JP5012811B2 - 分散検出装置およびそれを用いた自動分散補償システム - Google Patents
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Description
(2)従来の波長分散と偏波分散が同時に発生している状態において、偏波分散による波形劣化と、波長分散による波形劣化の両方を最適に補償できる仕組み
ここで、波長分散および偏波分散を自動補償する技術としては、例えば、特許文献1に開示された技術がある。具体的には、特許文献1に開示された自動分散補償システムにおいては、光伝送路を伝送されてきた光信号に対して、波長分散の自動補償を行う分散補償器と、偏波分散の自動補償を行う分散補償器と、が個別に設けられており、それぞれの分散補償器が可変型補償分散デバイス、制御用モニタ回路、および制御回路を備えている。
ここで、γは入力波に対する遅延波のエネルギ割合、DGDは群遅延、1UIは1シンボル長である。
図4は、本発明の第1の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける偏波分散量を検出する。
図9は、本発明の第2の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける波長分散量と偏波分散量とを分離して検出する。
図14は、本発明の第3の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける波長分散量および偏波分散量を検出するとともに、さらに偏波分散の中でも、群遅延量(DGD)が受信アイパターン波形の1ユニットインターバル時間以上であることを検出する。
Claims (24)
- 伝送路を伝送されてきた受信信号の受信波形からデータをサンプリングする波形モニタ回路、および、前記波形モニタ回路により得られたサンプリングデータを基にして前記受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出するヒストグラム抽出回路を有する受信波形モニタ処理部と、
前記受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる前記受信波形の受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記伝送路における偏波分散量を推定する偏波分散推定回路を有する分散量検出部と、から構成され、
前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、分散検出装置。 - 前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項1に記載の分散検出装置。
- 前記分散量検出部は、
前記受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを基にして前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項1に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定する、請求項1に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を基にして前記伝送路における波長分散量を推定する波長分散推定回路をさらに有する、請求項1に記載の分散検出装置。 - 前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、請求項5に記載の分散検出装置。 - 前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項6に記載の分散検出装置。
- 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項6に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出するクロスポイント変動検出部と、
前記受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出する位相方向アイ開口検出部と、をさらに有し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を基にして前記波長分散量を推定する、請求項5に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータと、波長分散量とアイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータと、を予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記波長分散量を推定する、請求項5に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のハイレベル側とローレベル側の中間電位付近のクロスポイントの位置と前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を基にして、偏波分散の群遅延量が前記受信アイパターン波形の1ユニットインターバル時間以上であることを識別する群遅延量識別機能部と、をさらに有する請求項5に記載の分散検出装置。 - 前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、請求項11に記載の分散検出装置。 - 前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項12に記載の分散検出装置。
- 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項12に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出するクロスポイント変動検出部と、
前記受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出する位相方向アイ開口検出部と、をさらに有し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を基にして前記波長分散量を推定する、請求項11に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部と、
前記受信アイパターン波形のハイレベル側とローレベル側の中間電位付近のクロスポイントの位置を検出するクロスポイント位置検出部と、をさらに有し、
前記群遅延量識別機能部は、前記受信アイパターン波形のアイ開口の内部にクロスポイントが存在した場合、その際の電圧方向のアイ開口量に基づいて偏波分散の群遅延量が前記受信アイパターン波形の1ユニットインターバル時間以上であることを識別する、請求項11に記載の分散検出装置。 - 前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータと、波長分散量とアイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータと、群遅延量が1ユニットインターバル以上である場合の偏波分散量とアイパターンの1ユニットインターバル時間内でのクロスポイントの存在の有無およびその場合の電圧方向のアイ開口量との相関関係を表すルックアップデータと、を予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記波長分散量を推定し、
前記群遅延量識別機能部は、前記受信アイパターン波形のアイ開口の内部にクロスポイントが存在した場合、その際の電圧方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記群遅延量が前記受信アイパターン波形の1ユニットインターバル時間以上であることを識別する、請求項11に記載の分散検出装置。 - 請求項1に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電気変換回路にて電気信号に変換された受信信号の、偏波分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量を検出した後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。 - 請求項1に記載の分散検出装置を有する受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部とから構成される、自動分散補償システム。 - 請求項5に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電気変換回路にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散および波長分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量および波長分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および前記波長分散量を検出した後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。 - 請求項5に記載の分散検出装置を有する受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部とから構成される、自動分散補償システム。 - 請求項11に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電気変換回路にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量および波長分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、
前記光電気変換回路と前記電気分散補償器の間に配置され、前記分散検出装置で前記群遅延量が前記受信アイパターン波形の1ユニットインターバル時間以上であることが識別された場合、受信信号の最初の1ユニットインターバル時間相当の群遅延量による波形劣化分を等化する予等化器と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および波長分散量を検出した後、前記群遅延量が1ユニットインターバル時間以上であることが識別された場合は、はじめに前記予等化器を動作させ、1ユニットインターバル時間相当の群遅延量による波形劣化分を等化しておいた後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御し、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および波長分散量を検出した後、前記群遅延量が1ユニットインターバル時間未満であることが識別された場合は、前記予等化器は動作させない状態で、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。 - 前記予等化器は、
前記分散検出装置の制御の基で、前記光電気変換回路にて電気信号に変換された受信信号に対する遅延処理を行う遅延素子と、
前記分散検出装置の制御の基で、前記遅延素子から出力された受信信号に対する重み付け処理を行う重み付け回路と、
前記遅延素子へ入力される前の受信信号と前記重み付け回路から出力された受信信号との加減算処理を行う加減算回路と、を有する、請求項22に記載の自動分散補償システム。 - 請求項11に記載の分散検出装置を含む受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果と、群遅延量が1ユニットインターバル時間以上かどうかの判断結果と、を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部と、から構成される、自動分散補償システム。
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