JP4918400B2 - 光信号受信装置 - Google Patents
光信号受信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4918400B2 JP4918400B2 JP2007120059A JP2007120059A JP4918400B2 JP 4918400 B2 JP4918400 B2 JP 4918400B2 JP 2007120059 A JP2007120059 A JP 2007120059A JP 2007120059 A JP2007120059 A JP 2007120059A JP 4918400 B2 JP4918400 B2 JP 4918400B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- phase
- control
- identification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
- H04B10/6165—Estimation of the phase of the received optical signal, phase error estimation or phase error correction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/65—Intradyne, i.e. coherent receivers with a free running local oscillator having a frequency close but not phase-locked to the carrier signal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
図19(a)にあるように、直交偏波成分Ex、Eyを持った信号光Esと、局部発振光ELoが、受信した光信号と局部発振光と受信した光信号と90°位相をずらした局部発振光を混合し、光信号の実部と虚部の成分を抽出する90°Hybrid回路10に入力され、Exの実成分Ex_Re、Exの虚成分Ex_Im、Eyの実成分Ey_Re、Eyの虚成分Ey_Imが抽出される。それぞれの成分は、Twin-PD11−1~11−4によって電気信号に変換され、AMP12−1〜12−4によって増幅された後、ADC13−1〜13−4によってデジタル信号に変換され、DSP14によって信号処理される。
Ex_Re ∝ |Ex||ELO|cos(Δwt + θ(t))
Ex_Im ∝ |Ex||ELO|sin(Δwt +θ(t)) x cos(θh) + |Ex||ELO|cos(Δwt +θ(t)) x sin(θh)
Ey_Re ∝ |Ey||ELO|cos(Δwt +θ(t) +θp)
Ey_Im ∝ |Ey||ELO|sin(Δwt +θ(t)+ θp) x cos(qh) +|Ey||ELO|cos((Δwt +θ(t) +θp )x )sin(θh)
ここで、
Ex:信号光のx偏波の振幅
Ey:信号光のy偏波の振幅
ELO:局部発振光の振幅
θh : 90°Hybrid回路の位相誤差
θp : ExとEyの位相差 (位相誤差キャンセル回路で補償)*1
Δw : 信号光と局部発信光の周波数差 (位相誤差キャンセル回路で補償)*1
*1 : S.Tukamoto et al. ECOC2006, Mo.4.2.1
Es = (Ex_Re+ jEx_Im) + (Ey_Im+ jEy_Im)
θs = arg (Es)
ここで、θh≠0の場合、受信信号の虚部信号成分を正しく受信できないため、位相誤差が生じる。
図20のグラフは、ADCの量子化誤差を考慮し、Feed-forward制御を用いた場合の制御誤差を示したグラフである。このグラフから分かるように量子化ビット数が制限される場合、90°Hybrid回路の位相が大きくずれているケースでは制御誤差が大きくなることが見て取れる。
また、ADCによる量子化誤差を最小限に抑えるためには、受信光パワーの変動等により変動するADCの入力信号パワー(AMP利得)を最適に制御する必要がある。
Es = (Ex_Re*G+ jEx_Im*G) + (Ey_Im*G+ jEy_Im*G)
θs = arg (Es)
特に、偏波ダイバシティ構成の受信器では、伝送路で発生する偏波変動により、Ex,Eyの信号パワーは時間的に変動するため、ADCの入力信号光パワーが最適且つEx,EyのAMP利得が同等にするための制御が必要である。
機能は偏波ダイバシティを用いた受信器での効果が大きい。
10の位相ずれ信号を検知し、90°Hybrid回路位相のフィードバック制御を行う。また、AMP12−1〜12−4の利得ずれによる信号品質劣化を補償するために、4つの90°Hybrid回路出力電気信号から光強度を算出し、算出した光強度が目標値になるように各AMPの利得をフィードバック制御する。
入力された信号光は、偏波ビームスプリッタPBS20によって、直交偏波に分離される。一方、局部発振光は、1/4波長板25において、円偏波に変換され、ハーフミラーによって2つに分岐される。各偏波の信号光と、円偏波に変換された局部発振光は、ハーフミラーで混合され、偏波ビームスプリッタ21、22、23、24によって、各偏波に分離され、Twin-PD11−1~11−4で受光される。Twin-PD11−1で検出される光成分がEx_Reであり、Twin-PD11−2で検出される光成分がEx_Imであり、Twin-PD11−3で検出される光成分がEy_Reであり、Twin-PD11−4で検出される光成分がEy_Imである。
図2に90°位相ハイブリッド回路の位相ずれが0, 20, -20°の場合の受信信号のconstellationを示す。位相ずれがある場合に実部と虚部に相関が現れる。位相ずれがプラスの場合、実部と虚部の相関がプラス、位相ずれがマイナスの場合、実部と虚部の相関がマイナスとなる。位相ずれがない場合、実部と虚部の相関が0となるので、相関係数が0になるように90°Hybrid回路の位相 をフィードバック制御する。
r = Σ {Ex_Re*Ex_Im + Ey_Re*Ey_Im}
=Σ{ |Ex||ELO|/2 (sin (2θx) cos (θh) + cos (2θx) sin (θh) + sin (θh))
+ |Ey||ELO|/2 (sin (2θy) cos (θh) + cos (2θy) sin (θh) + sin (θh))}
= Σ{(|Ex|+|Ey|)*|ELO| /2*sin (θh) }
+ Σ{ |Ex||ELO|/2 (sin (2θx) cos (θh) + cos (2θx) sin (θh))+ |Ey||ELO|/2 (sin (2θy) cos (θh) + cos (2θy) sin (θh) )}
θx = Δwt +θ(t) , θy = Δwt +θ(t) +θp
r = Σ{|Ex|*|ELO|+|Ey|*|ELO|) /2*sin (θh) }
となる。したがって、rを0にすることは、sin(θh)を0にすることであり、これは、θhを0にする、すなわち、90°Hybrid回路の位相誤差を0にすることになる。
上記相関係数を求めるため、乗算器30でEx_ReとEx_Imとを乗算し、乗算器31で、Ey_ReとEy_Imとを乗算し、これらを加算器32で加算する。そして、得られた相関係数を平均回路33で複数シンボル分平均し、制御信号生成回路34で、平均された相関係数に比例した90°Hybrid回路の位相制御信号を生成する。生成された位相制御信号は、デジタル信号であるので、これをデジタル−アナログ変換器35でアナログ信号に変換し、90°Hybrid回路に与える。位相制御信号は、平均化された相関係数に比例した値とする。比例係数は、当業者が適切に定めるべきものである。
