JP4481266B2 - Reception circuit and transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、ディジタルデータ信号を伝送し、受信したデータ信号の波形を等化して識別再生して出力するディジタル伝送システムに関する。 The present invention relates to a digital transmission system that transmits a digital data signal, equalizes and reproduces the waveform of the received data signal, and outputs it.
近年のディジタル伝送システムの高速化に伴い、伝送路における信号品質劣化は無視できなくなっている。無線伝送システムでは、フェージングによる波形劣化が問題になり、光伝送システムでは波長分散(GVD)や偏波モード分散(PMD)、さらにマルチモードファイバを用いたシステムではモード分散による波形劣化が大きな課題である。特に、フェージングやPMDの状態は時間と共に変化していくため、静的な波形補償では対応できず、伝送路の状態変化に追随して等化条件を最適化していく適応等化技術の適用が必要である。 With the recent increase in the speed of digital transmission systems, signal quality degradation in the transmission line cannot be ignored. In wireless transmission systems, waveform degradation due to fading becomes a problem, in optical transmission systems wavelength dispersion (GVD) and polarization mode dispersion (PMD), and in systems using multimode fiber, waveform degradation due to mode dispersion is a major issue. is there. In particular, since fading and PMD states change with time, static waveform compensation cannot be used, and adaptive equalization technology that optimizes equalization conditions following changes in the state of the transmission line is applied. is necessary.
従来、小型、かつ、低コストな解決策の1つとして、電気回路による適応波形等化技術が適用されている。代表的な等化回路として、トランスバーサル型等化回路と判定帰還型等化回路とを直列に接続した適応等化回路が広く通信システムに適用されている(非特許文献1参照)。その回路構成を図1に示す。 Conventionally, an adaptive waveform equalization technique using an electric circuit has been applied as one of small and low-cost solutions. As a typical equalization circuit, an adaptive equalization circuit in which a transversal equalization circuit and a decision feedback equalization circuit are connected in series is widely applied to communication systems (see Non-Patent Document 1). The circuit configuration is shown in FIG.
トランスバーサル型等化回路20は、入力信号のレプリカを複数作り、各レプリカに異なる遅延を与え、さらに、各レプリカに信号強度の重み付けをして重ね合わせて出力する。各レプリカの重み付け設定を変更することで、等化回路の伝達関数を変更することができ、多様な波形等化を実現可能である。トランスバーサル型等化回路20の動作例を図2上図に示す。図2上図の左側より、送信波形、波形劣化した受信波形、重ね合わせ前の各レプリカ波形、重ね合わせ後の等化波形を示している。受信波形を時間軸でずらして、重み付けして加算または減算を行うことにより、符号間干渉部分を抑圧し、送信波形に近い波形へ整形することができる。
The
また、判定帰還型等化回路30は、識別回路31にて識別再生した信号(判定値)を1ビット遅延させて、入力波形に重み付けして減算することで、時間的に後のビットに対する符号間干渉成分を抑圧することができる。
Also, the decision
動作例を図2下図に示す。判定値の入力信号への帰還において、1ビット遅延ではなく、トランスバーサル型等化回路を用いれば、更なる改善効果が得られる。識別再生回路の入力信号と出力信号とを減算処理することで、入力信号の送信波形との違い(波形劣化情報)を検出することができ、制御回路はこの波形劣化情報に基づき、波形劣化が最も小さくなるよう等化回路の重み付け係数を最適化する。時間的に変動するPMDなどの伝送品質劣化要因に対して、適応等化回路の重み付け係数を逐次最適化するよう制御することで波形劣化の抑圧を実現する。 An operation example is shown in the lower diagram of FIG. If a transversal equalization circuit is used instead of a 1-bit delay in feedback of the determination value to the input signal, a further improvement effect can be obtained. By subtracting the input signal and output signal of the discriminating / reproducing circuit, it is possible to detect the difference (waveform deterioration information) from the transmission waveform of the input signal, and the control circuit can detect the waveform deterioration based on this waveform deterioration information. The weighting coefficient of the equalization circuit is optimized so as to be minimized. Suppression of waveform degradation is realized by controlling so that the weighting coefficient of the adaptive equalization circuit is sequentially optimized against transmission quality degradation factors such as PMD that fluctuate over time.
図3に適応等化回路のPMDに対するペナルティ改善特性を模式的に示す。横軸は群遅延時間差(DGD)でPMDの大きさを表すパラメータである。縦軸はペナルティである。適応等化回路を適用することで、PMDによるペナルティを抑圧でき、一定の許容マージンでのシステム設計では許容できるPMDの大きさを拡大することができる。 FIG. 3 schematically shows a penalty improvement characteristic with respect to PMD of the adaptive equalization circuit. The horizontal axis is a parameter representing the size of PMD in terms of group delay time difference (DGD). The vertical axis is a penalty. By applying the adaptive equalization circuit, the penalty due to PMD can be suppressed, and the size of PMD that can be tolerated in system design with a certain allowable margin can be increased.
伝送路における波形劣化要因となる無線伝送システムにおけるフェージングや光伝送システムにおける偏波モード分散(PMD)は時間的に高速変動することが知られている。特に、PMDは光ファイバの振動などに伴い、msオーダーの変動が発生する(非特許文献2参照)。 It is known that fading in a wireless transmission system and polarization mode dispersion (PMD) in an optical transmission system, which cause waveform deterioration in a transmission path, vary with time. In particular, PMD varies in the order of ms with vibrations of optical fibers (see Non-Patent Document 2).
従来の適応等化回路は、複数の重み付け係数を伝送路条件に合わせて逐次最適化を行うため、ms以下の高速変動に対しては追随できず、波形等化条件を維持できないという課題があった。 The conventional adaptive equalization circuit sequentially optimizes a plurality of weighting coefficients in accordance with the transmission path conditions, so that it cannot follow high-speed fluctuations of less than ms and cannot maintain the waveform equalization conditions. It was.
