JP2018046552A

JP2018046552A - 残存直流成分の測定方法、装置及びシステム

Info

Publication number: JP2018046552A
Application number: JP2017147694A
Authority: JP
Inventors: チェヌ・ハオ; Hao Chen; タオ・ジェヌニン; Zhenning Tao
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: US20180076889A1; CN107819519B; JP6981081B2; CN107819519A; US10177844B2

Abstract

【課題】本発明の実施例は、残存直流成分の測定方法、装置及びシステムを提供する。【解決手段】該残存直流成分の測定方法は、受信信号から第１所定長のデータを選択するステップと、選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、該データの周波数領域信号を取得するステップと、変換されたデータの周波数領域信号の電力スペクトルを計算するステップと、周波数オフセット範囲内の前記電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を該残存直流成分の電力とするステップとを含む。本発明の実施例によれば、コヒーレント光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分を測定できるため、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。【選択図】図２

Description

本発明は、通信技術の分野に関し、特に光送信機の残存直流成分の測定方法、装置及びシステムに関する。

光通信システムでは、光送信機の直流（ＤＣ：ｄｉｒｅｃｔ−ｃｕｒｒｅｎｔ）成分は、伝送リンクを経て光受信機により処理された後に、最終的な信号回復及び通信品質に大きなコストをもたらしてしまう。通信速度の向上及びネットワーク状態の複雑化に伴い、このコストの影響はますます顕著になっている。

従来技術では、コヒーレント送信機の変調器のバイアスを柔軟に構成することで、光送信機の直流成分をできるだけ低減し、光送信機の直流成分の影響を低減できる（参考文献１）。しかし、どのような送信機の構成方法を採用しても、残存直流成分がやはり存在する。よって、通信品質の悪化につながる。一方、光送信機の残存直流成分の大きさが未知であるため、通信ネットワークの監視及び診断では、診断エラーが生じる可能性があるため、不適切な対応方法に繋がり、通信システムの性能に影響を及ぼしてしまう。

参考文献１：米国特許出願公開第２０１４／０３０８０４７号明細書
なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものであり。これら技術案が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。

本発明の発明者の発見によると、光送信機の残存直流成分の大きさが未知であるため、光受信側で受信された残存直流成分は通信ネットワークの診断エラーに繋がり、通信システムの性能に影響を及ぼす可能性がある。

上記問題を解決するために、本発明の実施例は、光送信機の残存直流成分の測定方法、装置及びシステムを提供する。

本発明の実施例の第１態様では、単一偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定方法であって、受信信号から第１所定長のデータを選択するステップと、前記選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、前記データの周波数領域信号を取得するステップと、前記変換された前記データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算するステップと、周波数オフセット範囲内の前記電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力とするステップと、を含む、測定方法を提供する。

本発明の実施例の第２態様では、二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定方法であって、２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択するステップと、前記選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得するステップと、前記変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算するステップと、周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力の和とするステップと、を含む、測定方法を提供する。

本発明の実施例の第３態様では、二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定方法であって、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を測定するステップと、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を測定するステップと、前記電力の和及び前記電力の差に基づいて、光送信機の各偏波状態における残存直流成分の電力を計算するステップと、を含む、測定方法を提供する。

本発明の実施例の第４態様では、単一偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、受信信号から第１所定長のデータを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、前記データの周波数領域信号を取得する変換手段と、前記変換手段により変換された前記データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算する計算手段と、周波数オフセット範囲内の前記電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力とする決定手段と、を含む、測定装置を提供する。

本発明の実施例の第５態様では、二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する選択手段と、前記選択手段により選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する変換手段と、前記変換手段により変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する計算手段と、周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力の和とする決定手段と、を含む、測定装置を提供する。

本発明の実施例の第６態様では、二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を測定する第１測定手段と、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を測定する第２測定手段と、前記第１測定手段により測定された電力の和及び前記第２測定手段により測定された電力の差に基づいて、光送信機の各偏波状態における残存直流成分の電力を計算する計算手段と、を含む、測定装置を提供する。

