JP2015185974A - Optical receiver, optical communication system, and inter-polarization crosstalk compensation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光カー効果由来の偏波間クロストークを補償する技術に関する。 The present invention relates to a technique for compensating for crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect.
年々増大するコアネットワークの伝送需要に対応するため、波長あたり100Gb/sクラスの伝送容量を実現する光伝送装置が実用化されつつある。100Gb/sクラスの長距離光伝送では、コヒーレント受信方式が主に用いられている。さらに、位相変調技術や偏波多重技術を用いることによって、100Gb/sの情報伝送が28〜35GHz程度のシンボルレートで実現されている。 In order to meet the transmission demand of the core network that is increasing year by year, an optical transmission device that realizes a transmission capacity of 100 Gb / s class per wavelength is being put into practical use. In long-distance optical transmission of 100 Gb / s class, a coherent reception method is mainly used. Furthermore, by using a phase modulation technique and a polarization multiplexing technique, information transmission of 100 Gb / s is realized at a symbol rate of about 28 to 35 GHz.
100Gb/sクラスの長距離光伝送では、非線形光学効果による信号歪が発生する。その信号歪は、伝送可能距離を制限する要因となる。非線形光学効果は、伝送光ファイバに入力する光信号の強度を増大させるほど信号品質の劣化を大きくする。また、非線形光学効果は、伝送距離が長くなるほど信号品質の劣化を大きくする。信号品質の劣化が大きくなると、受信側においてビット誤りが発生する。 In long-distance optical transmission of 100 Gb / s class, signal distortion due to nonlinear optical effects occurs. The signal distortion becomes a factor that limits the transmittable distance. The nonlinear optical effect increases the deterioration of the signal quality as the intensity of the optical signal input to the transmission optical fiber is increased. Also, the nonlinear optical effect increases the signal quality degradation as the transmission distance increases. When the signal quality is greatly deteriorated, a bit error occurs on the receiving side.
したがって、非線形光学効果は、ビット誤りを前方誤り訂正符号の許容値を超えないように伝送距離を選ばなければならなくするという点で直接的に伝送距離を制限している。また、非線形光学効果による信号品質の劣化が著しく大きくならないようにするためには、伝送光ファイバに入力する光信号の強度を制限する必要がある。そのため、受信側における信号雑音比を高くできなくなるので、非線形光学効果は、間接的に伝送可能距離を制限している。 Therefore, the nonlinear optical effect directly limits the transmission distance in that the transmission distance must be selected so that the bit error does not exceed the allowable value of the forward error correction code. In addition, in order to prevent signal quality degradation due to the nonlinear optical effect from becoming significantly large, it is necessary to limit the intensity of the optical signal input to the transmission optical fiber. For this reason, the signal-to-noise ratio on the receiving side cannot be increased, and the nonlinear optical effect indirectly limits the transmittable distance.
非線形光学効果に由来する信号品質の劣化を大別すると、自己位相変調、相互位相変調、四光波混合の3種類がある。
自己位相変調は、非線形光学効果が単一伝送チャネル内で完結しているものを指し、信号自身の電場によって信号歪が生じる現象である。その現象がチャネル内に閉じているため、自己位相変調による信号歪は逆伝搬法を用いて補償または影響の低減を可能とすることが知られている。
四光波混合は、伝送光ファイバの波長分散が非常に小さい場合には大きな問題となるが、ゼロ分散波長近辺での運用を避ければ大きな問題とはならない。
The signal quality degradation caused by the nonlinear optical effect is roughly classified into three types: self-phase modulation, cross-phase modulation, and four-wave mixing.
Self-phase modulation refers to a nonlinear optical effect that is completed within a single transmission channel, and is a phenomenon in which signal distortion occurs due to the electric field of the signal itself. Since this phenomenon is closed in the channel, it is known that signal distortion due to self-phase modulation can be compensated or reduced by using the back propagation method.
Four-wave mixing is a big problem when the chromatic dispersion of the transmission optical fiber is very small, but it is not a big problem if operation near the zero dispersion wavelength is avoided.
相互位相変調は、波長多重技術を採用した場合に問題になる。非線形光学効果が、チャネル間をまたがって生じるため、単一のチャネル内の信号処理のみでは補償することが困難である。しかし、波長多重されたすべてのチャネルにまたがった信号処理を行うことは現実的ではない。 Cross phase modulation becomes a problem when wavelength multiplexing technology is employed. Since nonlinear optical effects occur across channels, it is difficult to compensate with only signal processing within a single channel. However, it is not practical to perform signal processing across all wavelength-multiplexed channels.
波長多重技術を利用し、かつ偏波多重手段を採用した光通信システムでは、相互位相変調の一種である光カー効果に由来する偏波回転が問題となる。
光カー効果は、光電場の強度によって媒質の屈折率が変動する現象である。具体的には、光カー効果は、光の進行方向に直角な2方向で別々の屈折率変動が生じることによって、媒質に複屈折性をもたらす現象である。光カー効果が発生すると、伝送光ファイバ中で、光信号は偏波回転を受けることになる。つまり、偏波多重された光信号を利用する場合には、光カー効果由来の偏波間クロストークが発生する。
In an optical communication system using wavelength multiplexing technology and employing polarization multiplexing means, polarization rotation derived from the optical Kerr effect, which is a kind of cross-phase modulation, becomes a problem.
The optical Kerr effect is a phenomenon in which the refractive index of a medium varies depending on the intensity of a photoelectric field. Specifically, the optical Kerr effect is a phenomenon that causes birefringence in a medium by causing separate refractive index fluctuations in two directions perpendicular to the traveling direction of light. When the optical Kerr effect occurs, the optical signal undergoes polarization rotation in the transmission optical fiber. That is, when a polarization multiplexed optical signal is used, crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect occurs.
偏波多重された光信号の2つの偏波はどちらも同じ強度を持っている。しかし、波長多重を行った場合、局所的にたまたま互いに強め合って干渉したり、または互いに弱め合って干渉したりして、両偏波の強度は必ずしも一定ではなくなる。そのため、前記光カー効果由来の偏波間クロストークが発生する。また、この偏波間の振幅インバランスは、シンボルレート程度の速さで変動するため、クロストーク量はシンボルレート程度の速さで変動する。ただし、波長分散がゼロでない場合は、波長分散により偏波間の振幅インバランスが時間的に平均されて、クロストーク量の変動速度はシンボルレートより一桁程度遅くなる。 Both polarizations of the polarization multiplexed optical signal have the same intensity. However, when wavelength multiplexing is performed, the intensities of both polarizations are not necessarily constant because they happen to locally interfere with each other or interfere with each other. Therefore, crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect occurs. Further, the amplitude imbalance between the polarizations fluctuates as fast as the symbol rate, so the crosstalk amount fluctuates as fast as the symbol rate. However, when the chromatic dispersion is not zero, the amplitude imbalance between the polarizations is temporally averaged due to the chromatic dispersion, and the fluctuation rate of the crosstalk amount is about one digit slower than the symbol rate.