本発明は、波形劣化要因の状況が高速に変動する伝送路に対しても応答可能な波形等化を行い、伝送品質劣化を抑圧し、安定した通信を可能にするディジタル伝送システムを実現することを目的とする。 The present invention realizes a digital transmission system that performs waveform equalization capable of responding even to a transmission line in which the state of a waveform deterioration factor fluctuates at high speed, suppresses transmission quality deterioration, and enables stable communication. With the goal.
本発明は、ディジタルデータ信号を受信する受信回路であって、本発明の特徴とするところは、波形等化条件の異なる複数の波形等化回路と、受信信号を前記波形等化回路に分配する分配回路と、前記波形等化回路の出力データ信号から1つを選択する選択回路と、前記選択回路が選択したデータ信号を識別再生して出力する識別回路と、前記波形等化回路からの出力データ信号のうち信号劣化の最も小さい信号を選択するよう前記選択回路を制御する制御回路とを備えたところにある。 The present invention is a receiving circuit that receives a digital data signal, and is characterized in that a plurality of waveform equalizing circuits having different waveform equalization conditions and a received signal are distributed to the waveform equalizing circuit. A distribution circuit; a selection circuit for selecting one of the output data signals of the waveform equalization circuit; an identification circuit for identifying and reproducing the data signal selected by the selection circuit; and an output from the waveform equalization circuit And a control circuit for controlling the selection circuit so as to select a signal having the least signal degradation among the data signals.
このように、本発明は、各波形等化回路の条件を最適化するのではなく、等化条件の異なる複数の波形等化回路の出力信号の中から、最適な信号を後段で選択することにより、高速な応答を実現することができる。 In this way, the present invention does not optimize the conditions of each waveform equalization circuit, but selects the optimum signal in the subsequent stage from the output signals of a plurality of waveform equalization circuits with different equalization conditions. Thus, a high-speed response can be realized.
あるいは、前記識別回路に代えて、前記波形等化回路の出力信号を識別再生して前記選択回路に入力する複数の識別回路を備えることもできる。 Alternatively, instead of the identification circuit, a plurality of identification circuits for identifying and reproducing the output signal of the waveform equalization circuit and inputting the output signal to the selection circuit may be provided.
これによれば、選択回路は、識別再生後の信号を選択すればよく、選択回路への等化帯域要求を緩和することができる。 According to this, the selection circuit only needs to select the signal after the identification reproduction, and the equalization band request to the selection circuit can be relaxed.
例えば、前記波形等化回路は波形等化したデータ信号の波形劣化情報を前記制御回路に入力する手段を備え、前記制御回路は、前記波形等化回路から入力された前記波形劣化情報に基づいて、波形劣化の最も小さいデータ信号を選択するよう前記選択回路を制御する。 For example, the waveform equalization circuit includes means for inputting waveform deterioration information of a waveform-equalized data signal to the control circuit, and the control circuit is based on the waveform deterioration information input from the waveform equalization circuit. The selection circuit is controlled so as to select the data signal having the smallest waveform deterioration.
あるいは、前記識別回路の出力データ信号にフレーム処理を行って前記選択回路に入力する複数のフレーム処理回路を備え、前記制御回路は、前記フレーム処理回路から入力されるデータ信号の誤り率情報または誤り訂正情報に基づいて、信号品質劣化が最も小さいデータ信号を前記選択回路が選択するよう制御することもできる。 Alternatively, the control circuit includes a plurality of frame processing circuits that perform frame processing on the output data signal of the identification circuit and input to the selection circuit, and the control circuit includes error rate information or error of the data signal input from the frame processing circuit Based on the correction information, the selection circuit can also be controlled to select the data signal with the least signal quality degradation.
フレーム処理としては、Synchronous Digital Hierachy(SDH)、Optical Transport Network(OTN)、Ethernet(登録商標)のフレームなどが適用できる。また、誤り率検出にはSDHやOTNのフレームにおけるBIPエラー検出を用いてもよいし、EthernetフレームにおけるCRCエラー検出を用いてもよい。誤り訂正数検出にはOTNの誤り訂正(FEC)機能を使うことができる。 As the frame processing, a frame of Synchronous Digital Hierarchy (SDH), Optical Transport Network (OTN), Ethernet (registered trademark), or the like can be applied. For error rate detection, BIP error detection in SDH or OTN frames may be used, or CRC error detection in Ethernet frames may be used. An error correction (FEC) function of OTN can be used for detecting the number of error corrections.
また、前記識別回路の出力データ信号を分配して、その一方を前記選択回路に入力し、他方を前記制御回路に入力する複数の分配回路を備え、前記制御回路は、複数の前記識別回路によりそれぞれ識別再生された複数のデータ信号が互いに一致している前記識別回路の組のうち最も一致したデータ信号数が多い組からデータ信号を選択するよう前記選択回路を制御することができる。 A plurality of distribution circuits for distributing the output data signal of the identification circuit, one of which is input to the selection circuit and the other of which is input to the control circuit, wherein the control circuit includes a plurality of the identification circuits; The selection circuit can be controlled so as to select a data signal from a set having the largest number of matched data signals among the set of identification circuits in which a plurality of data signals that are respectively identified and reproduced match each other.
これによれば、等化条件の異なる複数の波形等化回路の出力信号で、多数決判定を行うことにより、最も確からしい信号を推定することができる。 According to this, the most probable signal can be estimated by performing majority decision on the output signals of a plurality of waveform equalization circuits having different equalization conditions.