4つのADC出力信号から入力信号光パワーを計算する。そして、この計算値が目標値となるように、4つのAGCアンプを同利得に設定する。ADC出力信号から入力信号光パワーを計算する式は、以下の式で与えられる。
(Ex_Re^2+Ex_Im^2) +(Ey_Re^2+Ey_Im^2)
上記入力信号光パワーの計算を実行するために、2乗演算器40−1~40−4において、ADCからのEx_Re、Ex_Im、Ey_Re、Ey_Imのそれぞれの2乗を計算する。そして、これらを、加算器41、42、43で加算し、得られた値を利得制御信号決定回路44に入力する。利得制御信号決定回路44は、入力された値と目標値とを比較し、ADC出力値が目標値になるように、4つのAMPの利得を変更する利得制御信号を生成する。利得制御信号は、DAC45によってアナログ信号に変換され、各AMPに与えられる。4つのAMPの利得は全部同じ値に設定される。したがって、利得制御信号は、4つのAMPの利得を相互に同じ値とすると共に、4つのAMPの利得を同じように変更して、ADCの出力値が目標値に近い値となるようにする。
出荷時に下記の調整を行うことにより制御信号vs利得のテーブルを作成する。まず、コヒーレント受信器内の局部発振光をoff、CW光を偏波スクランブルし入力することにより、 Ex_Re, Ex_Im, Ey_Re, Ey_Im信号光パワーを同じにする。そして、利得制御信号を可変し、利得制御信号対4つの信号パワーを測定し、信号ごとに利得制御信号vs利得のLUTを作成する。
この場合には、位相誤差信号として、デジタル化後の各偏波の実部と虚部の信号の識別前位相と識別後位相の位相差を使用する。図6は、90°Hybrid回路の位相誤差がある場合の識別前位相と識別後位相の位相差の時間変化を示している。位相誤差がある場合、受信された信号の複素平面上での位相が同心円上にならないため(図2参照)、位相誤差キャンセル回路で補償する位相に誤差が生じる。その結果、周期Dw/2の周期で位相誤差が変動する。本方式では、この位相誤差の変動を位相誤差信号として使用する。
位相誤差キャンセル回路17の出力であり、識別回路18での識別前の位相θbと識別後の位相θaとの差を減算器50で演算し、これを2乗演算器51で2乗し、ローパスフィルタ52に通す。乗算器53は、制御信号に重畳した信号の同期検波を行い、重畳信号の位相を検出するための回路で、-1*cos(2πf0 t)を乗算することにより位相誤差の符号を検出する。
この方式は、位相誤差信号として受信信号強度を使用する方式である。90°Hybrid回路の位相誤差がある場合の信号強度の時間変化を図8に示す。位相誤差がある場合、受信された信号の位相が同心円上にならないため(図2参照)、強度変化が生じる。その結果、周期Δw/2の周期で信号強度が変動する。本方式では、この強度変動を位相誤差信号として使用する。
すなわち、4つのTwinPDに流れるフォトカレントIX_Re, IX_Im, IY_Re, IY_Im,を検出し、受信光パワーを計算する。計算式は以下で与えられる。
(IX_Re ^2+ IX_Im ^2) + (IY_Re ^2+ IY_Im ^2)
モニタする方法を説明したが、90°Hybird回路前で光信号を分岐し、光パワーモニタにて光信号強度をモニタし、モニタされた光信号強度をAMP利得制御に用いてもよい。
上記90°Hybrid回路およびAMPの制御方法の制御信号生成回路での動作を説明する。90°Hybrid回路、AMPの制御共に、制御信号生成回路での処理が類似しているので、下記では処理方法を一般化して説明する。なお、図10の説明では、AMPの利得をLUTを使って制御する場合は含まれない。
水平方向と垂直方向の位相差がπ/2となるように調整された複屈折媒質に、光学軸に対して偏向軸が角度45°で光を入射させることによって、1/4波長板を実現することができる。1/4波長板を90°Hybrid回路に使用する場合は、入射光(局部発振光)の光学軸の調整する場合は光学軸調整を、温度変動等により複屈折媒質の位相差がπ/2からずれる場合は複屈折媒質の位相差を調整する必要がある。
図12において、図1と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図13において、図1と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図13においては、90°Hybrid回路位相制御回路16は、識別回路18の前後の信号を入力し、両者の位相の差を演算して、位相制御信号を生成する。この場合も、フィードバック制御を行う構成となっている。
図14において、図1と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図15において、図1と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略する。
DSP回路14には、AMP利得制御回路15が設けられており、図5で説明した、ADC13−1~13−4からの出力を用いて、AMPの利得制御を行うものである。すなわち、デジタル信号になった光信号から光強度を算出し、AMPの利得を制御するものである。制御は、フィードバック制御となる。
図16において、図1と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図16においては、AMP利得制御回路15は、ADC13−1~13−4の後段でデジタル化された信号を検出するのではなく、Twin-PD11−1~11−4から直接フォトカレントを検出し、光強度を求める。そして、光強度からAMP12−1~12−4の後の信号の強度が目標強度値になるように、AMP12−1~12−4の利得を制御する。この場合、LUTを使用して、AMP12−1~12−4を制御しても良い。また、AMP利得制御回路15は、図16の場合、DSP回路14の外部にあるが、DSP回路14にADC(アナログ−デジタル変換
器)を設け、ADCの後段にAMP利得制御回路15を設けるようにして、AMP利得制御回路15自身をDSP回路14内に組み込んでも良い。
90°Hybrid回路10から出力された光信号は、PD75、76からなる、Twin-PD11において、電気信号に変換される。PD75と76のいずれがオンになるかによって、TIA(TransImpedance Amplifier)72の入力に現れる電圧の正負が決まる。この電気信号は、TIA72によって増幅され、AMP12に送られる。Twin-PD11に流れるフォトカレントは、抵抗73の部分に電圧として現れる。この電圧をアンプ74で増幅して、AMP利得制御回路15に入力する。
図18では、位相誤差キャンセル回路の動作原理から、システムに用いる変復調方式について提案を行う。
Es = exp( j(Δwt+q(t)) )
Δwt = (arg((Es)^4)−p )/4
{Es}^4 = exp( j(4Δwt+4q(t)) )
q(t) = π/4, 3π/4, 5π/4, 7π/4, 4q(t) = (2N-1)π
Δwtは数ビットの平均値から算出する
q(t) = arg(Es) - Δwt
例えば、送信シンボル 45°の場合、
Δwt =42° q(t) = 87 - ( 348(348)−180 )/4 = 45, Δwt = 42
