JP2014506083A - 偏光分割多重化を使用する光データ伝送の方法 - Google Patents

Abstract

提案されるのは、光データ伝送の方法である。第１のデータ信号と第２のデータ信号が同一のサンプリングレートで受信される。第３のデータ信号、および第４のデータ信号が、第１のデータ信号、および第２のデータ信号を使用して生成され、この２つのデータ信号は、時とともに変化する或る遅延時間だけ互いに遅延させられる。第１の光信号の位相が、第３のデータ信号に応じて変調され、さらに同一の波長を有する第２の光信号の位相が、第４のデータ信号に応じて変調される。第１の光信号が、第１の偏光面で光ファイバの中に伝送され、さらに第２の光信号が、第１の偏光面と直交する第２の偏光面で光ファイバの中に伝送される。

Description

本発明は、偏光分割多重化を使用する光データ伝送の方法に関する。

光データ伝送の際、データは、伝送データに応じて、さらにそれぞれの変調方法の信号点配置図に従って光波長の位相、または位相および振幅を変調することによって伝送され得る。信号点配置図の各ポイントは、伝送されるべきデータビットの有限セットを表す。伝送されるべきデータビットのセットに依存して、光波長の位相、または位相および振幅が、もたらされる信号が信号点配置図のそれぞれの点に対応するように変化させられる。そのような変調方法が、デジタル変調方法である。位相変調方法の例が、対応する信号点配置図の各点が２ビットを表すＱＰＳＫ（四位相偏移変調）と呼ばれるＰＳＫ（位相偏移変調）法である。光信号の位相および振幅を変調させるための方法の例が、対応する信号点配置図の各点が４ビットを表す１６−ＱＡＭ（直交振幅変調）と呼ばれる方法である。

信号点配置図の点によって表されるビットのセットは、シンボルと呼ばれる。波長の位相が変化させられるレート、したがって、シンボルが変化するレートは、シンボルレートと呼ばれる。

特定の光波長のそのような変調を介してデータを伝送するためのデータレートを増加させるため、以下のＰＤＭ（偏光分割多重化）と呼ばれる技法が活用され得る：
− 特定の波長と、第１の偏光状態とを有する第１の光信号が、第１のデータストリームに応じて変調され、
− 同一の特定の波長と、第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態とを有する第２の光信号が、第２のデータストリームに応じて変調され、さらに
− 両方の光信号が、第１の偏光状態および第２の偏光状態の結果であるそれぞれの偏光の状態を有する複合光信号として同一の光ファイバ上で伝送される。

受信側で、ＰＤＭによって生成された２つの光信号が、この複合信号からもたらされる光場を、互いに直交する２つの偏光状態に沿ってサンプリングすることによって獲得され得る。

データレートをさらに増加させるために、ＰＤＭの技法が、様々な光波長の光信号に適用されることが可能であり、さらにその後、様々な光波長のこれらの光信号が、同一の光ファイバ上で伝送される。このことが、ＷＤＭ（波長分割多重化）と呼ばれる。

理想的な光ファイバで伝送された場合、ＰＤＭによって生成された複合光信号の偏光の状態は、送信機におけるその信号の値に対して回転することになり、したがって、複合信号の偏光状態は、回転している。受信側で、受信された複合光信号の光場を、任意の直交する２つの偏光状態に沿ってサンプリングした後、伝送された２つの光信号が、複合信号を形成する、それらの信号のそれぞれの偏光の状態と一緒に回復され得る。

理想的でないファイバ上で或る特定の偏光状態にある或る特定の波長の光信号を伝送する際に生じる１つの効果が、交差偏光変調として知られる効果である。交差偏光変調とは、同一の波長の、ただし、伝送される光信号の特定の偏光状態と直交する別の偏光状態を有する別の光信号が生成されることを表す。したがって、交差偏光変調のために、第１の光信号が、第２の光信号の偏光状態の信号成分を生成する可能性があり、このことが、第２の光信号の劣化につながる可能性があるとともに、第２の光信号が、第１の光信号の偏光状態の信号成分を生成する可能性があり、このことが、第１の光信号の劣化につながる可能性がある。

交差位相変調として知られる効果は、理想的ではない同一の光ファイバ上で伝送される場合に、或る光波長が別の光波長の位相に与える影響を表す。このため、同一の理想的でない光ファイバ上でそれぞれの波長を有する複数の光信号を伝送することによってＷＤＭ（波長分割多重化）を実行する際、それらの異なる光信号は、互いの位相を劣化させ得る。

交差偏光変調および交差位相変調は、例えば、カー効果などの、光ファイバの非線形性によって生じる伝送歪みである。カー効果は、ファイバ内の伝送される信号の信号パワーによってもたらされる、ファイバの屈折率の変化から生じる。ＰＤＭの技法を使用する事例において、複数の信号が伝送され、伝送される信号の各信号パワーは、独自のランダムな特性を有する。したがって、それらの異なる信号パワーによってもたらされる全体的なカー効果もまた、ランダムな特性を有し、さらに、このため、交差偏光変調および交差位相変調の全体的な伝送歪みは、時間的に変化するとともに、ランダムな特性を有する。さらに、光ファイバに作用する熱応力または機械的応力などのさらなる効果が、応力が誘起する、光ファイバの複屈折をもたらす可能性があり、このことが、伝送歪みの全体的なランダムな特性をさらに増大させる。

