JP2010161721A - 遅延処理装置,信号増幅装置,光電変換装置,アナログ/デジタル変換装置,受信装置および受信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】多値位相変調通信システムの受信側における再生データの信号品質を高める。
【解決手段】同相信号および直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器11I,11Qと、アナログ/デジタル変換器で、遅延器11I,11Qで前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、遅延器11I,11Qでの遅延量を制御する遅延制御手段14と、をそなえる。
【選択図】図3

Description

本案件は、遅延処理装置,信号増幅装置,光電変換装置,アナログ/デジタル変換装置,受信装置および受信方法に関する。本案件は、例えば、多値位相変調された光信号を受信する装置に適用される場合がある。
近年、伝送トラフィックの増加に伴い、40 Gbit/s以上の伝送容量を持つ次世代光伝送システム導入の要求が高まっている。その実現手段として、従来システムで適用されてきたNon Return to Zero (NRZ)変調方式に比べて、周波数利用効率(Spectral Efficiency)、光信号対雑音比(OSNR)耐力、非線形性耐力に優れた様々な変調方式の採用が有力視されている。
その中でも、(差動)4位相偏移変調((Differential) Quadrature Phase-Shift Keying:(D)QPSK)変調方式等の多値位相変調方式は、次世代光伝送システムの変調方式として有望視されている。多値位相変調方式は、高分散耐力、高偏波モード分散(PMD)耐力、狭スペクトルといった特徴を持つからである。この多値位相変調方式の更なる特性(OSNR耐力、波長分散耐力)改善を実現する技術として、コヒーレント受信とデジタル信号処理を組み合わせたデジタルコヒーレント受信方式もある(例えば、特許文献1,非特許文献1等)。
上述したような40 Gbit/s以上(baud rateが20 Gbit/s以上)の伝送容量を持つ多値位相変調通信システムの受信側において再生されるデータの信号品質を一層高めたい。
そこで、本案件の目的の一つは、多値位相変調信号光を受信する側において再生されるデータの信号品質を高めることにある。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本案件の他の目的として位置づけることができる。
たとえば、以下の手段を用いる。
(1)多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行なってデータを再生するプロセッサと、共に使用されうる遅延処理装置であって、同相信号および直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる遅延処理装置を用いることができる。
(2)多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる信号増幅装置であって、アナログ電気信号の同相信号および直交信号を独立して増幅処理する増幅手段と、前記増幅手段の前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる信号増幅装置を用いることができる。
(3)多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる光電変換装置であって、同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換処理を行なう前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる光電変換装置を用いることができる。
(4)多値位相変調光を復調して得られるデジタル信号の同相信号および直交信号について、デジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうるアナログ/デジタル変換装置であって、同相信号および直交信号について、アナログ/デジタル変換処理によりそれぞれデジタル電気信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、前記アナログ/デジタル変換処理を行なう前段において、前記アナログ電気信号の前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、該アナログ/デジタル変換手段で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえるアナログ/デジタル変換装置を用いることができる。
(5)多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力する受信手段と、該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてアナログ/デジタル変換手段でデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる受信装置を用いることができる。
(6)多値位相変調された光信号を入力してアナログ電気信号の同相信号および直交信号を出力するフロントエンド手段と、前記同相信号と前記直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号と前記直交信号とを入力する複数のアナログ/デジタル変換手段と、該アナログ/デジタル変換手段からの出力についてデジタル信号処理を行なうデジタル信号処理手段と、該デジタル信号処理手段で前記デジタル信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延器の遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる受信装置を用いることができる。
(7)多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を光信号として出力する受信手段と、該受信手段から出力された光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれアナログ電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段からのアナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段と、をそなえ、該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、該光電変換手段および該増幅手段における温度をモニタする温度モニタと、該光電変換手段および該増幅手段における温度とともに、該増幅手段における利得に対応して、該遅延器での前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について設定すべき遅延量に関する情報について記憶しておき、該温度モニタからのモニタ結果および該増幅手段における前記利得に対応する遅延量に関する情報を前記記憶から抽出し、前記抽出した遅延量により該遅延器を制御する遅延制御部と、をそなえた受信装置を用いることができる。
(8)多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力し、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与え、前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換して信号処理を行ない、前記信号処理を行なった結果をもとに、前記与える遅延量を制御する、受信方法を用いることができる。
開示の技術によれば、多値位相変調された光信号の受信側において再生されるデータの信号品質を高めることができる。
コヒーレント受信機の基本構成の例を示す図である。 ADCへの到達時点における同相信号および直交信号の遅延差について説明する図である。 第1実施形態を示す図である。 第1実施形態の変形例を示す図である。 第1実施形態における装置のモジュール化の態様例を示す図である。 第1実施形態における装置のモジュール化の態様例を示す図である。 第1実施形態における装置のモジュール化の態様例を示す図である。 第1実施形態における装置のモジュール化の態様例を示す図である。 第1実施形態における装置のモジュール化の態様例を示す図である。 第2実施形態を示す図である。 第3実施形態を示す図である。 第4実施形態を示す図である。 第5実施形態を示す図である。 第6実施形態を示す図である。 第7実施形態を示す図である。 第7実施形態の動作を説明する図である。 第8実施形態を示す図である。 第9実施形態を示す図である。 第10実施形態を示す図である。 第11実施形態を示す図である。
