JP2017503443A - 色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機 - Google Patents

色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機 Download PDF

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Abstract

【解決手段】本発明は、色度分散測定方法を開示する。当該方法は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得するステップと、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。本発明は、さらに、色度分散測定装置およびデジタルコヒーレント受信機を開示する。

Description

本発明は、光通信技術に関し、特に色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機に関する。
インターネットのトラフィックの増加に伴い、幹線システムの光通信システムは、より大きい容量を必要とする。また、波長ごとのビット率が増加する場合、伝送パスにおける色度分散と、偏波モード分散と、各非線形効果の波形歪みとによる情報品質の劣化が非常に深刻になる。
非コヒーレント技術よりも、デジタルコヒーレント受信技術は、以下のメリットを有する。約３ｄＢの光信号対騒音比（ＯＳＮＲ）の利得を有すること、電気等化技術を採用してチャネル変化に便利に対応し、コストを低減させる等のこと、より効果的な変調技術および偏波多重化技術を採用して伝送容量を高めることである。その中、電気等化技術の採用により、光信号の線形歪みがほぼ完全に補償できる。例えば、色度分散（ＣＤ)、偏波モード分散（ＰＭＤ)等を補償できる。このため、デジタルコヒーレント技術は、高速光通信システムのキー技術として見なされる。
図１は、典型的なデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。図１に示すように、デジタルコヒーレント受信機が信号処理を行う手順は、光信号が偏波分光器(ＰＢＳ)１０１により互いに直交する２つの偏波光信号に分離されることと、ＰＢＳ １０１から出力された偏波光信号が９０°光ミキサ１０２を介してローカル発振光信号と周波数混合することと、周波数混合後の光信号が光検出器（ＰＤ）１０３を介してベースバンド電気信号に変換されることと、光電変換後の電気信号がアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ、Ａｎａｌｏｇ-ｔｏ-Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ） １０４を介してデジタル信号に変換されることとを含む。後は、汎用デジタル信号処理技術によりＡＤＣ変換後のデジタル信号を処理することができる。
その中、汎用デジタル信号処理技術によりＡＤＣ変換後のデジタル信号を処理することは、順に、歪み補償モジュール１０５が歪み補償処理を行うことと、直流除去・ＩＱアンバランス補償モジュール１０６が直流除去・ＩＱアンバランス補償処理を行うことと、色度分散補償モジュール１０７が色度分散補償処理を行うことと、クロック回復モジュール１０８がクロック回復処理を行うことと、適応等化モジュール１０９が適応等化処理を行うことと、キャリア同期モジュール１１０がキャリア同期処理を行うことと、判定検出モジュール１１１が判定検出処理を行うこととを含む。
その中、色度分散の値が一般的に大きいため、色度分散と偏波モード分散の補償は、一般的に２つのステップに分けて実施する。まず、色度分散を補償する。ここでの等化器は、通常、標準の適応アルゴリズムにより係数更新を行うことができない。例えば、４００００ｐｓ/ｎｍ色度分散を補償する場合、フィルタのタップ数が何百乃至千以上に達し、高速フーリエ変換技術により、周波数領域における高速畳み込みを行い、色度分散推定モジュールにより、補償すべき色度分散値を色度分散補償モジュール１０７へ提供する。
次に、余剰の色度分散および偏波モード分散の補償は、適応等化モジュール１０９によって実施される。具体的に、有限インパルス応答（ＦＩＲ、Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）蝶型等化器によって実施される。ＦＩＲ蝶型フィルタは、適応アルゴリズムにより係数を更新することで、補償が時間とともに動的に変化する偏波モード分散を追跡する。ＦＩＲ蝶型等化器の機能は、偏波分離を実現することである。ＦＩＲ蝶型等化器は、等化、整合フィルタリング、およびサンプリング位置調整の役割を果たす。サンプリング位置の変化範囲が大きすぎ、または、存在するサンプリング周波数オフセットにより、サンプリング位相の変化範囲がＦＩＲ蝶型適応等化器の調整範囲からはみ出した場合、ＦＩＲ蝶型等化器が正常に稼動できない。したがって、ＦＩＲ蝶型等化器の前にクロック回復モジュール１０８を設ける必要がある。
その中、クロック回復モジュール１０８は、入力されたシンボルのサンプリング時間誤差を推定し、シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、または電圧制御発振器（ＶＣＯ、Ｖｏｌｔａｇｅ-Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）によりＡＤＣサンプリング周波数を調整して、安定したシンボルサンプリング位相の提供を保証する。シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、またはＶＣＯによりＡＤＣサンプリング周波数を調整する際、クロック回復モジュール１０８の位相弁別器がある程度の信号歪みを許容する必要があるが、従来の位相弁別器は、一般的に非常に小さい色度分散値のみを許容する。このため、色度分散補償モジュール１０７が正確に色度分散補償を行う必要が生じる。色度分散補償モジュール１０７が正確に色度分散補償を行うには、色度分散推定モジュールが正確な補償すべき色度分散値を提供する必要があり、換言すれば、補償すべき色度分散値を高精度で測定する必要がある。
現在、補償すべき色度分散値を高精度で測定する技術案は、いまだ存在しない。
従来技術に存在する技術問題を解決するために、本発明の実施例は、色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機を提供する。
本発明の実施例は、色度分散測定方法を提供する。当該方法は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得するステップと、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。
上記技術案において、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じ、前記第１距離は、システムシンボルレートである。
上記技術案において、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
上記技術案において、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第１値の偏角を算出して第２値を取得することと、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、光速を第４値で除算して第５値を取得することと、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。
上記技術案において、前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、２つ以上の前記第１値を取得し、第３値を取得した場合、前記方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。