直交する２つの偏光された光信号の結果である偏光状態を有する複合光信号を受信する際、互いに直交する２つの偏光面で受信された複合光信号をサンプリングすることによって、受信された２つの離散時間信号を生成するのが、一般的な手順であり、サンプリングのこれらの偏光面は、交差するように偏光された２つの光信号が受信される偏光状態と必ずしも同一ではない。サンプリングの偏光面は、複合光信号を形成する２つの光信号の偏光状態に対して回転していることが可能である。この回転は、ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタのセットを使用して、受信された２つの離散時間信号をフィルタし、これにより、フィルタされた２つの離散時間信号を生成することによって補償される。ＦＩＲフィルタのフィルタ係数は、ＣＭＡ（定包絡線基準アルゴリズム）を使用して決定される。次に、それらのフィルタされた２つの離散時間信号が、それらの信号から受信されたそれぞれの離散時間データ信号を復調するために使用される。

交差偏光変調および交差位相変調の効果は、伝送される光信号の劣化につながる可能性があり、さらに、このため、受信側でフィルタされた離散時間信号からデータ信号を復調する際のビット誤りにつながる可能性がある。生じるビット誤りは、光信号を変調するのに先立って送信側でＦＥＣ（前方誤り訂正）符号化アルゴリズムを使用してデータビットを符号化して、ビットブロックにし、さらに、その後、受信側で、使用されたＦＥＣアルゴリズムに従って受信されたビットブロックを復号することによって補償され得る。ＦＥＣアルゴリズムは、１ブロック当り或る最大限の数のビット誤りを訂正することしかできない。

前述した複数の技法を併用してデータを伝送する際、交差偏光変調および交差位相変調によってもたらされるビット誤りの数、つまり、ＢＥＲ（ビット誤り率）は、時間的に一定ではないことに本発明者らは気づいた。ビット誤りのピーク、つまり、ＢＥＲのピークは、ビット誤りのバーストと呼ばれる。そのようなバーストは、ビット誤りが訂正可能な数を超える可能性があるＦＥＣブロックにつながる。したがって、データ信号の伝送されたデータビットが、ＦＥＣ復号の後、受信側で訂正されないままになり得る。

Ｇ．Ｐ．Ａｇｒａｗａｌ、「Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｗｉｌｅｙ，１９９２年 Ｆ．ＭａｔｅｒａおよびＭ．Ｓｅｔｔｅｍｂｒｅ、「Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｑ−Ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｆ Ｔｉｍｅ Ｊｉｔｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＶＯＬ．６、ＮＯ．２、２０００年３月／４月 Ｓｅｂ Ｊ．Ｓａｖｏｒｙ、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ：Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｎｄ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＶＯＬ．１６、ＮＯ．５、２０１２年９月／１０月

したがって、本発明の目的は、データ伝送の知られている方法を改良することである。

文献Ｄ１は、光シーケンスを使用して光信号を前もって変調した後に偏波モード分散が導入されるシステムを開示する。

文献Ｄ２は、単一の偏光状態を有する変調された単一の光信号の同相信号成分および直交信号成分が、この単一の光信号に関してこれらの信号成分の脱相関を実現するために互いに遅延させられるシステムを開示する。次に、その単一の偏光状態を有する単一の光信号が、偏光多重化をエミュレートするデバイスに供給される。
この偏光多重化デバイスは、偏光多重化をエミュレートするために、その単一の偏光状態を有する単一の光信号を取り込み、さらに直交する２つの偏光面上でその単一の光の遅延された２つのバージョンを生成する。

文献Ｄ３は、ＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答）を使用して受信側デバイスにおいて分散補償が実行されるシステムを開示する。

光データ伝送の方法が提案される。本方法は、様々なステップを備える。

第１の離散時間データ信号と第２の離散時間データ信号が、同一のサンプリングレートで受信される。第３の離散時間データ信号、および第４の離散時間データ信号が、第１のデータ信号、および第２のデータ信号を使用して、そのサンプリングレートで生成され、第１のデータ信号と第２のデータ信号は、或る遅延時間だけ互いに遅延させられる。この遅延時間は、時とともに変化させられる。

或る波長と、或る偏光状態とを有する第１の光信号の位相が、第３のデータ信号に応じて変調される。その波長と、或る偏光状態とを有する第２の光信号の位相が、第４のデータ信号に応じて変調される。最後に、第１の光信号および第２の光信号が、第１の光信号の偏光状態が第２の光信号の偏光状態と直交するように光ファイバの中に伝送される。

提案される方法の成果を評価するために、以下の検討事項が考慮に入れられなければならない。前段で概略を述べたとおり、位相変調およびＰＤＭを使用してＦＥＣ符号化アルゴリズムによってもたらされるいくつかのデータ信号を伝送する際、交差偏光変調および交差位相変調の効果が、ビット誤りのバースト中にいくつかのＦＥＣブロックに関してＦＥＣアルゴリズムの能力を超える可能性がある一定でないＢＥＲにつながるランダムな特性を有する。

２つのデータ信号を、それらのデータ信号を変調して別々の偏光状態の２つの光信号にするのに先立って、互いに遅延させることにより、もたらされる光信号もまた、互いに遅延させられることが達せられる。直交する偏光状態を有する光信号のそのような遅延は、ＰＭＤ（偏光モード分散）と呼ばれる効果から知られる要因である。このため、２つのデータ信号を互いに遅延させること、およびさらに、その遅延を時とともに変化させることによって、ランダムな特性を有する伝送歪みとしてのＰＭＤのエミュレーションが実施される。このことは、光信号の領域内で対策をとる代わりに、離散時間データ信号の領域内でとられる対策によって実現される。エミュレートされた伝送歪みとしてのエミュレートされたＰＭＤのランダムな特性は、この場合、独自のランダムな特性を有する交差偏光変調および／または交差位相変調が伝送歪みを生じるだけでなく、エミュレートされたＰＭＤのランダムな特性もまた、伝送歪みの全体的なランダムな特性に寄与するので、全体的な伝送歪みの全体的なランダムな特性を変化させる。

