述第2转换表生成输出比特的处理和按照所述第3转换表生成输出比特的处理，在按照所述第2转换表生成输出比特的处理和按照所述第3转换表生成输出比特的处理中，所述输出比特的从最上位起的2比特和从最下位起的2比特分别成为被分配给复平面上的相位相差180°的2个信号点中的任意信号点的值。

发明的效果

本发明的光发送器发挥在使用QPSK的符号点配置的八维的多维调制中能够提高相位噪声耐力这样的效果。

附图说明

图1是示出实施方式1的光通信系统的一例的图。

图2是示出实施方式1的发送运算器的结构例的图。

图3是示出构成实施方式1的发送运算器的多维编码部的结构例的图。

图4是示出实施方式1的比特转换部使用的第1转换表的图。

图5是示出实施方式1的比特转换部使用的第2转换表的图。

图6是示出实施方式1的比特转换部使用的第3转换表的图。

图7是示出实施方式1的比特转换部在各时隙中应用的符号集的图。

图8是示出连续的2个时隙即TS1和TS2的符号点配置的图。

图9是示出实施方式1的接收运算器的结构例的图。

图10是示出构成实施方式1的接收运算器的载波相位补偿部的结构例的图。

图11是示出应用了实施方式1的光发送器的情况下的信号品质的图。

图12是示出实施方式2的光接收器的接收运算器中包含的载波相位补偿部的结构例的图。

图13是示出实现光发送器的处理电路的图。

图14是示出实现光发送器的处理电路的结构的图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式的光发送器、光接收器和光通信系统进行详细说明。另外，本发明不由该实施方式进行限定。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的构成为包含光发送器和光接收器的光通信系统的一例的图。

光通信系统100具有发送客户端信号的客户端装置1、将电信号即客户端信号转换为光信号并将其发送到通信路径4的光发送器101、从通信路径4接收光信号并将其转换为客户端信号的光接收器102、以及接收客户端信号的客户端装置7。光发送器101和光接收器102分别构成光通信装置。即，光发送器101构成发送侧的光通信装置，光接收器102构成接收侧的光通信装置。

光发送器101具有发送运算器2、光调制器3和发送光源8。光接收器102具有相干接收器5、接收运算器6和接收光源9。

另外，在图1中，示出客户端装置1向客户端装置7发送客户端信号的结构的光通信系统100，但是，也可以发送相反方向的客户端信号。即，客户端装置1和7可以进行双向通信。在客户端装置1和7进行双向通信的情况下，与客户端装置1连接的光通信装置具有光发送器101和光接收器102。同样，与客户端装置7连接的光通信装置具有光发送器101和光接收器102。

对光发送器101的动作概要进行说明。发送运算器2对从客户端装置1发送的客户端信号执行成帧、编码和数字-模拟转换这样的处理，将其输出到光调制器3。光调制器3使用从发送运算器2输入的电信号对从发送光源8输出的具有任意光载波频率的连续光进行调制。也可以使用放大器对从发送运算器2向光调制器3输入的电信号进行放大。

从光发送器101的光调制器3输出的光信号经由通信路径4进行传输。通信路径4一般由光纤、传播损失补偿用的光放大器等构成。

对光接收器102的动作概要进行说明。相干接收器5将在通信路径4中传输来的光信号和从用作局部振荡器的接收光源9输出的连续光作为输入，实施零差检波，由此，提取去除了光载波成分的信号成分。这里，为了实施零差检波，从接收光源9发出的局部振荡光的频率一般需要与由光发送器101的发送光源8生成的连续光的频率一致。相干接收器5提取出的信号成分即电信号被输出到接收运算器6。接收运算器6对从相干接收器5接受的电信号进行模拟-数字转换，进而，实施由于传输而引起的信号劣化的补偿、纠错处理等，将其转换为客户端信号，输出到客户端装置7。

接着，对构成光发送器101的发送运算器2和构成光接收器102的接收运算器6的详细情况进行说明。

(发送运算器2的说明)