上記技術案において、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記方法は、さらに、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得するステップと、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。
上記技術案において、前記第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第６値の偏角を算出して第２値を取得することと、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、光速を第４値で除算して第５値を取得することと、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。
上記技術案において、前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、２つ以上の前記第１値、２つ以上の前記第６値および２つ以上の前記第２値を取得し、第３値を取得した場合、前記方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。
上記技術案において、前記取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータを生成するステップと、生成した異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うステップとを含む。
上記技術案において、前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータを取得するステップを含む。
本発明の実施例は、さらに、色度分散測定装置を提供する。当該装置は、色度分散シーケンス処理手段、相関演算処理手段および特定手段を備え、前記色度分散シーケンス処理手段は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを前記相関演算処理手段へ送信するように構成され、前記相関演算処理手段は、前記色度分散シーケンス処理手段から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、第１値を前記特定手段へ送信するように構成され、前記特定手段は、前記相関演算処理手段から送信された第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。
上記技術案において、前記装置は、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、第６値を前記特定手段へ送信するように構成されるフィルタリング手段をさらに備え、対応的に、前記特定手段は、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。
上記技術案において、前記所定間隔の数が２つ以上である場合、前記相関演算処理手段は、２つ以上の相関演算処理サブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、２つ以上の前記所定間隔のうちの１つの所定間隔の相関演算処理を行うように構成される。
上記技術案において、前記フィルタリング手段は、２つ以上のフィルタリングサブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、相関演算処理後のデータを対応するフィルタリングサブ手段へ送信し、フィルタリングサブ手段のそれぞれは、受信されたデータに対してフィルタリング処理を行う。
上記技術案において、前記装置は、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを前記色度分散シーケンス処理手段へ送信するように構成される偏波回転手段をさらに備える。
対応的に、前記色度分散シーケンス処理手段は、前記偏波回転手段から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される。
上記技術案において、前記装置は、周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを前記偏波回転手段へ送信するように構成される周波数領域データ取得手段をさらに備え、対応的に、前記偏波回転手段は、周波数領域データ取得手段から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される。
本発明の実施例は、さらにデジタルコヒーレント受信機を提供し、前記デジタルコヒーレント受信機は、上記色度分散測定装置を含む。
本発明の実施例は、さらにコンピュータ記憶媒体を提供し、前記コンピュータ記憶媒体は、１セットの命令を含み、前記命令の実行時、少なくとも１つのプロセッサが上記色度分散測定方法を実行する。
本発明の実施例に供される色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定することにより、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。
図面（実際の寸法の比と一致するとは限らない）において、類似する図面の符号が異なるビューにおいて類似する部品を記述することができ、異なるアルファベット添え字を有する類似する図面の符号は、類似する部品の異なる例示を表すことができる。図面は、制限ではなく、例示的に、本文における各実施例を大体示す。
典型的なデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。 本発明の実施例一の色度分散測定方法を模式的に示すフローチャートである。 本発明の実施例二の色度分散測定方法を模式的に示すフローチャートである。 本発明の実施例三の色度分散測定装置の構造模式図である。 本発明の実施例四の色度分散測定装置の構造模式図である。 本発明の実施例五のデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。 本発明の実施例五の色度分散測定装置の信号処理ブロック図である。
本発明の各実施例では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。
以下は、図面および具体的な実施例に合わせて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例一
本実施例は、色度分散測定方法に関し、図２に示すように、以下のステップを含む。
ステップ２０１では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得する。
ここで、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第１距離は、システムシンボルレートである。
前記周波数領域のデータは、第１サブ周波数領域データと、第２サブ周波数領域データとを含む。ただし、前記第１サブ周波数領域データとは、第１光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第２サブ周波数領域データとは、第２光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、２つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第１サブ周波数領域データおよび第２サブ周波数領域データに対応する。
ステップ２０２では、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得する。
ここで、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