偏波多重された光信号を受信する光受信装置は、一般的に、2つの直交する偏波を弁別し、クロストークを除去する機能を備えている。このような機能は、例えば、LMS(Least Mean Square)アルゴリズム(非特許文献1,2参照)を用いて制御される適応MIMO(Multiple Input Multiple Output)フィルタによって実現されている。偏波回転の時間変動が適応MIMOフィルタの追従速度と比べて緩やかな場合には、偏波間クロストークを補償することができる。
An optical receiver that receives a polarization-multiplexed optical signal generally has a function of discriminating two orthogonal polarized waves and removing crosstalk. Such a function is realized by, for example, an adaptive MIMO (Multiple Input Multiple Output) filter controlled using an LMS (Least Mean Square) algorithm (see Non-Patent
しかしながら、LMS(例えば、CMA;Constant Modulus Algorithm)アルゴリズムの追従速度は、ステップサイズパラメータによって決定され、そのステップサイズパラメータは追従速度と雑音抑圧との間のトレードオフを考慮して、シンボルレートの1/1000から1/10000に設定されている。したがって、偏波間クロストークの変化速度が、シンボルレートの1/1000程度の場合には、LMSアルゴリズムを用いて制御される適応MIMOフィルタによって偏波間クロストークを除去可能であるが、その追従速度より高速で変動する偏波間クロストークは除去できずに残留してしまう。 However, the tracking speed of an LMS (eg, CMA; Constant Modulus Algorithm) algorithm is determined by a step size parameter, which takes into account the trade-off between tracking speed and noise suppression, and is a symbol rate of 1. / 1000 to 1/10000. Therefore, when the cross-polarization crosstalk change rate is about 1/1000 of the symbol rate, the cross-polarization crosstalk can be removed by the adaptive MIMO filter controlled using the LMS algorithm. Crosstalk between polarizations that fluctuates at high speed cannot be removed and remains.
そこで、本発明は、高速に変動する光カー効果由来の波間クロストークを補償する技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for compensating for inter-wave crosstalk derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed.
また、本発明の光通信システムの光受信装置は、偏波多重した主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重した信号光を光ファイバ伝送路経由で受信し、受信した前記信号光を第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部、前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部、前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部、を備えることを特徴とする。 The optical receiving apparatus of the optical communication system of the present invention receives a signal light obtained by multiplexing a polarization-multiplexed main signal with a pilot tone in the frequency domain via an optical fiber transmission line, and receives the received signal light as a first signal. A converter that separates the polarization channel into a second polarization channel; a pilot tone separator that separates the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated by the converter; An inter-polarization crosstalk compensation unit that performs phase difference compensation on the main signal of the second polarization channel by an amount corresponding to the phase difference between pilot tones of the second polarization channel. To do.
このような構成によれば、光通信システムの光受信装置は、パイロットトーンの偏波チャネル間の位相差に基づいて、主信号に残留している偏波間クロストークのうちの位相差について補償することができる。したがって、光受信装置は、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを主信号に対して補償することができる。 According to such a configuration, the optical receiver of the optical communication system compensates for the phase difference of the crosstalk between polarizations remaining in the main signal based on the phase difference between the polarization channels of the pilot tone. be able to. Therefore, the optical receiver can compensate the crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed with respect to the main signal.
また、前記光受信装置の前記偏波間クロストーク補償部は、前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記位相差補償前の第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記位相差補償後の第2の偏波チャネルの主信号に対して実行することを特徴とする。 Further, the inter-polarization crosstalk compensating unit of the optical receiving device includes an absolute value amplitude of a pilot tone of the first polarization channel and an absolute value of a pilot tone of the second polarization channel before the phase difference compensation. Based on the difference from the amplitude, polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is performed on the main signal of the second polarization channel after the first and the phase difference compensation. .
このような構成によれば、光受信装置は、パイロットトーンの絶対値振幅に基づいて、主信号に残留している偏波間クロストークのうちの振幅インバランスについて補償することができる。したがって、光受信装置は、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを主信号に対して補償することができる。 According to such a configuration, the optical receiver can compensate for the amplitude imbalance among the crosstalk between polarizations remaining in the main signal based on the absolute value amplitude of the pilot tone. Therefore, the optical receiver can compensate the crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed with respect to the main signal.
また、前記光受信装置は、前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記位相差補償前の第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンおよび前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記偏波間クロストーク補償後の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償後の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーンに基づいて前記偏波間クロストーク補償後の第1および第2の偏波チャネルの主信号の位相補償を実行することを特徴とする。 The optical receiver performs phase difference compensation for the pilot tone of the second polarization channel in an amount corresponding to the phase difference between the pilot tones of the first and second polarization channels. And generating a pilot tone of the second polarization channel after the phase difference compensation, and an absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and a pilot of the second polarization channel before the phase difference compensation Based on the difference from the absolute value of the tone amplitude, the cross-polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is applied to the pilot tone of the first polarization channel and the pilot of the second polarization channel after the phase difference compensation. Generating tones of the first and second polarization channels after compensation for cross-polarization crosstalk, and performing the first and second after compensation for cross-polarization crosstalk. And executes a main signal phase compensation of the first and second polarization channels after the polarization crosstalk compensation based on pilot tones of the wave channel.
このような構成によれば、光受信装置は、パイロットトーンの偏波間クロストーク補償を行い、偏波間クロストーク補償後のパイロットトーンに基づいて、位相雑音に関する位相補償を主信号に対して実行することができる。 According to such a configuration, the optical receiving apparatus performs cross-polarization compensation for the pilot tone between the polarizations, and performs phase compensation for the phase noise on the main signal based on the pilot tone after the compensation for the cross-polarization crosstalk. be able to.
本発明の光通信システムの光受信装置は、偏波多重した主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重した信号光を光ファイバ伝送路経由で受信し、受信した前記信号光を第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部、前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部、前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部、を備えることを特徴とする。 An optical receiving apparatus of an optical communication system according to the present invention receives a signal light in which a pilot tone is multiplexed in a frequency domain on a polarization-multiplexed main signal via an optical fiber transmission line, and the received signal light is a first polarization. A converter that separates the channel into a second polarization channel, a pilot tone separator that separates the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated by the converter, and the first polarization channel Based on the difference between the absolute value of the pilot tone and the absolute value of the pilot tone of the second polarization channel, the cross-polarization compensation between the polarizations is proportional to the difference. And a polarization crosstalk compensation unit that executes the main signal of the polarization channel.
このような構成によれば、光通信システムの光受信装置は、パイロットトーンの絶対値振幅に基づいて、主信号に残留している偏波間クロストークのうちの振幅インバランスについて補償することができる。したがって、光受信装置は、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを主信号に対して補償することができる。 According to such a configuration, the optical receiver of the optical communication system can compensate for the amplitude imbalance of the crosstalk between polarizations remaining in the main signal based on the absolute value amplitude of the pilot tone. . Therefore, the optical receiver can compensate the crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed with respect to the main signal.