Δwt =48° q(t) = 93 - ( 12(372)−180 )/4 = 135, Δwt = -42
例えば、送信シンボル 135°の場合、
Δwt =42° q(t) = 177 - ( 348(708)−180 )/4 = 135, Δwt = 42
Δwt =48° q(t) = 183 - ( 12(732)−180 )/4 =225, Δwt = -42
例えば、45°、135°のシンボルを順に送信した場合、上記の例を見るとΔwt =42° , 48°ともに位相差は90°である。
・Δwはビットレートに対して十分小さい。
・送信側でDQPSKのプリコードされている。
という前提が必要である。
前述の図20のグラフは、ADCの量子化誤差を考慮し、Feed-forward制御を用いた場合の制御誤差を示したグラフである。このグラフから分かるように量子化ビット数が制限される場合、90°Hybrid回路の位相が大きくずれているケースでは制御誤差が大きくなることが見て取れる。本発明では、この制御誤差が大きくなる場合をなくし、精度良く、高速に90°Hybrid回路の位相誤差や、AMPの利得を制御することが出来る。
なお、上記の実施形態において、3つの90°Hybrid回路の位相制御方法と、AMPの2つの利得制御方法とは、相互に、任意に組み合わせて実装可能である。
光信号をコヒーレント受信し、デジタル処理して、光信号に載せられているデータを抽出する光信号受信装置において、
受信した光信号と局部発振光を少なくとも2種類の位相をもって混合し、それぞれの光位相に対応した少なくとも2系統の光信号を抽出する光混合手段と、
該光混合手段において得られた少なくとも2系統の光信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換手段と、
該アナログ−デジタル変換手段によって得られたデジタル信号を処理することによって、該光混合手段の各系統間の光位相の差を検出し、該光位相の差に所望の値からのずれが存在する場合には、該光混合手段に系統間の光位相を補正する信号を供給し、該光位相の差が所望の値に近づくように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光信号受信装置。
前記コヒーレント受信手段は、光信号の直交する偏波成分それぞれについて実部成分と
虚部成分を抽出することを特徴とする付記1に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、
光信号の直交する偏波成分のそれぞれの少なくとも2系統の信号成分を乗算する乗算手段と、
直交する偏波成分の少なくとも2系統の乗算結果の加算を行う加算手段と、
該加算結果を平均する平均手段と、
該平均結果を0となるように、前記光混合手段の各系統間の少なくとも1つの位相を制御する信号を生成する制御信号生成手段と、
を備えることを特徴とする付記2に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、前記直交する偏波成分のそれぞれの信号について別個に設けられていることを特徴とする付記2に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、デジタル信号として得られた光信号の少なくとも2系統の信号の相関値を演算し、該相関値が0に近づくように、前記光混合手段の系統間の位相を制御することを特徴とする付記1に記載の光信号受信装置。
前記デジタル信号を信号識別する識別手段を更に備え、
前記制御手段は、該識別手段による識別前のデジタル信号と、該識別手段による識別後のデジタル信号の位相差を検出し、該位相差の変動の大きさに応じた制御信号を、前記コヒーレント受信手段の各系統間の位相ずれ制御に用いることを特徴とする付記1に記載の光信号受信装置。
前記制御信号には、ディザリングがかけられており、前記位相差の符号から、前記コヒーレント受信手段の位相ずれが正の方向か負の方向かを検出することを特徴とする付記6に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、
前記識別手段の前段の信号と後段の信号の位相差を演算する減算手段と、
減算結果を2乗する2乗演算手段と、
ディザリングによる信号の振動を消去するディザリング消去手段と、
ディザリング消去後の信号から前記光混合手段の系統間の位相ずれ制御信号を生成する制御信号生成手段と、
該位相制御信号にディザリングを行うディザリング手段と、
からなることを特徴とする付記7に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、前記デジタル信号から、光信号の強度を求め、該強度の変動の大きさに応じた制御信号を、前記光混合手段の各系統間の位相ずれ制御に用いることを特徴とする付記1に記載の光信号受信装置。
前記制御信号には、ディザリングがかけられており、前記光信号の強度の変動の符号か
ら、前記光混合手段の位相ずれが正の方向か負の方向かを検出することを特徴とする付記9に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、
光混合手段により抽出された各系統の信号から算出される光信号の実部成分と虚部成分の2乗を演算する2乗演算手段と、
該実部成分と該虚部成分の2乗演算結果を加算する加算手段と、
加算結果から直流成分を取り除く直流成分除去手段と、
該直流成分除去手段の出力からディザリングにより信号の振動を消去するディザリング消去手段と、
ディザリング消去後の信号から前記光混合手段の各系統間の位相ずれ制御信号を生成する制御信号生成手段と、
該位相制御信号にディザリングをかけるディザリング手段と、
からなることを特徴とする付記10に記載の光信号受信装置。
光信号をコヒーレント受信し、デジタル処理して、光信号に載せられているデータを抽出する光信号受信装置において、
受信した光信号と局部発振光をすくなくとも2つの位相をもって混合し、それぞれの位相に対応した少なくとも2系統の光信号を抽出する光混合手段と、
該光混合手段において得られた少なくとも2系統の光信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号を設定された利得で増幅する増幅手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換手段と、
光信号の強度を検出し、該強度に応じて該増幅手段の利得を最適に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光信号受信装置。
前記制御手段は、前記アナログ−デジタル変換手段でデジタル化された信号から光信号の強度を算出することを特徴とする付記12に記載の光信号受信装置。
前記コヒーレント受信手段は、光信号の直交する偏波それぞれについて少なくとも2系統の信号を抽出することを特徴とする付記12に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、
光混合手段により抽出された各系統の信号から算出される光信号のそれぞれの偏波成分の実部成分と虚部成分を2乗する2乗演算手段と、
それぞれの偏波の実部成分と虚部成分の2乗演算手段の出力を加算する加算手段と、
加算結果から前記増幅手段の利得制御信号を生成する制御信号生成手段と、
を備えることを特徴とする付記14に記載の光信号受信装置。
前記制御信号生成手段は、前記加算結果が目標値に近づくような利得制御信号を前記増幅手段に与えることを特徴とする付記15に記載の光信号受信装置。