图2是示出实施方式1的发送运算器2的结构例的图。另外，还一并记载了发送运算器2的前级的客户端装置1和后级的光调制器3。发送运算器2具有帧处理部21、多维编码部22和DA转换部(DAC：Digital to Analog Converter)23。

帧处理部21接受从客户端装置1输出的客户端信号，附加进行传输时所需要的比特而生成帧。在帧处理部21生成的帧中，除了客户端信号的信息比特以外，例如还包含前方纠错(FEC：Forward Error Correction)中使用的冗长比特、光网络控制用比特等。帧的结构例如记载于文献“Recommendation ITU-T G.709/Y.1331，ITU-T，2016.”中。

多维编码部22在连续的2个时隙范围内将输入信号八维地映射到复平面上的符号点。设进行映射的2个时隙为TS1、TS2。映射到复平面上的数字信号被输入到DA转换部23，在被转换为模拟信号后，输入到光调制器3。发送运算器2的输出接口存在4个通道，对应于每个偏振的复平面轴(XI、XQ、YI、YQ)各自的电压电平。

图3是示出构成实施方式1的发送运算器2的多维编码部22的结构例的图。另外，还一并记载了多维编码部22的前级的帧处理部21和后级的DA转换部23。多维编码部22具有比特转换部221和符号映射部222，设4比特为1个组(set)，按照每1个组进行处理，进行多维编码。

比特转换部221按照每4比特对从帧处理部21输入的比特列进行划分，插入奇偶校验比特，生成8比特的输出比特。下面，设比特转换部221处理的来自帧处理部21的输入比特4比特从上位比特起依次为b[0]、b[1]、b[2]、b[3]。

比特转换部221对所输入的4比特插入合计4比特的奇偶校验比特，由此，将其转换为与图4～图6所示的3种符号集中的任意一方对应的8比特并进行输出。设图4～图6所示的3种符号集分别为符号集A、B、C。关于比特转换部221转换为与哪个符号集对应的8比特，另外进行说明。比特转换部221可以通过硬件进行从所输入的4比特到8比特的转换，也可以通过使用转换表的软件处理进行该转换。

对比特转换部221的详细动作进行说明。下面，设比特转换部221输出的8比特从上位比特起依次为B[0]、B[1]、B[2]、B[3]、B[4]、B[5]、B[6]、B[7]。图4是示出比特转换部221使用的第1转换表的图。图4示出与符号集A(集合A)对应的转换表。图5是示出比特转换部221使用的第2转换表的图。图5示出与符号集B(集合B)对应的转换表。图6是示出比特转换部221使用的第3转换表的图。图6示出与符号集C(集合C)对应的转换表。

在图4～图6所示的各转换表中，在各比特列的开头行记为“D”的比特是数据比特，记为“P”的比特是为了使其具有冗长性而赋予的奇偶校验比特。

比特转换部221在按照图4所示的符号集A的转换表进行处理的情况下，分别输出所输入的比特b[0]、b[1]、b[2]、b[3]作为比特B[0]、B[1]、B[2]、B[3]，输出4比特的奇偶校验比特作为B[4]、B[5]、B[6]、B[7]。例如，比特转换部221在输入比特为“0000”的情况下，对其附加奇偶校验比特“0110”而输出“00000110”。此外，比特转换部221在输入比特为“0011”的情况下，对其附加奇偶校验比特“1010”而输出“00111010”。

比特转换部221在按照图5所示的符号集B的转换表进行处理的情况下，分别输出所输入的比特b[0]、b[1]、b[2]、b[3]作为比特B[0]、B[2]、B[5]、B[7]，输出4比特的奇偶校验比特作为B[1]、B[3]、B[4]、B[6]。例如，比特转换部221在输入比特为“0000”的情况下，在符号集B的奇偶校验比特的位置依次插入奇偶校验比特“0101”而输出“00010010”。此外，比特转换部221在输入比特为“0011”的情况下，在符号集B的奇偶校验比特的位置依次插入奇偶校验比特“0110”而输出“00011101”。如图5所示，比特转换部221在按照符号集B的转换表进行处理的情况下，输出“00”或“11”作为“B[0]、B[1]”，输出“10”或“01”作为“B[6]、B[7]”。