また、前記光受信装置の前記偏波間クロストーク補償部は、前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記偏波間クロストーク補償後の第2の偏波チャネルの主信号に対して実行することを特徴とすることを特徴とする。 In addition, the inter-polarization crosstalk compensation unit of the optical receiver performs phase difference compensation of an amount matching the phase difference between pilot tones of the first and second polarization channels after the inter-polarization crosstalk compensation. This is performed on the main signal of the second polarization channel.
このような構成によれば、光受信装置は、パイロットトーンの偏波チャネル間の位相差に基づいて、主信号に残留している偏波間クロストークのうちの位相差について補償することができる。したがって、光受信装置は、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを主信号に対して補償することができる。 According to such a configuration, the optical receiving apparatus can compensate for the phase difference of the crosstalk between polarizations remaining in the main signal based on the phase difference between the polarization channels of the pilot tone. Therefore, the optical receiver can compensate the crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed with respect to the main signal.
また、前記光受信装置は、前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記偏波間クロストーク補償後の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償前の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記偏波間クロストーク補償前の第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償後の第1の偏波チャネルのパイロットトーンおよび前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンに基づいて前記偏波間クロストーク補償後の第1の偏波チャネルの主信号および前記位相差補償後の第2の偏波チャネルの主信号の位相補償を実行することを特徴とする。 The optical receiver is proportional to the difference based on a difference between an absolute value amplitude of a pilot tone of the first polarization channel and an absolute value amplitude of a pilot tone of the second polarization channel. An amount of inter-polarization crosstalk compensation is performed on the pilot tones of the first and second polarization channels to generate first and second polarization channel pilot tones after the inter-polarization crosstalk compensation The phase difference compensation of an amount that matches the phase difference between the pilot tones of the first and second polarization channels before the inter-polarization crosstalk compensation is applied to the second polarization channel before the inter-polarization crosstalk compensation. A pilot tone of the second polarization channel after the phase difference compensation is generated by executing the pilot tone, and the pilot polarization of the first polarization channel after the inter-polarization crosstalk compensation is generated. The main signal of the first polarization channel after compensation of crosstalk between the polarizations and the second polarization channel after compensation of the phase difference based on the tone and the pilot tone of the second polarization channel after compensation of the phase difference The phase compensation of the main signal is performed.
このような構成によれば、光受信装置は、パイロットトーンの偏波間クロストーク補償を行い、偏波間クロストーク補償後のパイロットトーンに基づいて、位相雑音に関する位相補償を主信号に対して実行することができる。 According to such a configuration, the optical receiving apparatus performs cross-polarization compensation for the pilot tone between the polarizations, and performs phase compensation for the phase noise on the main signal based on the pilot tone after the compensation for the cross-polarization crosstalk. be able to.
なお、前記光受信装置を有する光通信システムに係る発明および偏波間クロストーク補償方法に係る発明については、前記した光受信装置と同様の技術的特徴を備えており、光受信装置と同様の作用効果を有しているので、この課題を解決するための手段においては記載を省略する。 The invention related to the optical communication system having the optical receiver and the invention related to the method of compensating for crosstalk between polarizations have the same technical features as the optical receiver described above, and have the same operation as the optical receiver. Since it has an effect, description is abbreviate | omitted in the means for solving this subject.
本発明によれば、光受信装置において、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを補償することができる。 According to the present invention, it is possible to compensate for crosstalk between polarizations derived from the optical Kerr effect that fluctuates at high speed in an optical receiver.
本発明を実施するための形態(以降、「本実施形態」と称す。)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 A mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(光通信システム)
光通信システム100は、図1に示すように、光送信装置1および光受信装置2を備えている。光送信装置1は、送信データを偏波多重した主信号を生成し、その主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重化した電気信号の光変調を行って、信号光を生成する機能を有する。そして、光送信装置1は、信号光を光ファイバ伝送路5に出力する。
また、光受信装置2は、光ファイバ伝送路5を経由してきた信号光を受信光として受信し、受信した受信光を2つの偏波チャネルに分離し、各偏波チャネルに含まれるパイロットトーンに基づいて、偏波間クロストーク補償を主信号に対して実行する機能を有する。すなわち、光受信装置2は、偏波間クロストークを低減する。
なお、光ファイバ伝送路5は、光ファイバや光増幅器(不図示)によって構成されている。
(Optical communication system)
As shown in FIG. 1, the optical communication system 100 includes an
The
The optical
(光送信装置)
次に、光送信装置1の機能例について、図2を用いて説明する。
光送信装置1は、図2に示すように、シンボルマッピング部101、パイロットトーン挿入部102、デジタルアナログ変換部103、光変調部104およびレーザ発振部105を備える。
(Optical transmitter)
Next, an example of functions of the
As shown in FIG. 2, the