ただし、前記所定間隔は、正整数、例えば、１、２、３等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が１つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が１つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が２つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。
ステップ２０３では、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。
ここで、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第１値の偏角を算出して第２値を取得することと、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、光速を第４値で除算して第５値を取得することと、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。
その中、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
その中、値が小さい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１あるいは２等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１６あるいは３２等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が２つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。
前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第１値の数は、２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。例を挙げると、第１所定間隔と第２所定間隔との２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔との値が異なる場合、取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第１値を取得し、その第１値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう１つの第１値を取得し、前記もう１つの第１値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第２値を取得する。
このように、第３値を取得した場合、当該方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。その中、２つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用手段であってもよい。
２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する実際の応用例は、以下に示される。
具体的に、Ｎ（Ｎ≧１）以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 ＜Δ2 ＜…＜ΔN 、各所定間隔に対応する第１値がそれぞれＦ１、Ｆ２…ＦＮであるとすれば、各第１値の偏角を算出して、下記のようになる。
Figure 2017503443
前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、当該方法は、さらに、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得するステップを含み、前記第６値は、複素数である。
対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第６値の偏角を算出して第２値を取得し、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得し、光速を第４値で除算して第５値を取得し、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得する。
その中、前記第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
ここで、前記所定間隔の数が２つ以上であり、２つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第１値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第１値の数が２つ以上であり、前記第６値の数も２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。例を挙げると、第１所定間隔および第２所定間隔という２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔の値が異なるとすれば、取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、取得したその第１値にフィルタリング処理を行って第６値を取得し、その第６値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう１つの第１値を取得し、取得した前記もう１つの第１値に対してフィルタリング処理を行ってもう１つの第６値を取得し、前記もう１つの第６値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第６値を取得し、対応する２つの第２値を取得する。
このように第３値を取得した場合、当該方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。その中、２つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。
本発明の実施例に供される色度分散測定方法は、色度分散チャネルの相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。
そして、従来の色度分散測定方法には、伝送品質情報（例えば、誤り率、Ｑ因子等）を利用して可変色度分散補償器のフィードバック制御を行う方法がある。当該方法の基本的な思想は、デジタルコヒーレント受信機のシステムが収まるまでに、ある程度のステップ長の色度分散間隔で、色度分散補償フィルタの分散補償量を変更する。しかし、当該方法を採用する場合、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、探索過程が遅いため、特定された色度分散値の精度が低い。また、光ファイバリンクが環境温度の変化に影響され、リンクの色度分散値も穏やかに変化する。そのため、当該方法では、デジタルコヒーレント受信機のシステムが運行中において色度分散値の穏やかな変化を判断することは、困難である。
その一方、実施例に供される色度分散測定方法では、直接算出する方式を採用するため、探索を必要としない。これにより、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、リンクの色度分散値を迅速に推定できるとともに、デジタルコヒーレント受信機のシステム運行においても、リンク色度分散値を推定し続け、その変化を追跡、正確な補償分散を色度分散補償モジュールへ提供可能であるため、クロック回復モジュールによる処理の複雑性等を低減させる。
また、前記所定間隔の数を２つ以上とする処理方式を採用することで、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
その他、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
実施例二
本実施例の色度分散測定方法は、図３に示すように、以下のステップを含む。
ステップ２００では、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成する。