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。各図において、同一の符号が付された箇所はほぼ同様の部分を示す。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図は無い。即ち、本実施形態は、その趣旨に逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
[1]第1実施形態
・対比例
図1にコヒーレント受信機1の構成の例を示す。図 1に例示するコヒーレント受信機1は、直交偏波成分に各々データを持つ受信信号(光信号)を受信し、個別の信号復調処理系において各々の偏波成分について信号復調処理等を行なう。偏波ビームスプリッタ(PBS: Polarization Beam Splitter)2は、直交する2つの直線偏波成分に各々データを持つ受信信号について偏波分離し、それぞれ、X偏波成分用の信号復調処理系2XおよびY偏波成分用の信号復調処理系2Yにおける90度ハイブリッド回路4に導く。
また、局部発振光源(LO: Local Oscillator)3aは局部発振光を出力し、スプリッタ3bは局部発振光源3aからの局部発振光を2分岐して、それぞれ、X偏波成分用の信号復調処理系2XおよびY偏波成分用の信号復調処理系2Yにおける90度ハイブリッド回路4に導く。
信号復調処理系2X,2Yは、それぞれ、X偏波成分,Y偏波成分に変調された多値位相変調光信号について復調しデータ再生を行なう。このため、信号復調処理系2X,2Yは、それぞれ同等の要素(符号4〜9)を含む。以下、信号復調処理系2Xに着目して各要素4〜9について説明するが、信号復調処理系2Yについても同様の説明が可能である。
なお、以下において、図中の各符号の数字に付された「I」,「Q」に関しては、説明中において共通して指示する場合には表記を省略する場合がある。
90度ハイブリッド回路4は、受信信号であるX偏波成分の光信号と、この光信号に対し90度位相がずれた局部発信光と、を混合し、受信信号の実部成分(同相信号、Ix信号)および虚部成分(直交信号、Qx信号)を出力する。図1に例示するようにQPSK信号を処理する90度ハイブリッド回路4では、出力する同相信号および直交信号を、ともに信号光と位相共役光とによる2出力としている。
ツインPD(Photo Detector)5Iは、2出力の同相信号を受信して、X偏波成分の位相変調成分Ixの電気信号(電流信号)として出力する。同様に、ツインPD5Qは2出力の直交信号を受信して、X偏波成分の位相変調成分Qxの電気信号として出力する。ツインPD5I,5Qに代えて、それぞれ信号光のみを受信するシングルPDを適用することも可能である。
トランスインピーダンスアンプ(Transimpedence Amplifier:TIA)6I,6Qは、それぞれ、ツインPD5I,5Qからの電流信号について電圧信号に変換する。更に、自動利得制御アンプ(増幅手段、Auto-Gain Control Amplifier:AGC)7I,7Qは、それぞれ、TIA6I,6Qからの電圧信号について増幅する。
アナログ/デジタル変換器(Analog-Digital Converter:ADC)8I,8Qは、それぞれ、AGC7I,7Qからの電気信号について多ビットのデジタル信号に変換してDSP9Aに導く。多ビットの例として、複数ビットや1バイトで構成されるデジタル信号がある。
DSP(Digital Signal Processor)9Aは、信号処理部9I,9Qおよびデータ再生部9aをそなえる。信号処理部9I,9Qは、それぞれ、ADC8I,8Qからのデジタル信号について、それぞれFIR(Finite Impulse Response)フィルタ等による信号処理を行なって波形歪みを補償する。FIRフィルタの代わりにIIRフィルタを用いても同様な結果を得ることができる。FIRフィルタおよびIIRフィルタ等を併せて「フィルタ」と呼ぶことがある。DSPはプロセッサであるが、このプロセッサは論理回路で構成してもよく、また多値位相変調信号の伝送速度や信号処理を行う処理速度にもよるがFPGAなどで構成することもできる。つまり、プロセッサは論理回路およびFPGA等を含む。尚、ここで補償しようとする波形歪みには、例えば光伝送路における波長分散、偏波モード分散、SPM(Self Phase Modulation)等に起因するものを含めることができる。
データ再生部9aは、信号処理部9I,9Qでそれぞれ波形歪みが補償された結果を用いることにより、データを再生する。例えば、前述の非特許文献1に記載された技術を用いてデータ再生が可能である。
このような構成により、図1に示すコヒーレント受信機1では、互いに直交する2つの偏波方向に独立して多値位相変調(例えば、QPSK変調)された光信号について、対応する信号復調処理系2X,2Yにおいて復調することによりデータ再生する。
このとき、各信号復調処理系2X,2Yにおける90度ハイブリッド回路4の出力からADC8I,8Qまでの各要素5I,5Q,6I,6Q,7I,7Qの温度に応じた伝搬遅延時間や、各要素間の接続部での温度に応じた伝搬遅延時間は、温度変化や時間経過とともに各系2X,2Yにおける同相信号と直交信号との間に遅延時間差が生じうる。又、AGC7I,7Qにおけるそれぞれの利得設定値の相違によっても、上述の場合と同様の遅延時間差が生じうる。
このように、90度ハイブリッド回路4からツインPD5I,5Qへの出力タイミングが適正であっても、ADC8I,8Qへの到達時点において遅延差が生じている場合には、データ再生部9aで再生されるデータの品質に影響を与えうる。
図2は上述の遅延差について説明するための図である。ADC8I,8Qに入力される電圧信号は、シンボル単位に情報を持った信号である。そして、DSP9Aにおいて、電圧信号のレベルをシンボル単位に取り込むため、ADC8I,8Qでは、1シンボル内において2つのサンプリングタイミング(例えば、図2に示すt1、t2)で、入力される信号をデジタル信号に変換する。
このとき、例えば図2に示すように、ADC8I,8Qにそれぞれ入力されるI信号,Q信号に遅延差Δが生じると、ADC8I,8Qでサンプリングするタイミングはシンボル内においてのずれになる。図2のADC8Iでは、単位シンボル区間内のシンボル区間中央となる時点CIに対し等間隔に前後するタイミングでサンプリングを行なっている。これに対し、ADC8Qでは、単位シンボル区間内での2点のサンプリングタイミングは、シンボル区間中央CQに対し不等間隔に前後するようになる。このような単位シンボル区間内におけるサンプリングタイミングのずれは、そのままサンプリングデータの変動を招き、DSP9Aに入力される信号品質に影響を及ぼす。
・第1実施形態について
そこで、例えば図3に示すように、ADC8I,8Qに入力される電気信号に生じる遅延差を抑制させる。図3に示すコヒーレント受信機(受信装置)10では、共通の符号を付した要素4〜8,9Bを含む各信号復調処理系12X,12Yは、ともに、位相シフタ(Phase Shifter:PS)11とともに、遅延制御部14を更にそなえる。
すなわち、90度ハイブリッド回路4およびツインPD5により、多値位相変調光を受信(入力)して同相信号および直交信号を出力する受信手段の一例とすることができる。この場合には、同相信号および直交信号をアナログ電気信号として出力する。ツインPD5は、多値位相変調光に由来する、光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換手段の一例である。又、TIA6およびAGC7は、多値位相変調光に由来する、アナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段の一例である。更に、ADC8は、多値位相変調光に由来する、アナログ電気信号の同相信号および直交信号について、アナログ/デジタル変換処理によりそれぞれデジタル電気信号に変換するアナログ/デジタル変換手段の一例である。
また、位相シフタ11I,11Qは、多値位相変調光に由来する同相信号および直交信号の双方について可変時間の遅延を与える遅延器の一例である。即ち、位相シフタ11I,11Qは、それぞれ、AGC7I,7Qでの増幅処理の後段において、同相信号および直交信号のうちの少なくとも一方(この場合は双方)について可変時間の遅延を付与する。
すなわち、位相シフタ11I,11Qにおいて、ADC8I,8Qに電気信号として入力される電気信号を位相シフトによる遅延量を個別に与え、相対的な遅延差を抑制させる。尚、位相シフタ11I,11Qに入力される電気信号は、ともに(D)QPSK等の多値位相変調光に由来する信号であって、位相シフタ11Iに入力される信号は同相信号であり、位相シフタ11Qに入力される信号は直交信号である。
また、図3に示す例においては、同相信号および直交信号の双方について位相シフトによる遅延量を与える位相シフタ11I,11Qをそなえているが、例えば図4に示すように、直交信号および同相信号のいずれか一方(たとえば同相信号)に対して遅延量を与える位相シフタ11Iをそなえるようにしてもよい。このようにしても、ADC8I,8Qに入力される電気信号に生じる遅延差を抑制できる。