シンボルマッピング部101は、送信データ10を、外部から受信する、またはメモリから読み出す等によって受信する。そして、シンボルマッピング部101は、受信した送信データ10を偏波多重QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)信号にマッピングし、デジタル的に表記された時系列信号波形データ(以降、主信号と称す。)を生成する機能を有する。シンボルマッピング部101は、生成した主信号をパイロットトーン挿入部102に出力する。
The symbol mapping unit 101 receives the transmission data 10 by receiving it from the outside or reading it from the memory. The symbol mapping unit 101 maps the received transmission data 10 to a polarization multiplexed QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) signal, and digitally represents time-series signal waveform data (hereinafter referred to as a main signal). It has a function to generate. Symbol mapping section 101 outputs the generated main signal to pilot
パイロットトーン挿入部102は、主信号を受信し、受信した主信号にパイロットトーンを周波数多重して、変調信号を生成する機能を有する。なお、パイロットトーンと主信号とは位相同期されているものとする。また、パイロットトーンの周波数は、主信号の占有帯域とは重ならない範囲で主信号の占有帯域の中心周波数に接近させることが好ましい。また、主信号はX偏波チャネルとY偏波チャネルの重ね合わせで構成されており、X偏波とY偏波は互いに直交している。パイロットトーンのX偏波成分とY偏波成分は、互いに同振幅かつ同位相になるように設計または調整される。
パイロットトーン挿入部102は、生成した変調信号をデジタルアナログ変換部103に出力する。
The pilot
The pilot
デジタルアナログ変換部103は、変調信号を受信して、アナログ電気信号に変換する機能を有する。アナログ電気信号は、4レーンの電気信号であり、それぞれX偏波同相成分、X偏波直交位相成分、Y偏波同相成分、Y偏波直交位相成分に対応している。デジタルアナログ変換部103は、4レーンの電気信号を光変調部104に出力する。
The digital-
光変調部104は、4レーンの電気信号を受信し、受信した電気信号によって、レーザ発振部105のレーザ光を変調し、偏波多重QPSK光信号(信号光11)を生成する機能を有する。そして、光変調部104は、生成した信号光11を光ファイバ伝送路5に出力する。
The
レーザ発振部105は、レーザを用いて光信号を生成し、光変調部104に出力する機能を有する。
The
なお、本実施形態では、変調方式を偏波多重QPSKとしたが、偏波多重BPSK(Binary Phase Shift Keying)や偏波多重QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等の、他の変調方式を採用することも可能である。また、シンボルマッピング部101の出力であるデジタル信号の段階でパイロットトーン多重を行うように説明したが、デジタルアナログ変換部103の出力であるアナログ信号の段階でパイロットトーン多重を行ってもよい。
In this embodiment, the modulation scheme is polarization multiplexed QPSK, but other modulation schemes such as polarization multiplexed BPSK (Binary Phase Shift Keying) and polarization multiplexed QAM (Quadrature Amplitude Modulation) may be employed. Is possible. Further, the pilot tone multiplexing is described as being performed at the stage of the digital signal that is the output of the symbol mapping unit 101. However, the pilot tone multiplexing may be performed at the stage of the analog signal that is the output of the digital /
(光受信装置)
次に、光受信装置2の機能例について、図3を用いて説明する。
光受信装置2は、図3に示すように、コヒーレント光電変換部(変換部)201、局部発振レーザ部202、アナログデジタル変換部(変換部)203、偏波分離部204、パイロットトーン分離部205、X−Y位相差検出部(偏波間クロストーク補償部)206、X−Y位相差補償部(偏波間クロストーク補償部)207、偏波回転検出部(偏波間クロストーク補償部)208、偏波回転補償部(偏波間クロストーク補償部)209、位相補償部210および信号処理部211を備える。
(Optical receiver)
Next, a function example of the
As shown in FIG. 3, the
コヒーレント光電変換部201は、光ファイバ伝送路5を経由してきた信号光11を受信する。ここでは、受信した信号を受信光21と称する。コヒーレント光電変換部201は、受信光21を局部発振レーザ部202から出力される局発光22と混合し、偏波間の位相情報を保持したまま受信アナログ電気信号23に変換する機能を有する。そして、コヒーレント光電変換部201は、受信アナログ電気信号23を、アナログデジタル変換部203に出力する。
The coherent
局部発振レーザ部202は、コヒーレント受信を行うために、局部発振用レーザを用いて光信号を生成する機能を有する。
The local
アナログデジタル変換部203は、受信アナログ電気信号23を受信し、受信した受信アナログ電気信号23をデジタル信号に変換する機能を有する。なお、当該デジタル信号は、受信デジタル信号24と称し、元々の4レーンの信号を2レーンの複素信号として表現するものとする。すなわち、受信デジタル信号24は、X偏波成分およびY偏波成分である第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとで表される。アナログデジタル変換部203は、受信デジタル信号24を偏波分離部204に出力する。
The analog-
偏波分離部204は、受信デジタル信号24を受信し、受信した受信デジタル信号24に適応MIMOフィルタを適用して、静的または準静的な偏波間クロストークを除去する機能を有する。偏波分離部204は、偏波間クロストークを除去した受信デジタル信号24を、パイロットトーン分離部205に出力する。なお、適応MIMOフィルタは、2レーンの複素信号を入力とし、両レーンの信号間の偏波間クロストークを補償して、補償後の2レーンの複素信号を出力する。適応MIMOフィルタは、偏波間クロストークの変化速度がおおむねシンボルレートの1/10000程度までの場合には、適応MIMOフィルタによってクロストーク除去が可能である。しかし、シンボルレートの1/10000より高速で変動する偏波間クロストークは除去できず残留してしまう。
The
パイロットトーン分離部205は、偏波分離部204の出力信号を受信し、当該出力信号にデジタルフィルタを適用して、当該出力信号をパイロットトーン26と主信号25とに分離する機能を有する。そして、パイロットトーン分離部205は、主信号25をX−Y位相差補償部207に出力する。また、パイロットトーン分離部205は、パイロットトーン26をX−Y位相差検出部206に出力する。図3では、主信号25の経路を一点鎖線矢印で表し、パイロットトーン26の経路を点線矢印で表している。
The pilot
X−Y位相差検出部(偏波間クロストーク補償部)206は、パイロットトーン26を受信し、パイロットトーン26のX偏波とY偏波との間の位相差を求め、当該位相差を位相差情報27としてX−Y位相差補償部207に出力する機能を有する。そして、X−Y位相差検出部206は、受信したパイロットトーン26をX−Y位相差補償部207に出力する。なお、パイロットトーン26は、X偏波とY偏波との間の位相差がゼロの場合、パイロットトーン26は直線偏光であり、位相差がゼロでない場合、パイロットトーン26は楕円偏光をなしている。
An XY phase difference detection unit (cross-polarization crosstalk compensation unit) 206 receives the pilot tone 26, obtains a phase difference between the X polarization and the Y polarization of the pilot tone 26, and determines the phase difference. The
X−Y位相差補償部(偏波間クロストーク補償部)207は、主信号25、パイロットトーン26、位相差情報27を受信する。X−Y位相差補償部207は、位相差情報27に基づいて、パイロットトーン26が直線偏光となるように、パイロットトーン26のX偏波またはY偏波のいずれか一方の位相を調整する機能を有する。また、X−Y位相差補償部207は、位相差情報27に基づいて、主信号25が直線偏光となるように、主信号25のX偏波またはY偏波のいずれか一方の位相を調整する機能を有する。そして、X−Y位相差補償部207は、位相差補償前のパイロットトーンおよび位相差補償後のパイロットトーンを偏波回転検出部208に出力する。また、X−Y位相差補償部207は、位相差補償後の主信号を偏波回転補償部209に出力する。
The XY phase difference compensation unit (cross-polarization crosstalk compensation unit) 207 receives the
偏波回転検出部(偏波間クロストーク補償部)208は、位相差補償前のパイロットトーンおよび位相差補償後のパイロットトーンを受信する。偏波回転検出部208は、受信した位相差補償前のパイロットトーンのX偏波およびY偏波の絶対値振幅を求め、さらに双方の絶対値振幅の差に比例する値を求める機能を有する。当該比例する値は、パイロットトーン26の振幅インバランスを打ち消すような偏波回転を示す振幅インバランスデータ(偏波回転情報28)である。そして、偏波回転検出部208は、位相差補償後のパイロットトーンおよび主信号と、振幅インバランスデータ(偏波回転情報28)とを偏波回転補償部209に出力する。