あるいは、前記識別回路の出力データ信号を分配して、その一方を前記選択回路に入力し、他方の前記制御回路に入力する複数の分配回路と、前記選択回路に論理“0”または“1”の固定信号を入力する固定信号発生回路とを備え、前記識別回路は、その識別閾値を、1つの前記識別回路の動作における最適値よりも高く(または低く)設定され、前記制御回路は、複数の前記識別回路の識別結果が全部一致した場合は、前記識別回路の出力データ信号を選択し、複数の前記識別回路の識別結果が一部もしくは全部一致しなかった場合は論理“0”(または“1”)の固定信号を選択するよう前記選択回路を制御することができる。 Alternatively, the output data signal of the identification circuit is distributed, one of which is input to the selection circuit and the other of the control circuit is input to a plurality of distribution circuits, and the selection circuit is logically “0” or “1”. A fixed signal generation circuit that inputs a fixed signal of the identification circuit, wherein the identification circuit has a threshold value set higher (or lower) than an optimum value in the operation of one identification circuit, and the control circuit When the identification results of the identification circuits all coincide with each other, the output data signal of the identification circuit is selected, and when the identification results of the plurality of identification circuits partially or completely do not coincide with each other, the logic “0” (or The selection circuit can be controlled to select a fixed signal of “1”).
このように、識別回路の識別閾値を高く設定すると、データ信号の論理“1”を“0”と誤る確率が高くなり、論理“0”を“1”と誤る確率は非常に低くなり無視できるようになる。従って、識別閾値を高く設定した複数の識別回路で識別結果に不一致が出たときは、データ信号の論理は“0”である確率が高くなるため、論理“0”の固定信号を選択して出力する。一方、識別閾値を低く設定した場合は論理が逆で同様の動作となる。このように、最も確からしいデータ信号を出力して信号品質劣化を抑圧することができる。 As described above, when the discrimination threshold value of the discrimination circuit is set high, the probability that the logic “1” of the data signal is mistaken as “0” becomes high, and the probability that the logic “0” is mistaken as “1” becomes very low and can be ignored. It becomes like this. Therefore, when there is a discrepancy in the identification results among a plurality of identification circuits set with a high identification threshold, the probability that the logic of the data signal is “0” increases, so a fixed signal with a logic “0” is selected. Output. On the other hand, when the identification threshold is set low, the logic is reversed and the same operation is performed. In this way, the most probable data signal can be output to suppress signal quality degradation.
また、複数の前記識別回路の中で同じ識別閾値を持つN個の識別回路を一つグループとする互いに異なる識別閾値を持つK個の識別回路グループと、前記波形等化回路の出力データ信号をK個に分配して前記識別回路グループのうちの1つの識別回路に入力するK個の分配回路とを備え、前記制御回路は、前記識別回路グループの中で識別結果に不一致が出ない識別回路グループの識別回路の出力データ信号を選択するよう前記選択回路を制御することができる。 Further, among the plurality of identification circuits, K identification circuit groups having different identification threshold values, each including N identification circuits having the same identification threshold value, and the output data signal of the waveform equalization circuit And K distribution circuits that are distributed to K pieces and input to one identification circuit of the identification circuit group, and the control circuit includes an identification circuit that does not cause a discrepancy in the identification result in the identification circuit group The selection circuit can be controlled to select an output data signal of the group identification circuit.
これによれば、識別閾値の同じ識別回路グループで識別結果に不一致が出ないグループの出力データを選択することにより、最適な識別閾値を選択することができる。 According to this, it is possible to select the optimum identification threshold value by selecting the output data of the group in which the identification result does not match in the identification circuit group having the same identification threshold value.
また、前記選択回路のデータ信号選択動作を、ビット毎またはコード毎に行うことが望ましい。一定期間の平均パラメータではなく、各ビットまたは各コード単位で、複数の識別回路における識別結果の多数決を行うことにより、ビット毎またはコード毎の選択動作を実現できる。 Further, it is desirable to perform the data signal selection operation of the selection circuit for each bit or each code. The selection operation for each bit or each code can be realized by performing majority decision of the identification results in the plurality of identification circuits for each bit or each code unit instead of the average parameter for a certain period.
前記波形等化回路として、例えば、トランスバーサル型等化回路のみ、または、判定帰還型等化回路のみ、または、トランスバーサル型等化回路および判定帰還型等化回路を用いる。 As the waveform equalization circuit, for example, only a transversal type equalization circuit, only a decision feedback type equalization circuit, or a transversal type equalization circuit and a decision feedback type equalization circuit are used.
また、本発明を受信装置としての観点からみることができる。すなわち、本発明は、本発明の受信回路を備えた受信装置(第一の受信装置とする)である。あるいは、本発明の受信回路と、受信光信号を電気信号に変換して前記分配回路に入力する光電気変換回路とを備えた受信装置(第二の受信装置とする)である。あるいは、本発明の受信回路と、無線信号を受信して前記分配回路に入力する無線信号受信手段とを備えた受信装置(第三の受信装置とする)である。 Further, the present invention can be viewed from the viewpoint of a receiving device. That is, the present invention is a receiving device (referred to as a first receiving device) provided with the receiving circuit of the present invention. Or it is a receiver (it is set as a 2nd receiver) provided with the receiver circuit of this invention, and the photoelectric conversion circuit which converts a received optical signal into an electrical signal, and inputs it into the said distribution circuit. Or it is a receiver (it is set as the 3rd receiver) provided with the receiver circuit of this invention, and the radio signal receiving means which receives a radio signal and inputs it into the said distribution circuit.
第一の受信装置が適用されるディジタル伝送システムでは、ディジタルデータ信号が電気信号として伝送される。また、第二の受信装置が適用されるディジタル伝送システムでは、ディジタルデータ信号を光信号として伝送し、受信した信号光を電気信号に変換して処理するので、送信装置は、ディジタルデータ信号を光信号として送信する手段を備え、第二の受信装置は、受信光信号を電気信号に変換して分配回路に入力する光電気変換回路を備える。また、第三の受信装置が適用されるディジタル伝送システムでは、ディジタルデータ信号を無線信号として送信し、受信した無線信号を処理するので、送信装置は、ディジタルデータ信号を無線信号として送信する無線送信手段を備え、第三の受信装置は、無線信号を受信して分配回路に入力する無線信号受信手段を備える。 In a digital transmission system to which the first receiving device is applied, a digital data signal is transmitted as an electrical signal. In the digital transmission system to which the second receiver is applied, the digital data signal is transmitted as an optical signal, and the received signal light is converted into an electrical signal and processed. The second receiving device includes a photoelectric conversion circuit that converts the received optical signal into an electrical signal and inputs the electrical signal to the distribution circuit. In the digital transmission system to which the third receiving device is applied, the digital data signal is transmitted as a radio signal and the received radio signal is processed. Therefore, the transmitting device transmits the digital data signal as a radio signal. The third receiving device includes a radio signal receiving unit that receives a radio signal and inputs the radio signal to the distribution circuit.