本発明の実施例の第７態様では、上記第４、５及び６態様の何れかに記載の装置を含む受信機を提供する。

本発明の実施例の第８態様では、送信機及び受信機を含む光通信システムであって、上記第４、５及び６態様の何れかに記載の装置をさらに含む光通信システムを提供する。

本発明の実施例の有益な効果としては、本発明の実施例によれば、光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分を測定できるため、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、受信側において残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。

１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。

なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを指し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。

含まれる図面は、本発明の実施例をさらに理解するために用いられ、明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示するために用いられ、文言の記載と共に本発明の原理を説明する。なお、以下に説明される図面は、単なる本発明の一部の実施例であり、当業者にとっては、これらの図面に基づいて他の図面を容易に想到できる。
単一偏波のコヒーレント光通信システム１００を示す図である。本発明の実施例１の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。二重偏波のコヒーレント光通信システム３００を示す図である。本発明の実施例２の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。本発明の実施例３の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。本発明の実施例４の残存直流成分の測定装置６００の構成を示す図である。本発明の実施例５の残存直流成分の測定装置７００の構成を示す図である。本発明の実施例６の残存直流成分の測定装置８００の構成を示す図である。本発明の実施例７の受信機の１つの態様を示す図である。本発明の実施例７の受信機のもう１つの態様を示す図である。本発明の実施例８の光通信システムの構成を示す図である。

本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。

本発明の実施例は、光送信機の残存直流成分の測定方法、装置及びシステムを提供し、該方法は、光受信機により受信された信号を分析することで、光送信機における残存直流成分を測定する。該方法は、受信側で残存直流成分を測定するため、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、即ち既存の通信システムに余分な影響を及ぼすことがなく、また、該方法は任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システム、例えば位相偏移キーイング（ＰＳＫ：ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）や直交振幅変調（ＱＡＭ：ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等に適用できる。

以下は、図面を参照しながら本発明の実施例の各態様を説明する。これらの態様は単なる例示的なものであり、本発明の実施例を限定するものではない。

＜実施例１＞
本実施例は残存直流成分の測定方法を提供し、該方法は単一偏波のコヒーレント光通信システムに適用される。

図１は単一偏波のコヒーレント光通信システム１００を示す図である。図１に示すように、コヒーレント光通信システム１００は、光送信機１０１、光受信機１０３及び伝送リンク１０２を含む。光送信機１０１は、単一偏波の光信号を出力するレーザ１０４、ＩＱ変調器１０５及びＰＭカプラ１０６等を含む。光送信機１０１のハードウェア又は構成が理想的ではないため、ＩＱ変調器１０５により変調された信号が残存直流成分を含み、且つ該残存直流成分を含む信号が伝送リンク１０２を経て光受信機１０３により受信される。本実施例の方法は、光受信機１０３により受信された信号を受信側において処理することで、ビット誤り率などの特性の分析のための該残存直流成分を測定でき、システムの性能を向上できる。

図２は本実施例の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。図２に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ２０１：受信信号から第１所定長のデータを選択する。

ステップ２０２：該選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、該データの周波数領域信号を取得する。

ステップ２０３：該変換された該データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算する。

ステップ２０４：周波数オフセット範囲内の該電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を該残存直流成分の電力とする。

本実施例では、周波数領域の最大ピークを抽出するという方法を用いて残存直流成分の電力を測定し、受信側で測定するため、ネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更する必要がなく、既存の光通信システムに余分な影響を及ぼすことがない。本実施例の方法により測定された残存直流成分の電力は、ビット誤り率特性などの分析に適用でき、システムの性能を向上できる。

ステップ２０１において、受信信号から第１所定長のデータを選択してもよい。ここの受信信号は光受信機から受信されたものであり、ここの第１所定長の選択は、位相雑音の大きさ及び後続の周波数領域処理の分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）に関連し、適切なサイズを選択する必要がある。例えば、大き過ぎる第１所定長は好ましくなく、該第１所定長が光通信システムの位相雑音の変化周期よりも短いことは好ましい。また、小さ過ぎる第１所定長も好ましくなく、十分なスペクトル分解能を確保する必要があり、即ち該第１所定長の選択は一定の範囲内のスペクトル分解能を確保する必要がある。例えば、シンボルレートが３０Ｇの光通信システムでは、該第１所定長の選択は、１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚのスペクトル分解能を確保する必要がある。