A polarization rotation detection unit (cross-polarization crosstalk compensation unit) 208 receives a pilot tone before phase difference compensation and a pilot tone after phase difference compensation. The polarization
偏波回転補償部(偏波間クロストーク補償部)209は、位相差補償後のパイロットトーンおよび主信号と、振幅インバランスデータ(偏波回転情報28)とを受信する。偏波回転補償部209は、受信した偏波回転情報28に基づいて、位相差補償後のパイロットトーンに対して偏波間クロストーク補償の処理を実行する機能を有する。また、偏波回転補償部209は、受信した偏波回転情報28に基づいて、位相差補償後の主信号に対して偏波間クロストーク補償の処理を実行する機能を有する。偏波回転補償部209は、偏波間クロストーク補償後のパイロットトーンおよび主信号を、位相補償部210に出力する。
A polarization rotation compensation unit (cross-polarization crosstalk compensation unit) 209 receives the pilot tone and main signal after phase difference compensation, and amplitude imbalance data (polarization rotation information 28). The polarization
なお、図3では、X−Y位相差検出部206およびX−Y位相差補償部207の処理の後に、偏波回転検出部208および偏波回転補償部209の処理を行うように説明したが、この順番を入れ替えて、偏波回転検出部208および偏波回転補償部209の処理の後に、X−Y位相差検出部206およびX−Y位相差補償部207の処理を実行するようにしても構わない。
In FIG. 3, it has been described that the processing of the polarization
位相補償部210は、偏波間クロストーク補償後のパイロットトーンおよび主信号を受信する。位相補償部210は、受信した偏波間クロストーク補償後のパイロットトーンの複素共役値を求め、その複素共役値を主信号に乗算して、主信号の位相揺らぎ(位相雑音)を補償する機能を有する。そして、位相補償部210は、位相揺らぎ(位相雑音)を補償した主信号を、信号処理部211に出力する。
The
信号処理部211は、図4に示すように、例えば、周波数オフセット補償部212、搬送波位相同期部213およびシンボル判定部214を備える。
周波数オフセット補償部212は、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット補償を実行する機能を有する。
搬送波位相同期部213は、受信した主信号と搬送波との同期をとる機能を有する。
シンボル判定部214は、搬送波位相同期部213の出力信号である主信号からシンボル系列を復調し、送信側から送信された元の送信データ10を出力する機能を有する。
なお、信号処理部211は、図5に示すように、搬送波位相同期部213およびシンボル判定部214だけを備えるようにしても構わない。
As illustrated in FIG. 4, the
The frequency offset
The carrier
The
Note that the
(偏波間クロストーク補償の処理例)
ここでは、偏波間クロストーク補償部(X−Y位相差検出部206、X−Y位相差補償部207、偏波回転検出部208および偏波回転補償部209)における偏波間クロストーク補償の処理例と、位相補償部210における位相補償の処理例とについて、以下に説明する。
(Example of processing for crosstalk compensation between polarizations)
Here, cross-polarization crosstalk compensation processing in the cross-polarization crosstalk compensation unit (XY phase
ここで、パイロットトーン分離部205から出力される主信号25のX偏波成分およびY偏波成分(第1の偏波チャネルの主信号および第2の偏波チャネルの主信号)それぞれをSx0,Sy0とする。また、パイロットトーン分離部205から出力されるパイロットトーン26のX偏波成分およびY偏波成分(第1の偏波チャネルのパイロットトーンおよび第2の偏波チャネルのパイロットトーン)それぞれをPx0,Py0とする。Sx0,Sy0,Px0,Py0それぞれは、一次元の時系列を表しており、時間の関数である。主信号Sx0,Sy0は、光カー効果由来の動的な偏波回転に起因する偏波間クロストーク成分を有している。また、偏波回転はパイロットトーンPx0,Py0に対しても、主信号の場合と同様に生じている。
Here, each of the X polarization component and the Y polarization component (the main signal of the first polarization channel and the main signal of the second polarization channel) of the
双方のパイロットトーンPx0,Py0は、理想的な状態では振幅および位相が等しくなっている。しかし、偏波回転によって、パイロットトーンPx0,Py0は、位相差dおよび振幅インバランスδを含んでいる。位相差dおよび振幅インバランスδは、パイロットトーンPx0,Py0を用いて、次式(1)のように表すことができる。 Both pilot tones P x0 and P y0 have the same amplitude and phase in an ideal state. However, due to the polarization rotation, the pilot tones P x0 and P y0 include the phase difference d and the amplitude imbalance δ. The phase difference d and the amplitude imbalance δ can be expressed by the following equation (1) using the pilot tones P x0 and P y0 .
次に、位相差dおよび振幅インバランスδを用いて、偏波間クロストーク補償後の主信号Sx1,Sy1を、次式(2)のように表すことができる。 Next, using the phase difference d and the amplitude imbalance δ, the main signals S x1 and S y1 after polarization crosstalk compensation can be expressed as the following equation (2).
まず、位相差については、式(2)を用いて、X偏波成分のパイロットトーンPx0とY偏波成分のパイロットトーンPy0との位相差dに一致する量の位相差補償をY偏波成分の主信号Sy0に対して実行する。また、振幅インバランスについては、式(1)から、X偏波成分のパイロットトーンの絶対値振幅と、Y偏波成分のパイロットトーンの絶対値振幅との差を用いて、その差に比例する値である振幅インバランスδを求める。そして、振幅インバランスδを式(2)に適用して、前記絶対値振幅の差に比例する量の偏波クロストーク補償を主信号に対して実行する。このことにより、主信号の偏波間クロストークの補償が実行できる。 First, with respect to the phase difference, the amount of phase difference compensation corresponding to the phase difference d between the pilot tone P x0 of the X polarization component and the pilot tone P y0 of the Y polarization component is compensated for using the equation (2). This is performed on the main signal S y0 of the wave component. In addition, the amplitude imbalance is proportional to the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the X polarization component and the absolute value amplitude of the pilot tone of the Y polarization component from Equation (1). A value of the amplitude imbalance δ is obtained. Then, the amplitude imbalance δ is applied to the equation (2) to perform polarization crosstalk compensation on the main signal in an amount proportional to the absolute value amplitude difference. As a result, compensation for crosstalk between polarizations of the main signal can be performed.
なお、パイロットトーンを用いて位相補償を行うことによって、主信号の信号品質をさらに改善することが可能である。まず、パイロットトーンPx0,Py0に対しても主信号と同様の偏波間クロストークの補償処理を行う。偏波間クロストークの補償後のパイロットトーンPx1,Py1を、次式(3)のように表すことができる。 Note that the signal quality of the main signal can be further improved by performing phase compensation using the pilot tone. First, compensation processing for cross-polarization crosstalk similar to that of the main signal is performed for pilot tones P x0 and P y0 . The pilot tones P x1 and P y1 after compensation of crosstalk between polarizations can be expressed as the following equation (3).