比特转换部221在按照图6所示的符号集C的转换表进行处理的情况下，与上述按照符号集B的转换表的转换处理同样，分别输出所输入的比特b[0]、b[1]、b[2]、b[3]作为比特B[0]、B[2]、B[5]、B[7]，输出4比特的奇偶校验比特作为B[1]、B[3]、B[4]、B[6]。例如，比特转换部221在输入比特为“0000”的情况下，在符号集C的奇偶校验比特的位置依次插入奇偶校验比特“1010”而输出“01001000”。此外，比特转换部221在输入比特为“0011”的情况下，在符号集C的奇偶校验比特的位置依次插入奇偶校验比特“1001”而输出“01000111”。如图6所示，比特转换部221在按照符号集C的转换表进行处理的情况下，输出“01”或“10”作为“B[0]、B[1]”，输出“00”或“11”作为“B[6]、B[7]”。

图7是示出比特转换部221在各时隙中应用的符号集的图。如图7所示，比特转换部221按照集合A→集合B→集合A→集合C→集合A→…的顺序对转换表进行切换，将所输入的1个集合的4比特转换为8比特。即，比特转换部221在每2次处理中执行1次转换为与集合A对应的8比特的处理，转换为与集合B对应的8比特的处理和转换为与集合C对应的8比特的处理分别在每4次处理中执行1次。另外，与集合B对应的转换处理和与集合C对应的转换处理可以颠倒顺序。此外，例如，也可以按照集合A→集合A→集合B→集合A→集合A→集合C→集合A→…这样的顺序执行各转换处理。即，也可以反复进行如下动作：在连续2次进行与集合A对应的转换处理后，进行与集合B对应的转换处理或与集合C对应的转换处理。换言之，比特转换部221也可以以第1比例执行与集合A对应的转换处理，并以比第1比例低的第2比例执行与集合B对应的转换处理和与集合C对应的转换处理。

符号映射部222将从比特转换部221输出的8比特分成上位4比特和下位4比特，分配给连续的2个时隙即TS1和TS2。符号映射部222将上位4比特分配给TS1，将下位4比特分配给TS2。此外，符号映射部222在TS1和TS2中，将4比特分成上位2比特和下位2比特，分别作为X偏振的I轴和Q轴的值、Y偏振的I轴和Q轴的值进行映射。符号映射部222输出XI、XQ、YI、YQ这4个通道的数字信号作为多维编码部22的输出。另外，XI1表示TS1的X偏振的I轴的值，XQ1表示TS1的X偏振的Q轴的值，YI1表示TS1的Y偏振的I轴的值，YQ1表示TS1的Y偏振的Q轴的值。XI2表示TS2的X偏振的I轴的值，XQ2表示TS2的X偏振的Q轴的值，YI2表示TS2的Y偏振的I轴的值，YQ2表示TS2的Y偏振的Q轴的值。

图8是示出连续的2个时隙即TS1和TS2的符号点配置的图。图8所示的符号点配置为DP-QPSK的符号点配置。

如图8所示，符号映射部222设所输入的8比特B[0]、B[1]、B[2]、B[3]、B[4]、B[5]、B[6]、B[7]中的B[0]、B[1]、B[2]、B[3]分别为XI1、XQ1、YI1、YQ1。同样，符号映射部222设B[4]、B[5]、B[6]、B[7]分别为XI2、XQ2、YI2、YQ2。即，符号映射部222在TS1中分配各比特，以使得上位2比特(B[0]、B[1])成为X偏振，下位2比特(B[2]、B[3])成为Y偏振。此外，符号映射部222在TS2中分配各比特，以使得上位2比特(B[4]、B[5])成为X偏振，下位2比特(B[6]、B[7])成为Y偏振。此时，符号映射部222分配各比特，以使得在各复平面上，最上位比特(MSB：Most Significant Bit)对应于I轴，最下位比特(LSB：Least Significant Bit)对应于Q轴。此外，符号映射部222将比特分配给符号点，以使得在相邻的符号点之间，对应的输入比特仅反转1比特。另外，在图8中，利用相对值a(>0)表示符号点的复坐标值，但是，也可以利用任意决定的值进行表示。