ステップ２０２において、選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、該データの周波数領域信号を取得してもよい。具体的な変換方法は従来技術を参照してもよく、ここでその説明を省略する。

ステップ２０３及びステップ２０４において、該周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、周波数オフセット範囲内の該電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、その電力を該残存直流成分の電力としてもよい。

本実施例では、該周波数領域信号の電力スペクトルの計算方法を限定せず、従来技術を参照してもよい。

本実施例では、周波数オフセット範囲は、コヒーレント光通信システムにおける発振器レーザとキャリアレーザとの周波数の差の範囲を意味し、その経験値は例えば０Ｈｚ〜１ＧＨｚである。

本実施例では、周波数オフセット範囲において電力スペクトルの最大ピーク値を取得する方法は従来技術を参照してもよく、ここでその説明を省略する。

本実施例では、該最大ピーク値の電力は即ち該残存直流成分の電力であり、以下のように表されてもよい。

Ｐａ＝Ｐ_Ｘ，Ｎ１（ｆ０）
ここで、Ｘは該受信信号であり、Ｎ１は該第１所定長であり、ｆ０は該最大ピーク値における周波数である。

本発明の実施例の測定方法によれば、単一偏波のコヒーレント光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分の電力を測定できるため、該光送信機の残存直流成分の電力のビット誤り率性能への影響を評価することで通信ネットワークの性能変化を診断、調整でき、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該方法を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例２＞
本実施例は残存直流成分の測定方法を提供し、該方法は二重偏波のコヒーレント光通信システムに適用される。

図３は二重偏波のコヒーレント光通信システム３００を示す図である。図３に示すように、コヒーレント光通信システム３００は、光送信機３０１、光受信機３０３及び伝送リンク３０２を含む。光送信機３０１は、二重偏波の光信号を出力するレーザ３０４、ＩＱ変調器３０５及びＰＭカプラ３０６等を含む。光送信機３０１のハードウェア又は構成が理想的ではないため、ＩＱ変調器３０５により変調された信号が水平偏波状態及び垂直偏波状態における残存直流成分を含み、且つ該残存直流成分を含む信号が伝送リンク３０２を経て光受信機３０３により受信される。本実施例の方法は、光受信機３０３により受信された信号を受信側において処理することで、ビット誤り率特性などの分析のための該残存直流成分を測定でき、システムの性能を向上できる。

図４は本実施例の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。図４に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ４０１：２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する。

ステップ４０２：該選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する。

ステップ４０３：該変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する。

ステップ４０４：周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を該残存直流成分の電力の和とする。

本実施例では、周波数領域の最大ピークを抽出するという方法を用いて残存直流成分の電力の和を測定する。受信側で測定するため、ネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更する必要がなく、既存の光通信システムに余分な影響を及ぼすことがない。本実施例の方法により測定された残存直流成分の電力の和は、ビット誤り率特性などの分析に適用でき、システムの性能を向上できる。

ステップ４０１において、２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択してもよい。ここの２つの偏波状態は水平偏波状態及び垂直偏波状態を意味し、ここの２つの偏波状態の受信信号は光受信機から受信されたものである。

ステップ４０２において、該選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得してもよい。

ステップ４０１〜４０２と実施例１のステップ２０１〜２０２との差異としては、実施例１のステップ２０１〜２０２は単一偏波の受信信号のみを選択、変換し、ステップ４０１〜４０２は２つの偏波状態の受信信号をそれぞれ選択、変換する。第１所定長の選択及び具体的な変換方法は、実施例１と同様であり、ここでその説明を省略する。

ステップ４０３〜４０４において、該変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算し、加算された電力スペクトルを取得して、周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を該残存直流成分の電力の和としてもよい。