前記制御信号生成手段は、
前記利得制御信号の大きさに対する前記増幅手段の利得を格納したテーブルを有し、
前記加算結果に基づいて、所定の利得をえるための利得制御信号の大きさを該テーブルを参照して設定することを特徴とする付記15に記載の光信号受信装置。
前記制御手段は、前記光電気変換手段の発生する電流値から光信号の強度を算出することを特徴とする付記12に記載の光信号受信装置。
前記光電気変換手段は、フォトダイオードであり、前記電流値は、フォトカレントの大きさであることを特徴とする付記18に記載の光信号受信装置。
前記増幅手段は、前記光信号の各系統の信号をそれぞれを増幅する複数の増幅器からなることを特徴とする付記12に記載の光信号受信装置。
差動符号化された光信号をコヒーレント受信し、デジタル処理して、光信号に載せられているデータを抽出する光信号受信装置において、
受信した光信号と局部発振光を少なくとも2つの位相をもって混合し、それぞれの位相に対応した少なくとも2系統の信号を抽出する光混合手段と、
該光混合手段において得られた少なくとも2系統の信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号を設定された利得で増幅する増幅手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換手段と、
デジタル化された信号の位相誤差をキャンセルする位相誤差キャンセル手段と、
該位相誤差キャンセル手段の出力を信号識別し、現在識別した信号と、以前に識別された1ビット前の信号との差を識別結果として出力する識別手段と、
を備えることを特徴とする光信号受信装置。
前記差動符号化方式は、DQPSK方式であることを特徴とする付記21に記載の光信号受信装置。
光信号をコヒーレント受信し、デジタル処理して、光信号に載せられているデータを抽出する光信号受信装置において、
受信した光信号と局部発振光を少なくとも2種類の位相をもって混合し、それぞれの位相に対応した少なくとも2系統の信号を抽出する光混合手段と、
該光混合手段において得られた少なくとも2系統の信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号を設定された利得で増幅する増幅手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換手段と、
該アナログ−デジタル変換手段によって得られたデジタル信号を処理することによって、該光混合手段において使用される受信した光信号と局部発振光の系統間の位相ずれを検出し、各系統間の位相ずれが存在する場合には、該光混合手段に少なくとも1つの系統間
位相ずれ補正信号を供給し、系統間位相ずれをなくすように該光混合手段の各系統間の位相を制御する第1の制御手段と、
光信号の強度を検出し、該強度に応じて該増幅手段の利得を最適に制御する第2の制御手段と、
を備えることを特徴とする光信号受信装置。
11−1〜11−4 Twin-PD
12−1〜12−4 AMP
13−1〜13−4 ADC
14 DSP回路
15 AMP利得制御回路
16 90°Hybrid回路位相制御回路
17 位相誤差キャンセル回路
18 識別回路
30、31、53、55、65、67 乗算器
32、41、42、43、61 加算器
33 平均回路
34 制御信号生成回路
35、45、56、68 DAC
40−1〜40−4、51、60−1、60−2、63 2乗演算回路
44 利得制御信号決定回路
50 減算器
52、64 ローパスフィルタ
54、66 制御信号生成回路
62 DC成分カット部
70 偏波ビームスプリッタ
71 3dBカプラ
72 TIA
73 抵抗
74 アンプ
75、76 PD
80 フレーマ/FECエンコーダ
81 DQPSKプリコーダ
82 光源
83 π/2遅延器
84−1、84−2 位相変調器
85 RZパルス化強度変調器
86 90°Hybrid回路
87 局部発振光
88 Twin-PD
89 AMP
90 ADC
91 DSP
92 位相誤差キャンセル回路
93 識別回路
94 フレーマ/FECデコーダ
Claims (3)
- 光信号をコヒーレント受信し、デジタル処理して、光信号に載せられているデータを抽出する光信号受信装置において、
受信した光信号と局部発振光を少なくとも2種類の光位相を持って混合し、それぞれの光位相に対応する少なくとも2系統の光信号を生成する光混合手段と、
該光混合手段において得られた該少なくとも2系統の光信号を少なくとも2系統の電気信号に変換する光電気変換手段と、
該光電気変換手段によって得られた電気信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換手段と、
前記デジタル信号を信号識別する識別手段と
前記識別手段による識別前のデジタル信号に対応する位相と、前記識別手段による識別後のデジタル信号に対応する位相の差に基づいて、前記光混合手段の各系統間の光位相の差が所望の値に近づくように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光信号受信装置。 - 前記光混合手段は、光信号の直交する偏波成分それぞれについて少なくとも2種類の光位相を持って混合することを特徴とする請求項1に記載の光信号受信装置。
- 前記制御手段は、前記光混合手段の各系統間の光位相の差を第1の周波数で変動させ、前記識別手段による識別前のデジタル信号に対応する位相と、前記識別手段による識別後のデジタル信号に対応する位相の差を前記第1の周波数で同期検波し、該同期検波した前記識別手段による識別前のデジタル信号に対応する位相と、前記識別手段による識別後のデジタル信号に対応する位相の差に基づいて、前記光混合手段の各系統間の光位相の差が所望の値に近づくように前記光混合手段を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の光信号受信装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007120059A JP4918400B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | 光信号受信装置 |
US12/104,056 US8086113B2 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-16 | Optical receiver |
EP09173266A EP2146442B1 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Optical receiver |
EP08007926.2A EP1986352B1 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Optical receiver |
EP09173265.1A EP2157714B1 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Optical receiver |