如上所述，比特转换部221在按照符号集B的转换表进行处理的情况下，输出“00”或“11”作为“B[0]、B[1]”，输出“10”或“01”作为“B[6]、B[7]”。因此，符号映射部222对应用了符号集B的TS1的X偏振分配“00”或“11”，对应用了符号集B的TS2的Y偏振分配“10”或“01”。此外，比特转换部221在按照符号集C的转换表进行处理的情况下，输出“01”或“10”作为“B[0]、B[1]”，输出“00”或“11”作为“B[6]、B[7]”。因此，符号映射部222对应用了符号集C的TS1的X偏振分配“01”或“10”，对应用了符号集C的TS2的Y偏振分配“00”或“11”。

因此，在应用了符号集B的TS1的X偏振中，对复平面的第1象限和第3象限分配符号，不对第2象限和第4象限分配符号。此外，在应用了符号集B的TS2的Y偏振中，对复平面的第2象限和第4象限分配符号，不对第1象限和第3象限分配符号。同样，在应用了符号集C的TS1的X偏振中，对复平面的第2象限和第4象限分配符号，不对第1象限和第3象限分配符号。此外，在应用了符号集C的TS2的Y偏振中，对复平面的第1象限和第3象限分配符号，不对第2象限和第4象限分配符号。这样，在应用了符号集B的TS1的X偏振、应用了符号集B的TS2的Y偏振、应用了符号集C的TS1的X偏振和应用了符号集C的TS2的Y偏振中，对4个信号点中的相位相差180°的2个信号点中的任意信号点分配符号，因此，与对4个信号点中的任意信号点分配符号的情况相比，能够提高相位噪声耐力。

(接收运算器6的说明)

图9是示出接收运算器6的结构例的图。另外，还一并记载了接收运算器6的前级的相干接收器5和后级的客户端装置7。接收运算器6具有AD转换部(ADC：Analog to DigitalConverter)61、波形畸变补偿部62、频率偏置补偿部63、载波相位补偿部64和帧处理部65。

AD转换部61接受从相干接收器5输出的模拟电信号，将其转换为数字电信号并输出到波形畸变补偿部62。波形畸变补偿部62对从AD转换部61输入的信号执行对非线性光学效应、波长分散等传输时蓄积的波形畸变进行补偿的处理。此外，波形畸变补偿部62将光信号分离成相互正交的2个偏振。频率偏置补偿部63对从波形畸变补偿部62输出的信号执行对光载波与从接收光源9输出的局部振荡光之间的频率偏置进行补偿的处理。载波相位补偿部64从在频率偏置补偿部63中对频率偏置进行补偿后的接收信号中去除相位噪声，提取接收符号。帧处理部65将从载波相位补偿部64输出的接收符号再次构成为客户端装置7能够处理的帧，将其输出到客户端装置7。此外，在光发送器101中实施了附加FEC用的冗长比特的处理的情况下，帧处理部65进行FEC解码。

图10是示出构成实施方式1的接收运算器6的载波相位补偿部64的结构例的图。另外，还一并记载了载波相位补偿部64的前级的频率偏置补偿部63。载波相位补偿部64具有选择器641、四次方运算部642、低通滤波器643、平方运算部644、低通滤波器645、相位角度提取部646、相位旋转部647和相位滑移补偿部648。载波相位补偿部64通过盲估计来估计光载波的相位，实施相位补偿。从频率偏置补偿部63输出的接收信号被输入到选择器641和相位旋转部647。