本実施例では、該周波数領域信号の電力スペクトルの計算方法、及び周波数オフセット範囲において電力スペクトルの最大ピーク値を取得する方法は、実施例１と同様であり、従来技術を参照してもよく、ここでその説明を省略する。

本実施例では、該最大ピーク値の電力Ｐａは、以下のように表されてもよい。

Ｐａ＝Ｐ_{ＸＹ，Ｎ１}（ｆ０）
ここで、Ｘ及びＹは該２つの偏波状態における受信信号であり、Ｎ１は該第１所定長であり、ｆ０は該最大ピーク値における周波数である。

本実施例では、該最大ピーク値の電力Ｐａを、水平偏波状態における残存直流成分の電力ｍｄ_Ｈと垂直偏波状態における残存直流成分の電力ｍｄ_Ｖとの電力の和としてもよく、即ちＰａ＝ｍｄ_Ｈ＋ｍｄ_Ｖ。

本実施例では、光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を取得できれば、従来方法を用いて該光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を取得でき、本実施例は具体的な方法に限定されない。例えば、従来方法を用いて該光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を取得し、該電力の和及び電力の差に基づいて、最終的に該光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を取得してもよい。

本発明の実施例の測定方法によれば、コヒーレント光通信システムの受信側において光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を測定できるため、該光送信機の残存直流成分の電力のビット誤り率性能への影響を評価することで通信ネットワークの性能変化を診断、調整でき、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該方法を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例３＞
本実施例は残存直流成分の測定方法を提供し、該方法は図３に示す二重偏波のコヒーレント光通信システム３００に適用される。本実施例の方法は、光受信機３０３により受信された信号を受信側において処理することで、ビット誤り率特性などの分析のための該残存直流成分を測定でき、システムの性能を向上できる。

図５は本実施例の残存直流成分の測定方法のフローチャートである。図５に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ５０１：２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を測定する。

ステップ５０２：２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を測定する。

ステップ５０３：該電力の和及び該電力の差に基づいて、光送信機の各偏波状態における残存直流成分の電力を計算する。

本実施例では、ステップ５０１は実施例２の方法を用いて実現されてもよく、その内容をここで援用し、その説明を省略する。

本実施例では、ステップ５０２は従来技術を参照してもよく、ここでその説明を省略する。

ステップ５０３において、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和Ｐａ及び２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差Ｐｂを取得できれば、光送信機の水平偏波状態における残存直流成分の電力ｍｄ_Ｈ及び垂直偏波状態における残存直流成分の電力ｍｄ_Ｖを取得でき、以下のように表される。

本発明の実施例の測定方法によれば、コヒーレント光通信システムの受信側において測定された光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和及び電力の差に基づいて、光送信機の残存直流成分の電力を測定できるため、後続の処理により通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該測定方法を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

以上は実施例１、実施例２及び実施例３において送信機の残存直流成分の測定方法を説明し、送信機の残存直流成分の電力を取得しているが、これに基づいて信号と残存直流成分の電力との比をさらに計算してもよく、該比は伝送特性に関連するため、ビット誤り率特性の測定及び分析に適用でき、システム性能を向上できる。

二重偏波の光通信システムの例では、本実施例では、２つの偏波状態における信号電力Ｐｓ_Ｈ及びＰｓ_Ｖを測定し、該２つの偏波状態における残存直流成分の電力に基づいて、信号と残存直流成分の電力との比をさらに取得してもよい。

本実施例では、該信号と残存直流成分の電力との比Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｖは以下のように表されてもよい。

Ｒ_Ｈ＝Ｐｓ_Ｈ／ｍｄ_Ｈ
Ｒ_Ｖ＝Ｐｓ_Ｖ／ｍｄ_Ｖ
ここで、Ｐｓ_Ｈは水平偏波状態における信号の電力であり、Ｐｓ_Ｖは垂直偏波状態における信号の電力であり、ｍｄ_Ｈは水平偏波状態における残存直流成分の電力であり、ｍｄ_Ｖは垂直偏波状態における残存直流成分の電力である。