また、本発明をディジタル伝送システムの観点からみることができる。すなわち、本発明は、ディジタルデータ信号を送信する送信装置と、前記ディジタルデータ信号を伝送する伝送路と、第一の受信装置とから構成されるディジタル伝送システムである。あるいは、本発明は、ディジタルデータ信号により変調された光信号を送信する送信装置と、前記光信号を伝送する伝送路と、第二の受信装置とから構成されるディジタル伝送システムである。あるいは、本発明は、ディジタルデータ信号を無線信号として送信する送信装置と、第三の受信装置とから構成されるディジタル伝送システムである。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of a digital transmission system. That is, the present invention is a digital transmission system including a transmission device that transmits a digital data signal, a transmission path that transmits the digital data signal, and a first reception device. Alternatively, the present invention is a digital transmission system including a transmission device that transmits an optical signal modulated by a digital data signal, a transmission path that transmits the optical signal, and a second reception device. Alternatively, the present invention is a digital transmission system including a transmission device that transmits a digital data signal as a radio signal and a third reception device.
本発明の光信号を伝送するディジタル伝送システムにおいて、前記送信装置は、出力信号光に偏波スクランブルを行って出力する偏波スクランブル回路を備えることができる。 In the digital transmission system for transmitting an optical signal according to the present invention, the transmission device may include a polarization scramble circuit that performs polarization scrambling on the output signal light and outputs the result.
このように、送信信号光の偏波スクランブルを行うことにより、送信偏波がPMDによる信号品質劣化の最悪入射偏波条件に留まる時間を短縮し、入射偏波条件の平均化を実現し、システム設計において見込むべき最悪ペナルティを軽減できる。しかしながら、偏波スクランブルにより波形劣化は高速に変動することになり、従来の適応等化回路では追随が難しい。本発明の波形等化機能は、波形劣化の高速変動に追随可能であり、偏波スクランブルとの併用が可能となる。 In this way, by performing polarization scrambling of the transmission signal light, the time during which the transmission polarization stays in the worst incident polarization condition for signal quality degradation due to PMD is shortened, and the average of the incident polarization condition is realized. The worst penalty that can be expected in the design can be reduced. However, the waveform deterioration changes at a high speed due to the polarization scrambling, and it is difficult to follow the conventional adaptive equalization circuit. The waveform equalization function of the present invention can follow high-speed fluctuations in waveform deterioration, and can be used in combination with polarization scrambling.
また、本発明の光信号を伝送するディジタル伝送システムにおいて、前記伝送路を介して伝送される信号光に偏波スクランブルを行って出力する複数の偏波スクランブル回路を前記伝送路内に分散配置することができる。 In the digital transmission system for transmitting an optical signal according to the present invention, a plurality of polarization scrambling circuits for performing polarization scrambling on the signal light transmitted through the transmission line and outputting the light are distributed in the transmission line. be able to.
このように、伝送路内の複数箇所で偏波スクランブルを行うことで、伝送路の各セグメントの接続状態が変わり、伝送路全体のPMD状態を高速で変動させることができ、DGD値が大きい状態が長時間継続しないようにすることができる。送信偏波のスクランブルと同様に、DGD値の平均化を実現し、システム設計において見込むべき最悪ペナルティを軽減できる。本発明の波形等化機能は、波形劣化の高速変動に追随可能であり、偏波スクランブルとの併用が可能となる。 In this way, by performing polarization scrambling at a plurality of locations in the transmission line, the connection state of each segment of the transmission line changes, the PMD state of the entire transmission line can be changed at high speed, and the DGD value is large. Can not be continued for a long time. Similar to the transmission polarization scrambling, the DGD value can be averaged, and the worst penalty to be expected in the system design can be reduced. The waveform equalization function of the present invention can follow high-speed fluctuations in waveform deterioration, and can be used in combination with polarization scrambling.
また、本発明の光信号を伝送するディジタル伝送システムにおいて、前記送信装置は誤り訂正手段を備え、前記偏波スクランブル回路は、前記送信装置の誤り訂正サブフレーム周期よりも偏波スクランブル周期を短く設定することができる。 Also, in the digital transmission system for transmitting an optical signal according to the present invention, the transmission device includes error correction means, and the polarization scrambling circuit sets a polarization scrambling period shorter than an error correction subframe period of the transmission device. can do.
このように、偏波スクランブル周期を誤り訂正の処理単位であるサブフレーム周期より短くすることにより、偏波状態の最悪ケースを各サブフレームに分散させることができ、誤り訂正の訂正能力の劣化を防止することができる。このような非常に高速な偏波スクランブルに対しても、本発明の波形劣化機能は追随可能であり、偏波スクランブルとの併用が可能である。 In this way, by making the polarization scrambling period shorter than the subframe period, which is the error correction processing unit, the worst case of the polarization state can be distributed to each subframe, and the error correction correction capability is degraded. Can be prevented. The waveform degradation function of the present invention can follow the extremely high-speed polarization scrambling, and can be used in combination with the polarization scrambling.
本発明によれば、波形劣化要因の状況が高速に変動する伝送路に対しても応答可能な波形等化を行い、伝送品質劣化を抑圧し、安定した通信を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform waveform equalization capable of responding to a transmission path in which the state of the waveform deterioration factor fluctuates at high speed, suppress transmission quality deterioration, and perform stable communication.
