JP2000292263A

JP2000292263A - 歪みを検出する方法および歪んだ光信号用の受信機

Info

Publication number: JP2000292263A
Application number: JP2000021223A
Authority: JP
Inventors: Joerg Schaepperle; ヨールク・シヤエツペルレ
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2000-10-20
Also published as: DE19904252A1; EP1026837A2; US6469782B1; CA2297936A1; EP1026837A3

Abstract

(57)【要約】【課題】光信号の歪みを検出する方法および歪んだ光
信号用の受信機を提供すること。【解決手段】受信機は、光電変換器と、イコライザ
と、マイクロプロセッサとを備えており、イコライザは
少なくとも１つの歪み検出器に接続されており、歪み検
出器とイコライザの両方が、マイクロプロセッサを介し
て共通の制御手段に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立請求項に記載
の、光信号の歪みを検出する方法、ならびに分散効果に
より歪んだ光信号用の受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ．Ｂｕｌｏｗによる出版物「Ｅｑｕａ
ｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢｉｔＤｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎＩｎｄｕｃｅｄＢｙＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
ＭｏｄｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」のＰｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ２ＮＯＣ９７の６５ページから７２ページ
には、偏波モード分散によりじょう乱を受けた光信号に
対する処理方法が開示されている。この出版物は、じょ
う乱を受けていない情報を担っている信号を回復させる
ために、じょう乱を受けた信号を適当なフィルタ処理に
よって処理するいくつかの方法を述べている。伝送用グ
ラスファイバの複屈折の影響として偏波モード分散が起
こる。信号は、複屈折テンソルの速い軸および遅い軸に
相当する信号成分に分割される。ここで、２つの信号成
分は、伝送の間に異なる群速度を受ける。これにより、
遅延の差Δｔが生じる。信号成分のパワーは、２つの主
軸間で分割される。このパワーの分配は、パラメータγ
によって規定される。偏波モード分散は、温度とグラス
ファイバリンク上の伝送条件との関数であり、時間とと
もに変化する。偏波モード分散を効果的に補償するた
め、２つのパラメータΔτおよびγを測定することは意
味がある。これらのパラメータのこのような測定は、未
だ知られていない。引用した出版物はまた、フィルタ処
理によって同じ方法によりじょう乱を受けた信号を単に
処理するものであって、偏波モード分散に関するこれら
のパラメータを最初に規定していない。しかし、偏波モ
ード分散により歪んだ光信号を、高速で、順応性があ
り、かつ電子的に等化するためには、測定技法を用いて
歪みを事前に決定することが大いに有利である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、信号
が極度に歪んだ場合、たとえばアイダイアグラム内でア
イが完全に閉じている場合であっても、偏波モード分散
の２つのパラメータを極めて高速に検出することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】独立請求項の諸特徴を含
む、本発明による方法は、偏波モード分散のパラメータ
が直接測定されるという利点を有しており、測定結果は
イコライザ用の解析に利用できる。偏波モード分散（Ｐ
ＭＤ）のパラメータを測定するために、入力信号が、ま
ず伝送されたパルスの変調の結果から得られる情報の内
容から切り離され、このようにして修正され、じょう乱
を受けた信号が解析される。

【０００５】本方法の他の有利な実施形態および改善形
態は、従属請求項に記載されている。

【０００６】本発明の例示的な実施形態を図面に示し、
以下の記述で詳細に説明する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、歪み検出器２内の回路を
示したものである。入力信号１は２つの信号ブランチに
分割される。遅延要素６は信号ブランチｘ_２（ｔ）に統
合される。信号ｘ_２（ｔ−τ）およびもう一方の入力信
号ｘ_１（ｔ）は、乗算器７に供給される。この乗算器に
より、各場合に、信号ｘ_１（ｔ）を、遅延要素６を含む
信号ブランチからの信号ｘ_２（ｔ−τ）に結合させる。
連鎖状の遅延要素の出力信号および通して供給される信
号ｘ_１（ｔ）は、以降の処理に対する出力信号として利
用することができる。乗算器７は、各場合に、１つの低
域通過フィルタ８、より一般的には積分器に接続され
る。低域通過フィルタの出力信号９は、以降の処理で利
用することができる。たとえば、Ａ／Ｄ変換の後、これ
らの信号を信号処理装置によってさらに処理することも
あり得る。遅延連鎖に供給される信号ｘ_２（ｔ）は、入
力信号から作成されるか、あるいは光受信機内でフィル
タ処理に続いて作成される。偏波モード分散により歪ん
だ信号ｘ_１（ｔ）は、伝送された信号ｘ_０（ｔ）から生
じ、１次近似により、以下の式に従って歪みが修復され
る。

