JP4426605B2 - Wdmチャネル間クロストーク補償受信装置 - Google Patents
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請求項6に記載の発明は、長多重信号光を受信する受信装置であって、互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、前記マルチモード局発光を分岐する局発光分岐器と、受信した波長多重信号光を分岐する信号光分岐器と、前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の一方と前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の一方とを合波して分岐する第1の合波器と、前記第1の合波器からの2つの出力光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第1の光偏波分離器と、前記第1の合波器からの2つの出力光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第2の光偏波分離器と、前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方及び前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方のいずれかにπ/2の位相シフトを与える位相シフタと、前記位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方と前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方とを合波して分岐する第2の合波器と、前記第2の合波器からの2つの出力光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第3の光偏波分離器と、前記第2の合波器からの2つの出力光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第4の光偏波分離器と、前記第1の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、前記第2の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタと、前記第3の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタと、前記第4の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタと、前記第1の分波フィルタ及び第3の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第1の差動受光器群と、前記第2の分波フィルタ及び第4の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第2の差動受光器群と、前記第5の分波フィルタ及び第7の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第3の差動受光器群と、前記第6の分波フィルタ及び第8の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第4の差動受光器群と、前記第1乃至4の差動受光器群からの前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段とを備えたことを特徴とする。
[第一の実施の形態]
図1及び2は、本発明に係る受信装置の第一の実施形態の構成図である。図1に示すように、本実施形態の受信装置は、マルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源10と、受信した波長多重信号光と位相同期多波長光源10からのマルチモード局発光を合波して光パワーを2分岐する合波器20と、合波器20からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する分波フィルタ30及び分波フィルタ32と、分波フィルタ30及び分波フィルタ32からの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、それらの差を出力する差動受光器群とを備える。
さらに、図2に示すように、本実施形態の受信装置は、比較器46−1〜4からの差動信号をそれぞれ入力しデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器100−1〜4と、アナログデジタル変換器からのデジタル信号及び各チャネルの光電界振幅情報を入力し演算により受信波形(光電界波形)を合成する受信波形合成演算部200と、受信波形合成演算部により合成された受信波形を入力し伝送補償を演算する伝送補償演算部300とを備える。
次に図3及び4を参照して、本発明に係る受信装置の第二の実施形態を説明する。本実施形態の受信装置は、位相ダイバシチ構成を用いることで、各チャネルの同相成分と直交成分を同時に検出する。これにより振幅波形と位相波形が求めることができ、第一の実施形態では位相波形φk(t)を求める際に、別途測定しておいた振幅波形Ek(t)が必要であったが、この構成では必要ない。
さらに、本実施形態の受信装置は、合波器22からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する分波フィルタ34及び分波フィルタ36と、分波フィルタ34及び分波フィルタ36から出力光をそれぞれ電気信号に変換し、それらの差を出力する差動受光器群とを備える。
次に図5及び6を参照して、本発明に係る受信装置の第三の実施形態を説明する。本実施形態の受信装置は、垂直偏波、水平偏波のそれぞれについて個別に光ファイバ伝送システムにおける波形変化を補償演算することで、より高精度に入力波形を再生することを可能にする。
20,22 合波器
30,32,34,36 分波フィルタ
42,44 受光器
46 比較器(減算器)
60 局発光分波器
62 信号光分波器
70 位相シフタ
80 局発光偏波分離器
82 信号光偏波分離器
100 アナログデジタル変換器
200 受信波形合成演算部
300 伝送補償演算部
310 ファイバ逆伝搬演算部
320 減衰演算部
330 中継ノード逆演算部
340 線形逆関数演算部
350 非線形逆演算部
400 伝送路パラメータ解析部
Claims (10)
- 波長多重信号光を受信する受信装置であって、
互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、
受信した波長多重信号光と前記マルチモード局発光を合波して分岐する合波器と、
前記合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、
前記第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する差動受光器群と、
前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段と
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記合成波形生成手段は、
前記差動受光器群からの前記差動信号のそれぞれをデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器から出力されるデジタル信号及び各チャネルの光電界の振幅情報を入力し、前記波長多重信号光の光電界波形を数値計算にて合成する受信波形合成演算部と、
前記光電界波形から伝送補償を演算する伝送補償演算部と
を備え、
前記伝送補償演算部は、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された光伝送路の出力端の光電界波形から当該光伝送路の入力端の光電界波形を推定する逆伝搬演算部と、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された光増幅器の出力端の光電界波形から当該光増幅器の入力端の光電界波形を推定する減衰演算部と、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された中継ノードの出力端の光電界波形から、当該中継ノードの構成要素の伝達特性を用いて入力端の光電界波形を推定する中継ノード逆演算部と
を備え、前記受信した波長多重信号光の伝搬経路に配置された光伝送路、光増幅器及び中継ノードに対応させて、前記逆伝搬演算部、前記減衰演算部及び前記中継ノード逆演算部を選択的に用いて、伝送補償を演算することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 波長多重信号光を受信する受信装置であって、