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態を図4を参照して説明する。図4は第一の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光信号を伝送するディジタル伝送システム(以下では、光伝送システムという)における受信装置構成を示している。受信信号光は光電気変換回路1により電気信号に変換され、分配回路2により波形等化条件の異なるN個(N≧2)の波形等化回路3−1〜3−Nに入力される。各波形等化回路3−1〜3−Nは電気信号の波形等化を行って出力すると共に、波形等化後の波形劣化情報を制御回路4に通知する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the first embodiment. Here, a receiver configuration in a digital transmission system (hereinafter referred to as an optical transmission system) for transmitting an optical signal is shown. The received signal light is converted into an electric signal by the
N個の波形等化された電気信号は選択回路5に入力され、制御回路4は選択回路5を制御して、データ信号の中で最も波形劣化の少ない信号を選択して出力する。選択出力された電気信号を識別回路6は識別再生して出力する。波形等化のN並列経路のうち1つを波形等化回路なしとしてもよい。各波形等化回路3−1〜3−Nの等化条件は設定値で固定とし、動作中に最適化は行わない。
The N waveform equalized electrical signals are input to the
図5に第一の実施形態で3並列の場合のDGDによるペナルティ改善特性を示す。横軸は群遅延時間差(DGD)でPMDの大きさを表すパラメータである。縦軸はペナルティである。等化条件が固定のため、波形劣化が大きい(DGDが大きい)条件に対して最適化した波形等化回路3−i(iは1〜3のいずれか)では、波形劣化が小さい(DGDが小さい)場合に信号品質劣化が発生する。複数の波形等化回路3−1〜3−3の出力信号から、最も波形劣化が小さい信号を選択することで、波形劣化程度の広い範囲で信号品質を抑圧でき、許容DGDを拡大することができる。波形等化の条件を動作中に最適化せず、後段の選択回路5で切替えるため、伝送路状態の高速変動に対しても応答することができる。
FIG. 5 shows penalty improvement characteristics by DGD in the case of three parallels in the first embodiment. The horizontal axis is a parameter representing the size of PMD in terms of group delay time difference (DGD). The vertical axis is a penalty. Since the equalization condition is fixed, in the waveform equalization circuit 3-i (i is any one of 1 to 3) optimized for a condition in which the waveform degradation is large (DGD is large), the waveform degradation is small (DGD is small). Signal quality degradation occurs. By selecting the signal with the smallest waveform degradation from the output signals of the plurality of waveform equalization circuits 3-1 to 3-3, the signal quality can be suppressed in a wide range of the waveform degradation and the allowable DGD can be expanded. it can. Since the waveform equalization conditions are not optimized during operation and are switched by the
DGDに対する動作例を示したが、等化回路は他の要因による波形劣化も等化可能であるため、各等化回路をPMD主軸への入射パワー比、波長分散、偏波依存損失などの要因について最適化して動作させてもよい。 Although an operation example for DGD has been shown, the equalizer circuit can equalize waveform deterioration due to other factors, so each equalizer circuit has factors such as the incident power ratio to the PMD main axis, wavelength dispersion, and polarization-dependent loss. May be optimized for operation.
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態の構成を図6を参照して説明する。図6は第二の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおける受信装置構成を示しており、第一の実施形態における選択回路5の後段の識別回路6に代えて、N個の波形等化回路3−1〜3−Nと選択回路5との間にN個の識別回路6−1〜6−Nを配置する構成である。識別再生の後で信号選択を行うため、選択回路5に要求される動作帯域要求を緩和することができる。
(Second embodiment)
The configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram of the second embodiment. Here, the configuration of the receiving device in the optical transmission system is shown, and N waveform equalization circuits 3-1 to 3-N are selected instead of the
(第三の実施形態)
本発明の第三の実施形態の構成を図7を参照して説明する。図7は第三の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおける受信装置構成を示しており、第二の実施形態におけるN個の識別回路6−1〜6−Nと選択回路5との間にN個のフレーマ回路7−1〜7−Nを配置した構成である。
(Third embodiment)
The configuration of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of the third embodiment. Here, a configuration of a receiving device in the optical transmission system is shown, and N framer circuits 7-1 to 7-1 are arranged between the N identification circuits 6-1 to 6-N and the
また、制御回路4には、波形等化回路3−1〜3−Nから波形劣化情報が入力されるのに代わり、フレーマ回路7−1〜7−Nで検出された誤り率情報が入力される。フレーマ回路7−1〜7−Nが誤り訂正機能を備えている場合には、誤り率情報の代わりに誤り訂正情報でもよい。フレーマ回路7−1〜7−Nにて検出される誤り率が最も小さいフレーマ回路7−j(jは1〜Nのいずれか)からの出力信号を選択回路5は選択することにより、信号品質劣化を抑圧する。
Further, the error rate information detected by the framer circuits 7-1 to 7-N is input to the control circuit 4 instead of the waveform deterioration information from the waveform equalization circuits 3-1 to 3-N. The When the framer circuits 7-1 to 7-N have an error correction function, error correction information may be used instead of the error rate information. The
(第四の実施形態)
本発明の第四の実施形態の構成を図8を参照して説明する。図8は第四の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおける受信装置構成を示しており、第二の実施形態におけるN個(N≧3)の識別回路6−1〜6−Nと選択回路5との間にN個の分配回路8−1〜8−Nを配置した構成である。また、制御回路4には波形等化回路3−1〜3−Nから波形劣化情報が入力されるのに代わり、N個の分配回路8−1〜8−Nで分配されたデータ信号が入力される。識別再生されたN個のデータ信号のうち識別結果が一致するグループに分類し、一致するデータ信号数が最も多いグループの中のデータ信号を選択回路5で選択して出力する。
(Fourth embodiment)
The configuration of the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of the fourth embodiment. Here, the configuration of the receiving apparatus in the optical transmission system is shown, and N distributions are provided between N (N ≧ 3) identification circuits 6-1 to 6-N and the
異なる条件を持つ複数の波形等化回路3−1〜3−Nの出力データ信号の識別結果で多数決をとることにより、最も確からしいデータ信号を推定して出力する。多数決判定と信号選択とはその前後のビット列には依存しないため、ビット毎またはコード毎に行うことも可能であり、ビットレートに近い非常に高速な伝送状態変動にも対応できる。 The most probable data signal is estimated and output by taking a majority decision based on the identification results of the output data signals of the plurality of waveform equalization circuits 3-1 to 3-N having different conditions. Since the majority decision and the signal selection do not depend on the preceding and following bit strings, it can be performed for each bit or each code, and it is possible to cope with a very high-speed transmission state variation close to the bit rate.