【０００８】ｘ_１（ｔ）＝（１−γ）ｘ_０（ｔ）＋γｘ
_０（ｔ−Δｔ）上式において、係数γは偏波モード分散間のパワーの分
布を示し、Δｔは遅延の差を示す。低域通過フィルタの
各出力信号は、時刻τ＝ｋτ_０の各時点での、変数τに
対する短期の自己相関関数のサンプル値を表す。これら
の値は、時刻ｔに依存するが、低域通過フィルタのパル
ス応答ｈ（ｔ）を適当に選択した場合、同様に時刻に依
存するパラメータであるΔｔおよびγと、直接に関連付
けられる。

【０００９】図２は、振幅を±１とし、ビット周期をＴ
_ｂｉｔとし、かつｘ_２（ｔ）＝ｘ_１（ｔ）とした方形波
パルスの、直流成分のない、２値信号ｘ_０に対する自己
相関関数を示したものである。この関数は、３つの三角
形をした関数の和となっている。τに対するＲ_ｘ０ｘ０
は、歪みを修復した信号の自己相関関数である。偏波モ
ード分散に関するパラメータΔｔおよびγは、この曲線
のサンプル値により規定することができる。パラメータ
Δｔおよびγから、偏波モード分散により歪んだ信号を
等化させるための適応トランスバーサルフィルタの係数
を計算することが可能である。

【００１０】図３は、光受信機１０の一例を示したもの
である。入力信号１は、光電変換器１１内で変換を受け
る。この信号は、歪み検出器２の入力に加えられる２つ
のブランチに分割される。歪み検出器２の出力は、イコ
ライザ３に接続されている。歪み検出器２のパラメータ
は、マイクロプロセッサ４に供給される。測定したこれ
らのパラメータを用いて、マイクロプロセッサ４に接続
されているイコライザ３を調整する。

【００１１】図４に示す実施形態では、イコライザ３
は、入力データのストリーム１に接続されている。イコ
ライザの出力は、歪み検出器２に接続されている。イコ
ライザを自動的で正確に制御するため、回路が図４に示
すようなイコライザの出力信号を供給される場合、Ｔ
_ｂｉｔであるかそれ以上であるサンプル値が、たとえば
被制御変量として利用できる。この被制御変量は、ゼロ
になるように調整される、あるいは最小となるように調
整される。図２で示した関数の幅もまた、直接に関係
し、受信機内で最小化される被制御変量として利用でき
る。

【００１２】図５は、γの値が約０．５である信号に対
して特別に有利である、光受信機１０の別の例を示した
ものである。偏波モード分散によるじょう乱を検出する
ために、入力信号１が、２つの信号ブランチに分割され
るだけであって、ｘ_２（ｔ）＝ｘ_１（ｔ）である場合
に、この処理によって、γ＞０．５とγ＜０．５の区別
はできない。光受信機が受信した歪んだ信号が入力ｘ_１
に加えられ、かつ偏波モード分散による歪みがない信号
を入力位置ｘ_２で供給すれば、この欠点は回避すること
ができる。歪んでいないこの種の信号は、たとえば、制
御される適応イコライザの出力の位置で得ることができ
る。信号のソースが異なるため、信号間の遅延の差を補
償する必要がある。このため、歪み検出器２に接続され
た遅延要素６を備えることになる。γの値が正確に０．
５である境界線上の状況では、線形のイコライザを用い
たのでは、基本的にはこれ以上、信号に対し等化を行う
ことができない。このような場合には、線形のイコライ
ザと、たとえばデシジョンフィードバックイコライザな
どを組み合わせたものを含むイコライザを設ける必要が
ある。

【００１３】図６は、入力信号ｘ_１およびｘ_２が異なる
場合に対する、自己相関関数Ｒ_ｘ１ _ｘ２を表したもので
ある。歪んだ入力信号と等化された信号との間の非対称
相互相関を示してあり、これによりγ＞０．５の領域と
γ＜０．５の領域の間の識別が可能となる。