ここで、本ステップの具体的な実現形態は、従来技術を採用すればよい。
生成した異なる偏波方向を有する周波数領域のデータの具体的な数は、必要に応じて特定されてもよい。
本ステップを実行する前に、当該方法は、さらに、周波数領域のデータを取得するステップを含む。
具体的に、実際の応用時、取得された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換し、または、直接周波数領域のデータを取得してもよい。ここで、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換することは、当分野の慣用技術手段であるため、ここで繰り返し説明しない。
ステップ２０１では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得する。
ここで、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うとは、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うことである。
前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第１距離は、システムシンボルレートである。
前記周波数領域のデータは、第１サブ周波数領域データおよび第２サブ周波数領域データを含む。ただし、前記第１サブ周波数領域データとは、第１光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第２サブ周波数領域データとは、第２光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、２つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第１サブ周波数領域データおよび第２サブ周波数領域データに対応する。
ステップ２０２では、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得する。
ここで、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
その中、前記所定間隔は、正整数、例えば、１、２、３等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が１つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が１つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が２つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。
ステップ２０３では、第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。
ここで、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第１値の偏角を算出して第２値を取得することと、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、光速を第４値で除算して第５値を取得することと、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。
その中、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
その中、値が小さい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１あるいは２等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１６あるいは３２等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が２つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。
前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第１値の数は、２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。例を挙げると、第１所定間隔と第２所定間隔との２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔との値が異なる場合、取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第１値を取得し、その第１値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう１つの第１値を取得し、前記もう１つの第１値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第２値を取得する。
このように、第３値を取得した場合、当該方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。その中、２つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。
２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する実際の応用例は、以下に示される。
具体的に、Ｎ（Ｎ≧１）以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 ＜Δ2 ＜…＜ΔN 、各所定間隔に対応する第１値がそれぞれＦ１、Ｆ２…ＦＮであるとすれば、各第１値の偏角を算出して、下記のようになる。
Figure 2017503443
前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、当該方法は、さらに、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得するステップを含み、前記第６値は、複素数である。
対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第６値の偏角を算出して第２値を取得し、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得し、光速を第４値で除算して第５値を取得し、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得する。
その中、前記第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
ここで、前記所定間隔の数が２つ以上であり、２つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第１値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第１値の数が２つ以上であり、前記第６値の数も２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。例を挙げると、第１所定間隔および第２所定間隔という２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔の値が異なるとすれば、取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、取得したその第１値にフィルタリング処理を行って第６値を取得し、その第６値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう１つの第１値を取得し、取得した前記もう１つの第１値に対してフィルタリング処理を行ってもう１つの第６値を取得し、前記もう１つの第６値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第６値を取得し、対応する２つの第２値を取得する。