本実施例では、該２つの光偏波状態における総信号と総残存直流成分の電力との比Ｒは以下のように表されてもよい。

Ｒ＝（Ｐｓ_Ｈ＋Ｐｓ_Ｖ）／（ｍｄ_Ｈ＋ｍｄ_Ｖ）
本実施例では２つの偏波状態における信号電力Ｐｓ_Ｈ及びＰｓ_Ｖの測定方法が限定されず、従来方法を用いてもよく、ここでその説明を省略する。

＜実施例４＞
本実施例は残存直流成分の測定装置を提供し、該装置は図１に示す単一偏波のコヒーレント光通信システム１００に適用される。該装置の問題解決の原理は実施例１の方法と類似するため、その具体的な実施は実施例１の方法の実施を参照してもよく、同様な内容について説明を省略する。

図６は本実施例の残存直流成分の測定装置の構成を示す図である。図６に示すように、残存直流成分の測定装置６００は、選択部６０１、変換部６０２、計算部６０３及び決定部６０４を含む。

選択部６０１は、受信信号から第１所定長のデータを選択する。

変換部６０２は、選択部６０１により選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、該データの周波数領域信号を取得する。

計算部６０３は、変換部６０２により変換された該データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算する。

決定部６０４は、周波数オフセット範囲内の該電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を該残存直流成分の電力とする。

本実施例では、上述したように、該第１所定長の選択の規則は、該第１所定長が該光通信システムの位相雑音の変化周期よりも短く、且つ該第１所定長の選択が一定の範囲内のスペクトル分解能を確保することである。

本発明の実施例の測定装置によれば、単一偏波のコヒーレント光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分の電力を測定できるため、該光送信機の残存直流成分の電力のビット誤り率性能への影響を評価することで通信ネットワークの性能変化を診断、調整でき、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該装置を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例５＞
本実施例は残存直流成分の測定装置を提供し、該装置は図３に示す二重偏波のコヒーレント光通信システム３００に適用される。該装置の問題解決の原理は実施例２の方法と類似するため、その具体的な実施は実施例２の方法の実施を参照してもよく、同様な内容について説明を省略する。

図７は本実施例の残存直流成分の測定装置の構成を示す図である。図７に示すように、残存直流成分の測定装置７００は、選択部７０１、変換部７０２、計算部７０３及び決定部７０４を含む。

選択部７０１は、２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する。

変換部７０２は、選択部７０１により選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する。

計算部７０３は、変換部７０２により変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する。

決定部７０４は、周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、該最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力の和とする。

本実施例では、上述したように、光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を取得できれば、従来方法を用いて該光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を取得できるため、該光送信機の残存直流成分の電力のビット誤り率性能への影響を評価することで通信ネットワークの性能変化を診断、調整でき、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該方法を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例６＞
本実施例は残存直流成分の測定装置を提供し、該装置は図３に示す二重偏波のコヒーレント光通信システム３００に適用される。該装置の問題解決の原理は実施例３の方法と類似するため、その具体的な実施は実施例３の方法の実施を参照してもよく、同様な内容について説明を省略する。

図８は本実施例の残存直流成分の測定装置の構成を示す図である。図８に示すように、残存直流成分の測定装置８００は、第１測定部８０１、第２測定部８０２及び計算部８０３を含む。

第１測定部８０１は、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を測定する。

第２測定部８０２は、２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を測定する。

計算部８０３は、第１測定部８０１により測定された電力の和及び第２測定部８０２により測定された電力の差に基づいて、光送信機の各偏波状態における残存直流成分の電力を計算する。

本実施例では、第１測定部８０１は実施例５の残存直流成分の測定装置７００により実現されてもよい。即ち、第１測定部８０１は、２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する選択部と、選択部により選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する変換部と、変換部により変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する計算部と、周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、最大ピーク値の電力を残存直流成分の電力の和とする決定部と（各部はいずれも図示せず）を含んでもよい。