选择器641将来自频率偏置补偿部63的输入信号输出到四次方运算部642或平方运算部644。具体而言，选择器641在输入信号中应用了符号集A的情况下、即输入信号包含按照图4所示的转换表进行转换后的比特的情况下，将其输出到第1输出目的地即四次方运算部642，在输入信号中应用了符号集B或C的情况下，将其输出到第2输出目的地即平方运算部644。另外，载波相位补偿部64保持有应用符号集A、B和C的顺序和各符号集的结构的信息，能够根据这些信息检测应用各符号集的定时。

四次方运算部642对来自选择器641的输入信号进行四次方，去除输入信号中包含的数据成分，将数据成分去除后的信号输出到第1低通滤波器即低通滤波器643。平方运算部644对来自选择器641的输入信号进行平方，去除输入信号中包含的数据成分，将去除了数据成分后的信号输出到第2低通滤波器即低通滤波器645。低通滤波器643、645例如是移动平均滤波器或高斯滤波器这样的数字滤波器，在从输入信号中去除高频成分而提高了信号的SNR(Signal to Noise Ratio)后，将其输出到相位角度提取部646。相位角度提取部646从输入信号中提取光载波的相位信息，将其输出到相位旋转部647。相位角度提取部646在从第1低通滤波器即低通滤波器643输入了信号的情况下，作为第1相位信息提取部进行动作，在从第2低通滤波器即低通滤波器645输入了信号的情况下，作为第2相位信息提取部进行动作。四次方运算部642、低通滤波器643和相位角度提取部646构成第1相位估计部，平方运算部644、低通滤波器645和相位角度提取部646构成第2相位估计部。

相位旋转部647是相位噪声去除部，根据从相位角度提取部646接受的相位信息使从频率偏置补偿部63输入的接收信号的相位旋转，去除相位噪声。相位旋转部647将去除了相位噪声后的信号输出到相位滑移补偿部648。相位滑移补偿部648在四次方运算部642或平方运算部644中的运算处理中产生了相位滑移的情况下，对输入信号实施对相位滑移进行补偿的处理。相位滑移补偿部648例如使用输入信号中包含的已知信号序列判定是否产生了相位滑移，在检测到产生相位滑移的情况下，使输入信号的相位旋转，对相位滑移进行补偿。

如上所述，在本实施方式的光通信系统100中，构成光发送器101的发送运算器2对发送数据进行多维编码时，使用符号集A、符号集B或符号集C，将4比特的数据转换为8比特。此外，发送运算器2在使用符号集B的转换处理和使用符号集C的转换处理中，使得8比特中的最上位起的2比特和最下位起的2比特分别成为被分配给复平面上的相位相差180°的2个信号点中的任意信号点的值。进而，

发送运算器2在每2次处理中执行1次使用符号集A的转换处理，在每4次处理中执行1次使用符号集B的转换处理和1次使用符号集C的转换处理。

由此，以针对噪声和非线性光学效应的耐性高的QPSK符号来传输3/4的比特，以相位滑移耐性高的BPSK符号来传输其余1/4的比特。由此，在接收侧，即使在高频度地产生相位滑移的情况下，也能够使用相位滑移耐性高的BPSK符号对相位滑移进行补偿，能够提高使用QPSK的符号点配置的八维的多维调制中的相位噪声耐力。此外，在X偏振中，使用符号集B的情况下生成的BPSK符号存在于复平面的第1象限和第3象限，使用符号集C的情况下生成的BPSK符号存在于复平面的第2象限和第4象限。此外，在Y偏振中，使用符号集B的情况下生成的BPSK符号存在于复平面的第2象限和第4象限，使用符号集C的情况下生成的BPSK符号存在于复平面的第1象限和第3象限。因此，能够防止符号点的偏移，能够抑制光调制器中产生的图案效应等信号品质的劣化要因。