このように第３値を取得した場合、当該方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む。その中、２つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。
本発明の実施例に供される色度分散測定方法は、色度分散チャネルの相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。
そして、従来の色度分散測定方法には、伝送品質情報（例えば、誤り率、Ｑ因子等）を利用して可変色度分散補償器のフィードバック制御を行う方法がある。当該方法の基本的な思想は、デジタルコヒーレント受信機のシステムが収まるまでに、ある程度のステップ長の色度分散間隔で、色度分散補償フィルタの分散補償量を変更する。しかし、当該方法を採用する場合、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、探索過程が遅いため、特定された色度分散値の精度が低い。また、光ファイバリンクが環境温度の変化に影響され、リンクの色度分散値も穏やかに変化する。そのため、当該方法では、デジタルコヒーレント受信機のシステムが運行中において色度分散値の穏やかな変化を判断することは、困難である。
その一方、実施例に供される色度分散測定方法では、直接算出する方式を採用するため、探索を必要としない。これにより、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、リンクの色度分散値を迅速に推定できるとともに、デジタルコヒーレント受信機のシステム運行においても、リンク色度分散値を推定し続け、その変化を追跡、正確な補償分散を色度分散補償モジュールへ提供可能であるため、クロック回復モジュールによる処理の複雑性等を低減させる。
また、前記所定間隔の数を２つ以上とする処理方式を採用することで、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
その他、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
実施例三
実施例一の方法を実現するために、本実施例は、色度分散測定装置を提供する。図４に示すように、当該装置は、色度分散シーケンス処理手段４１、相関演算処理手段４２および特定手段４３を備える。
色度分散シーケンス処理手段４１は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを相関演算処理手段４２へ送信するように構成される。
相関演算処理手段４２は、色度分散シーケンス処理手段４１から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、第１値を特定手段４３へ送信するように構成される。
特定手段４３は、相関演算処理手段４２から送信された第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。その中、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第１距離は、システムシンボルレートである。
前記周波数領域のデータは、第１サブ周波数領域データおよび第２サブ周波数領域データを含み、その中、前記第１サブ周波数領域データとは、第１光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第２サブ周波数領域データとは、第２光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、２つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第１サブ周波数領域データおよび第２サブ周波数領域データに対応する。
前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
その中、前記所定間隔は、正整数、例えば、１、２、３等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が１つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が１つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が２つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。
前記特定手段４３は、具体的に、第１値の偏角を算出して第２値を取得し、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得し、光速を第４値で除算して第５値を取得し、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得するように構成される。
ただし、前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
その中、値が小さい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１あるいは２等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が１つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が１６あるいは３２等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が２つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。
前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第１値の数は、２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。即ち、相関演算処理手段４２は、２つ以上の相関演算処理サブ手段を含む。例を挙げると、第１所定間隔および第２所定間隔との２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔との値が異なり、相関演算処理手段４２が第１相関演算処理サブ手段および第２相関演算処理サブ手段を含む場合、第１相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第１値を取得し、特定手段４３がその第１値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、第２相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう１つの第１値を取得し、特定手段４３が前記もう１つの第１値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第２値を取得する。
このように、第３値を取得した場合、前記特定手段４３は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するように構成される。その中、２つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。
２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する実際の応用例は、以下に示される。
具体的に、Ｎ（Ｎ≧１）以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 ＜Δ2 ＜…＜ΔN 、各所定間隔に対応する第１値がそれぞれＦ1 、Ｆ2 …ＦN であるとすれば、各第１値の偏角を算出して、下記のようになる。
Figure 2017503443
当該装置は、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、第６値を特定手段４３へ送信するように構成されるフィルタリング手段４４をさらに備え、前記第６値は、複素数である。