エミュレートされたＰＭＤによってもたらされる伝送歪みは、２つの光信号の間の遅延である。この遅延は、ＣＭＡによって制御されたＦＩＲフィルタを使用して受信側で補償され得る。このため、伝送歪みの全体的なランダムな特性を変化させることによって、ビット誤りのバーストが生じる確率が低下させられる。このため、ビット誤りが訂正可能な数を超えるＦＥＣブロックがより少なくなる。つまり、２つのデータ信号の間に導入される遅延は、さらなる伝送歪みであるものの、この伝送歪みは、受信側で補償され得ると同時に、ビット誤りバーストの確率を低減するために伝送中に生じるすべての信号歪みの全体的なランダムな特性を変化させるのに役立つ。

提案される光伝送デバイスを示すブロック図である。 光受信デバイスを示すブロック図である。 或る好ましい実施形態による提案される光伝送デバイスを示すブロック図である。

図１は、提案される光伝送デバイスＯＴＤのブロック図を示す。光伝送デバイスＯＴＤは、ｋが離散時間インデックスである、離散時間データ信号ｘ（ｋ）と、離散時間データ信号ｙ（ｋ）とを受信するように構成された信号処理ユニットＳＰＵを含む。両方のデータ信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）が、同一のサンプリングレートで受信される。データ信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）は、好ましくは、図１に示されないＦＥＣ符号化ユニットによって供給される。このため、データ信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）は、好ましくは、離散時間ＦＥＣ符号化されたデータ信号である。

信号処理ユニットＳＰＵは、データ信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）からさらなる離散時間データ信号である、データ信号ｘ’（ｋ）、ｙ’（ｋ）を生成する。信号処理ユニットＳＰＵは、データ信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）を、遅延時間Δｔだけ互いに遅延させるための少なくとも１つの遅延要素ＤＥを含む。遅延要素ＤＥは、好ましくは、Ｎ個のフィルタ係数を有する離散時間有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１である。あるいは、遅延要素ＤＥは、離散時間データ信号を遅延時間Δｔだけ遅延させることができるメモリデバイスである。

図１の例において、有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１は、３つのメモリ要素を有し、さらに、このため、フィルタＦＩＲ１のインパルス応答ｈ（ｋ）は、３つのフィルタ係数の長さを有する。Ｎ＝３個のフィルタ係数の数は、例として選ばれているだけであり、提案される方法をこの数に限定するものではない。

出力信号ｘ’（ｋ）は、入力信号ｘ（ｋ）およびインパルス応答ｈ（ｋ）を使用して、以下のとおり表され得る。
ｘ’（ｋ）＝ｘ（ｋ）＊ｈ（ｋ）

入力データ信号ｘ（ｋ）と入力データ信号ｙ（ｋ）の間に生成され得る最大限の時間遅延Δｔ_ＭＡＸは、以下のとおり、フィルタ係数の数Ｎから１を引いて、信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）、ｘ’（ｋ）、ｙ’（ｋ）のサンプリングレートｆ_ＳＲで割った値である。

インパルス応答ｈ（ｋ）のフィルタ係数ｈ_ｋは、以下の条件

を満たし、この条件は、フィルタ係数の合計が１であることを意味する。このことは、入力信号ｘ（ｋ）のエネルギーが保存されることを確実にする。

好ましくは、インパルス応答ｈ（ｋ）のフィルタ係数は、フィルタ係数のうちの１つが１である一方で、その他のフィルタ係数は０であるように選択される。この選択により、フィルタＦＩＲ１は、２つの入力信号ｘ（ｋ）とｙ（ｋ）の間に単一の遅延を生じさせる。

あるいは、インパルス応答ｈ（ｋ）のフィルタ係数は、複数のフィルタ係数が０より大きい一方で、それでも、前述した以下の条件

を満たすように選択されてもよい。このことにより、フィルタＦＩＲ１は、２つの入力信号ｘ（ｋ）とｙ（ｋ）の間に分数遅延を生じさせる。

この例において、入力信号ｙ（ｋ）は不変であり、出力信号ｙ’（ｋ）と等しい。あるいは、両方の入力信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）が、これらの信号（ｋ）、ｙ（ｋ）を互いに遅延させるために別々の遅延要素によってフィルタされてもよい。

信号処理ユニットＳＰＵは、遅延時間Δｔが時とともに変化するように遅延要素ＤＥを制御する制御ユニットＣＵを含む。遅延要素が有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１である事例において、制御ユニットＣＵは、フィルタＦＩＲ１によってもたらされる遅延時間が時とともに変化させられるようにフィルタＦＩＲ１のフィルタ係数を制御する。好ましくは、遅延時間Δｔは、以下のとおりサンプリングレートｆ_ＳＲより相当に小さい周波数ｆ_Δｔで変化させられる。
ｆ_Δｔ＜＜ｆ_ＳＲ

制御ユニットＣＵは、信号処理ユニットＳＰＵに一体化している部分である、または信号処理ユニットとは別個のデバイスであるハードウェアデバイスとして実施されることが可能であり、別個のデバイスである場合、制御ユニットＣＵは、制御インターフェースを介して信号処理ユニットに接続される。

あるいは、制御ユニットは、信号処理ユニット上で実行されるソフトウェアとして実施される。

離散時間出力データ信号ｘ’（ｋ）およびｙ’（ｋ）は、光変調ユニットＯＭＵに供給される。光変調ユニットＯＭＵは、離散時間出力データ信号ｘ’（ｋ）をアナログ電気データ信号ｅｘ’（ｔ）に変換するため、および離散時間出力データ信号ｙ’（ｋ）をアナログ電気データ信号ｅｙ’（ｔ）に変換するための少なくとも１つのデジタルアナログ変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ２を含む。