図9は、N=3の場合の第四の実施形態における動作例を示す。送信信号が波形劣化して受信された場合に、波形等化条件が異なる波形等化回路3−1〜3−3の出力波形は互いに波形劣化の程度が異なる。波形等化条件が伝送路状態に対する最適値からのずれが大きい波形等化回路3−i(iは1〜3のいずれか)の出力信号ほど大きく波形劣化が起こり、識別回路6−1〜6−3の識別閾値を超えてしまい、誤った識別が行われる。ここで、識別結果に不一致が発生するため、同じ識別結果を持つデータ信号数が多い識別結果を選択して出力する。 FIG. 9 shows an operation example in the fourth embodiment when N = 3. When the transmission signal is received with the waveform deteriorated, the output waveforms of the waveform equalization circuits 3-1 to 3-3 having different waveform equalization conditions have different degrees of waveform deterioration. As the waveform equalization condition is larger in the output signal of the waveform equalization circuit 3-i (i is any one of 1 to 3), the waveform deterioration is larger. -3 is exceeded and erroneous identification is performed. Here, since a mismatch occurs in the identification results, an identification result having a large number of data signals having the same identification result is selected and output.
(第五の実施形態)
本発明の第五の実施形態を図10を参照して説明する。図10は第五の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおける受信装置構成を示しており、第二の実施形態に加えて、論理“0”または“1”の固定信号を出力する固定信号発生回路9を配置し、選択回路5に入力する構成である。ここでは、識別回路6−1〜6−3の識別閾値を、1つの識別回路6−1〜6−3の動作における最適値よりも高く、または、低く設定する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram of the fifth embodiment. Here, the configuration of a receiving apparatus in an optical transmission system is shown. In addition to the second embodiment, a fixed signal generating circuit 9 that outputs a fixed signal of logic “0” or “1” is arranged, and a
複数の識別回路6−1〜6−Nの識別結果が全部一致した場合には、識別回路6−1〜6−Nのうち1つの出力データ信号を選択して出力する。識別結果の一部または全部が一致しない場合は、固定信号発生回路9が出力する論理“0”または“1”の固定信号を選択して出力する。 When the identification results of the plurality of identification circuits 6-1 to 6-N all match, one output data signal is selected from the identification circuits 6-1 to 6-N and output. If some or all of the identification results do not match, a fixed signal of logic “0” or “1” output from the fixed signal generation circuit 9 is selected and output.
識別以下6−1〜6−Nの識別閾値を高く設定すると、データ信号の論理“1”を“0”と誤る確率が高くなり、論理“0”を“1”と誤る確率は非常に低くなり無視できるようになる。従って、識別閾値を高く設定した複数の識別回路6−1〜6−Nで識別結果に不一致が出たときは、データ信号の論理は“0”である確率が高くなるため、論理“0”の固定信号を選択して出力する。 If the identification threshold values of 6-1 to 6-N are set high, the probability that the data signal logic “1” will be mistaken as “0” is high, and the probability that the logic “0” is mistaken as “1” is very low. Can be ignored. Therefore, when the discriminant results are not matched in the plurality of discriminating circuits 6-1 to 6-N having a high discriminating threshold, the probability that the logic of the data signal is “0” is high, and therefore the logic “0” Select and output a fixed signal.
一方、識別閾値を低く設定した場合は論理が逆で同様の動作となる。このように、最も確からしいデータ信号を出力して信号品質劣化を抑圧する。 On the other hand, when the identification threshold is set low, the logic is reversed and the same operation is performed. In this way, the most probable data signal is output to suppress signal quality degradation.
(第六の実施形態)
本発明の第六の実施形態を図11を参照して説明する。図11は第六の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおける受信装置構成を示しており、第四の実施形態における識別回路6−1〜6−Nの中で同じ識別閾値を持つN個の識別回路を一つのグループとする互いに異なる識別閾値を持つK個の識別回路グループ(図11の例では、識別回路6−1−1〜6−1−N、6−2−1〜6−2−N、…、6−K−1〜6−K−N)を構成し、波形等化回路3−1〜3−Kの出力データ信号をK個に分配して識別回路グループのうちの1つの識別回路に入力するK個の分配回路10−1〜10−Kを配置する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram of the sixth embodiment. Here, the configuration of the receiving apparatus in the optical transmission system is shown, and among the identification circuits 6-1 to 6-N in the fourth embodiment, N identification circuits having the same identification threshold value are grouped together. K identification circuit groups having different identification threshold values (in the example of FIG. 11, identification circuits 6-1-1 to 6-1-N, 6-2-1 to 6-2-N,..., 6-K- 1 to 6-KN), and the K output data signals of the waveform equalization circuits 3-1 to 3-K are distributed to K and input to one identification circuit of the identification circuit group. Distribution circuits 10-1 to 10-K are arranged.