対応的に、前記特定手段４３は、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。
その中、前記特定手段４３は、具体的に、第６値の偏角を算出して第２値を取得し、第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得し、光速を第４値で除算して第５値を取得し、第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得するように構成される。
その中、前記第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。
Figure 2017503443
ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート（fs）をＦＦＴ点数（nfft）で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。
ここで、前記所定間隔の数が２つ以上であり、２つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第１値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第１値の数が２つ以上であり、前記第６値の数も２つ以上であり、前記第２値の数も２つ以上である。つまり、相関演算処理手段４２が２つ以上の相関演算処理サブ手段を含み、対応的に、フィルタリング手段４４が対応する２つ以上のフィルタリングサブ手段を含む。例を挙げると、第１所定間隔および第２所定間隔という２つの所定間隔があり、第１所定間隔と第２所定間隔の値が異なり、相関演算処理手段４２が第１相関演算処理サブ手段および第２相関演算処理サブ手段を含み、フィルタリング手段４４が第１フィルタリングサブ手段および第２フィルタリングサブ手段を含むとすれば、第１相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、そして第１フィルタリングサブ手段がその第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、特定手段４３がその第６値の偏角を算出して第２値を取得し、且つ、第２相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう１つの第１値を取得し、第２フィルタリングサブ手段が前記もう１つの第１値に対してフィルタリング処理を行ってもう１つの第６値を取得し、特定手段４３が前記もう１つの第６値の偏角を算出してもう１つの第２値を取得する。つまり、対応する２つの第１値を取得し、対応的に、対応する２つの第６値を取得し、対応する２つの第２値を取得する。
このように第３値を取得した場合、前記特定手段４３は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するように構成される。その中、２つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。
実際の応用時、前記２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。
本発明の実施例に供される色度分散測定装置は、色度分散チャネルの相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。
また、前記所定間隔の数を２つ以上とする処理方式を採用するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
その他、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
実施例四
本実施例に供される色度分散測定装置によれば、図５に示すように、実施例三における手段以外、当該装置は、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを色度分散シーケンス処理手段４１へ送信するように構成される偏波回転手段４５をさらに備えてもよい。
対応的に、色度分散シーケンス処理手段４１は、偏波回転手段４５から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される。
当該装置は、周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを偏波回転手段４５へ送信するように構成される周波数領域データ取得手段４６をさらに備えてもよい。
対応的に、偏波回転手段４５は、周波数領域データ取得手段４６から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される。
その中、実際の応用時、周波数領域データ取得手段４６は、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換し、または、対応する位置から周波数領域のデータを直接取得してもよい。ここで、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換することは、当業者の慣用技術手段であり、ここで繰り返し説明しない。
実施例三および実施例四を結合し、実際の応用時、色度分散シーケンス処理手段、相関演算処理手段、特定手段および周波数領域データ取得手段は、色度分散測定装置における中央処理装置（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはフィールド・プログラマブル・ ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）によって実現されてもよい。フィルタリング手段は、色度分散測定装置におけるフィルタによって実現されてもよい。具体的に、ローパスフィルタであってもよい。偏波回転手段は、色度分散測定装置における偏波回転フィルタセットによって実現されてもよい。
実施例五
図６は、本発明の実施例に供されるデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。図６に示すように、本実施例に供される色度分散測定装置は、色度分散補償モジュール６０７内に位置し、色度分散補償モジュール６０７のＦＦＴサブモジュールは、周波数領域のデータを色度分散測定装置へ直接提供することができる。
本実施例では、ＦＦＴ点数が４０９６であり、色度分散補償モジュール６０７から入力された時間領域のデータが２倍オーバーサンプリングレートであるため、システムシンボルレートが４０９６/２=２０４８になり、周波数領域のデータに対応する光信号の波長が１５５０ｎｓになり、サンプリングレートが４０９６になる。
図７は、本実施例の色度分散測定装置の信号処理ブロック図である。図７に示すように、当該装置は、周波数領域データ取得手段７１、偏波回転フィルタセット７２、色度分散シーケンス処理手段７３、第１相関演算処理サブ手段７４、第２相関演算処理サブ手段７５、第１フィルタリングサブ手段７６、第２フィルタリングサブ手段７７、および特定手段７８を備え、対応する信号処理手順は、以下のステップを含む。
ステップＡでは、周波数領域データ取得手段７１が色度分散補償モジュールのＦＦＴサブモジュールから周波数領域のデータを直接取得し、取得した周波数領域のデータを偏波回転フィルタセット７２へ送信する。
ここで、取得した周波数領域のデータは、第１サブ周波数領域データＸおよび第２サブ周波数領域データＹを含む。ただし、前記第１サブ周波数領域データとは、第１光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第２サブ周波数領域データとは、第２光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。