本実施例では、第２測定部８０２の電力の差の測定方法を限定せず、従来技術を参照してもよく、ここでその説明を省略する。

本実施例では、計算部８０３の具体的な態様は実施例３のステップ５０３と同様であり、ここでその説明を省略する。

本実施例では、光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を取得し、信号と残存直流成分の電力との比をさらに計算してもよい。該比は伝送特性に関連するため、ビット誤り率特性の測定及び分析に適用でき、システム性能を向上できる。ここで、信号と残存直流成分の電力との比は、２つの偏波状態における信号電力Ｐｓ_Ｈ及びＰｓ_Ｖと該２つの偏波状態における残存直流成分の電力との比を計算することで取得され、本実施例では２つの偏波状態における信号電力Ｐｓ_Ｈ及びＰｓ_Ｖの測定方法が限定されない。

本発明の実施例の測定装置によれば、コヒーレント光通信システムの受信側において測定された光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和及び電力の差に基づいて、光送信機の２つの偏波状態における残存直流成分の電力を正確に測定できるため、該光送信機の残存直流成分の電力のビット誤り率性能への影響を評価することで通信ネットワークの性能変化を診断、調整でき、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該装置を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例７＞
本実施例は受信機を提供し、図９に示すように、該受信機９００は、実施例４〜６の何れかに記載の残存直流成分の測定装置を含んでもよい。実施例４〜実施例６では残存直流成分の測定装置６００、残存直流成分の測定装置７００及び残存直流成分の測定装置８００を詳細に説明しているため、ここでその内容を援用し、その説明を省略する。

図１０は本発明の実施例７の受信機のシステム構成を示すブロック図であり、二重偏波のコヒーレント光通信システムに適用される受信機を一例にする。図１０に示すように、受信機１０００はフロントエンドを含む。

フロントエンドの作用は、入力された光信号を２つの偏波状態におけるベースバンド信号に変換することであり、本発明の実施例では、該２つの偏波状態はＨ偏波状態及びＶ偏波状態を含んでもよい。

図１０に示すように、該フロントエンドは、局部レーザ発振器１０１０、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ９０ｄｅｇｈｙｂｉｒｄ）１００１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）１００２、１００４、１００６及び１００８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１００３、１００５、１００７及び１００９、分散補償器１０１２、等化器１０１３、並びに残存直流成分の測定装置１０１１を含む。残存直流成分の測定装置１０１１の構成及び機能は実施例５又は実施例６における記載と同じであり、ここでその説明を省略する。局部レーザ発振器１０１０はローカル光源を提供し、光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ９０ｄｅｇｈｙｂｉｒｄ）１００１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）１００２及び１００４、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１００３及び１００５により１つの偏波状態におけるベースバンド信号に変換される。該光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ９０ｄｅｇｈｙｂｉｒｄ）１００１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）１００６及び１００８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１００７及び１００９によりもう１つの偏波状態におけるベースバンド信号に変換される。その具体的なプロセスは従来技術と類似し、ここでその説明を省略する。

また、光対雑音比（ＯＳＮＲ：ＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の推定が周波数オフセット及び位相雑音により影響されると、受信機１０００は、周波数オフセット補償器及び位相雑音補償器（図示せず）をさらに含んでもよい。また、図１０の受信機１０００の構成は単なる例示的なものであり、具体的に実施する際に、必要に応じて構成部を追加してもよいし、削除してもよい。

本発明の実施例の受信機によれば、光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分を正確に測定できるため、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該受信機を用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

＜実施例８＞
本実施例は光通信システムをさらに提供する。図１１は本実施例の光通信システムの構成を示す図である。図１１に示すように、光通信システム１１００は、送信機１１０１、伝送リンク１１０２、受信機１１０３及び残存直流成分の測定装置１１０４を含む。

本実施例では、残存直流成分の測定装置１１０４の構成及び機能は実施例４〜６の何れかに記載と同様であり、ここでその説明を省略する。

本実施例では、残存直流成分の測定装置１１０４は、光受信機１１０３に統合され、光受信機１１０３の１つのモジュールとされてもよい。

本実施例では、送信機１１０１及び伝送リンク１１０２は従来の伝送リンクの構成及び機能を有してもよく、本発明の実施例は送信機及び伝送リンクの構成及び機能を限定しない。