互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、
前記マルチモード局発光を分岐する局発光分波器と、
受信した波長多重信号光を分岐する信号光分波器と、
前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の一方と前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の一方とを合波して分岐する第1の合波器と、
前記第1の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、
前記第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第1の差動受光器群と、
前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方及び前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方のいずれかにπ/2の位相シフトを与える位相シフタと、
前記位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方及び前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方を合波して分岐する第2の合波器と、
前記第2の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタと、
前記第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第2の差動受光器群と、
前記第1の差動受光器群及び第2の差動受光器群からの前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 - 前記合成波形生成手段は、
前記第1の差動受光器群及び前記第2の差動受光器群からの前記差動信号のそれぞれをデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器から出力されるデジタル信号を入力し、前記波長多重信号光の光電界波形を数値計算にて合成する受信波形合成演算部と、
前記光電界波形から伝送補償を演算する伝送補償演算部と
を備え、
前記伝送補償演算部は、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された光伝送路の出力端の光電界波形から当該光伝送路の入力端の光電界波形を推定する逆伝搬演算部と、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された光増幅器の出力端の光電界波形から当該光増幅器の入力端の光電界波形を推定する減衰演算部と、
前記波長多重信号光の伝搬経路に配置された中継ノードの出力端の光電界波形から、当該中継ノードの構成要素の伝達特性を用いて入力端の光電界波形を推定する中継ノード逆演算部と
を備え、前記受信した波長多重信号光の伝搬経路に配置された光伝送路、光増幅器及び中継ノードに対応させて、前記逆伝搬演算部、前記減衰演算部及び前記中継ノード逆演算部を選択的に用いて、伝送補償を演算することを特徴とする請求項3に記載の受信装置。 - 波長多重信号光を受信する受信装置であって、
互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、
前記マルチモード局発光を分岐する局発光分岐器と、
受信した波長多重信号光を分岐する信号光分岐器と、
前記局発光分岐器により分岐されたマルチモード局発光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第1の局発光偏波分離器と、
前記信号光分岐器により分岐された波長多重信号光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第1の信号光偏波分離器と、
前記局発光分岐器により分岐されたマルチモード局発光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第2の局発光偏波分離器と、
前記信号光分岐器により分岐された波長多重信号光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第2の信号光偏波分離器と、
前記第1の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の水平偏波と前記第1の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の水平偏波とを合波して分岐する第1の合波器と、
前記第1の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、
前記第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第1の差動受光器群と、
前記第2の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の水平偏波及び前記第2の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の水平偏波のいずれかにπ/2の位相シフトを与える第1の位相シフタと、
前記第1の位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記第2の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の水平偏波と前記第2の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の水平偏波とを合波して分岐する第2の合波器と、
前記第2の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタと、
前記第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第2の差動受光器群と、
前記第2の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の垂直偏波と前記第2の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の垂直偏波とを合波して分岐する第3の合波器と、
前記第3の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタと、
前記第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第3の差動受光器群と、
前記第1の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の垂直偏波及び前記第1の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の垂直偏波のいずれかにπ/2の位相シフトを与える第2の位相シフタと、
前記第2の位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記第1の信号光偏波分離器により分離された波長多重信号光の垂直偏波と前記第1の局発光偏波分離器により分離されたマルチモード局発光の垂直偏波とを合波して分岐する第4の合波器と、
前記第4の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタと、
前記第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第4の差動受光器群と、
前記第1乃至4の差動受光器群からの前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 - 長多重信号光を受信する受信装置であって、
互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、
前記マルチモード局発光を分岐する局発光分岐器と、
受信した波長多重信号光を分岐する信号光分岐器と、
前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の一方と前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の一方とを合波して分岐する第1の合波器と、
前記第1の合波器からの2つの出力光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第1の光偏波分離器と、
前記第1の合波器からの2つの出力光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第2の光偏波分離器と、