CNA2008100953312A CN101296042A (zh) | 2007-04-27 | 2008-04-25 | 光接收器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007120059A JP4918400B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | 光信号受信装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011254172A Division JP5360184B2 (ja) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | 光信号受信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008278249A JP2008278249A (ja) | 2008-11-13 |
JP4918400B2 true JP4918400B2 (ja) | 2012-04-18 |
Family
ID=39688873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007120059A Expired - Fee Related JP4918400B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | 光信号受信装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8086113B2 (ja) |
EP (3) | EP2157714B1 (ja) |
JP (1) | JP4918400B2 (ja) |
CN (1) | CN101296042A (ja) |
Families Citing this family (59)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4531740B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2010-08-25 | 富士通株式会社 | コヒーレント光受信機 |
JP4918400B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-04-18 | 富士通株式会社 | 光信号受信装置 |
WO2009104758A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | 日本電信電話株式会社 | 光ofdm受信器および光伝送システムおよびサブキャリア分離回路およびサブキャリア分離方法 |
CN101686096B (zh) * | 2008-09-27 | 2013-04-17 | 华为技术有限公司 | 一种多载波相干接收电处理的方法、装置和系统 |
US20100142971A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Sun-Hyok Chang | Apparatus for synchronizing digital signals of coherent optical receiver |
KR101314844B1 (ko) * | 2008-12-05 | 2013-10-04 | 한국전자통신연구원 | 코히어런트 광 수신기의 디지털 신호 동기화 장치 |
US20100158521A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Optical mixer for coherent detection of polarization-multiplexed signals |
JP5326584B2 (ja) * | 2009-01-09 | 2013-10-30 | 富士通株式会社 | 遅延処理装置,信号増幅装置,光電変換装置,アナログ/デジタル変換装置,受信装置および受信方法 |
CN102396196B (zh) * | 2009-02-17 | 2014-11-26 | 奥兰若技术有限公司 | 用于光学通信的光学芯片和器件 |
US8340530B2 (en) * | 2009-03-10 | 2012-12-25 | Tyco Electronics Subsea Communications Llc | Local oscillator frequency offset compensation in a coherent optical signal receiver |
US8401402B2 (en) * | 2009-03-10 | 2013-03-19 | Tyco Electronics Subsea Communications Llc | Detection of data in signals with data pattern dependent signal distortion |
US8401400B2 (en) * | 2009-03-10 | 2013-03-19 | Tyco Electronics Subsea Communications Llc | Detection of data in signals with data pattern dependent signal distortion |
US8306418B2 (en) * | 2009-03-10 | 2012-11-06 | Tyco Electronics Subsea Communications Llc | Data pattern dependent distortion compensation in a coherent optical signal receiver |
JP5301026B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2013-09-25 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 光ダウンコンバータの較正 |
MY167202A (en) | 2009-03-20 | 2018-08-13 | Alcatel Lucent | Coherent optical detector having a multifunctional waveguide grating |
JP2010237300A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Fujitsu Optical Components Ltd | 90度ハイブリッド,光モジュールおよび光受信機 |
JP5365315B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2013-12-11 | 富士通株式会社 | 光受信機および光受信方法 |
JP5365319B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-12-11 | 富士通株式会社 | 光伝送システム |
US8861648B2 (en) | 2009-05-11 | 2014-10-14 | Nec Corporation | Receiving device and demodulation device |
JP5287516B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-09-11 | 富士通株式会社 | デジタルコヒーレント光受信器 |
US8260136B2 (en) * | 2009-06-23 | 2012-09-04 | Infinera Corporation | Polarization beam splitter |
JP5343749B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2013-11-13 | 富士通株式会社 | 光通信装置 |