さらに、図3に示す遅延制御部14は、DSP9Bで信号処理が行なわれた結果をもとに位相シフタ11I,11Q(図4の場合には位相シフタ11I)での位相シフトによる遅延量を制御するもので、遅延制御手段の一例である。即ち、位相シフタ11I,11Qで遅延が付与された信号を含む同相(In phase、I)信号および直交(Quadrature、Q)信号についてデジタル信号に変換されて信号処理が行なわれた結果をもとに、位相シフタ11I,11Qでの遅延量を制御する。ここで、DSP9Bで信号処理が行なわれた結果は、本例ではデータ再生が行なわれたときの信号の品質のモニタ値としているが、他の値、例えば信号の品質の指標となる値を用いても良い(例えば後述の図14のDSP9C)。
DSP9Bは、ADC8I,8Qからの出力についてデジタル信号処理を行なうデジタル信号処理手段の一例である。即ち、位相シフタ11I,11Qで遅延が付与された信号を含む同相信号(I信号)および直交信号(Q信号)についてデジタル信号に変換されたものについて、信号処理を行なうとともにデータ再生を行なう。
DSP9Bは、一例として、信号処理部9I,9Q,データ再生部9aおよびモニタ部9bをそなえる。信号処理部9I,9Qは、それぞれ、ADC8I,8Qからの同相信号,直交信号に応じた出力について、波形歪みを補償する処理を行なう歪み補償処理手段の一例であり、前述の図1に示すものと基本的に同様のものを適用できる。
また、データ再生部9aは、信号処理部9I,9Qからの出力をもとにデータ再生を行なうデータ再生手段の一例である。更に、モニタ部9bは、信号処理の一態様として、データ再生部9aからの出力から、ADC8Iへの同相信号およびADC8Qへの直交信号の入力タイミングのずれの指標値をモニタするモニタ手段の一例である。モニタ部9bでモニタする指標値は、データ再生部9aでの処理を行なった結果として再生データの品質を示す値を用いることができ、例えば、データのBER(Bit Error Rate)、Q値、エラーカウント値等を用いることができる。
これにより、遅延制御部14においては、DSP9Bにおけるモニタ部9bでモニタされた上述の指標値に基づいて、各位相シフタ11I,11Qへの位相シフト量(遅延量)を個別に制御している。例えば、刻み幅だけ位相シフト量を変動させた場合のモニタ部9bからの指標値が良好な側に、位相シフト量を更に変動させて、最適な指標値を有する位相シフト量を探索する山登り法等の手法を採用する。これにより、指標値が適切になる位相シフタ11I,11Qでの位相シフト量を与えることができる。
この場合、例えば、指標値としてBERやエラーカウント値を用いる場合には、一例として、指標値の最適値を最小値とすることができる。又、指標値としてQ値を用いる場合には、一例として、指標値の最適値を最大値とすることができる。
この遅延制御部14での制御によって、ADC8Iに入力される同相信号と、ADC8Qに入力される直交信号と、の遅延差は最適となり、再生されるデータの品質を最適とすることができ、受信性能の劣化を最小とすることができる。
なお、例えば、各信号復調処理系12X,12Yにおける90度ハイブリッド回路4,ツインPD5I,5Q,TIA6I,6QおよびAGC7I,7Qについては一体化して、受信フロントエンドモジュールとすることができる。この場合の受信フロントエンドモジュールは、多値位相変調された光信号を入力して、アナログ電気信号の同相信号および直交信号を出力するフロントエンド手段の一例である。更に、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bについても適宜フロントエンドモジュールに組み込み可能であり、この場合には偏波多重をなす2つの信号復調処理系についての上述の要素について一体化可能である。
上述のごときコヒーレント受信機10の動作例を説明する。
直交する2方向の偏波成分に、それぞれ多値位相変調された光信号を入力されると、PBS2で対応する偏波成分ごとに分離して、それぞれ2系統の信号復調処理系12X,12Yに導く。
各信号復調処理系12X,12Yにおいては、それぞれ、多値位相変調された光信号について、同相信号(I信号)および直交信号(Q信号)の電気信号 に変換するとともに、DSP9Bでのデジタル信号処理を通じてデータ再生を行なう。
このとき、遅延制御部14においては、モニタ部9bにてモニタされる指標値に基づいて、位相シフタ11I,11Qでの位相シフト量を制御している。これにより、ADC8Iに入力される同相信号およびADC8Qに入力される直交信号の入力タイミングを最適にすることができる。
ところで、第1実施形態におけるコヒーレント受信機10においては、位相シフタ11I,11Qおよび位相制御部14については一体化してもよい。この場合の一体化された位相シフタ11I,11Qについては、多値位相変調光に由来する同相信号および直交信号の少なくとも一方について、可変時間の遅延を付与するための遅延処理装置の要素とすることができる。
その他、種々の態様でのモジュール化を想定することができる。
たとえば、2つの信号復調処理系12X,12Yの一方において、位相シフタ11I,11Qおよび遅延制御部14について、図5〜図9に例示するような態様でのモジュール化することができる。尚、各符号の数字(4〜8,11)に付された「I」,「Q」に関しては、双方をまとめて示す場合は省略して表記している。
ここで、図5に例示する態様は、図3で例示する各要素4〜8,11,13,14について、ディスクリート部品でモジュール化したものである。
また、図6に例示する態様においては、位相シフタ11,ADC8および遅延制御部14について一体としたモジュール15Aをそなえている。この場合のモジュール15Aは、多値位相変調光に由来する、アナログ電気信号の同相信号(同相アナログ信号)および直交信号(直交アナログ信号)について、アナログ/デジタル変換処理によりそれぞれデジタル電気信号に変換するアナログ/デジタル変換装置である。
さらに、図7に例示する態様においては、AGC7,位相シフタ11および遅延制御部14について一体としたモジュール15Bをそなえている。この場合のモジュール15Bは、多値位相変調光に由来する、アナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう信号増幅装置である。
また、図8に例示する態様においては、ツインPD5,TIA6,AGC7,位相シフタ11および遅延制御部14について一体化したモジュール15Cをそなえている。この場合のモジュール15Cは、多値位相変調光に由来する、光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換装置である。
さらに、図9に例示する態様においては、各信号復調処理系12X,12Yごとにそなえられる受信フロントエンドモジュール15Dに、位相シフタ11および遅延制御部14が一体化されたものである。図9に例示する受信フロントエンドモジュール(フロントエンド手段、受信装置)15Dは、PBS2で偏波分離された2つの直線偏波成分の一方を受信光信号として導入し、90度ハイブリッド回路4において、外部に備えられた局部発振光源3aからの局部発振光と混合するようになっている。
この他、受信フロントエンドモジュールとしては、例えば、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、2つの信号復調処理系12X,12Yの要素である、90度ハイブリッド回路4,ツインPD5,TIA6,AGC7,位相シフタ11および遅延制御部14が一体化されたものを用いることも可能である。
このように、第1実施形態によれば、多値位相変調通信システムの受信側において再生されるデータの信号品質を高めることができる利点がある。
[2]第2実施形態の説明
図10は第2実施形態を示す図である。図10に例示する光受信機20は、第1実施形態の場合と同様に、偏波多重された光信号の一の直線偏波成分についての信号復調処理系として適用可能である。又、偏波多重されていない多値位相変調光信号(例えば、DQPSK光信号)について受信する受信機として適用することも可能である。
図10に示す光受信機20においては、前述の第1実施形態とは異なり、ダイレクト受信方式で、多値位相変調された光信号を強度変調信号に変換する。即ち、第1実施形態の場合と異なり、局部発振光源および90度ハイブリッドはそなえられず、遅延干渉計21がそなえられる。尚、図10中において図3と同一の符号は同様の部分を示している。
ここで、遅延干渉計21は、多値位相変調光信号を入力されて、遅延干渉処理により、同相信号(I信号)および直交信号(Q信号)を出力する。この同相信号および直交信号は、多値位相変調光信号について、強度変調された光信号に変換されたものととらえることができ、それぞれ、信号光と位相共役光の2出力とすることができる。