式(3)によって、X偏波成分のパイロットトーンPx0とY偏波成分のパイロットトーンPy0との位相差dに一致する量の位相差補償をY偏波成分のパイロットトーンPy0に対して実行する。次に、振幅インバランスδを式(3)に適用して、偏波間クロストーク補償をパイロットトーンに対して実行する。このことにより、パイロットトーンの偏波間クロストークの補償が実行できる。偏波間クロストークの補償後のパイロットトーンPx1とPy1とは、ノイズの影響を除けば等しくなっている。
さらに、次式(4)を用いて位相補償係数を求める。
By the equation (3), the phase difference compensation of the amount corresponding to the phase difference d between the pilot tone P x0 of the X polarization component and the pilot tone P y0 of the Y polarization component is applied to the pilot tone P y0 of the Y polarization component. And execute. Next, the amplitude imbalance δ is applied to Equation (3) to perform cross polarization compensation between the pilot tones. This makes it possible to compensate for the crosstalk between the pilot tones of polarization. The pilot tones P x1 and P y1 after compensation of crosstalk between polarizations are equal except for the influence of noise.
Further, the phase compensation coefficient is obtained using the following equation (4).
式(4)に示すPcは、主信号の位相雑音に対応していると期待でき、次式(5)によって、位相補償された主信号Sx2,Sy2を算出できる。 P c shown in equation (4) can be expected to correspond to the phase noise of the main signal, and the phase-compensated main signals S x2 and S y2 can be calculated by the following equation (5).
以上の説明では、位相差補償を先に実行し、その後に偏波間クロストーク補償を実行するように説明したが、その逆に、式(2)(3)から明らかなように、偏波間クロストーク補償を先に実行し、位相差補償を後に実行してもよい。
なお、上記説明中のX偏波成分とY偏波成分とを入れ替えても構わない。
In the above description, the phase difference compensation is executed first and then the cross-polarization crosstalk compensation is executed, but conversely, as is clear from the equations (2) and (3), the cross-polarization cross-talk is performed. The talk compensation may be performed first and the phase difference compensation may be performed later.
Note that the X polarization component and the Y polarization component in the above description may be interchanged.
次に、偏波間クロストーク補償ありの場合となしの場合におけるQ値の実験結果の一例について、図6を用いて説明する。
図6は、横軸がOSNR(Optical Signal to Noise Ratio)を表し、縦軸がQ値を表している。○印は、本発明の偏波間クロストーク補償を行った場合、すなわち「偏波間クロストーク補償あり」の場合を示している。また、○印のプロット間を実線で表示した。また、△印は、本発明の偏波間クロストーク補償を行わなかった場合、すなわち「偏波間クロストーク補償なし」の場合を示している。また、△印のプロット間を点線で表示した。
Next, an example of a Q value experimental result with and without cross-polarization crosstalk compensation will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, the horizontal axis represents OSNR (Optical Signal to Noise Ratio), and the vertical axis represents the Q value. The circles indicate the case where cross-polarization crosstalk compensation of the present invention is performed, that is, the case of “with cross-polarization crosstalk compensation”. In addition, a solid line is displayed between the plots marked with ○. Further, Δ marks indicate a case where the cross-polarization crosstalk compensation of the present invention is not performed, that is, the case of “no cross-polarization crosstalk compensation”. In addition, a dotted line is displayed between plots marked with Δ.
図6から、「偏波間クロストーク補償なし」の場合のOSNRが29dBのときのQ値と、「偏波間クロストーク補償あり」の場合のOSNRが26dBのときのQ値とが等しくなることがわかる。このことから、本発明の偏波間クロストーク補償を適用した場合には、伝送距離の増加にともなってOSNRが3dB劣化したときであっても、「偏波間クロストーク補償なし」の場合と同等の品質の伝送ができる。つまり、本発明の偏波間クロストーク補償を適用することによって、伝送可能距離を延伸できるという効果がある。 From FIG. 6, it can be seen that the Q value when the OSNR is 29 dB in the case of “without polarization crosstalk compensation” and the Q value when the OSNR is 26 dB in the case of “with polarization crosstalk compensation” are equal. Recognize. Therefore, when the cross-polarization crosstalk compensation of the present invention is applied, even when the OSNR deteriorates by 3 dB as the transmission distance increases, it is equivalent to the case of “no cross-polarization crosstalk compensation”. Quality transmission is possible. That is, there is an effect that the transmission distance can be extended by applying the crosstalk compensation between polarizations of the present invention.
以上、本実施形態の光受信装置2は、光送信装置1において主信号とパイロットトーンとを周波数領域で多重した受信光21を受信し、パイロットトーンを基準信号として、主信号の偏波間クロストーク補償を実行する。具体的には、光受信装置2は、偏波多重した主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重した信号光11を光ファイバ伝送路5経由で受信し、受信した前記信号光(受信光21)を第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部(コヒーレント光電変換部201、アナログデジタル変換部203)、前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部205、前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部(X−Y位相差検出部206、X−Y位相差補償部207、偏波回転検出部208、偏波回転補償部209)、を備える。
このことにより、本発明の光受信装置2(光通信システム100)は、高速に変動する光カー効果由来の偏波間クロストークを補償することができる。
As described above, the
Thus, the optical receiver 2 (optical communication system 100) of the present invention can compensate for cross-polarization crosstalk due to the optical Kerr effect that fluctuates at high speed.
1 光送信装置
2 光受信装置
5 光ファイバ伝送路
10 送信データ
11 信号光
21 受信光
22 局発光
23 受信アナログ電気信号
24 受信デジタル信号
25 主信号
26 パイロットトーン
27 位相差情報
28 偏波回転情報
100 光通信システム
101 シンボルマッピング部
102 パイロットトーン挿入部
103 デジタルアナログ変換部
104 光変調部
105 レーザ発振部
201 コヒーレント光電変換部(変換部)
202 局部発振レーザ部
203 アナログデジタル変換部(変換部)
204 偏波分離部
205 パイロットトーン分離部
206 X−Y位相差検出部(偏波間クロストーク補償部)
207 X−Y位相差補償部(偏波間クロストーク補償部)
208 偏波回転検出部(偏波間クロストーク補償部)
209 偏波回転補償部(偏波間クロストーク補償部)
210 位相補償部
211 信号処理部
212 周波数オフセット補償部
213 搬送波位相同期部
214 シンボル判定部
DESCRIPTION OF
202 Local
204
207 XY phase difference compensation unit (cross-polarization crosstalk compensation unit)
208 Polarization rotation detection unit (cross-polarization crosstalk compensation unit)
209 Polarization rotation compensation unit (cross-polarization crosstalk compensation unit)
210
また、本発明の光通信システムの光受信装置は、偏波多重した主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重した信号光を光ファイバ伝送路経由で受信し、受信した前記信号光を電気デジタル信号に変換した、第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部、前記第1の偏波チャネルおよび前記第2の偏波チャネルに適応MIMO(Multiple Input Multiple Output)フィルタを適用して、前記第1の偏波チャネルおよび前記第2の偏波チャネルから静的または準静的な偏波間クロストークを除去した出力信号を生成する偏波分離部、前記偏波分離部によって生成された前記出力信号の各偏波チャネルから、第1のパイロットトーンと第2のパイロットトーン、および、第1の主信号と第2の主信号を分離するパイロットトーン分離部、前記第1のパイロットトーンおよび前記第2のパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記第2の主信号に対して実行し、位相差補償後の第2の主信号を生成する偏波間クロストーク補償部、を備えることを特徴とする。 The optical receiver of the optical communication system according to the present invention receives a signal light obtained by multiplexing a polarization-multiplexed main signal with a pilot tone in the frequency domain via an optical fiber transmission line, and the received signal light is an electric digital signal. was converted into a conversion unit which is separated into a first polarization channel and the second polarization channel, the first polarization channel and adaptive MIMO said second polarization channels (Multiple Input Multiple Output) filter By applying the polarization separation unit, the polarization separation unit that generates an output signal obtained by removing static or quasi-static cross-polarization crosstalk from the first polarization channel and the second polarization channel from each polarization channel of the generated the output signal, a first pilot tone and a second pilot tones, and the pilot tone separation unit for separating the first main signal and second main signal, Run the retardation compensation amount that matches the phase difference between the serial first pilot tone and said second path for the pilot tone to the second main signal, the second main signal after the phase difference compensation A cross-talk compensation unit for generating polarization between polarizations;
また、前記光受信装置の前記偏波間クロストーク補償部は、前記第1のパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2のパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1の主信号および前記位相差補償後の第2の主信号に対して実行し、偏波間クロストーク補償後の第1の主信号および偏波間クロストーク補償後の第2の主信号を生成することを特徴とする。 Further, the polarization crosstalk compensation portion of the light receiving device, and the absolute value amplitude of the first pilot tone, before SL on the basis of the difference between the absolute value amplitude of the second pilot tone, proportional to the difference To compensate for the first main signal and the second main signal after the phase difference compensation, and the first main signal and the cross-polarization crosstalk after the polarization crosstalk compensation. A second main signal after compensation is generated .