TW201123713A (en) * | 2009-09-11 | 2011-07-01 | Microsemi Corp | Circuit and method for temperature and process independent transimpedance amplifier arrangement |
US8494315B2 (en) * | 2009-12-17 | 2013-07-23 | Alcatel Lucent | Photonic integrated circuit having a waveguide-grating coupler |
JP5796934B2 (ja) * | 2010-04-13 | 2015-10-21 | 日本オクラロ株式会社 | 偏波ダイバーシティ光学系装置、復調器及び送受信機 |
EP2381593B1 (en) * | 2010-04-21 | 2014-06-25 | Alcatel Lucent | Power adjustment of in-phase and quadrature components at a coherent optical receiver |
EP2381595B1 (en) * | 2010-04-21 | 2012-06-20 | Alcatel Lucent | Phase skew compensation at a coherent optical receiver |
JP5363421B2 (ja) * | 2010-05-28 | 2013-12-11 | アンリツ株式会社 | 光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法 |
JP5604988B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2014-10-15 | 日本電気株式会社 | コヒーレント光受信装置の調整方法 |
JP5462086B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2014-04-02 | アンリツ株式会社 | 光コヒーレント検波器評価装置及び光コヒーレント検波器評価方法 |
JP5737874B2 (ja) * | 2010-07-06 | 2015-06-17 | 日本オクラロ株式会社 | 復調器及び光送受信機 |
KR101347004B1 (ko) * | 2010-09-17 | 2014-01-15 | 한국전자통신연구원 | 광 코히어런트 수신기 및 그의 광신호 처리 방법 |
JP5699583B2 (ja) * | 2010-12-17 | 2015-04-15 | 富士通株式会社 | 光受信機及び光受信方法 |
JP5582039B2 (ja) | 2011-01-07 | 2014-09-03 | 富士通株式会社 | 光伝送装置およびアナログ−デジタル変換装置 |
US8693897B2 (en) * | 2011-01-22 | 2014-04-08 | Viasat, Inc. | Digital demodulator architecture |
CN102511135B (zh) * | 2011-02-17 | 2014-12-10 | 华为技术有限公司 | 路径时延差评估器、路径时延差补偿器和相干接收机 |
EP2506516A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-03 | Alcatel Lucent | Method of decoding optical data signals |
JP5720425B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2015-05-20 | 富士通株式会社 | デジタルコヒーレント受信機及び位相制御方法 |
EP2538596B1 (en) | 2011-06-21 | 2014-05-14 | Alcatel Lucent | Method of decoding a differentially encoded phase modulated optical data signal |
GB201114330D0 (en) * | 2011-08-19 | 2011-10-05 | Michelson Diagnostics Ltd | Detector circuits for interferometers |
JP5812110B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2015-11-11 | 日本電気株式会社 | 光受信器及び光受信器の制御方法 |
CN104137446B (zh) * | 2012-02-23 | 2017-02-22 | 富士通光器件株式会社 | 光接收器以及光接收方法 |
CN102620757A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种对光纤干涉型传感信号进行解调的系统及方法 |
JP5888056B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-03-16 | 富士通株式会社 | デジタル光コヒーレント伝送装置 |
US9025963B2 (en) * | 2012-03-29 | 2015-05-05 | Juniper Networks, Inc. | Processing data in a coherent optical communication system |
US9100139B2 (en) * | 2012-04-30 | 2015-08-04 | Juniper Networks, Inc. | Optical communication link employing coherent detection and out of band channel identification |
US20130343751A1 (en) * | 2012-06-23 | 2013-12-26 | Pavel Mamyshev | Optical Receiver with a Wide Power Sensitivity Dynamic Range |
JP5923003B2 (ja) * | 2012-07-11 | 2016-05-24 | 日本オクラロ株式会社 | 光受信器 |
US9134479B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-09-15 | International Business Machines Corporation | Polarization diverse demultiplexing |
CN104919729B (zh) * | 2013-01-25 | 2017-06-20 | 日本电信电话株式会社 | 光接收装置和相位周跳减少方法 |
JP6024531B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2016-11-16 | 富士通株式会社 | 周波数誤差推定装置及び方法、周波数誤差補償装置、並びに、光受信機 |