遅延干渉計21から出力される同相信号および直交信号は、それぞれ、第1実施形態の場合と同様に、ツインPD5I,5Qで受光され、TIA6I,6Qで電圧信号として出力され、AGC7I,7Qで増幅される。そして、遅延制御部14からの制御を受ける位相シフタ11I,11Qで、それぞれAGC7I,7Qからの同相信号および直交信号について位相シフトを行なってADC8I,8Qに導く。これにより、前述の第1実施形態の場合と同様、ADC8Iに入力される同相信号と、ADC8Qに入力される直交信号と、の遅延差は最適となり、再生されるデータの品質を最適にすることができる。
なお、図10に例示するように、遅延干渉計21,ツインPD5I,5Q,TIA6I,6QおよびAGC7I,7Qについては、一体化して受信フロントエンド22とすることができる。
その他、位相シフタ11I,11Qおよび位相制御部14については、例えば前述の図5〜図9に示すような態様のモジュール化を適用することができる。
[3]第3実施形態の説明
図11は第3実施形態を示す図である。図11に例示するコヒーレント受信機30は、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信するが、位相シフタ11I,11Qの配置が第1実施形態の場合と異なるものである。尚、図11中、図3と同一の符号はほぼ同様の要素である。即ち、図11に例示するコヒーレント受信機30においては、位相シフタ11IについてTIA6IおよびAGC7Iの間に、位相シフタ11QについてTIA6QおよびAGC7Qの間に、それぞれ介装される。
すなわち、遅延器の一例である位相シフタ11I,11Qは、それぞれ、AGC7I,7Qでの増幅処理の前段において、同相信号および直交信号のうちの少なくとも一方(この場合は双方)について可変時間の遅延を付与する。
このようにしても、第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、位相シフタ11I,11Qおよび位相制御部14については、一体化してもよいし、その他、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化を適用することができる。
[4]第4実施形態の説明
図12は第4実施形態を示す図である。図12に例示するコヒーレント受信機40は、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信する。第1実施形態の場合と相違する点は、位相シフタ11I,11Q(図3参照)に代えて、可変光遅延器41Iを90度ハイブリッド回路4とツインPD5Iとの間に、可変光遅延器41Qを90度ハイブリッド回路4とツインPD5Qとの間に、それぞれ介装するとともに、可変光遅延器41I,41Qでの各遅延量を制御する遅延制御部42をそなえている点である。尚、図3と同一の符号はほぼ同様の部分を示す。
可変光遅延器41I,41Qは、空間光学系または平面光波回路(Planer Lightwave Circuit:PLC)を用いた可変光遅延器を適用することができる。可変光遅延器41I,41Qとしては、90度ハイブリッド回路4と一体に組み込むことも可能である。
遅延制御部42においては、モニタ部9bでモニタされた指標値に基づいて、各可変光遅延器41I,41Qへの光遅延量について、第1実施形態の場合に準じて、個別に制御することができる。例えば、所定刻み幅だけ光遅延量を変動させた場合のモニタ部9bからの指標値が良好な側に、遅延量を更に変動させて、最適な指標値を有する光遅延量を探索する山登り法等の手法を採用する。これにより、指標値を適切にする可変光遅延器41I,41Qでの光遅延量を与えることができる。
このようにしても、第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、可変光遅延器41I,41Qについては、前述の図9に準じて各要素が一体化された光フロントエンド装置又は光電変換装置とすることができる。又は、90度ハイブリッド回路4,VOA41I,41Q,ツインPD5I,5Qおよび遅延制御部42を少なくとも一体化された光電変換装置とすることもできる。
[5]第5実施形態の説明
図13は第5実施形態を示す図である。図13に例示するコヒーレント受信機50は、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信する。又、コヒーレント受信機50は、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、第1実施形態の場合と同等の要素4−8,11を含む信号復調処理系52X,52Yをそなえる。即ち、位相シフタ11IがAGC7IとADC8Iとの間に、位相シフタ11QがAGC7QとADC8Qとの間に、それぞれ介装される。
しかし、信号復調処理系52X,52Yは、それぞれ、第1実施形態とは相違する遅延制御部54およびDSP9Aを含む。
遅延制御部54は、OTN(Optical Transport Network)フレーマー51において信号品質の指標値となる値をモニタするモニタ部51X,51Yからのモニタ結果に基づいて位相シフタ11I,11Qでの位相シフト量を制御する。これにより、第1実施形態の場合と異なり、モニタ部9bとしての機能を不要としたDSP9A(図1参照)を適用することが可能である。
OTNフレーマー51は、コヒーレント受信機50で受信する光信号から再生されたデータを用いて、多重フレームであるOTNフレームについて終端処理を行なう。モニタ部51X,51Yは、それぞれ、信号復調処理系52X,52Yからの再生データを用いたOTNフレームの終端処理において、それぞれの再生データについての信号品質を、前述の指標値としてモニタする。
これにより、例えば、信号復調処理系52Xに着目すると、当該信号復調処理系52Xの遅延制御部54においては、モニタ部51Xからのモニタ結果に基づいて、所期の信号品質が得られるように、位相シフタ11I,11Qの位相シフト量を制御できる。信号復調処理系52Yの遅延制御部54においても同様である。
このようにしても、第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
その他、位相シフタ11I,11Qおよび遅延制御部54に関して、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化を適用することができる。
[6]第6実施形態の説明
図14は第6実施形態を示す図である。図14に例示するコヒーレント受信機60においても、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信する。又、コヒーレント受信機60は、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、第1実施形態の場合と同等の要素4−8,11を含む信号復調処理系62X,62Yをそなえる。即ち、位相シフタ11IがAGC7IとADC8Iとの間に、位相シフタ11QがAGC7QとADC8Qとの間に、それぞれ介装される。
ここで、信号復調処理系62X,62Yは、それぞれ、第1実施形態とは相違する遅延制御部64およびDSP9Cを含む。
DSP9Cは、第1実施形態のDSP9Bと同様、信号処理部9I,9Qおよびデータ再生部9aをそなえるが、第1実施形態のDSP9Bが有するモニタ部9bとは異なるモニタ部9cをそなえる。
モニタ部9cは、信号処理部9I,9Qにおいてそれぞれ波形歪みを補償した後の同相信号および直交信号の相関をモニタするもので、例えば、乗算器9c−1,平均化回路9c−2およびデジタル/アナログ変換器(DAC)9c−3をそなえる。
すなわち、後述の式(3)に例示するように、信号処理部9I,9Qからそれぞれ出力される同相信号,直交信号の乗算を乗算器9c−1で行なうとともに、乗算器9c−1での乗算結果について時間平均をとった積算値を算出する。これにより、式(3)に例示するような相関値を得る。DAC9c−3は、上述の乗算器9c−1および平均化回路9c−2で積算された相関値についてアナログ信号に変換して、遅延制御部64に出力する。
遅延制御部64は、モニタ部9cにおけるDAC9c−3からのアナログ信号の相関値をモニタ結果として受け取って、この相関値に基づいてPS11I,11Qにおける位相シフト量を制御する。
たとえば、信号復調処理系62Xに着目すると、信号処理部9I,9Qからそれぞれ出力される信号Ix,Qxは、例えば式(1),(2)のようにそれぞれ表すことができる。尚、式(1),(2)において、EとELOはそれぞれ信号光と局部発振光の電界、θはデータに相当する位相、ωは信号光と局部発振光の周波数差、Tは実数成分(Ix)と虚数成分(Qx)との遅延差を示す。
Figure 2010161721
相関値積算部9c−1で演算する相関値rは、信号処理部9I,9Qから出力される信号Ix,Qxを用いて式(3)のように表される。ここで、データに相当する位相の発生確率が等しいとすると、相関値rは、式(4)のように、遅延差Tに依存して変動する値を有するととらえることができる。式(4)におけるE,ELO,ωは一定の値をとるととらえることができるからである。