图11是示出应用了实施方式1的光发送器101的情况下的信号品质的图。在图11中，纵轴表示Q值，横轴表示OSNR(Optical Signal to Noise Ratio：光信号对噪声比)。Q值是表示信号品质的指标，在噪声振幅的分布取G分布(Gaussian distribution)的情况下，是相对于比特错误率(BER：Bit Error Ratio)唯一确定的值。在图11中，为了进行比较，还一并示出未应用实施方式1的光发送器101的情况下的仿真结果。未应用实施方式1的光发送器101的情况相当于不进行使用上述符号集A～C的比特转换的情况。利用涂黑的圆形和实线表示的内容是应用了实施方式1的光发送器101的情况下的仿真结果，利用涂黑的三角形和虚线表示的内容是未应用实施方式1的光发送器101的情况下的仿真结果。

如图11所示，通过应用实施方式1的光发送器101，能够提高信号品质。

实施方式2

在以上的实施方式1中，光接收器102的载波相位补偿部64通过盲估计来实施载波的相位补偿，但是，接着，对使用已知的信号序列即导频符号来实施载波的相位补偿的方式进行说明。另外，实施方式2的光通信系统的结构与实施方式1相同。此外，构成实施方式2的光通信系统的光发送器与实施方式1相同。

实施方式2的光接收器与实施方式1的光接收器的不同之处仅在于接收运算器中包含的载波相位补偿部的结构。因此，仅对载波相位补偿部进行说明，省略其他结构要素的说明。

图12是示出实施方式2的光接收器的接收运算器中包含的载波相位补偿部的结构例的图。实施方式2的载波相位补偿部64a将实施方式1的载波相位补偿部64的四次方运算部642置换为导频符号生成部701、复数乘法器702和导频提取部703，进而，将平方运算部644置换为导频符号生成部704、复数乘法器705和导频提取部706。下面，对与实施方式1的载波相位补偿部64不同的部分进行说明。

来自选择器641的输出信号被输入到导频提取部703或导频提取部706。这里，选择器641在输入信号中应用了符号集A的情况下，向第1导频提取部即导频提取部703输出信号，在输入信号中应用了符号集B或C的情况下，向第2导频提取部即导频提取部706输出信号。

导频提取部703提取从选择器641输入的信号中包含的导频符号，将其输出到第1复数乘法器即复数乘法器702，导频提取部706提取从选择器641输入的信号中包含的导频符号，将其输出到第2复数乘法器即复数乘法器705。

第1导频符号生成部即导频符号生成部701生成导频符号并将其输出到复数乘法器702，第2导频符号生成部即导频符号生成部704生成导频符号并将其输出到复数乘法器705。

复数乘法器702对从导频提取部703输入的导频符号乘以从导频符号生成部701输入的导频符号的复共轭，将所得到的计算结果输出到低通滤波器643。复数乘法器702输出的计算结果是在从导频提取部703输入的信号中去除了数据成分即导频符号后的信号。复数乘法器705对从导频提取部706输入的导频符号乘以从导频符号生成部704输入的导频符号的复共轭，将所得到的计算结果输出到低通滤波器645。复数乘法器705输出的计算结果是在从导频提取部706输入的信号中去除了数据成分即导频符号后的信号。

另外，在载波相位补偿部64a中，导频符号生成部701、复数乘法器702、导频提取部703、低通滤波器643和相位角度提取部646构成第1相位估计部，导频符号生成部704、复数乘法器705、导频提取部706、低通滤波器645和相位角度提取部646构成第2相位估计部。

这样，在本实施方式的光接收器中，载波相位补偿部64a使用已知信号序列来估计光载波的相位，因此，在低SNR区域中也能够高精度地估计相位。

另外，在实施方式1中说明的光发送器101中，构成发送运算器2的多维编码部22的比特转换部221和符号映射部222通过图13所示的处理电路90实现。即，光发送器101具有处理电路90，该处理电路90用于对4比特的输入数据附加奇偶校验比特而将其转换为8比特的发送数据，并将发送数据转换为信号点坐标。处理电路90可以是专用硬件，也可以是执行存储器中存储的程序的CPU(Central Processing Unit、也称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器、DSP(Digital Signal Processor))。