光変調ユニットＯＭＵは、光インターフェースＯＩＦ１において光信号ＯＳを受信する。光信号ＯＳは、好ましくはレーザである光源デバイスＯＳＤによって生成され、さらに供給される。光信号ＯＳは、光信号が単一の固定波長を有するように、さらに光信号が単一の偏光状態を有するように生成され、さらに供給される。

光変調ユニットＯＭＵは、光信号ＯＳを、光変調デバイスＭＺＭ１に供給される光信号ｏｓ１（ｔ）と、別の光変調デバイスＭＺＭ２に供給される光信号ｏｓ２（ｔ）とに分割するための分光デバイスＯＳＰを含む。光信号ＯＳは、光信号ｏｓ１（ｔ）および光信号ｏｓ２（ｔ）が、光信号ＯＳと同一の波長および同一の偏光状態を有するように分割される。あるいは、光信号ＯＳは、光信号ｏｓ１（ｔ）と光信号ｏｓ２（ｔ）が、同一の波長、および互いに直交する偏光状態を有するように分割される。

光変調デバイスＭＺＭ１において、光信号ｏｓ１（ｔ）の位相が、アナログ電気データ信号ｅｘ’（ｔ）に応じて、さらに或る位相偏移変調方法に従って変調される。このため、光信号ｏｓ１（ｔ）は、アナログ電気データ信号ｅｘ’（ｔ）が生成される元となった離散時間データ信号ｘ’（ｋ）に応じて変調される。光変調デバイスＭＺＭ１は、好ましくは、マッハ−ツェンダ変調器である。光信号ｏｓ１（ｔ）は、光信号ｏｓ１（ｔ）の偏光状態が保存されるように変調される。変調の結果は、光変調デバイスＭＺＭ１の出力にもたらされる光信号ｏｓｍ１（ｔ）である。

光変調デバイスＭＺＭ２において、光信号ｏｓ２（ｔ）の位相が、アナログ電気データ信号ｅｙ’（ｔ）に応じて、さらに或る位相偏移変調方法に従って変調される。このため、光信号ｏｓ２（ｔ）は、アナログ電気データ信号ｅｙ’（ｔ）が生成される元となった離散時間データ信号ｙ’（ｋ）に応じて変調される。光変調デバイスＭＺＭ２は、好ましくは、マッハ−ツェンダ変調器である。光信号ｏｓ２（ｔ）は、光信号ｏｓ２（ｔ）の偏光状態が保存されるように変調される。変調の結果は、光変調デバイスＭＺＭ１の出力にもたらされる光信号ｏｓｍ２（ｔ）である。

光変調ユニットＯＭＵは、変調された光信号ｏｓｍ１（ｔ）、および変調された光信号ｏｓｍ２（ｔ）を光インターフェースＯＩＦに供給する。光インターフェースＯＩＦは、偏光ビームコンバイナＰＢＣを含む。偏光ビームコンバイナＰＢＣは、光信号ｏｓｍ１（ｔ）、ｏｓｍ２（ｔ）の偏光状態が互いに直交するように光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）の少なくともいずれかの偏光状態を回転させることによって、光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）を組み合わせて複合出力信号ｏｓｍ（ｔ）にする。あるいは、光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）は、これらの光信号ｏｓｍ１（ｔ）およびｏｓｍ２（ｔ）が偏光ビームコンバイナＰＢＣに入る前に、互いに直交する偏光状態を有し、さらに偏光ビームコンバイナＰＢＣは、光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）を、それぞれの偏光状態の直交性が保存されるように組み合わせて複合光出力信号ｏｓｍ（ｔ）にする。このため、複合光出力信号ｏｓｍ（ｔ）は、直交する偏光状態を有する２つの光信号ｏｓｍ１（ｔ）、ｏｓｍ２（ｔ）を含む光信号である。

光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）は、好ましくは、直線偏光状態である直交する偏光状態を有する。あるいは、光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）は、円偏光状態である直交する偏光状態を有する。さらなる代替として、光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）は、楕円偏光状態である直交する偏光状態を有する。

次に、光出力信号ｏｓｍ（ｔ）が、光インターフェースＯＩＦの出力ＯＰで光ファイバの中に伝送される。

前段で概略を述べたとおり、離散時間入力データ信号ｘ（ｋ）と離散時間入力データ信号ｙ（ｋ）を、変化する遅延時間Δｔだけ互いに遅延させることの利点は、もたらされる光信号もまた、互いに遅延させられることであり、このことは、ＰＭＤから知られる要因である。このため、この場合、独自のランダムな特性を有する交差偏光変調および交差位相変調が伝送歪みを生じるだけでなく、エミュレートされたＰＭＤのランダムな特性もまた、伝送歪みの全体的なランダムな特性に寄与するので、伝送歪みの全体的なランダムな特性を変化させる、ランダムな特性を有するＰＭＤのエミュレーションが実施される。このため、信号歪みの全体的なランダムな特性を変化させることによって、ビット誤りのバーストが生じる確率が低下させられる。このため、ビット誤りが訂正可能な数を超えるＦＥＣブロックがより少なくなる。

また、成果は、以下のとおり、Ｇ．Ｐ．Ａｇｒａｗａｌ、「Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｗｉｌｅｙ，１９９２年、およびＦ．ＭａｔｅｒａおよびＭ．Ｓｅｔｔｅｍｂｒｅ、「Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｑ−Ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｆ Ｔｉｍｅ Ｊｉｔｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＶＯＬ．６、ＮＯ．２、２０００年３月／４月で知られるとともに、ＢＥＲ（ビット誤り率）を考慮に入れるＱファクタに関して表現されることも可能である。