Figure 2010161721
すなわち、遅延制御部64においては、モニタ部9cからの相関値を、上述の遅延差をあらわすモニタ結果として受け取って、受け取った相関値rが例えば0となるように位相シフタ11I,11Qの位相シフト量を制御する。信号復調処理系62Yの遅延制御部64においても同様である。
換言すれば、モニタ部9cは、信号処理部9I,9Qからの出力から、ADC8I,8Qへの同相信号および直交信号の入力タイミングのずれ(又はデータ再生後の信号品質)の指標値をモニタするモニタ手段の一例である。又、遅延制御部64は、モニタ部9cからの出力に基づいて、位相シフタ11I,11Qにおける遅延量を制御する遅延制御手段の一例である。
このようにしても、第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
その他、位相シフタ11I,11Qおよび遅延制御部64に関して、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化を適用することができる。
[7]第7実施形態の説明
図15は第7実施形態を例示する図である。図15に例示するコヒーレント受信機70においても、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信するため、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、同等の要素4−9B,11を含む信号復調処理系72X,72Yをそなえる。
ここで、信号復調処理系72X,72Yは、それぞれ、第1実施形態とは相違し、ディザリングを用いた態様で位相シフタ11I,11Qの遅延量を制御する。このため、信号復調処理系72X,72Yは、低周波信号発振源75,低周波重畳器76,同期検波部77および遅延制御部74を含む。
低周波信号発振源75は、位相シフタ11Iでの位相シフト量に揺らぎを与えるための低周波信号を発生させる。低周波重畳器76は、遅延制御部74から位相シフタ11Iへの位相シフト量の制御信号に低周波信号発振源75からの低周波信号を重畳させる。これにより、位相シフタ11Iにおいては、AGC7Iからの同相アナログ信号について、揺らぎが与えられた位相シフト量を与える。
上述のごとく位相シフト量に揺らぎが与えられると、モニタ部9bにおいては、再生データの信号品質のモニタ結果として、位相シフト量の揺らぎが反映された値が出力される。同期検波部77は、低周波信号発信源75からの低周波信号とともに、モニタ部9bからのモニタ結果を受けて、モニタ結果に含まれる、低周波信号発信源75からの低周波信号成分またはその高調波成分を同期検波により抽出する。
遅延制御部74は、同期検波部77により抽出された低周波信号成分またはその高調波成分に基づいて、位相シフタ11I,11Qへの位相シフト量を制御する。図16は、遅延制御部74による位相シフト量の制御についての説明図である。例えばモニタ部9bにおいてBERやエラーカウント値をモニタする場合には、この図16のMに示すように、ADC8I,8Qへの同相信号および直交信号の遅延差がd1の場合にモニタ値は極小となる一方、遅延差がd1から離れるに従いモニタ値は大きくなる。
ここで、低周波重畳器76において、遅延制御部74から位相シフタ11Iへの位相シフト量の制御信号に、低周波信号発信源75からの周波数f0の低周波信号を重畳させる。これにより、位相シフタ11I,11Qでの位相シフトにより、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差も揺らぐ。このとき、その揺らぎの中心となる遅延量に応じて、モニタ部9bからのモニタ結果に含まれる低周波成分が変動する。
たとえば、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差が、d1から離れたd2を中心に周波数f0で揺らぐ場合には、モニタ部9bでのモニタ結果には、M1に例示するような周波数f0で変動する成分が2f0成分よりも支配的に含まれるようになる。これに対し、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差が、d1を中心に周波数f0で揺らぐ場合には、モニタ部9bでのモニタ結果には、M2に示すような周波数2f0で変動する成分がf0成分よりも支配的に含まれるようになる。
すなわち、遅延制御部74においては、同期検波部77からのモニタ結果から抽出される低周波成分f0が、最小となる方向に位相シフタ11I,11Qでの遅延量を制御することで、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差を最適化できる。又は、同期検波部77からのモニタ結果から抽出される、低周波f0の高調波成分2f0が、最大となる方向に位相シフタ11I,11Qでの遅延量を制御することで、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差を最適化できる。
したがって、前述の第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、上述のコヒーレント受信機70においては、位相シフタ11Iに与えられる制御信号に低周波信号f0が重畳されているが、この他に、位相シフタ11Qに与えられる制御信号に低周波信号f0を重畳することとしてもよい。
その他、位相シフタ11I,11Qおよび遅延制御部74に関して、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化又を適用することができる。
[8]第8実施形態の説明
図17は第8実施形態を例示する図である。図17に例示するコヒーレント受信機80においても、第7実施形態の場合と同様の光信号を受信するため、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、既出の符号4−9B,11で示す要素を含む信号復調処理系82X,82Yをそなえる。
ここで、信号復調処理系82X,82Yは、ともに第7実施形態に示すものとは相違する。即ち、互いに位相が反転した低周波信号を、それぞれ、位相シフタ11I,11Qへの制御信号に重畳するようなっている。このため、信号復調処理系82X,82Yは、前述の第7実施形態の場合と同様の遅延制御部74,低周波信号発振源75,同期検波部77をそなえるとともに、位相反転部86および低周波重畳器87I,87Qをそなえる。
低周波重畳器87Iは、低周波信号発信源75からの低周波信号を、遅延制御部74からの位相シフタ11Iへの制御信号に重畳する。位相反転部86は、低周波信号発信源85にて発生された低周波信号f0の位相を反転させて、低周波重畳器87Qに出力する。これにより、低周波重畳器87I,87Qにおいては、それぞれ、位相シフタ11I,11Qに供給される位相シフトのための制御信号に、互いに位相が反転した低周波信号を重畳する。即ち、位相シフタ11I,11Qにおいては、それぞれ、AGC7I,7Qからの同相アナログ信号について、互いに位相が反転する低周波信号で揺らぎが与えられた位相シフト量が与えられる。
遅延制御部74においては、上述のごとく位相シフト量に揺らぎが与えられることで、第7実施形態の場合とほぼ同様に、ADC8I,8Qに入力される信号間の遅延差を最適化できる。従って、前述の第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
さらに、低周波重畳器87I,87Qにおいて、それぞれ、位相シフタ11I,11Qに対し互いに位相が反転した低周波信号を重畳することによって、制御時に実数成分と虚数成分の遅延の変動が相殺し、同相信号および直交信号間での遅延の平均量はほぼ一定に安定させることができる。これにより、DSP9Bで実数成分(同相信号)と虚数成分(直交信号)の平均値からクロック抽出等の処理を行う際には、上述のごとき遅延量制御のためのディザリングの影響を抑圧させることが可能となる。
[9]第9実施形態の説明
図18は第9実施形態を示す図である。図18に例示するコヒーレント受信機90は、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信するため、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、各実施形態の場合とは異なる信号復調処理系92X,92Yをそなえる。
この信号復調処理系92X,92Yは、ともに、既出の符号4−8,9A,11で示す要素を含むが、更に温度モニタ93I,93Qおよび遅延制御部94をそなえる。以下、信号復調処理系92Xに着目して説明するが、信号復調処理系92Yについても同様の説明が可能である。