本発明の実施例の光通信システムによれば、光通信システムの受信側において光送信機の残存直流成分を測定できるため、通信ネットワークの診断エラーを回避でき、通信システムの性能を向上できる。また、該光通信システムを用いて残存直流成分を測定することで、既存のネットワークのトポロジ及びソフトウェア／ハードウェアの構成を変更することがなく、任意の変調フォーマットのコヒーレント光通信システムに適用できる。

本発明の実施例は、受信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該受信機において実施例１乃至実施例３の何れかに記載の方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。

本発明の実施例は、コンピュータに、受信機において実施例１乃至実施例３の何れかに記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。

本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。

以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。

Claims

単一偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、
受信信号から第１所定長のデータを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたデータに対して高速フーリエ変換を行い、前記データの周波数領域信号を取得する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算する計算手段と、
周波数オフセット範囲内の前記電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力とする決定手段と、を含む、測定装置。
前記第１所定長の選択の規則は、前記第１所定長が前記光通信システムの位相雑音の変化周期よりも短く、且つ前記第１所定長の選択が一定の範囲内のスペクトル分解能を確保することである、請求項１に記載の測定装置。
前記最大ピーク値の電力は、以下のように表され、
Ｐａ＝Ｐ_Ｘ，Ｎ１（ｆ０）
ここで、Ｘは前記受信信号であり、Ｎ１は前記第１所定長であり、ｆ０は前記最大ピーク値における周波数である、請求項１に記載の測定装置。
二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、
２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する変換手段と、
前記変換手段により変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する計算手段と、
周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力の和とする決定手段と、を含む、測定装置。
前記第１所定長の選択の規則は、前記第１所定長が前記光通信システムの位相雑音の変化周期よりも短く、且つ前記第１所定長の選択が一定の範囲内のスペクトル分解能を確保することである、請求項４に記載の測定装置。
前記最大ピーク値の電力Ｐａは、以下のように表され、
Ｐａ＝Ｐ_{ＸＹ，Ｎ１}（ｆ０）
ここで、Ｘ及びＹは前記２つの偏波状態における受信信号であり、Ｎ１は前記第１所定長であり、ｆ０は前記最大ピーク値における周波数である、請求項４に記載の測定装置。
二重偏波の光通信システムに適用される、残存直流成分の測定装置であって、
２つの偏波状態における残存直流成分の電力の和を測定する第１測定手段と、
２つの偏波状態における残存直流成分の電力の差を測定する第２測定手段と、
前記第１測定手段により測定された電力の和及び前記第２測定手段により測定された電力の差に基づいて、光送信機の各偏波状態における残存直流成分の電力を計算する計算手段と、を含む、測定装置。
前記第１測定手段は、
前記２つの偏波状態における受信信号から第１所定長のデータをそれぞれ選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された２つのデータに対して高速フーリエ変換を行い、各データの周波数領域信号を取得する変換手段と、
前記変換手段により変換された各データの周波数領域信号の電力スペクトルを計算し、算出された２つの電力スペクトルを加算する計算手段と、
周波数オフセット範囲内の加算された電力スペクトルの最大ピーク値を取得し、前記最大ピーク値の電力を前記残存直流成分の電力の和とする決定手段と、を含む、請求項７に記載の測定装置。
前記第１所定長の選択の規則は、前記第１所定長が前記光通信システムの位相雑音の変化周期よりも短く、且つ前記第１所定長の選択が一定の範囲内のスペクトル分解能を確保することである、請求項８に記載の測定装置。
前記最大ピーク値の電力Ｐａは、以下のように表され、
Ｐａ＝Ｐ_{ＸＹ，Ｎ１}（ｆ０）
ここで、Ｘ及びＹは前記２つの偏波状態における受信信号であり、Ｎ１は前記第１所定長であり、ｆ０は前記最大ピーク値における周波数である、請求項８に記載の測定装置。