また、前記光受信装置は、前記第1のパイロットトーンおよび前記第2のパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記第2のパイロットトーンに対して実行して位相差補償後の第2のパイロットトーンを生成し、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1のパイロットトーンおよび前記位相差補償後の第2のパイロットトーンに対して実行して偏波間クロストーク補償後の第1のパイロットトーンおよび偏波間クロストーク補償後の第2のパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償後の第1のパイロットトーンおよび前記偏波間クロストーク補償後の第2のパイロットトーンに基づいて前記偏波間クロストーク補償後の第1の主信号および前記偏波間クロストーク補償後の第2の主信号の位相補償を実行することを特徴とする。 Further, the light receiving device, the first pilot tone and the second after phase difference compensation running phase difference compensation amount that matches the phase difference with respect to the second pilot tone between pilot tones the second generates a pilot tone, polarizations running polarization crosstalk compensation amount proportional before Symbol difference with respect to the first pilot tone and a second pilot tone of the phase-difference compensation generating a first pilot tone and a second pilot tone after polarization crosstalk compensation after crosstalk compensation, first after the first pilot tone and the polarization crosstalk compensation after the polarization crosstalk compensation after the polarization crosstalk compensation based on the second pilot tones first main signal and the polarization crosstalk compensated second main signals of the phase And executes the amortization.
本発明の光通信システムの光受信装置は、偏波多重した主信号にパイロットトーンを周波数領域で多重した信号光を光ファイバ伝送路経由で受信し、受信した前記信号光を電気デジタル信号に変換した、第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部、前記第1の偏波チャネルおよび前記第2の偏波チャネルに適応MIMOフィルタを適用して、前記第1の偏波チャネルおよび前記第2の偏波チャネルから静的または準静的な偏波間クロストークを除去した出力信号を生成する偏波分離部、前記偏波分離部によって生成された前記出力信号の各偏波チャネルから、第1のパイロットトーンと第2のパイロットトーン、および、第1の主信号と第2の主信号を分離するパイロットトーン分離部、前記第1のパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2のパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1の主信号および前記第2の主信号に対して実行し、前記差に対応する補償後の第1の主信号および前記差に対応する補償後の第2の主信号を生成する偏波間クロストーク補償部、を備えることを特徴とする。 The optical receiver of the optical communication system of the present invention receives the signal light obtained by multiplexing the polarization-multiplexed main signal with the pilot tone in the frequency domain via the optical fiber transmission line, and converts the received signal light into an electric digital signal. The conversion unit separating the first polarization channel and the second polarization channel, an adaptive MIMO filter applied to the first polarization channel and the second polarization channel, Each of the output signal generated by the polarization separation unit that generates an output signal obtained by removing static or quasi-static cross-polarization crosstalk from the polarization channel and the second polarization channel, and each of the output signals generated by the polarization separation unit from the polarization channel, the first pilot tone and a second pilot tones, and the pilot tone separation unit for separating the first main signal and second main signal, absolute of the first pilot tone Value amplitude, based on the difference between the absolute value amplitude of the second pilot tone, the polarization crosstalk compensation amount proportional to the difference to the first main signal and the second main signal And an inter-polarization crosstalk compensation unit configured to generate a compensated first main signal corresponding to the difference and a compensated second main signal corresponding to the difference .
また、前記光受信装置の前記偏波間クロストーク補償部は、前記第1のパイロットトーンおよび前記第2のパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記差に対応する補償後の第2の主信号に対して実行し、偏波間クロストーク補償後の第1の主信号および偏波間クロストーク補償後の第2の主信号を生成することを特徴とする。 Further, the inter-polarization crosstalk compensation unit of the optical receiver performs phase difference compensation of an amount matching the phase difference between the first pilot tone and the second pilot tone after compensation corresponding to the difference . It is performed on the second main signal, and a first main signal after polarization crosstalk compensation and a second main signal after polarization crosstalk compensation are generated .
また、前記光受信装置は、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1のパイロットトーンおよび前記第2のパイロットトーンに対して実行して前記差に対応する補償後の第1のパイロットトーンおよび前記差に対応する補償後の第2のパイロットトーンを生成し、前記第1のパイロットトーンおよび前記第2のパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記差に対応する補償後の第2のパイロットトーンに対して実行して、偏波間クロストーク補償後の第1のパイロットトーンおよび偏波間クロストーク補償後の第2のパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償後の第1のパイロットトーンおよび前記偏波間クロストーク補償後の第2のパイロットトーンに基づいて前記偏波間クロストーク補償後の第1の主信号および前記偏波間クロストーク補償後の第2の主信号の位相補償を実行することを特徴とする。 Further, the light receiving device, the inter-polarization crosstalk compensation amount proportional before Symbol difference running against the first pilot tone and the second pilot tone after compensation corresponding to the difference generates one of the second pilot tone after compensation corresponding to the pilot tone and the difference, before Symbol said retardation compensation amount that matches the phase difference between the first pilot tone and the second pilot tone running against the second pilot tone after compensation corresponding to the difference, to generate a first pilot tone and polarization crosstalk second pilot tone after compensation after polarization crosstalk compensation, the polarization the polarization crosstalk compensation based on the first pilot tone and a second pilot tone after the polarization crosstalk compensation after waves crosstalk compensation And executes a first phase compensation of the main signal and second main signal after the polarization crosstalk compensation.