ここで、信号復調処理系92Xに関し、温度モニタ93Iは、同相信号についての要素4I〜7Iおよびこれら相互の接続箇所における温度特性についてモニタする。同様に、温度モニタ93Qは、直交信号についての要素4Q〜7Qおよびこれら相互の接続箇所における温度特性についてモニタする。そして、温度モニタ93I,93Qにてそれぞれモニタされた温度特性情報は遅延制御部94に出力されるようになっている。
遅延制御部94は、温度モニタ93I,93Qからの温度モニタ値およびAGC7I,7Qから利得値を受けると、位相シフタ11I,11Qについて適切な位相シフト量となるように制御する。このため、遅延制御部94は、例えばテーブル94aをそなえる。
テーブル94aは、同相信号および直交信号を伝搬させる電気素子5〜7およびこれら相互の接続箇所における温度特性およびAGC7I,7Qからの利得値に応じた位相シフタ11I,11Qへの遅延量(位相シフト量)に関する情報の対応について記憶する。即ち、テーブル94aには、位相シフタ11I,11Qへの制御量として、電気素子5−7の温度特性やAGC7の利得特性に応じて、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号の遅延差が適切(例えば最小)となる値が記憶される。
そして、遅延制御部94は、温度モニタ93I,93Qからのモニタ結果を受けるとともに、AGC7I,7Qから自動利得制御にかかる利得値を受ける。そして、上述のモニタ結果および利得値に対応する、位相シフタ11I,11Qの双方又は一方の遅延量をテーブル94aから抽出する。更に、テーブル94aから抽出した遅延量により位相シフタ11I,11Qを制御している。これにより、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号の遅延差を適切に制御することができる。
したがって、この場合においても、第1実施形態の場合と同様の利点がある。
その他、位相シフタ11I,11Qおよび遅延制御部94に関して、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化を適用することができる。
[10]第10実施形態の説明
図19は第10実施形態を示す図である。図19に例示するコヒーレント受信機100は、第1実施形態の場合と同様の光信号を受信するため、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、各実施形態の場合とは異なる信号復調処理系102X,102Yをそなえる。
この信号復調処理系102X,102Yは、ともに、既出の符号4−6,8,9Bで示す要素を含むが、AGC103I,103Q,可変減衰器(Variable Attenuator:VAT)104I,104Qおよび遅延制御部105をそなえる。以下、信号復調処理系102Xに着目して説明するが、信号復調処理系102Yについても同様の説明が可能である。
ここで、信号復調処理系102Xに関し、AGC103I,103Qは、それぞれ、遅延制御部105からの自動利得制御を受けて、TIA6I,6Qからの同相信号,直交信号について増幅する。AGC103I,103Qは、それぞれの利得設定値の相違によって、出力信号に遅延時間差が生じうる。第10実施形態においては、AGC103I,103Qに対して個別に利得を設定することにより、出力される同相信号と直交信号との間の遅延差を最適(例えば遅延差0)となるようにしている。
また、VAT104I,104Qは、それぞれ、遅延制御部105からの制御を受けて、AGC103Iからの同相信号,AGC103Qからの直交信号を可変減衰制御する。同相信号および直交信号は、AGC103I,103Qにおいて遅延量制御のために制御された利得で増幅されているが、VAT104I,104Qで信号を可変減衰させて、AGC103I,103Q間の利得の相違によるレベルの相違を抑制する。
遅延制御部105においては、DSP9Bにおけるモニタ部9bから受け取るモニタ値に基づいて、AGC103I,103Qに対する利得を制御する。これにより、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号間の遅延量を最適(例えば0)としている。又、このモニタ値に基づき、上述のAGC103I,103Qへの利得制御に伴って、VAT104I,104Qに対する可変減衰量を制御する。これにより、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号間のレベル差を最適(例えばほぼ同等)としている。
したがって、この場合においても、第1実施形態の場合と同様の利点がある。
その他、AGC103I,103Q,VAT104I,104Qおよび遅延制御部105に関して、前述の図5〜図9に例示するような態様に準じた種々のモジュール化を適用することができる。
[11]第11実施形態の説明
図20は第11実施形態を示す図である。図20に例示するコヒーレント受信機110は、第10実施形態の場合と同様の光信号を受信するため、PBS2,局部発振光源3aおよびスプリッタ3bとともに、第10実施形態の場合とは異なる信号復調処理系112X,112Yをそなえる。
この信号復調処理系112X,112Yは、それぞれ、前述の第10実施形態の場合におけるVAT104I,104Qに代えて、光可変減衰器(Variable Optical Attenuator:VOA)113I,113Qおよび遅延制御部114をそなえる。他の符号4〜6,8,9,103で示す要素については前述の第10実施形態におけるものと基本的に同様である。以下、信号復調処理系112Xに着目して説明するが、信号復調処理系112Yについても同様の説明が可能である。
信号復調処理系112Xに関し、VOA113I,113Qは、それぞれ、90度ハイブリッド回路4とツインPD5I,5Qとの間に介装される。VOA113Iは、90度ハイブリッド回路4からの同相光信号について、遅延制御部114からの制御に基づいて可変減衰してツインPD5Iに導く。同様に、VOA113Qは、90度ハイブリッド回路4からの直交光信号について、遅延制御部114からの制御に基づいて可変減衰してツインPD5Qに導く。
そして、遅延制御部114においては、DSP9Bにおけるモニタ部9bから受け取るモニタ値に基づいて、AGC103I,103Qに対する利得を制御する。これにより、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号間の遅延量を最適(例えば0)としている。
また、遅延制御部114は、モニタ部9bからのモニタ値に基づき、上述のAGC103I,103Qへの利得制御に伴い、VOA113I,113Qに対する光可変減衰量を制御する。これにより、ADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号間のレベル差を抑制することができるようになる。
したがって、この場合においても、前述の第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
[12]その他
上述した実施形態にかかわらず、各実施形態の態様を組み合わせる等、種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の各実施形態においては、直交する2つの直線偏波成分に多値位相変調信号を多重するDP−(D)QPSK(Dual Polarization-(Differential) Phase Shift Keying)方式の受信機について開示している。しかしながら、偏波多重を適用しないSingle Polarization方式や、4値よりも多値の位相変調方式を採用して、各実施形態の態様に準じた受信機とすることもできる。
また、図10に例示するダイレクト受信方式を、他の実施形態の態様に適用することとしてもよい。
また、上述の各実施形態においては、同相信号および直交信号の双方について遅延量を与えているが、直交信号および同相信号のいずれか一方に対して遅延量を与えるようにしてもよい。
また、例えば90度ハイブリッド回路4の出力からADC8I,8Qまでの各要素における遅延時間の温度依存性を抑圧させるために、温度モニタに応じて目標温度に安定させる温度制御素子を適用することも有用である。即ち、温度制御素子での温度制御により、上述のADC8I,8Qに入力される同相アナログ信号および直交アナログ信号の遅延差を抑制させることができる。
[13]付記
(付記1)
多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行なってデータを再生するプロセッサと、共に使用されうる遅延処理装置であって、
同相信号および直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする遅延処理装置。
(付記2)
該遅延制御手段は、前記信号処理を行なって算出された信号の品質をもとに前記遅延量を制御する、ことを特徴とする、付記1記載の遅延処理装置。
(付記3)