制御回路4は、識別回路グループの中で識別結果が全て一致する識別回路グループの中の識別回路の出力データ信号を選択するように選択回路5を制御する。識別閾値の同じ識別回路グループで識別結果が全て一致するグループの出力データ信号を選択することにより、最適な識別閾値を選択できる。
The control circuit 4 controls the
(波形等化回路の第一の実施形態)
本発明の波形等化回路の第一の実施形態を図12を参照して説明する。図12は本発明の波形等化回路の第一の実施形態のブロック構成図である。ここでは、波形等化回路の構成を示しており、トランスバーサル型等化回路20と判定帰還型等化回路30とを直列接続した構成である。従来技術では、識別回路の入力信号と出力信号とを減算して得た波形劣化情報を制御回路に入力して、各重み付け係数を最適化するが、本発明では、各重み付け係数は設定した状態で固定であり、検出した波形劣化情報は外部に出力される。
(First embodiment of waveform equalization circuit)
A first embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a block diagram of the first embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention. Here, the configuration of the waveform equalization circuit is shown, and the
出力された波形劣化情報は受信装置の選択回路を制御する制御回路4に入力される。 The output waveform deterioration information is input to the control circuit 4 that controls the selection circuit of the receiving apparatus.
(波形等化回路の第二の実施形態)
本発明の波形等化回路の第二の実施形態を図13を参照して説明する。図13は本発明の波形等化回路の第二の実施形態のブロック構成図である。ここでは、判定帰還型等化回路30の識別回路31の出力を識別回路31の入力に帰還させる経路において、単なる遅延回路の代わりに、トランスバーサル型等化回路32を配置した構成である。この構成により、帰還波形に自由度が増えるため、より詳細な等化条件設定が可能となる。
(Second embodiment of waveform equalization circuit)
A second embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram of a second embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention. Here, a
(波形等化回路の第三の実施形態)
本発明の波形等化回路の第三の実施形態を図14を参照して説明する。図14は本発明の波形等化回路の第三の実施形態のブロック構成図である。ここでは、トランスバーサル型等化回路20のみを使用している。
(Third embodiment of waveform equalization circuit)
A third embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a block diagram of a third embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention. Here, only the
(波形等化回路の第四の実施形態)
本発明の波形等化回路の第四の実施形態を図15を参照して説明する。図15は本発明の波形等化回路の第四の実施形態のブロック構成図である。ここでは、判定帰還型等化回路30のみを使用している。受信装置の選択回路を制御する制御回路が波形等化回路で検出する波形劣化情報に基づいて制御を行わない場合には、波形劣化情報を検出する回路や識別回路は必ずしも必要ではない。
(Fourth embodiment of waveform equalization circuit)
A fourth embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a block diagram of a fourth embodiment of the waveform equalization circuit of the present invention. Here, only the decision
(第七の実施形態)
本発明の第七の実施形態を図16を参照して説明する。図16は第七の実施形態のブロック構成図である。ここで光伝送システムにおけるシステム構成を示しており、送信装置40は、出力信号光に偏波スクランブルを行って出力する偏波スクランブル回路41を備える。送信信号光の偏波スクランブルを行うことにより、送信偏波がPMDによる信号品質劣化の最悪入射偏波条件に留まる時間を短縮し、入射偏波条件の平均化を実現し、システム設計において見込むべき最悪ペナルティを軽減できる。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block diagram of the seventh embodiment. Here, a system configuration in the optical transmission system is shown, and the
本発明の波形等化機能は、波形劣化の高速変動に追随可能であり、偏波スクランブルとの併用が可能となる。また、送信装置40は誤り訂正機能を備え、偏波スクランブル回路41は送信装置40の誤り訂正サブフレーム周期よりも偏波スクランブル周期を短く設定することで更なる改善効果が得られる。偏波スクランブル周期を誤り訂正の処理単位であるサブフレーム周期より短くすることにより、偏波状態の最悪ケースを各サブフレームに分散させることができ、誤り訂正の訂正能力の劣化を防止することができる。このような高速偏波スクランブルに対しても本発明の波形等化機能は適用可能である。
The waveform equalization function of the present invention can follow high-speed fluctuations in waveform deterioration, and can be used in combination with polarization scrambling. Further, the
(第八の実施形態)
本発明の第八の実施形態を図17を参照して説明する。図17は第八の実施形態のブロック構成図である。ここでは、光伝送システムにおけるシステム構成を示しており、伝送路51〜5Nを介して伝送される信号光に偏波スクランブルを行って出力する複数の偏波スクランブル回路71〜7(N−1)を伝送路内に分散配置する。伝送路内の複数箇所で偏波スクランブルを行うことで、伝送路51〜5Nの各セグメントの接続状態が変わり、伝送路全体のPMD状態を高速で変動させることができ、DGD値が大きい状態が長時間継続しないようにすることができる。送信偏波のスクランブルと同様に、DGD値の平均化を実現し、システム設計において見込むべき最悪ペナルティを軽減できる。本発明の波形等化機能は、波形劣化の高速変動に追随可能であり、偏波スクランブルとの併用が可能となる。
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a block diagram of the eighth embodiment. Here, a system configuration in an optical transmission system is shown, and a plurality of
(第九の実施形態)
上述した実施形態は、光伝送システムについて述べたが、上述した実施形態におけるPMDを、電気信号の周波数増大による損失増加などによる波形劣化に置き換えることにより、電気信号を伝送するディジタル伝送システムについても同様に説明することができる。また、上述した実施形態におけるPMDを、無線伝送におけるフェージングによる劣化に置き換えることにより、無線信号を伝送するディジタル伝送システムについても同様に説明することができる。
(Ninth embodiment)
In the above-described embodiment, the optical transmission system has been described. However, the same applies to a digital transmission system that transmits an electric signal by replacing PMD in the above-described embodiment with waveform deterioration due to an increase in loss due to an increase in the frequency of the electric signal. Can be explained. Further, by replacing the PMD in the above-described embodiment with deterioration due to fading in wireless transmission, a digital transmission system that transmits wireless signals can be similarly described.
本発明によれば、波形劣化要因の状況が高速に変動する伝送路に対しても応答可能な波形等化を行い、伝送品質劣化を抑圧し、安定した通信を行うことができるディジタル伝送システムの実現に寄与することができる。 According to the present invention, a digital transmission system capable of performing waveform equalization capable of responding to a transmission path in which the state of a waveform deterioration factor fluctuates at high speed, suppressing transmission quality deterioration, and performing stable communication. It can contribute to realization.