Ｑファクタの対数値
２０ｌｏｇ１０（Ｑ）
は、非線形の歪みが存在しない状態で光伝送システムにおける伝送される光信号のＳＮＲ（信号対雑音比）とほとんど線形に関係する。カー効果などの非線形の効果が存在する状態で、パワーが大きいほど、非線形の歪みが及ぼす悪影響が、より大きくなる。所与のパワーおよび所与のＳＮＲに関して、提案される方法が使用される場合、信号ｘ（ｋ）とｙ（ｋ）を互いに遅延させない場合と比べて、より少ない数の訂正されないブロック、および向上したＱファクタが実現される。したがって、伝送システムは、ＦＥＣしきい値に対してより大きいＱファクタの余裕をもって、より高い信頼性で動作すること、またはより長い距離にわたる伝搬のために使用されることが可能である。

エミュレートされたＰＭＤによってもたらされる信号歪みは、２つの光信号の間の遅延である。この遅延は、ＣＭＡによって制御されるＦＩＲフィルタを使用して受信側で補償され得る。そのような受信側デバイスの例が、図２に示される。

図２は、光信号ｏｓｍ’（ｔ）を受信する光受信ユニットＯＲＵを示す。光信号ｏｓｍ’（ｔ）は、光ファイバＯＦ上の光信号ｏｓｍ（ｔ）の伝送からもたらされる信号である。

光受信ユニットＯＲＵは、少なくとも１つの光−電気変換デバイスＯＥＣを含む。光−電気変換デバイスＯＥＣは、受信される光信号ｏｓｍ’（ｔ）を、互いに直交する２つの偏光面でサンプリングする。一方の偏光面で光信号ｏｓｍ’（ｔ）をサンプリングすることによって、光−電気変換デバイスＯＥＣは、離散時間電気信号ｕｘ（ｌ）を生成する。他方の偏光面で光信号ｏｓｍ’（ｔ）をサンプリングすることによって、光−電気変換デバイスＯＥＣは、離散時間電気信号ｕｙ（ｌ）を生成する。光−電気変換デバイスＯＥＣは、好ましくは、少なくとも１つのアナログ−デジタル変換器を含む。

前段で概略を述べたとおり、光ファイバＯＦ上の伝送に起因して、信号成分ｏｓ１（ｔ）と信号成分ｏｓ２（ｔ）を組み合わせることからもたらされる複合信号ｏｓｍ（ｔ）の光場の偏光状態は、送信側における複合信号ｏｓｍ（ｔ）の値に対して回転する可能性がある。受信される信号ｏｓｍ’（ｔ）がサンプリングされる直交する偏光面は、信号成分ｏｓ１（ｔ）およびｏｓ２（ｔ）が受信側に着信する偏光面と必ずしも同一ではない。

光−電気変換デバイスＯＥＣは、離散時間電気信号ｕｘ（ｌ）およびｕｙ（ｌ）をデータ処理ユニットＤＰＵに供給する。データ処理ユニットＤＰＵは、すべてがＭ個のフィルタ係数のフィルタ長を有する少なくとも４つの有限インパルス応答フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を備える。

データ処理ユニットＤＰＵは、電気信号ｕｘ（ｌ）をフィルタＦ１およびＦ３に供給し、さらに電気信号ｕｙ（ｌ）をフィルタＦ２およびＦ４に供給する。フィルタＦ１の出力信号とフィルタＦ２の出力信号が組み合わされて出力電気信号ｓ’ｘ（ｌ）にされる。フィルタＦ３の出力信号とフィルタＦ４の出力信号が組み合わされて出力電気信号ｓ’ｙ（ｌ）にされる。入力電気信号ｕｘ（ｌ）およびｕｙ（ｌ）、ならびに出力電気信号ｓ’ｘ（ｌ）およびｓ’ｙ（ｌ）は、フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数を決定するためにデータ処理ユニットＤＰＵにおいて使用される。

フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数は、Ｓｅｂ Ｊ．Ｓａｖｏｒｙ、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ：Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｎｄ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＶＯＬ．１６、ＮＯ．５、２０１２年９月／１０月で説明されるＣＭアルゴリズムを使用して決定される。フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数は、成分ｏｓ１（ｔ）およびｏｓ２（ｔ）を有する複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態の、サンプリングの偏光面に対する回転が補償されるように、このアルゴリズムによって決定される。このため、もたらされる電気信号ｓ’ｘ（ｌ）およびｓ’ｙ（ｌ）は、伝送されたデータ信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）の推定を得るために、電気信号ｓ’ｘ（ｌ）およびｓ’ｙ（ｌ）からそれぞれのデータ信号を復調するために使用され得る。この復調は、図２には示されない復調ユニットによって実行され得る。次に、伝送されるデータ信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）のこれらの推定が、データ信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）の推定からそれぞれのデータストリームを得るために、図２には示されないＦＥＣ復号のユニットに供給され得る。

ＣＭアルゴリズムは、光ファイバ自体のＰＭＤによってもたらされる信号成分ｏｓ１（ｔ）と信号成分ｏｓ２（ｔ）の間の遅延時間Δｔ_ＯＦが補償されるようにフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数を決定することもできることが考慮に入れられる必要がある。さらに、図を参照することによって、遅延要素ＦＩＲ１によって送信側でそれぞれのデータ信号ｘ（ｋ）とｙ（ｋ）の間にもたらされる遅延時間Δｔが、ＣＭアルゴリズムによって補償されることも可能であることが考慮に入れられる必要がある。このため、図１に示される遅延要素ＦＩＲ１によってもたらされる遅延時間Δｔは、前段で概略を述べたとおり、信号歪みの全体的なランダムな特性を変化させるのに役立つが、光受信ユニットＯＲＵなどの受信側ユニットにおいて補償され得る。