該遅延制御手段は、前記信号処理を行なった結果として、前記デジタル信号に変換された前記同相信号および前記直交信号の相関値をプロセッサから受け取り、前記相関値をもとに前記遅延量を制御する、ことを特徴とする、付記1記載の遅延処理装置。
(付記4)
該遅延器は、電気信号または光信号として入力される、前記同相信号および前記直交信号の少なくとも一方について、前記遅延が付与された電気信号または光信号を出力する、ことを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載の遅延処理装置。
(付記5)
該遅延器は、前記同相信号および前記直交信号の少なくとも一方について、可変利得で増幅するとともに、前記利得に応じた時間の遅延を与える増幅器をそなえる、ことを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載の遅延処理装置。
(付記6)
多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる信号増幅装置であって、
アナログ電気信号の同相信号および直交信号を独立して増幅処理する増幅手段と、
前記増幅手段の前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする信号増幅装置。
(付記7)
多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる光電変換装置であって、
同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換処理を行なう前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする光電変換装置。
(付記8)
多値位相変調光を復調して得られるデジタル信号の同相信号および直交信号について、デジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうるアナログ/デジタル変換装置であって、
同相信号および直交信号について、アナログ/デジタル変換処理によりそれぞれデジタル電気信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、
前記アナログ/デジタル変換処理を行なう前段において、前記アナログ電気信号の前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
該アナログ/デジタル変換手段で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とするアナログ/デジタル変換装置。
(付記9)
多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力する受信手段と、
該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてアナログ/デジタル変換手段でデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする受信装置。
(付記10)
該受信手段は、前記同相信号および前記直交信号を光信号として出力する一方、
該遅延器は、前記光信号として入力される、前記同相信号および前記直交信号の少なくとも一方について、前記遅延量が与えられた光信号を出力し、
かつ、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号について、光電変換処理によりそれぞれアナログ電気信号として出力する光電変換手段をさらにそなえる、ことを特徴とする、付記9記載の受信装置。
(付記11)
該受信手段から出力された光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれアナログ電気信号に変換する光電変換手段と、
該光電変換手段からのアナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段と、をそなえ、
該遅延器は、該増幅手段での前記増幅処理の前段のアナログ電気信号の同相信号および直交信号の少なくとも一方、又は、該増幅手段での前記増幅処理の後段のアナログ電気信号の同相信号および直交信号の少なくとも一方について、前記遅延量を与えることを特徴とする、付記9記載の受信装置。
(付記12)
前記少なくとも一方に遅延量が与えられた、前記アナログ電気信号としての前記同相信号および前記直交信号について、それぞれデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段をさらにそなえる、ことを特徴とする、付記10または11記載の受信装置。
(付記13)
該アナログ/デジタル変換手段にて前記デジタル信号として出力された前記同相信号および前記直交信号について、デジタル信号処理を行なうデジタル信号処理手段をそなえ、
該遅延制御手段は、該デジタル信号処理手段において前記信号処理を行なった結果をもとに、該遅延器での遅延量を制御する、ことを特徴とする、付記12記載の受信装置。
(付記14)
多値位相変調された光信号を入力してアナログ電気信号の同相信号および直交信号を出力するフロントエンド手段と、
前記同相信号と前記直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号と前記直交信号とを入力する複数のアナログ/デジタル変換手段と、
該アナログ/デジタル変換手段からの出力についてデジタル信号処理を行なうデジタル信号処理手段と、
該デジタル信号処理手段で前記デジタル信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延器の遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする受信装置。
(付記15)
該デジタル信号処理手段は、
該アナログ/デジタル変換手段からの前記同相信号と前記直交信号に応じた出力について波形歪みを補償する処理を行なう歪み補償処理手段と、
該歪み補償処理手段からの出力をもとにデータ再生を行なうデータ再生手段と、
該歪み補償処理手段からの出力か又は該データ再生手段からの出力から、該アナログ/デジタル変換手段への前記同相信号および前記直交信号の入力タイミングのずれの指標値をモニタするモニタ手段と、をそなえ、
該遅延制御手段は、該モニタ手段からの出力に基づいて、前記遅延量を制御する、ことを特徴とする、付記14記載の受信装置。
(付記16)
多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を光信号として出力する受信手段と、
該受信手段から出力された光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれアナログ電気信号に変換する光電変換手段と、
該光電変換手段からのアナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段と、をそなえ、
該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
該光電変換手段および該増幅手段における温度をモニタする温度モニタと、
該光電変換手段および該増幅手段における温度とともに、該増幅手段における利得に対応して、該遅延器での前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について設定すべき遅延量に関する情報について記憶しておき、該温度モニタからのモニタ結果および該増幅手段における前記利得に対応する遅延量に関する情報を前記記憶から抽出し、前記抽出した遅延量により該遅延器を制御する遅延制御部と、をそなえたことを特徴とする、受信装置。
(付記17)
多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力し、
前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与え、
前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換して信号処理を行ない、
前記信号処理を行なった結果をもとに、前記与える遅延量を制御する、ことを特徴とする受信方法。
(付記18)
多値位相変調光に由来する同相信号および直交信号の少なくとも一方について可変時間の遅延を付与する遅延手段と、
該遅延手段で前記遅延が付与された信号を含む前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換されて信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延手段での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする遅延処理装置。
(付記19)
多値位相変調光に由来する、アナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段と、