Claims (8)
前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部、
前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部、
を備えることを特徴とする光受信装置。 A signal light obtained by multiplexing a pilot tone with a polarization multiplexed main signal in a frequency domain is received via an optical fiber transmission line, and the received signal light is separated into a first polarization channel and a second polarization channel. Conversion part,
A pilot tone separation unit for separating the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated by the conversion unit;
An inter-polarization crosstalk compensation unit that performs phase difference compensation on the main signal of the second polarization channel in an amount corresponding to the phase difference between pilot tones of the first and second polarization channels;
An optical receiving device comprising:
前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記位相差補償前の第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記位相差補償後の第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の光受信装置。 The polarization crosstalk compensation unit is
Based on the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and the absolute value amplitude of the pilot tone of the second polarization channel before the phase difference compensation, a deviation of an amount proportional to the difference is made. 2. The optical receiver according to claim 1, wherein inter-wave crosstalk compensation is performed on the main signal of the second polarization channel after the first and the phase difference compensation.
ことを特徴とする請求項2に記載の光受信装置。 The optical receiver performs phase difference compensation for the pilot tone of the second polarization channel by performing phase difference compensation in an amount that matches the phase difference between the pilot tones of the first and second polarization channels. A pilot tone of the second polarization channel after phase difference compensation is generated, and the absolute value of the pilot tone of the first polarization channel and the pilot tone of the second polarization channel before phase difference compensation are generated. Based on the difference from the absolute amplitude, an amount of cross-polarization crosstalk compensation proportional to the difference is applied to the pilot tone of the first polarization channel and the pilot tone of the second polarization channel after the phase difference compensation. The first and second polarization channels after the cross-polarization crosstalk compensation is performed, and the first and second polarization channels after the cross-polarization crosstalk compensation are generated. Channel optical receiving apparatus according to claim 2, characterized in that to perform phase compensation of the main signals of the first and second polarization channels after the polarization crosstalk compensation based on pilot tones.
前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部、
前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部、
を備えることを特徴とする光受信装置。 A signal light obtained by multiplexing a pilot tone with a polarization multiplexed main signal in a frequency domain is received via an optical fiber transmission line, and the received signal light is separated into a first polarization channel and a second polarization channel. Conversion part,
A pilot tone separation unit for separating the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated by the conversion unit;
Based on the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and the absolute value amplitude of the pilot tone of the second polarization channel, an inter-polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is performed. An inter-polarization crosstalk compensation unit to be executed with respect to a main signal of the first and second polarization channels;
An optical receiving device comprising:
前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記偏波間クロストーク補償後の第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信システム。 The polarization crosstalk compensation unit is
A phase difference compensation of an amount matching the phase difference between the pilot tones of the first and second polarization channels is performed on the main signal of the second polarization channel after the inter-polarization crosstalk compensation. The optical communication system according to claim 4.
前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記偏波間クロストーク補償後の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償前の第1および第2の偏波チャネルのパイロットトーン間の位相差に一致する量の位相差補償を前記偏波間クロストーク補償前の第2の偏波チャネルのパイロットトーンに対して実行して前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンを生成し、前記偏波間クロストーク補償後の第1の偏波チャネルのパイロットトーンおよび前記位相差補償後の第2の偏波チャネルのパイロットトーンに基づいて前記偏波間クロストーク補償後の第1の偏波チャネルの主信号および前記位相差補償後の第2の偏波チャネルの主信号の位相補償を実行する
ことを特徴とする請求項5に記載の光受信装置。 The optical receiver is
Based on the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and the absolute value amplitude of the pilot tone of the second polarization channel, an inter-polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is performed. Performing on the pilot tones of the first and second polarization channels to generate the pilot tones of the first and second polarization channels after compensating for the cross-polarization crosstalk, and compensating for the cross-polarization crosstalk A phase difference compensation of an amount matching the phase difference between the pilot tones of the previous first and second polarization channels is performed on the pilot tone of the second polarization channel before the inter-polarization crosstalk compensation. A pilot tone of the second polarization channel after the phase difference compensation is generated, the pilot tone of the first polarization channel after the cross-polarization crosstalk compensation, and the phase difference Based on the pilot tone of the compensated second polarization channel, the phase of the main signal of the first polarization channel after the crosstalk compensation between the polarizations and the phase of the main signal of the second polarization channel after the phase difference compensation 6. The optical receiver according to claim 5, wherein compensation is performed.
前記信号光を光ファイバ伝送路経由で受信し、受信した前記信号光を第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換部、
前記変換部によって分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離部、
前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償部、
を有する光受信装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。 An optical transmitter that generates a polarization-multiplexed main signal, generates and outputs a signal light in which a pilot tone is multiplexed on the main signal in a frequency domain, and
A converter that receives the signal light via an optical fiber transmission line and separates the received signal light into a first polarization channel and a second polarization channel;
A pilot tone separation unit for separating the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated by the conversion unit;
Based on the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and the absolute value amplitude of the pilot tone of the second polarization channel, an inter-polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is performed. An inter-polarization crosstalk compensation unit to be executed with respect to a main signal of the first and second polarization channels;
An optical receiver having
An optical communication system comprising:
前記光受信装置は、
受信した前記信号光を第1の偏波チャネルと第2の偏波チャネルとに分離する変換ステップ、
前記変換ステップにおいて分離された各偏波チャネルから前記パイロットトーンと前記主信号とを分離するパイロットトーン分離ステップ、
前記第1の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅と、前記第2の偏波チャネルのパイロットトーンの絶対値振幅との差に基づいて、前記差に比例する量の偏波間クロストーク補償を前記第1および前記第2の偏波チャネルの主信号に対して実行する偏波間クロストーク補償ステップ、
を実行することを特徴とする偏波間クロストーク補償方法。 A crosstalk compensation method between polarizations of an optical receiver that receives a signal light obtained by multiplexing a pilot tone with a polarization multiplexed main signal in a frequency domain via an optical fiber transmission line,
The optical receiver is
A conversion step of separating the received signal light into a first polarization channel and a second polarization channel;
A pilot tone separation step of separating the pilot tone and the main signal from each polarization channel separated in the conversion step;
Based on the difference between the absolute value amplitude of the pilot tone of the first polarization channel and the absolute value amplitude of the pilot tone of the second polarization channel, an inter-polarization crosstalk compensation in an amount proportional to the difference is performed. An inter-polarization crosstalk compensation step performed on the main signals of the first and second polarization channels;
A method for compensating for crosstalk between polarizations, characterized in that:
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JP2014059553A JP5750177B1 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Optical receiver, optical communication system, and polarization crosstalk compensation method |
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