ＣＭアルゴリズムが補償することができる最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}は、以下のとおり、フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数の数Ｍ、および光信号ｏｓｍ’（ｔ）がサンプリングされるサンプリングレートｆ_ＯＳＲによって規定される。

図２に示される光ファイバＯＦ自体、平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}をもたらすＰＭＤの対象となるので、送信側でもたらされる時間遅延Δｔは、事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}未満に保たれなければならない。

送信側でフィルタＦＩＲ１によってもたらされる時間遅延Δｔ、および光ファイバによってもたらされる時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}はそれぞれ、それぞれの分散

を有するランダム過程の対象となるので、これらのランダム過程の合計は、

として表現され得る分散

を有する。

したがって、全体的な時間遅延Δｔ_ＳＵＭは、以下のとおり表現され得る。

このため、全体的なしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}は、平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}、およびＣＭアルゴリズムが補償することができる最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}から導き出され得る。すると、この事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}は、以下のとおり表現され得る。

フィルタＦＩＲ１によって生成された時間遅延Δｔの許容できる最大値がどれだけであるかを、図１に示される制御ユニットＣＵに示すための事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}を用意しておくために、代替のソリューションも可能である。第１の代替のソリューションによれば、制御ユニットＣＵに外部ソースから事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}が与えられる。第２の代替のソリューションによれば、制御ユニットに平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}および最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}が与えられ、さらに、その後、制御ユニット自らが、事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}を決定する。

制御ユニットＣＵに平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}を与える代わりに、制御ユニットＣＵが、光ファイバＯＦ、ならびに増幅器やスイッチなどの伝送構成要素によってもたらされる全体的な時間遅延の指示を受け取ってもよく、さらに、その後、制御ユニットＣＵが、事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}を決定するために、この全体的な時間遅延を平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}として使用する。

制御ユニットＣＵに最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}を与える代わりに、制御ユニットＣＵが、Ｍ個のフィルタ係数、ならびに光信号ｏｓｍ’（ｔ）がサンプリングされるサンプリングレートｆ_ＯＳＲの指示を受け取ってもよく、さらに、その後、制御ユニットＣＵ自らが、最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}を決定する。

平均時間遅延Δｔ_{ＰＭＤ−ＯＦ}および最大限の遅延時間Δｔ_{ＭＡＸ−ＣＯＭＰ}から、制御ユニットＣＵは、前段で説明されるとおり、事前定義されたしきい値Δｔ_{ＴＨＲＥＳＨ}を決定することが可能である。

前段で述べたとおり、好ましくは、遅延時間Δｔは、以下のとおり、データ信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）のサンプリングレートｆ_ＳＲより相当に小さい周波数ｆ_Δｔで変動する。
ｆ_Δｔ＜＜ｆ_ＳＲ

変動周波数ｆ_Δｔに関するこの選択の利点は、図２に示される光受信ユニットＯＲＵが、送信側で生じるのと同一の遅延時間Δｔを被る信号ｕｘ（ｌ）、ｕｙ（ｌ）のいくつかの値を受け取ることである。ＣＭアルゴリズムが、信号ｕｘ（ｌ）、ｕｙ（ｌ）のこのいくつかの値の持続時間中、遅延時間Δｔの変動に対処する必要なしにフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数を決定するために、信号ｕｘ（ｌ）、ｕｙ（ｌ）のこのいくつかの値を使用することができる。このことは、ＣＭアルゴリズムが、信号ｕｘ（ｌ）、ｕｙ（ｌ）のこのいくつかの値の持続時間中、フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のフィルタ係数が最適化された値に収束するように、これらのフィルタ係数を決定することを可能にする。

図３は、或る好ましい実施形態による光伝送デバイスＯＴＤを示す。光伝送デバイスＯＴＤは、図１に関連して前述したとおり、光源デバイスＯＳＤと、光変調ユニットＯＭＵと、光インターフェースＯＩＦとを含む。さらに、光伝送デバイスＯＴＤは、光信号処理ユニットＳＰＵ’を含む。

光信号処理ユニットＳＰＵ’は、データ信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）を受信する。光信号処理ユニットＳＰＵ’は、入力データ信号ｘ（ｋ）と入力データ信号ｙ（ｋ）を、入力データ信号ｘ（ｋ）を遅延させることによって互いに遅延させるための少なくとも２つの遅延要素ＤＥ１およびＤＥ３を含む。さらに光信号処理ユニットＳＰＵ’は、入力データ信号ｘ（ｋ）と入力データ信号ｙ（ｋ）を、入力データ信号ｙ（ｋ）を遅延させることによって互いに遅延させるためのさらなる２つの遅延要素ＤＥ２およびＤＥ４を含み得る。

データ信号ｘ（ｋ）は、遅延要素ＤＥ１およびＤＥ３に供給される。遅延要素ＤＥ１は、出力データ信号ｘ１（ｋ）をもたらし、さらに遅延要素ＤＥ３は、出力データ信号ｘ２（ｋ）をもたらす。

データ信号ｙ（ｋ）は、遅延要素ＤＥ２およびＤＥ４に供給される。遅延要素ＤＥ２は、出力データ信号ｙ１（ｋ）をもたらし、さらに遅延要素ＤＥ４は、出力データ信号ｙ２（ｋ）をもたらす。好ましくは、光信号処理ユニットＳＰＵ’は、遅延要素ＤＥ２およびＤＥ４を含まず、その場合、出力データ信号ｙ１（ｋ）およびｙ２（ｋ）は、入力データ信号ｙ（ｋ）と等しい。