ステップＢでは、偏波回転フィルタセット７２が周波数領域データ取得手段７１から送信された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する３つの周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する３つの周波数領域のデータを色度分散シーケンス処理手段７３へ送信する。
ここで、生成した異なる偏波方向を有する３つの周波数領域のデータは、次のように表すことができる。
Figure 2017503443
ステップＣでは、色度分散シーケンス処理手段７３が生成された異なる偏波方向を有する３つの周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行い、取得した３つの色度分散シーケンスを第１相関演算処理サブ手段７４および第２相関演算処理サブ手段７５へそれぞれ送信する。
ここで、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第１距離は、システムシンボルレートである。
取得された３つの色度分散シーケンス（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ）は、次のように表すことができる。
Figure 2017503443
ステップＤでは、第１相関演算処理サブ手段７４が取得された３つの色度分散シーケンスに対して第１所定間隔の相関演算処理を行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、取得したこの第１値を第１フィルタリングサブ手段７６へ送信する。
ここで、前記第１所定間隔の相関演算処理を行うことは、具体的に、３つの色度分散シーケンスにおける要素のそれぞれに、第１所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役を乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
第１所定間隔をΔ1 とすれば、この第１値は、次のようになってもよい。
Figure 2017503443
ステップＥでは、第１フィルタリングサブ手段７６が取得されたＦ１に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、取得したその第６値を特定手段７８へ送信する。
ここで、第１フィルタリングサブ手段７６は、ローパスフィルタである。
その第６値は、数式で表すと、次のようになってもよい。
Figure 2017503443
ただし、Ｌは、取得されたＦ１の回数を表し、ここで、必要に応じて、Ｌの具体値を特定する。
Ｇ1 は、複素数である。
ステップＦでは、第１相関演算処理サブ手段７５が取得された３つの色度分散シーケンスに対して第２所定間隔の相関演算処理を行い、取得した各相関値を加算してもう１つの第１値を取得し、取得したもう１つの第１値を第２フィルタリングサブ手段７７へ送信する。
ここで、前記第１所定間隔の相関演算処理を行うことは、具体的に、３つの色度分散シーケンスにおける要素のそれぞれに、第１所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役を乗じて、取得した各積を加算して各相関値を取得する。
第２所定間隔をΔ2 とすれば、もう１つの第１値は、次のように表すことができる。
Figure 2017503443
ステップＧでは、第２フィルタリングサブ手段７７が取得されたＦ２に対してフィルタリング処理を行ってもう１つの第６値を取得し、取得したもう１つの第６値を特定手段７８へ送信する。
ここで、第２フィルタリングサブ手段７７は、ローパスフィルタである。
もう１つの第６値は、数式で表すと、次のようになってもよい。
Figure 2017503443
ただし、Ｌは、取得されたＦ２の回数を表し、ここで、必要に応じて、Ｌの具体値を特定する。
Ｇ2 は、複素数である。
ここで、ステップＤ〜ＥとステップＦ〜Ｇとは、前後順番がない。
ステップＨでは、特定手段が２つの第６値を受信した後、２つの第６値の偏角をそれぞれ算出し、２つの所定間隔および２つの第２値に対してアンラップ処理を行う。
ここで、本ステップの具体的な実現形態は、下記のステップを含む。
ステップＨ１では、２つの第６値の偏角をそれぞれ算出し、次のようになる。
Figure 2017503443
本発明の実施例では、２つの所定間隔を採用して相関演算処理を行うため、高い分散推定精度に達することができる。
その他、前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、対応的に、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。
上記色度分散測定装置に基づいて、本発明の実施例は、さらに、デジタルコヒーレント受信機を提供する。その受信機は、図４または図５に示す色度分散測定装置の基本構造およびその変形や均等代替を含むが、詳しく説明しない。
当業者は、本発明の実施例が方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として与えられてもよいことを理解すべきである。このため、本発明は、ハードウェア実施例、ソフトウェア実施例、または、ソフトウェアとハードウェア態様とを組み合わせた実施例の形式を採用してもい。また、本発明は、コンピュータの実行可能なプログラムコードを含むコンピュータ記憶媒体（磁気ディスクメモリと光メモリ等を含むが、それらに限定されない）上に実施できる１つまたは複数のコンピュータプログラム製品の形式を採用してもよい。
本発明は、本発明の実施例の方法、機器（システム）、コンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して記述されたものである。コンピュータプログラム命令にて、フローチャートおよび/またはブロック図における各フローおよび/またはブロック、並びにフローチャートおよび/またはブロック図におけるフローおよび/またはブロックの組み合わせを実現してもよい。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込み型処理機あるいは他のプログラマブルデータ処理機器のプロセッサへ供給してマシンを発生することで、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器のプロセッサによって実行された命令により、フローチャートにおける１つのフローあるいは複数のフローおよび/またはブロック図における１つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現するための装置を発生する。
これらのコンピュータプログラム命令は、さらに、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器に特定の方式で稼動させるコンピュータ読取可能なメモリに格納されてもよい。こうして、当該コンピュータ読取可能なメモリに格納された命令は、命令装置を含む製品を発生する。当該命令装置は、フローチャートにおける１つのフローあるいは複数のフローおよび／またはブロック図における１つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現する。
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器上にロードされ、コンピュータあるいは他のプログラマブル機器上において一連の操作ステップを実行させてコンピュータで実現される処理を発生する。こうして、コンピュータあるいは他のプログラマブル機器上に実行される命令は、フローチャートにおける１つのフローあるいは複数のフローおよび/またはブロック図における１つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現するためのステップを提供する。
上述したのは、単に本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではない。

Claims (18)