在处理电路90是专用硬件的情况下，处理电路90例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)或对它们进行组合而得到的部件。可以分别通过不同的处理电路90实现比特转换部221和符号映射部222，也可以通过一个处理电路90统一实现比特转换部221和符号映射部222。

在处理电路90是执行存储器中存储的程序的CPU的情况下，多维编码部22的比特转换部221和符号映射部222通过软件、固件、或软件和固件的组合实现。该情况下，处理电路90由图14所示的处理器91和存储器92构成。实现比特转换部221和符号映射部222的软件或固件记述为程序，存储在存储器92中。处理器91读出并执行存储器92中存储的程序，由此实现比特转换部221和符号映射部222的功能。即，处理电路90具有存储器92，该存储器92用于存储如下程序：在比特转换部221和符号映射部222通过处理器91执行该程序时，其结果执行将奇偶校验比特附加给调制用数据的比特的步骤、以及将调制用数据转换为信号点坐标的步骤。此外，也可以说这些程序使计算机执行比特转换部221和符号映射部222的步骤或方法。这里，存储器92例如是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD等。

另外，也可以通过专用硬件实现比特转换部221和符号映射部222的一部分，通过软件或固件实现一部分。例如，关于比特转换部221，能够通过作为专用硬件的处理电路90实现其功能，关于符号映射部222，处理器91读出并执行存储器92中存储的程序，由此能够实现其功能。

这样，处理电路90能够通过专用硬件、软件、固件、或它们的组合来实现比特转换部221和符号映射部222的各功能。

另外，对实现多维编码部22的比特转换部221和符号映射部222的硬件进行了说明，但是，与多维编码部22一起构成光发送器101的发送运算器2的帧处理部21也同样能够通过专用硬件、软件、固件、或它们的组合来实现。

此外，构成实施方式1和2中说明的光接收器102的接收运算器6的波形畸变补偿部62、频率偏置补偿部63、载波相位补偿部64和帧处理部65也同样能够通过专用硬件、软件、固件、或它们的组合来实现。

以上实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。

标号说明

1、7：客户端装置；2：发送运算器；3：光调制器；4：通信路径；5：相干接收器；6：接收运算器；8：发送光源；9：接收光源；21、65：帧处理部；22：多维编码部；23：DA转换部(DAC)；61：AD转换部(ADC)；62：波形畸变补偿部；63：频率偏置补偿部；64、64a：载波相位补偿部；100：光通信系统；101：光发送器；102：光接收器；221：比特转换部；222：符号映射部；641：选择器；642：四次方运算部；643、645：低通滤波器；644：平方运算部；646：相位角度提取部；647：相位旋转部；648：相位滑移补偿部；701、704：导频符号生成部；702、705：复数乘法器；703、706：导频提取部。

Claims (10)

1.一种光发送器，其特征在于，所述光发送器具有：

比特转换部，其按照每4比特对所输入的比特进行处理，按照第1转换表、第2转换表和第3转换表中的任意一方生成8比特的输出比特；以及

符号映射部，其将所述输出比特分配给连续的2个时隙的X偏振和Y偏振，

所述比特转换部以第1比例执行按照所述第1转换表生成输出比特的处理，以比所述第1比例低的第2比例分别执行按照所述第2转换表生成输出比特的处理和按照所述第3转换表生成输出比特的处理，在按照所述第2转换表生成输出比特的处理和按照所述第3转换表生成输出比特的处理中，所述输出比特的从最上位起的2比特和从最下位起的2比特分别成为被分配给复平面上的相位相差180°的2个信号点中的任意信号点的值。