前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方及び前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方のいずれかにπ/2の位相シフトを与える位相シフタと、
前記位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記信号光分波器により分岐された波長多重信号光の他方と前記局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の他方とを合波して分岐する第2の合波器と、
前記第2の合波器からの2つの出力光の一方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第3の光偏波分離器と、
前記第2の合波器からの2つの出力光の他方を垂直偏波と水平偏波とに分離する第4の光偏波分離器と、
前記第1の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、
前記第2の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタと、
前記第3の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタと、
前記第4の光偏波分離器からの垂直偏波及び水平偏波の2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタと、
前記第1の分波フィルタ及び第3の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第1の差動受光器群と、
前記第2の分波フィルタ及び第4の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第2の差動受光器群と、
前記第5の分波フィルタ及び第7の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第3の差動受光器群と、
前記第6の分波フィルタ及び第8の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第4の差動受光器群と、
前記第1乃至4の差動受光器群からの前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 - 波長多重信号光を受信する受信装置であって、
互いの光周波数が位相同期した複数波長を有するマルチモード局発光を出力する位相同期多波長光源と、
前記マルチモード局発光を垂直偏波と水平偏波とに分離する局発光偏波分離器と、
受信した波長多重信号光を垂直偏波と水平偏波とに分離する信号光偏波分離器と、
前記マルチモード局発光の水平偏波を分岐する第1の局発光分波器と、
前記波長多重信号光の水平偏波を分岐する第1の信号光分波器と、
前記第1の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の水平偏波の一方と前記第1の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の水平偏波の一方とを合波して分岐する第1の合波器と、
前記第1の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタと、
前記第1の分波フィルタ及び第2の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第1の差動受光器群と、
前記第1の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の水平偏波の他方及び前記第1の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の水平偏波の他方のいずれかにπ/2の位相シフトを与える第1の位相シフタと、
前記第1の位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記第1の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の水平偏波の他方及び前記第1の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の水平偏波の他方を合波して分岐する第2の合波器と、
前記第2の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタと、
前記第3の分波フィルタ及び第4の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第2の差動受光器群と、
前記マルチモード局発光の垂直偏波を分岐する第2の局発光分波器と、
前記波長多重信号光の垂直偏波を分岐する第2の信号光分波器と、
前記第2の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の垂直偏波の一方と前記第2の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の垂直偏波の一方とを合波して分岐する第3の合波器と、
前記第3の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタと、
前記第5の分波フィルタ及び第6の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第3の差動受光器群と、
前記第2の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の垂直偏波の他方及び前記第2の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の垂直偏波の他方のいずれかにπ/2の位相シフトを与える第2の位相シフタと、
前記第2の位相シフタによりいずれかがπ/2の位相シフトを与えられた前記第2の信号光分波器により分岐された波長多重信号光の垂直偏波の他方及び前記第2の局発光分波器により分岐されたマルチモード局発光の垂直偏波の他方を合波して分岐する第4の合波器と、
前記第4の合波器からの2つの出力光をそれぞれ各チャネルの波長ごとに分離する第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタと、
前記第7の分波フィルタ及び第8の分波フィルタからの出力光をそれぞれ電気信号に変換し、同一波長の光から変換された電気信号間の差動信号を出力する第4の差動受光器群と、
前記第1乃至4の差動受光器群からの前記差動信号を用いて受信した波長多重信号光における全チャネルの合成波形を生成する合成波形生成手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 - 前記合成波形生成手段は、
前記第1乃至4の差動受光器群からの前記差動信号のそれぞれをデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器から出力されるデジタル信号を入力し、前記波長多重信号光の垂直偏波及び水平偏波の光電界波形をそれぞれ個別に数値計算にて合成する受信波形合成演算部と、
前記光電界波形から伝送補償を演算する伝送補償演算部と
を備え、
前記伝送補償演算部は、
光伝送路の出力端の光電界波形から当該光伝送路の入力端の光電界波形を推定する逆伝搬演算部と、
光増幅器の出力端の光電界波形から当該光増幅器の入力端の光電界波形を推定する減衰演算部と、
中継ノードの出力端の光電界波形から、当該中継ノードの構成要素の伝達特性を用いて入力端の光電界波形を推定する中継ノード逆演算部と
を備え、前記受信した波長多重信号光の伝搬経路に配置された光伝送路、光増幅器及び中継ノードに対応させて、前記逆伝搬演算部、前記減衰演算部及び前記中継ノード逆演算部を選択的に用いて、伝送補償を演算することを特徴とする請求項5、6または7に記載の受信装置。 - 前記伝送補償演算部は、前記光伝送路、前記光増幅器及び中継ノードの前記波長多重信号光の伝搬方向に対する配置順序とは逆の順序で前記逆伝搬演算部、前記減衰演算部及び前記中継ノード逆演算部を順次選択することを特徴とする請求項2、4及び8のいずれかに記載の受信装置。
- 予め決められたパターンが符号化されたパイロット光を波長の異なる信号光とともに波長多重して送信する送信装置と、請求項1乃至9のいずれかに記載の受信装置とを備えた伝送システムであって、
前記受信装置は、受信した前記パイロット光についての前記差動受光器群からの差動信号から伝送路の伝搬定数を解析する伝送路パラメータ解析部をさらに備えたことを特徴とする伝送システム。
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