  1. 取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、
    取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得するステップと、
    前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップと
    を含む色度分散測定方法。
  2. 前記色度分散シーケンス処理を行うことは、
    前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第１距離離れたもう１つの要素の複素共役を乗じ、
    前記第１距離は、システムシンボルレートである請求項１に記載の色度分散測定方法。
  3. 取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、
    前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう１つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する請求項１に記載の色度分散測定方法。
  4. 前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、
    第１値の偏角を算出して第２値を取得することと、
    第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、
    前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、
    光速を第４値で除算して第５値を取得することと、
    第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することと
    を含む請求項１乃至３の何れかに記載の色度分散測定方法。
  5. 前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、２つ以上の前記第１値を取得し、
    第３値を取得した場合、前記方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む請求項４に記載の色度分散測定方法。
  6. 前記第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記方法は、さらに、
    前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得するステップと、
    第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む請求項１乃至３の何れかに記載の色度分散測定方法。
  7. 前記第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、
    第６値の偏角を算出して第２値を取得することと、
    第２値を前記所定間隔で除算して第３値を取得することと、
    前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第４値を取得することと、
    光速を第４値で除算して第５値を取得することと、
    第３値に第５値を乗じて色度分散値を取得することと
    を含む請求項６に記載の色度分散測定方法。
  8. 前記所定間隔の数が２つ以上である場合、２つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、２つ以上の前記第１値、２つ以上の前記第６値および２つ以上の前記第２値を取得し、
    第３値を取得した場合、前記方法は、さらに、２つ以上の前記所定間隔と、対応する２つ以上の第２値とをアンラップ処理して、第３値を取得するステップを含む請求項７に記載の色度分散測定方法。
  9. 取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行う前に、前記方法は、さらに、
    前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータを生成するステップと、
    生成した異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うステップと
    を含む請求項１乃至３の何れかに記載の色度分散測定方法。
  10. 前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行う前に、前記方法は、さらに、
    前記周波数領域のデータを取得するステップを含む請求項９に記載の色度分散測定方法。
  11. 色度分散シーケンス処理手段と、相関演算処理手段と、特定手段とを備え、
    前記色度分散シーケンス処理手段は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを前記相関演算処理手段へ送信するように構成され、
    前記相関演算処理手段は、前記色度分散シーケンス処理手段から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第１値を取得し、第１値を前記特定手段へ送信するように構成され、
    前記特定手段は、前記相関演算処理手段から送信された第１値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される色度分散測定装置。
  12. 前記第１値に対してフィルタリング処理を行って第６値を取得し、第６値を前記特定手段へ送信するように構成されるフィルタリング手段をさらに備え、
    前記特定手段は、第６値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される請求項１１に記載の色度分散測定装置。
  13. 前記所定間隔の数が２つ以上である場合、前記相関演算処理手段は、２つ以上の相関演算処理サブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、２つ以上の前記所定間隔のうちの１つの所定間隔の相関演算処理を行うように構成される請求項１１または１２に記載の色度分散測定装置。
  14. 前記フィルタリング手段は、２つ以上のフィルタリングサブ手段を備え、
    相関演算処理サブ手段のそれぞれは、相関演算処理後のデータを対応するフィルタリングサブ手段へ送信し、フィルタリングサブ手段のそれぞれは、受信されたデータに対してフィルタリング処理を行うように構成される請求項１３に記載の色度分散測定装置。
  15. 取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを前記色度分散シーケンス処理手段へ送信するように構成される偏波回転手段をさらに備え、
    前記色度分散シーケンス処理手段は、前記偏波回転手段から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される請求項１１または１２に記載の色度分散測定装置。
  16. 周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを前記偏波回転手段へ送信するように構成される周波数領域データ取得手段をさらに備え、
    前記偏波回転手段は、周波数領域データ取得手段から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される請求項１５に記載の色度分散測定装置。
  17. 請求項１１乃至１６の何れかに記載の色度分散測定装置を含むデジタルコヒーレント受信機。
  18. １セットの命令を含むコンピュータ記憶媒体であって、
    前記命令の実行時、少なくとも１つのプロセッサが請求項１乃至１０の何れかに記載の色度分散測定方法を実行するコンピュータ記憶媒体。
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