【００１４】図７は、光受信機の別の改善形態を示した
ものである。２つの検出器２を用い、歪んだ信号と等化
された信号をモニターする。第１の歪み検出器２を介し
て、歪みの度合いを測定し、この結果をイコライザ３に
供給する。ここでは、イコライザ３の出力が包含する歪
んだ信号ｘ_２の数は少ないが、歪んだ信号ｘ_１は、遅延
要素６を介して第２の歪み検出器２に供給される。この
２つの歪み測定の結果は、マイクロコントローラ４を介
して要求され、イコライザの調整が行われる。

【００１５】原理的には、歪みを検出するための方法
は、そのスペクトルのパワー密度に影響を及ぼすすべて
の歪みを検出するのに適しており、適応フィルタを自動
的に制御するための測定変量として利用できる。この解
析プロセスは、他の歪みの場合の利用に対して適正に適
応される必要がある。

【００１６】図１による回路では、異なる遅延時間τを
もつ遅延要素６を用いることが可能である。この構成の
全体を、可変の遅延を用いることにより連鎖状の遅延要
素を割愛した構成とすることも可能である。次に、乗算
器および低域通過フィルタが必要であり、図３による関
数を供給するサンプル値が連続的に得られる。しかし、
この手続きはより低速であるという欠点をもっている。

【００１７】疑似誤りモニターと異なり、アイが閉じて
いる場合、すなわち、光信号の歪みが極めて大きい場合
は、時刻に依存した歪みを検出することができる。ここ
で、検出速度は、したがって、時刻に依存した歪みの変
化の許容速度は、１０００倍となる。帯域通過フィルタ
による解決手段と異なり、偏波モード分散の可変特性
は、時間領域内で直接決定され、このため、トランスバ
ーサルフィルタに対する係数値に容易に変換ができる。
有利には、本発明は、集積回路として実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】分散歪みを検出するための回路を示す図であ
る。

【図２】軸τに対するＰＭＤ歪みの自己相関関数を示す
図である。

【図３】制御されたイコライザを有する光受信機を示す
図である。

【図４】自動制御されたイコライザを有する光受信機を
示す図である。

【図５】歪んだ信号と等化された信号の間の相互相関の
ための光受信機を示す図である。

【図６】図５による相互相関関数を示す図である。

【図７】２つの検出器を有する光受信機を示す図であ
る。

【符号の説明】

１入力信号２歪み検出器３イコライザ４マイクロプロセッサ６遅延要素７乗算器８低域通過フィルタ９出力信号１０光受信機１１光電変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光伝送リンクの分散効果による光信号の
歪みを検出する方法であって、回路によって、伝送され
るデータの結果として存在する変調を光電入力信号から
取り除き、このようにして得られた信号が、パルスの形
状に関する情報、したがってその信号に及ぼす分散効果
の作用に関する情報のみを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】光伝送リンクの分散効果による光信号の
歪みを検出する方法であって、入力信号（ｘ_１）が、第
２の信号ブランチの信号（ｘ_２）とともに検出器（２）
に供給され、２つのブランチ内の信号が、互いに対して
遅延され、次いで信号が乗算され積分を受け、フィルタ
処理の結果が、解析のためにマイクロプロセッサ（４）
に供給されることを特徴とする方法。
【請求項３】２つの信号ブランチが、入力信号
（ｘ_１）から形成されることを特徴とする請求項２に記
載の方法。
【請求項４】２つの信号ブランチが、入力信号
（ｘ_１）と、すでに訂正された信号（ｘ_２'）とから形
成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】フィルタ処理の結果が、τに関する関数
Ｒ_ｘ１ｘ２（τ，ｔ）を表し、その関数のサンプル値
が、偏波モード分散の２つのパラメータγ、τを規定す
ることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】伝送リンク（１）上の分散効果により歪
んだ光信号用の受信機（１０）であって、光電変換器
（１１）と、イコライザ（３）と、マイクロプロセッサ
（４）とを備えており、イコライザ（３）が少なくとも
１つの歪み検出器（２）に接続されており、歪み検出器
（２）とイコライザ（３）の両方が、マイクロプロセッ
サ（４）を介して共通の制御手段に接続されていること
を特徴とする受信機（１０）。
【請求項７】歪み検出器（２）が、請求項１に記載の
方法に従って動作することを特徴とする請求項６に記載
の受信機（１０）。
【請求項８】歪み検出器（２）が、少なくとも１つの
遅延要素（６）に接続されており、遅延されていない信
号と、その信号に対して遅延された信号との処理を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の受信機（１０）。