US10009102B2 (en) * | 2013-07-11 | 2018-06-26 | Nec Corporation | Optical communication system, optical receiver, optical receiver control method, and non-transitory computer readable medium |
CN104467979B (zh) * | 2013-09-12 | 2017-06-27 | 华为技术有限公司 | Qpsk信号的共轭关系识别方法、装置及色散补偿方法、系统 |
CN103776563A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-05-07 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 一种带有无线组网功能的光纤点式测温系统 |
CN103644926A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-03-19 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 光信号采集系统 |
US9973282B2 (en) * | 2015-11-18 | 2018-05-15 | Luxtera, Inc. | Method and system for a distributed optoelectronic receiver |
CN111917486B (zh) * | 2020-07-30 | 2022-02-15 | 烽火通信科技股份有限公司 | 相干接收机相位角检测方法及装置 |
CN114915349A (zh) * | 2021-02-09 | 2022-08-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 相干检测方法、装置及光传输系统 |
WO2024004091A1 (ja) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 日本電信電話株式会社 | 光受信機及び信号処理方法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2172164B (en) * | 1985-03-07 | 1989-02-22 | Stc Plc | Balanced coherent receiver |
US4829598A (en) | 1987-01-22 | 1989-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical receiver with an optical coupler and an electronic amplifier |
JPH0548540A (ja) | 1991-08-14 | 1993-02-26 | Fujitsu Ltd | コヒーレント光通信システムの自動起動方法 |
GB2264834A (en) * | 1992-02-25 | 1993-09-08 | Northern Telecom Ltd | Optical transmission system |
NL9201077A (nl) * | 1992-06-18 | 1994-01-17 | Nederland Ptt | Optisch transmissiesysteem met frequentieregeling. |
US7076169B2 (en) * | 2000-09-26 | 2006-07-11 | Celight, Inc. | System and method for orthogonal frequency division multiplexed optical communication |
US7085501B1 (en) * | 2002-06-26 | 2006-08-01 | Nortel Networks Limited | Coherent optical receiver |
US7266310B1 (en) * | 2003-04-29 | 2007-09-04 | Nortel Networks Limited | Digital compensation for optical transmission system |
US6917031B1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-07-12 | Nortel Networks Limited | Method for quadrature phase angle correction in a coherent receiver of a dual-polarization optical transport system |
US7042629B2 (en) * | 2004-02-19 | 2006-05-09 | Lucent Technologies Inc. | Linear optical sampling method and apparatus |
US7133135B2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-11-07 | Lucent Technologies, Inc. | Method and apparatus for the direct characterization of the phase of an optical signal |
US7298489B2 (en) * | 2005-05-13 | 2007-11-20 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for characterizing the electric field of periodic and non-periodic optical signals |
US7747177B2 (en) * | 2005-08-15 | 2010-06-29 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Coherent phase-shift-keying |
US7711273B2 (en) * | 2006-03-03 | 2010-05-04 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Optical quadrature-amplitude modulation receiver |
US7406269B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-07-29 | Discovery Semiconductors, Inc. | Feedback-controlled coherent optical receiver with electrical compensation/equalization |
US7809284B2 (en) * | 2006-06-23 | 2010-10-05 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | System and method for receiving coherent, polarization-multiplexed optical signals |
US7693428B2 (en) * | 2007-02-27 | 2010-04-06 | Celight, Inc. | Optical orthogonal frequency division multiplexed communications with nonlinearity compensation |