出力データ信号ｘ’（ｋ）は、出力データ信号ｘ１（ｋ）と出力データ信号ｙ１（ｋ）の合計として決定される。出力データ信号ｙ’（ｋ）は、出力データ信号ｘ２（ｋ）と出力データ信号ｙ２（ｋ）の合計として決定される。

制御ユニットＣＵは、図１に示される実施形態に関連して前述したとおり、遅延が時とともに変化させられるように、遅延要素ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３、ＤＥ４によってもたらされる遅延を制御する。好ましくは、遅延要素ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３、ＤＥ４は、それぞれの有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４の形態で設けられ、有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４のフィルタ係数ｈ１１（ｋ）、ｈ１２（ｋ）、ｈ１３（ｋ）、ｈ１４（ｋ）は、制御ユニットＣＵによって制御される。有限インパルス応答フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４は、長さＮである。

フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、およびＦＩＲ１４のフィルタ係数ｈ１１（ｋ）、ｈ１２（ｋ）、ｈ１３（ｋ）、およびｈ１４（ｋ）は、好ましくは、入力信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）のエネルギーが保存されるように入力信号ｘ（ｋ）およびｙ（ｋ）のエネルギーを出力信号ｘ’（ｋ）およびｙ’（ｋ）に分配するために

および

という条件に従う。

さらに、好ましくは、フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、およびＦＩＲ１４のフィルタ係数ｈ１１（ｋ）、ｈ１２（ｋ）、ｈ１３（ｋ）、およびｈ１４（ｋ）は、出力信号ｘ’（ｋ）からもたらされる光信号と出力信号ｙ’（ｋ）からもたらされる光信号が互いに直交するように選択される。

遅延要素ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３、ＤＥ４によってもたらされる遅延は、入力信号ｘ（ｋ）と入力信号ｙ（ｋ）の間の遅延をもたらす。光伝送中の信号歪みの全体的なランダムな特性の変化である、このことの実現は、図１の実施形態に関連して、さらに本出願の序文において詳細に既に説明した。

さらなる実現が、信号ｘ１（ｋ）およびｙ１（ｋ）を信号ｘ’（ｋ）と合計すること、および信号ｘ２（ｋ）およびｙ２（ｋ）を信号ｙ’（ｋ）と合計することによって得られる。このため、入力信号ｘ（ｋ）は、出力信号ｙ’（ｋ）に寄与し、さらに入力信号ｙ（ｋ）は、出力信号ｘ’（ｋ）に寄与する。

実現されるのは、データ信号の領域内で実行されるこれらの寄与が、光信号領域内の、図１に示される光信号ｏｓｍ２（ｔ）に対する光信号ｏｓｍ１（ｔ）の寄与と等価であり、その逆も同様であることである。フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４のフィルタ係数は、前述した条件に従うので、データ信号の領域内で実行されるこれらの寄与は、光信号領域内の光信号ｏｓｍ１（ｔ）と光信号ｏｓｍ２（ｔ）の互いに対する寄与と等価であり、したがって、成分ｏｓｍ１（ｔ）およびｏｓｍ２（ｔ）を有する複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態の回転がエミュレートされる。つまり、入力信号ｘ（ｋ）と入力信号ｙ（ｋ）の重ね合わせが、フィルタ係数に関する前述した条件が満たされる場合、成分ｏｓｍ１（ｔ）およびｏｓｍ２（ｔ）を有する複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態の回転のエミュレーションを可能にする。

フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４のフィルタ係数を時間的に変化させることによって、制御ユニットＣＵは、複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態の回転のエミュレーションを変化させることもできる。このため、フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４のフィルタ係数を時間的に変化させることによって、フィルタＦＩＲ１１、ＦＩＲ１２、ＦＩＲ１３、ＦＩＲ１４の遅延によってもたらされるランダムな特性が、伝送歪みの全体的なランダムな特性に寄与するだけでなく、複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態のエミュレートされた回転によってもたらされるさらなるランダムな特性もまた、伝送歪みの全体的なランダムな特性に寄与する。このため、出力信号ｘ’（ｋ）およびｙ’（ｋ）の生成のために入力信号ｘ（ｋ）と入力信号ｙ（ｋ）を重ね合わせることは、伝送歪みの全体的なランダムな特性を変化させることに関してさらなる自由度を与え、このことが、伝送中にビット誤りバーストの確率を低減することに役立つ。

複合光信号ｏｓｍ（ｔ）の偏光状態のエミュレートされた回転は、図２に示される光受信ユニットＯＲＵにおいて実行されるＣＭアルゴリズムによって補償され得る。

前述した様々な方法のステップは、プログラミングされたコンピュータまたはプロセッサによって実行され得ることが、当業者には容易に認識されよう。この説明および図面は、本発明の原理を例示するに過ぎない。このため、当業者は、本明細書で明示的に説明されないものの、本発明の原理を実現するとともに、本発明の趣旨および範囲に含まれる様々な構成を考案することができることが理解されよう。さらに、本明細書に記載されるすべての実施例は、主として、本発明の原理、ならびに当技術分野をさらに進めることに寄与する本発明者らによる概念を読者が理解するのを助ける教育的目的にのみ明確に向けられており、そのような特別に記載される実施例および条件に限定されることなしに解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびにこれらの原理、態様、および実施形態の特定の実施例について本明細書で述べるすべての記載は、これらの原理、態様、および実施形態、ならびに実施例の均等形態を包含することを意図している。