前記増幅処理を行なう前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について可変時間の遅延を付与する遅延手段と、
該遅延手段で前記遅延が付与された信号を含む前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換されて信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延手段での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする信号増幅装置。
(付記20)
多値位相変調光に由来する、光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換処理を行なう前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について可変時間の遅延を付与する遅延手段と、
該遅延手段で前記遅延が付与された信号を含む前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換されて信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延手段での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする光電変換装置。
1,10,20,30,40,50,670,70,80,90,100,110 光受信機
2 PBS
2X,2Y,12X,12Y,52X,52Y,62X,62Y,72X,72Y,82X,82Y,92X,92Y,102X,102Y,112X,112Y 信号復調処理系
3a 局部発振光源
3b スプリッタ
4 90度ハイブリッド回路
5I,5Q ツインPD
6I,IQ TIA
7I,7Q,103I,103Q AGC
8I,8Q ADC
9A〜9C DSP
9I,9Q 信号処理部
9a データ再生部
9b,9c モニタ部
9c−1 乗算器
9c−2 平均化回路
9c−3 DAC
11I,11Q 位相シフタ(遅延器)
14,42,54,64,74,94 遅延制御部(遅延制御手段)
15A〜15D モジュール
21 遅延干渉計
22 受信フロントエンド
41I,41Q,113I,113Q VOA
75 低周波信号発振源
76,87I,87Q 低周波重畳器
77 同期検波部
86 位相反転部
93I,93Q 温度モニタ
94a テーブル
104I,104Q VAT

Claims (10)

  1. 多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行なってデータを再生するプロセッサと、共に使用されうる遅延処理装置であって、
    同相信号および直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする遅延処理装置。
  2. 該遅延制御手段は、前記信号処理を行なって算出された信号の品質をもとに前記遅延量を制御する、ことを特徴とする、請求項1記載の遅延処理装置。
  3. 該遅延制御手段は、前記信号処理を行なった結果として、前記デジタル信号に変換された前記同相信号および前記直交信号の相関値をプロセッサから受け取り、前記相関値をもとに前記遅延量を制御する、ことを特徴とする、請求項1記載の遅延処理装置。
  4. 多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる信号増幅装置であって、
    アナログ電気信号の同相信号および直交信号を独立して増幅処理する増幅手段と、
    前記増幅手段の前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする信号増幅装置。
  5. 多値位相変調光を復調して得られる同相信号と直交信号とをデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器、および、該アナログ/デジタル変換器からの前記デジタル信号についてデジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうる光電変換装置であって、
    同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれ電気信号に変換する光電変換手段と、
    前記光電変換処理を行なう前段または後段において、前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    アナログ/デジタル変換器で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号がデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする光電変換装置。
  6. 多値位相変調光を復調して得られるデジタル信号の同相信号および直交信号について、デジタル信号処理を行ってデータを再生するプロセッサと、共に使用されるうるアナログ/デジタル変換装置であって、
    同相信号および直交信号について、アナログ/デジタル変換処理によりそれぞれデジタル電気信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、
    前記アナログ/デジタル変換処理を行なう前段において、前記アナログ電気信号の前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    該アナログ/デジタル変換手段で、該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とするアナログ/デジタル変換装置。
  7. 多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力する受信手段と、
    該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてアナログ/デジタル変換手段でデジタル信号に変換され、プロセッサでデジタル信号処理が行なわれたときの信号の品質をもとに、該遅延器での遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする受信装置。
  8. 多値位相変調された光信号を入力してアナログ電気信号の同相信号および直交信号を出力するフロントエンド手段と、
    前記同相信号と前記直交信号の少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    該遅延器で前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号と前記直交信号とを入力する複数のアナログ/デジタル変換手段と、
    該アナログ/デジタル変換手段からの出力についてデジタル信号処理を行なうデジタル信号処理手段と、
    該デジタル信号処理手段で前記デジタル信号処理が行なわれた結果をもとに、該遅延器の遅延量を制御する遅延制御手段と、をそなえる、ことを特徴とする受信装置。
  9. 多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を光信号として出力する受信手段と、
    該受信手段から出力された光信号の同相信号および直交信号について、光電変換処理によりそれぞれアナログ電気信号に変換する光電変換手段と、
    該光電変換手段からのアナログ電気信号の同相信号および直交信号の増幅処理を行なう増幅手段と、をそなえ、
    該受信手段からの前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与える遅延器と、
    該光電変換手段および該増幅手段における温度をモニタする温度モニタと、
    該光電変換手段および該増幅手段における温度とともに、該増幅手段における利得に対応して、該遅延器での前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について設定すべき遅延量に関する情報について記憶しておき、該温度モニタからのモニタ結果および該増幅手段における前記利得に対応する遅延量に関する情報を前記記憶から抽出し、前記抽出した遅延量により該遅延器を制御する遅延制御部と、をそなえたことを特徴とする、受信装置。
  10. 多値位相変調光を受信して同相信号および直交信号を出力し、
    前記同相信号および前記直交信号のうちの少なくとも一方について遅延量を与え、
    前記少なくとも一方に遅延量が与えられた前記同相信号および前記直交信号についてデジタル信号に変換して信号処理を行ない、
    前記信号処理を行なった結果をもとに、前記与える遅延量を制御する、ことを特徴とする受信方法。
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