2.根据权利要求1所述的光发送器，其特征在于，

所述比特转换部将所述第1比例设为每2次有1次的比例，将所述第2比例设为每4次有1次的比例。

3.根据权利要求1或2所述的光发送器，其特征在于，

在按照所述第2转换表生成输出比特的处理和按照所述第3转换表生成输出比特的处理中，所述输出比特的从最上位起的2比特和从最下位起的2比特分别成为被分配给复平面的不同象限的值。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光发送器，其特征在于，

所述比特转换部在按照所述第2转换表生成输出比特的处理中，所述输出比特的从最上位起的2比特成为被分配给所述复平面的第1象限和第3象限的值，并且，所述输出比特的从最下位起的2比特成为被分配给所述复平面的第2象限和第4象限的值，在按照所述第3转换表生成输出比特的处理中，所述输出比特的从最上位起的2比特成为被分配给所述复平面的第2象限和第4象限的值，并且，所述输出比特的从最下位起的2比特成为被分配给所述复平面的第1象限和第3象限的值。

5.一种光接收器，其从权利要求1～4中的任意一项所述的光发送器接收光信号，其特征在于，所述光接收器具有：

选择器，其在接收到按照所述第1转换表生成的8比特的情况下向第1输出目的地输出信号，在接收到按照所述第2转换表或所述第3转换表生成的8比特的情况下向第2输出目的地输出信号；

第1相位估计部，其根据输出到所述第1输出目的地的信号估计光载波的相位；

第2相位估计部，其根据输出到所述第2输出目的地的信号估计光载波的相位；以及

相位噪声去除部，其根据所述第1相位估计部的估计结果和所述第2相位估计部的估计结果，从接收信号中去除相位噪声。

6.根据权利要求5所述的光接收器，其特征在于，

所述第1相位估计部和所述第2相位估计部通过盲估计来估计所述相位。

7.根据权利要求6所述的光接收器，其特征在于，

所述第1相位估计部具有：

四次方运算部，其对输出到所述第1输出目的地的信号进行四次方而去除数据成分；

第1低通滤波器，其从由所述四次方运算部去除了数据成分后的信号中去除高频成分；以及

第1相位信息提取部，其从由所述第1低通滤波器去除了高频成分后的信号中提取所述光载波的相位的信息，

所述第2相位估计部具有：

平方运算部，其对输出到所述第2输出目的地的信号进行平方而去除数据成分；

第2低通滤波器，其从由所述平方运算部去除了数据成分后的信号中去除高频成分；以及

第2相位信息提取部，其从由所述第2低通滤波器去除了高频成分后的信号中提取所述光载波的相位的信息。

8.根据权利要求5所述的光接收器，其特征在于，

所述第1相位估计部和所述第2相位估计部根据接收信号中包含的导频符号来估计所述相位。

9.根据权利要求8所述的光接收器，其特征在于，

所述第1相位估计部具有：

第1导频符号生成部，其生成导频符号；

第1导频提取部，其从输出到所述第1输出目的地的信号中提取导频符号；

第1复数乘法器，其将所述第1导频符号生成部生成的导频符号的复共轭与所述第1导频提取部提取出的导频符号进行相乘；

第1低通滤波器，其从所述第1复数乘法器的输出信号中去除高频成分；以及

第1相位信息提取部，其从由所述第1低通滤波器去除了高频成分后的信号中提取所述光载波的相位的信息，

所述第2相位估计部具有：

第2导频符号生成部，其生成导频符号；

第2导频提取部，其从输出到所述第2输出目的地的信号中提取导频符号；

第2复数乘法器，其将所述第2导频符号生成部生成的导频符号的复共轭与所述第2导频提取部提取出的导频符号进行相乘；

第2低通滤波器，其从所述第2复数乘法器的输出信号中去除高频成分；以及

第2相位信息提取部，其从由所述第2低通滤波器去除了高频成分后的信号中提取所述光载波的相位的信息。

10.一种光通信系统，其特征在于，所述光通信系统具有：

权利要求1～4中的任意一项所述的光发送器；以及

权利要求5～9中的任意一项所述的光接收器。