「プロセッサ」というラベルが付けられ、あるいは、「処理デバイス」、「処理ユニット」、または「制御ユニット」とも呼ばれる任意の機能ブロックを含め、図１、図２、および図３に示される様々な要素の機能は、専用のハードウェア、ならびに適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を介して提供され得る。プロセッサによって提供される場合、これらの機能は、単一の専用プロセッサによって提供されても、単一の共有されるプロセッサによって提供されても、いくつかが共有され得る複数の個別のプロセッサによって提供されてもよい。さらに、「プロセッサ」または「制御ユニット」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを排他的に指すものと解釈されるべきではなく、限定なしに、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ソフトウェアを格納するためのＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、および不揮発性ストレージを暗黙に含み得る。また、従来型の、さらに／またはカスタムの他のハードウェアが含まれることも可能である。

本明細書における任意のブロック図は、本発明の原理を実現する例示的な回路の概念図を表すことが、当業者は理解されたい。

Claims (11)

1. 第１の離散時間データ信号（ｘ（ｋ））と第２の離散時間データ信号（ｙ（ｋ））を同一のサンプリングレートで受信することと、
   第３の離散時間データ信号（ｘ’（ｋ））および第４の離散時間データ信号（ｙ’（ｋ））を前記サンプリングレートで、前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））および前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））を使用して生成し、前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））と前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））が、時とともに変化させられる或る遅延時間だけ互いに遅延されることと、
   或る波長と、或る偏光状態とを有する第１の光信号（ｏｓ１（ｔ））の少なくとも位相を、前記第３のデータ信号（ｘ’（ｋ））に応じて変調させることと、
   前記波長と、或る偏光状態とを有する第２の光信号（ｏｓ２（ｔ））の少なくとも位相を、前記第４のデータ信号（ｙ’（ｋ））に応じて変調させることと、および
   変調された第１の光信号（ｏｓｍ１（ｔ））の前記偏光状態が、変調された第２の光信号（ｏｓｍ２（ｔ））の前記偏光状態と直交するように、前記変調された第１の光信号（ｏｓｍ１（ｔ））および前記変調された第２の光信号（ｏｓｍ２（ｔ））を光ファイバの中に伝送することとを備える、光データ伝送の方法。
2. 前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））と前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））が、少なくとも１つの有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１）を使用して前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））と前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））の少なくともいずれかをフィルタすることによって、互いに遅延させられる、請求項１に記載の方法。
3. 前記有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１）のフィルタ係数が時とともに変化させられる、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））と前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））の少なくともいずれかが、前記有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１）によってフィルタされ、さらに
   前記有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１）のフィルタ係数が、フィルタされた信号のエネルギーが保存されるように選択される、請求項３に記載の方法。
5. 前記遅延時間が、前記サンプリングレートより相当に小さい変動周波数で変化させられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記遅延時間が、事前定義されたしきい値未満に保たれる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第１の離散時間データ信号（ｘ（ｋ））と前記第２の離散時間データ信号（ｙ（ｋ））が、少なくとも２つの遅延要素（ＤＥ１、ＤＥ３）を使用して互いに遅延させられ、
   前記第１の離散時間データ信号（ｘ（ｋ））および前記第２の離散時間データ信号（ｙ（ｋ））が、前記第３の離散時間データ信号（ｘ’（ｋ））に寄与し、さらに
   前記第１の離散時間データ信号（ｘ（ｋ））および前記第２の離散時間データ信号（ｙ（ｋ））が、前記第４の離散時間データ信号（ｙ’（ｋ））に寄与する、請求項１または２に記載の方法。
8. 前記遅延要素（ＤＥ１、ＤＥ３）が、有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１１、ＦＩＲ１３）であり、さらに
   前記有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１１、ＦＩＲ１３）のフィルタ係数が、前記第１のデータ信号（ｘ（ｋ））および前記第２のデータ信号（ｙ（ｋ））のエネルギーが保存されるように選択される、請求項７に記載の方法。
9. 前記有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ１１、ＦＩＲ１３）の前記フィルタ係数が、前記第３のデータ信号（ｘ’（ｋ））からもたらされる光信号（ｏｓｍ１（ｔ））と前記第４のデータ信号（ｙ’（ｋ））からもたらされる光信号（ｏｓｍ２（ｔ））が互いに直交するように選択される、請求項８に記載の方法。
10. 第１の離散時間データ信号と第２の離散時間データ信号を同一のサンプリングレートで受信し、
    第３の離散時間データ信号および第４の離散時間データ信号を、前記第１のデータ信号および前記第２のデータ信号を使用して、前記サンプリングレートで生成して、前記第１のデータ信号と前記第２のデータ信号が、時とともに変化する或る遅延時間だけ互いに遅延されるようにするように構成された信号処理ユニット（ＳＰＵ、ＳＰＵ’）と
    或る波長と、或る偏光状態とを有する第１の光信号の位相を、前記第３のデータ信号に応じて変調させ、さらに
    前記波長と、或る偏光状態とを有する第２の光信号の位相を、前記第４のデータ信号に応じて変調させるように構成された光変調ユニット（ＯＭＵ）と、
    変調された第１の光信号の前記偏光状態が、変調された第２の光信号の前記偏光状態と直交するように、前記変調された第１の光信号および前記変調された第２の光信号を光ファイバの中に伝送するように構成された光インターフェース（ＯＩＦ）とを備える、光伝送デバイス（ＯＴＤ）。
11. 前記信号処理ユニット（ＳＰＵ、ＳＰＵ’）が、遅延された第１のデータ信号と遅延された第２のデータ信号を重ね合わせることによって、前記第３の離散時間データ信号および前記第４の離散時間データ信号を生成するようにさらに構成される、請求項１０に記載の光伝送デバイス（ＯＴＤ）。

Images