1 光電気変換回路
2、8−1〜8−N、8−1−1〜8−K−N、10−1〜10−K 分配回路
3−1〜3−N 波形等化回路
4 制御回路
5 選択回路
6、6−1〜6−N、6−1−1〜6−K−N、31 識別回路
7−1〜7−N フレーマ回路
9 固定信号発生回路
20、32 トランスバーサル型等化回路
30 判定帰還型等化回路
40 送信装置
41、71〜7(N−1) 偏波スクランブル回路
50、51〜5N 伝送路
60 受信装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
波形等化条件の異なる複数の波形等化回路と、
受信信号を前記波形等化回路に分配する第1の分配回路と、
複数の前記波形等化回路の出力信号をそれぞれ識別再生して出力する複数の識別回路と、
複数の前記識別回路の出力データ信号から1つを選択する選択回路と、
前記選択回路を制御する制御回路と、
複数の前記識別回路の出力データ信号をそれぞれ分配して、その一方を前記選択回路に入力し、他方を前記制御回路に入力する複数の第2の分配回路と、
前記選択回路に論理“0”または“1”の固定信号を入力する固定信号発生回路と
を備え、
前記識別回路は、その識別閾値を、1つの前記識別回路の動作における最適値よりも高くまたは低く設定され、
前記制御回路は、複数の前記識別回路の識別結果が全部一致した場合は、前記識別回路の出力データ信号を選択し、複数の前記識別回路の識別結果が一部もしくは全部一致しなかった場合は論理“0”または“1”の固定信号を選択するよう前記選択回路を制御する
ことを特徴とする受信回路。 In a receiving circuit for receiving a digital data signal,
A plurality of waveform equalization circuits having different waveform equalization conditions;
A first distribution circuit that distributes a received signal to the waveform equalization circuit;
A plurality of discriminating circuits for discriminating and reproducing the output signals of the plurality of waveform equalization circuits, respectively ;
A selection circuit that selects one of the output data signals of the plurality of identification circuits;
A control circuit for controlling the selection circuit ;
A plurality of second distribution circuits each distributing the output data signals of the plurality of identification circuits, one of which is input to the selection circuit and the other is input to the control circuit;
A fixed signal generation circuit for inputting a fixed signal of logic “0” or “1” to the selection circuit;
With
The identification circuit has its identification threshold set higher or lower than the optimum value in the operation of one of the identification circuits,
The control circuit selects the output data signal of the identification circuit when the identification results of the plurality of identification circuits all match, and when the identification results of the plurality of identification circuits do not match part or all A receiving circuit which controls the selection circuit so as to select a fixed signal of logic "0" or "1" .
波形等化条件の異なるN個の波形等化回路と、
受信信号をN個の前記波形等化回路に分配する第1の分配回路と、
同じ識別閾値を持ちN個の前記波形等化回路の出力信号をそれぞれ識別再生して出力するN個の識別回路を一つのグループとする、互いに異なる識別閾値を持つK個の識別回路グループと、
N×K個の前記識別回路の出力データ信号から1つを選択する選択回路と、
前記選択回路を制御する制御回路と、
N×K個の前記識別回路の出力データ信号をそれぞれ分配して、その一方を前記選択回路に入力し、他方を前記制御回路に入力するN×K個の第2の分配回路と、
N個の前記波形等化回路の出力データ信号をそれぞれK個に分配してK個の前記識別回路グループそれぞれのうちの1つの識別回路に入力するN個の第3の分配回路と
を備え、
前記制御回路は、K個の前記識別回路グループの中で識別結果に不一致が出ない識別回路グループの識別回路の出力データ信号を選択するよう前記選択回路を制御する
ことを特徴とする受信回路。 In a receiving circuit for receiving a digital data signal,
N waveform equalization circuits with different waveform equalization conditions;
A first distribution circuit that distributes a received signal to the N waveform equalization circuits;
K discriminating circuit groups having different discriminating thresholds, each including N discriminating circuits having the same discriminating threshold value, each of which identifies and reproduces the output signals of the N number of waveform equalization circuits.
A selection circuit for selecting one of the output data signals of the N × K identification circuits;
And a control circuit for controlling the pre-Symbol selection circuit,
N × K second distribution circuits for distributing the output data signals of the N × K identification circuits, one of which is input to the selection circuit and the other is input to the control circuit,
N third distribution circuits that distribute the output data signals of the N number of waveform equalization circuits to K pieces respectively and input to one identification circuit in each of the K identification circuit groups;
With
The control circuit controls the selection circuit so as to select an output data signal of an identification circuit of an identification circuit group that does not cause a discrepancy in an identification result among the K identification circuit groups .
請求項1または2記載の受信回路。 Receiving circuit according to claim 1 or 2, wherein the data signal selection operation is performed for each bit or each code of the selection circuit.
請求項1ないし3のいずれかに記載の受信回路。 As the waveform equalizer, only transversal equalizer, or, only a decision feedback equalizer, or any of claims 1 using transversal equalizer and decision feedback equalizer 3 A receiving circuit according to claim 1.
請求項7記載のディジタル伝送システム。 The digital transmission system according to claim 7 , wherein the transmission device includes a polarization scrambling circuit that performs polarization scrambling on the output signal light and outputs the result.
請求項7記載のディジタル伝送システム。 The digital transmission system according to claim 7 , wherein a plurality of polarization scrambling circuits that perform polarization scrambling and output the signal light transmitted through the transmission path are distributed in the transmission path.
前記偏波スクランブル回路は、前記送信装置の誤り訂正サブフレーム周期よりも偏波スクランブル周期を短く設定する
請求項7記載のディジタル伝送システム。 The transmitting device includes error correction means,
The digital transmission system according to claim 7 , wherein the polarization scrambling circuit sets a polarization scrambling period shorter than an error correction subframe period of the transmission device.
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