JP4918400B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-04-18 | 富士通株式会社 | 光信号受信装置 |
US8463141B2 (en) * | 2007-09-14 | 2013-06-11 | Alcatel Lucent | Reconstruction and restoration of two polarization components of an optical signal field |
-
2007
- 2007-04-27 JP JP2007120059A patent/JP4918400B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-04-16 US US12/104,056 patent/US8086113B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-24 EP EP09173265.1A patent/EP2157714B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-24 EP EP08007926.2A patent/EP1986352B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-24 EP EP09173266A patent/EP2146442B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-25 CN CNA2008100953312A patent/CN101296042A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2157714A1 (en) | 2010-02-24 |
US8086113B2 (en) | 2011-12-27 |
EP1986352A3 (en) | 2009-04-01 |
EP2146442B1 (en) | 2012-12-12 |
JP2008278249A (ja) | 2008-11-13 |
EP1986352B1 (en) | 2016-10-12 |
CN101296042A (zh) | 2008-10-29 |
EP2146442A1 (en) | 2010-01-20 |
EP2157714B1 (en) | 2014-01-08 |
EP1986352A2 (en) | 2008-10-29 |
US20080267638A1 (en) | 2008-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4918400B2 (ja) | 光信号受信装置 | |
JP5326584B2 (ja) | 遅延処理装置,信号増幅装置,光電変換装置,アナログ/デジタル変換装置,受信装置および受信方法 | |
Kikuchi et al. | Evaluation of sensitivity of the digital coherent receiver | |
JP5365319B2 (ja) | 光伝送システム | |
JP6303691B2 (ja) | 偏波状態検出装置及び方法、並びに、光通信システム、光送信器及び光受信器 | |
JP5850041B2 (ja) | 光受信器、偏波分離装置、および光受信方法 | |
JP6263915B2 (ja) | 帯域内管理データ変調 | |
KR101213416B1 (ko) | 코히어런트 수신기에서 적응성 비-선형 보상 | |
JP6357742B2 (ja) | 相補型電力変調を使用する帯域内管理データ変調 | |
US8437645B2 (en) | System and method for coherent detection of optical signals | |
US9112614B2 (en) | Correction of a local-oscillator phase error in a coherent optical receiver | |
Zhong et al. | Linewidth-tolerant and low-complexity two-stage carrier phase estimation based on modified QPSK partitioning for dual-polarization 16-QAM systems | |
JP6176012B2 (ja) | 非線形歪み補償装置及び方法並びに通信装置 | |
WO2014113275A1 (en) | Optical polarization demultiplexing for a coherent-detection scheme | |
WO2014113246A1 (en) | Generation of an optical local-oscillator signal for a coherent-detection scheme | |
US8977140B2 (en) | Optical receiver and optical reception method | |
US9847841B1 (en) | I/Q imbalance correction for an optical-transport system | |
EP2273700B1 (en) | Dual-polarization optical bursts for reception by a coherent burst mode receiver with fast adaption | |
JP5360184B2 (ja) | 光信号受信装置 | |
Roudas | Coherent optical communication systems | |
WO2020212193A1 (en) | Polarization-diversity kramers-kronig heterodyne receiver and method | |
Puerta et al. | Single-wavelength, single-photodiode per polarization 276 Gb/s PDM 8-QAM over 100 km of SSMF | |
Pfau et al. | Real-time FPGA-based intradyne coherent receiver for 40 Gbit/s polarization-multiplexed 16-QAM | |
Fujii et al. | Stable QPSK demodulation using a digital optical phase-locked loop | |
CN115529086A (zh) | 一种相干接收装置,相干接收的方法以及相干通信系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120124 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120130 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150203 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |