JP5147582B2 - Reception device, compensation arithmetic circuit, and reception method - Google Patents

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本発明は、複数の搬送波(キャリアおよびサブキャリア)間の非線形相互作用による非線形波形歪を補償するため、非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等による波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を線形化して簡易化し、複雑な波形歪みの補償を、簡易な電気演算回路で実現することができる、受信装置、補償演算回路、および受信方法に関する。
に関する。
In the present invention, in order to compensate for nonlinear waveform distortion due to nonlinear interaction between a plurality of carriers (carriers and subcarriers), the nonlinear waveform distortion is approximated by a waveform degradation model due to four-wave mixed light crosstalk or the like. The present invention relates to a receiving apparatus, a compensation arithmetic circuit, and a receiving method, which can linearize and simplify the non-linear equation and can realize complicated waveform distortion compensation with a simple electric arithmetic circuit.
About.

光ファイバ伝送路は、その屈折率が光強度に比例して変化する光カー効果によって、四光波混合(FWM:Four Wave Mixing)、相互位相変調(XPM:Cross Phase Modulation.)、自己位相変調(SPM:Self Phase Modulation) などの光非線形効果を誘発する。   The optical fiber transmission line has four-wave mixing (FWM: Four Wave Mixing), cross-phase modulation (XPM), self-phase modulation (FPM) due to the optical Kerr effect whose refractive index changes in proportion to the light intensity. Induces optical nonlinear effects such as SPM (Self Phase Modulation).

これらによって、それぞれの信号光の光電界位相が、自分自身のチャネルの信号光によって歪む現象、他のチャネルの光信号によって歪む現象が発生する。光電界の位相にデータをのせる変調方式では、自チャネル、もしくは他チャネルの信号光によって受信信号の波形ひずみを引き起こし、データ判別の誤りの原因となる。また、光信号の位相波形のひずみは伝送路の波長分散を介して振幅波形の歪みに変換されるため、光電界波形の振幅にデータをのせる変調方式においてもデータ判別誤りを引き起こす。   As a result, a phenomenon in which the optical electric field phase of each signal light is distorted by the signal light of its own channel and a phenomenon of distortion by the optical signals of other channels occurs. In the modulation method in which data is placed on the phase of the optical electric field, the waveform of the received signal is distorted by the signal light of the own channel or another channel, which causes an error in data discrimination. Further, since the distortion of the phase waveform of the optical signal is converted into the distortion of the amplitude waveform through the wavelength dispersion of the transmission line, a data discrimination error is caused even in the modulation method in which data is put on the amplitude of the optical electric field waveform.

これらの非線形波形歪は、チャネル内のシンボル間の干渉、チャネル間のシンボル間の干渉となって伝送特性を劣化させる。非線形波形歪による伝送特性劣化は、光パワーの増大とともに顕著化するため、従来の光伝送システムでは、光ファイバ伝送路への入力光パワーを制限することで抑圧していた。一方、光ファイバ伝送路入力パワーを低減すると、受信端で受信される信号光の信号対雑音電力比(SNR(Signal to Noise ratio))を低減することになり、雑音光による波形歪みによりデータ判別誤りを引き起こす。   These nonlinear waveform distortions cause interference between symbols within a channel and interference between symbols between channels and degrade transmission characteristics. Since the deterioration of transmission characteristics due to nonlinear waveform distortion becomes conspicuous as the optical power increases, the conventional optical transmission system suppresses it by limiting the input optical power to the optical fiber transmission line. On the other hand, if the input power of the optical fiber transmission line is reduced, the signal-to-noise ratio (SNR) of the signal light received at the receiving end will be reduced. Causes an error.

従って、非線形波形歪による特性劣化と、着信SNRの劣化による特性劣化の和が最も小さくなるように光ファイバ伝送路への入力パワーを設定することが望ましい。しかし、非線形波形歪は、伝送路ファイバの零分散波長、波長分散の特性に大きく依存する。特に、分散シフトファイバ(DSF(Dispersion Shift Fiber))では零分散波長帯が1530nm〜1565nmの波長帯域(C帯)にあり、C帯のWDM(Wavelength Division Multiplexing:波長多重)信号光にとっては勿論のこと、1570nm〜1605nmの波長帯域(L帯)のWDM信号光にとっても、零分散波長が近接することになり波形劣化が深刻である。また、ノンゼロ分散シフトファイバ(NZ−DSF(Non−Zero Dispersion Shifted Fibers))であっても、L帯でのWDM伝送は波形劣化が発生する。   Therefore, it is desirable to set the input power to the optical fiber transmission line so that the sum of the characteristic degradation due to nonlinear waveform distortion and the characteristic degradation due to the degradation of the incoming SNR is minimized. However, the nonlinear waveform distortion largely depends on the characteristics of the zero dispersion wavelength and chromatic dispersion of the transmission line fiber. In particular, a dispersion-shifted fiber (DSF) has a zero-dispersion wavelength band in the wavelength band (C-band) of 1530 nm to 1565 nm, and of course for C-band WDM (Wavelength Division Multiplexing) signal light. In addition, for WDM signal light in the wavelength band (L band) of 1570 nm to 1605 nm, the zero-dispersion wavelength is close and waveform deterioration is serious. Even in the case of non-zero dispersion shifted fibers (NZ-DSF), waveform degradation occurs in WDM transmission in the L band.

このため、従来は、既に敷設された光ファイバ伝送路の零分散波長、波長分散の特性の統計的なデータから、この波形劣化の大きさを予測して光ファイバ伝送路への入力パワーを設定していた。しかし、光ファイバ伝送路の分散特性は、その個体に依存して異なるため、高い信頼度で信号伝送品質を設計するために余分なマージンを見込んで設計していた。そのため、高い信頼度で信号伝送品質を設計するために、高コスト化、パフォーマンスの制限の原因となっていた。また、大きなマージンをみても、敷設ファイバの特性によっては伝送設計が成立しない可能性があった。   For this reason, conventionally, the input power to the optical fiber transmission line is set by predicting the magnitude of this waveform degradation from the statistical data of the zero dispersion wavelength and chromatic dispersion characteristics of the already installed optical fiber transmission line. Was. However, since the dispersion characteristics of the optical fiber transmission line differ depending on the individual, the design was made with an extra margin in mind in order to design the signal transmission quality with high reliability. Therefore, in order to design the signal transmission quality with high reliability, it has been a cause of high cost and limited performance. Even with a large margin, transmission design may not be possible depending on the characteristics of the laid fiber.

また、非線形波形歪をマージンをもって抑圧するために、光ファイバ伝送路への入力パワーを最適値より低減した設計とするため、着信SNRの低下をまねき、伝送距離、伝送容量を制限する要因となっていた。従って、伝送システムの許容伝送距離の増大、伝送容量の増大のために、非線形波形歪を補償する施策が求められていた。   In addition, in order to suppress nonlinear waveform distortion with a margin, the design is such that the input power to the optical fiber transmission line is reduced below the optimum value, leading to a decrease in incoming SNR and limiting the transmission distance and transmission capacity. It was. Therefore, a measure for compensating for non-linear waveform distortion has been demanded in order to increase the allowable transmission distance and transmission capacity of the transmission system.

ところで、光ファイバ伝送におけるSPM、FWM、XPMの3つの非線形波形劣化のうち、単一の搬送波の信号光に発生する波形歪みはSPMが主要因である。従来、SPMによる単一搬送波の信号光における非線形波形歪を補償する方法が提案されている(例えば、非特許文献1を参照)。さらに、SPMを介したASE雑音による強度雑音が位相雑音へ変換される「Gordon-Mollenauer効果」を補償する方法も提案されている(例えば、非特許文献2を参照)。これまで、複数の搬送波の信号光の波形歪みを補償する方法がなかった。   By the way, among the three nonlinear waveform degradations of SPM, FWM, and XPM in optical fiber transmission, SPM is the main cause of waveform distortion that occurs in signal light of a single carrier wave. Conventionally, a method for compensating for non-linear waveform distortion in signal light of a single carrier by SPM has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). Furthermore, a method for compensating for the “Gordon-Mollenauer effect” in which intensity noise due to ASE noise via SPM is converted to phase noise has also been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2). Until now, there has been no method for compensating waveform distortion of signal light of a plurality of carrier waves.

また、単一の搬送波の信号光の波形歪み補償においては、SPMと逆の効果を与えて補償する原理である。SPMとは信号光の強度波形に比例して光位相が回転する効果であり、簡単に説明するならば、光強度波形に比例して逆向きの位相回転を与えて、位相回転を戻すことで、波形歪みを補償する原理である。   Further, in the waveform distortion compensation of the signal light of a single carrier wave, it is a principle to compensate by giving an effect opposite to that of SPM. The SPM is an effect that the optical phase rotates in proportion to the intensity waveform of the signal light. To explain in brief, by giving a reverse phase rotation in proportion to the optical intensity waveform and returning the phase rotation. This is the principle of compensating for waveform distortion.

しかし、実際には、光ファイバ伝送路の波長分散により、光ファイバ伝送路中に強度波形が変化するため、受信端で取得される強度波形と、非線形ひずみが発生した時点の強度波形は異なり、十分な補償効果が得られない。また、波長分散による強度波形変化を戻した上で、非線形歪み補償演算を実施する場合であっても、波長分散による強度波形変化と非線形位相回転は、同時に発生するため、両者は複雑に絡み合っており十分な補償精度が得られない場合がある。
R. I. Kelley, et al., "Electronic dispersion compensation by signal predistorsion using a dual drive Mach-Zehender modulator," OFC2005, OThJ2, 2005 K. Kikuchi, et al., OFC/NFOEC2007, OTuA2, Anaheim, CA, Mar. 2007.
However, because the intensity waveform changes in the optical fiber transmission line due to the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line, the intensity waveform acquired at the receiving end is different from the intensity waveform at the time when the nonlinear distortion occurs. A sufficient compensation effect cannot be obtained. In addition, even when nonlinear distortion compensation calculation is performed after returning the intensity waveform change due to chromatic dispersion, the intensity waveform change due to chromatic dispersion and nonlinear phase rotation occur at the same time. In some cases, sufficient compensation accuracy cannot be obtained.
RI Kelley, et al., "Electronic dispersion compensation by signal predistorsion using a dual drive Mach-Zehender modulator," OFC2005, OThJ2, 2005 K. Kikuchi, et al., OFC / NFOEC2007, OTuA2, Anaheim, CA, Mar. 2007.

前述の如く、光ファイバ伝送システムでは、伝送路損失による光信号の減衰を補うために光増幅器を中継して、光信号を伝送する。そこでは、光ファイバの入力光パワーを大きくすると、信号対雑音比が高くなり、光のまま伝送できる距離が長くなるという性質がある。そのため、経済的にネットワータを構成する上では、光ファイバ伝送路への入力パワーを大きく設定したい。しかし、光ファイバへの入力パワーを大きくすると、その非線形効果により信号光波形が歪み、伝達特性生を劣化させる問題が生じる。   As described above, in an optical fiber transmission system, an optical amplifier is relayed to transmit an optical signal in order to compensate for attenuation of the optical signal due to transmission path loss. In this case, when the input optical power of the optical fiber is increased, the signal-to-noise ratio increases, and the distance that can be transmitted as light increases. Therefore, when configuring a network economically, it is desirable to set a large input power to the optical fiber transmission line. However, when the input power to the optical fiber is increased, the signal light waveform is distorted due to the nonlinear effect, resulting in a problem that the transfer characteristic is deteriorated.

また、非線形波形歪は、伝送路光ファイバ特性の固体差に依存して異なるため、高い信頼性で信号伝送品質を設計するために余分なマージンを見込んで設計していた。そのため、高い信頼度で信号伝送品質を設計するために、高コスト化、パフオーマンスの制限の原因となっていた。これまで、非線形波形歪を補供する方法が損秦されているが、単一の搬送波からなる信号光を対象としていた。近年、伝送ビットレートの高速化に伴い、複数の搬送波を用いて伝送する方式が注目されており、そこでは、非線形波形劣化が課題となっている。   Further, since the nonlinear waveform distortion differs depending on the individual difference in the transmission line optical fiber characteristics, an extra margin is designed in order to design the signal transmission quality with high reliability. Therefore, in order to design the signal transmission quality with high reliability, it has been the cause of high cost and limited performance. So far, methods for providing nonlinear waveform distortion have been impaired, but signal light consisting of a single carrier wave has been targeted. In recent years, with the increase in transmission bit rate, attention has been paid to a method of transmitting using a plurality of carrier waves, and nonlinear waveform deterioration has been a problem in that.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、複数の搬送波間の非線形相互作用により生じる非線形波形歪を、四光波混合光クロストーク等による波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を線形化して簡易化し、複雑な波形歪みの補償を、簡易な電気演算回路で実現することができる、受信装置、補償演算回路、および受信方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to approximate nonlinear waveform distortion caused by nonlinear interaction between a plurality of carrier waves by a waveform degradation model due to four-wave mixed light crosstalk, etc. It is an object of the present invention to provide a receiver, a compensation arithmetic circuit, and a reception method capable of linearizing and simplifying the nonlinear equations of the waveform deterioration model and realizing complex waveform distortion compensation with a simple electric arithmetic circuit. .

第1の態様は、光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された複数の周波数の搬送波、もしくは独立な偏波の搬送波を多重された信号光を受信する受信装置であって、前記信号光の周波数、もしくは偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離装置と、前記分離装置から出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期部と、前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、を備え、前記位相同期部と前記補償演算部とにおける演算処理を電気演算回路により実行するように構成されたこと、を特徴とする受信装置である。 The first aspect is a receiving apparatus that receives signal light multiplexed with a plurality of frequency carriers encoded by transmission information or independent polarization carriers in an optical transmission system using an optical fiber transmission line. A separation device that separates a signal for each carrier according to the frequency or polarization of the signal light, and a phase synchronization unit that performs synchronization processing of a symbol phase between a plurality of carriers output from the separation device; Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. And a compensation computation unit that performs computation to compensate for the nonlinear waveform distortion, and the computation processing in the phase synchronization unit and the compensation computation unit is performed in an electrical computation circuit Ri is configured to execute it, a receiving apparatus according to claim.

また、第2の態様は、光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された複数の周波数の搬送波、もしくは独立な偏波の搬送波を多重された信号光を受信する受信装置であって、偏波多重された信号光を偏波によって2つに分離する偏波分離装置と、周波数によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離装置と、前記分離装置から出力される各周波数の搬送波ごとの2つの偏波の受信信号を入力し、該入力された2つの偏波の受信信号間の干渉を取り除いて独立する2つの信号に偏波分離する偏波分離演算部と、前記偏波分離演算部から出力される複数の搬送波間の位相の同期処理を行う位相同期部と、前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、を備え、前記偏波分離演算部、前記位相同期部および前記補償演算部における演算処理を電気演算回路により実行するように構成されたこと、を特徴とする受信装置である。 In addition, in the second aspect , in an optical transmission system using an optical fiber transmission line, reception of signal light multiplexed with a plurality of frequency carriers encoded by transmission information or independent polarization carriers is performed. A polarization separation device that separates polarization-multiplexed signal light into two by polarization, a separation device that separates a signal for each individual carrier wave by frequency, and each output from the separation device A polarization separation calculation unit that receives two polarization reception signals for each frequency carrier wave, removes interference between the two polarization reception signals that are input, and separates the polarization signals into two independent signals; In the optical fiber transmission line, based on a phase synchronization unit that performs phase synchronization processing between a plurality of carriers output from the polarization separation calculation unit, and a carrier signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit. Multiplexing A non-linear waveform distortion of the measured signal light by modeling with a predetermined model including four-wave mixing crosstalk, and a compensation calculation unit that performs a calculation to compensate for the non-linear waveform distortion, the polarization separation calculation unit The receiving device is configured to execute arithmetic processing in the phase synchronization unit and the compensation arithmetic unit by an electric arithmetic circuit.

また、第3の態様は上記に記載の受信装置内の前記補償演算部を構成する補償演算回路であって、前記周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光、および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出する電気演算回路を備えること、を特徴とする補償演算回路である。 A third aspect is a compensation arithmetic circuit constituting the compensation arithmetic unit in the receiver described above , wherein the frequency-multiplexed and polarization-multiplexed signal light is generated in a non-linear waveform during propagation in an optical fiber transmission line. Distortion is modeled by waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk that occurs between signal light of multiple frequencies and signal light of different polarizations, and the relationship between the waveform of the received signal and the transmitted signal is related by a multi-dimensional nonlinear equation, A compensation arithmetic circuit comprising an electric arithmetic circuit for calculating a transmission signal from a reception signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation.

また、第4の態様は上記に記載の補償演算回路であって、前記周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光、および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を基に受信波形から送信波形を逐次的に推定する場合に、第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有し、逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路である。 A fourth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein the non-linear waveform distortion that occurs during propagation of the frequency-multiplexed and polarization-multiplexed signal light in an optical fiber transmission line, signal light having a plurality of frequencies, and Modeled by waveform distortion due to four-wave mixed crosstalk that occurs between signal lights of different polarizations, and the relationship between the waveform of the received signal and the transmitted signal is related by a multi-dimensional nonlinear equation, and transmitted from the received waveform based on the multi-dimensional nonlinear equation When estimating the waveform sequentially, the n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, A multi-dimensional nonlinear equation is linearized to have an n + 1-th transmission waveform estimation step for estimating an (n + 1) -th transmission waveform, and to be configured by an arithmetic circuit that sequentially estimates a compensation waveform. A compensation operation circuit to symptoms.

また、第5の態様は上記に記載の補償演算回路であって、第1段目の送信波形推定ステップにおいて、補償前の受信波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路を備えること、を特徴とする補償演算回路である。 Further, the fifth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein in the first-stage transmission waveform estimation step, a reception waveform before compensation is used as an initial value and a part of the transmission waveform of the multi-linear nonlinear equation It is a compensation arithmetic circuit characterized by having an arithmetic circuit used as a.

また、第6の態様は上記に記載の補償演算回路であって、第1段目の送信波形推定ステップにおいて、予め定められている任意の波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路を備えることを特徴とする補償演算回路である。 A sixth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein in the first-stage transmission waveform estimation step, a predetermined arbitrary waveform is used as an initial value and a part of the multi-dimensional nonlinear equation. It is a compensation arithmetic circuit characterized by including an arithmetic circuit used as a transmission waveform.

また、第7の態様は上記に記載の補償演算回路であって、前記周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光、および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記非線形歪み変動量を逐次的に推定する場合に、第n番目の変動量推定ステップから出力される第n段目の補償波形を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1段目の受信波形の非線形歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、前記第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから減算し、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップと、を有し、逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路である。 A seventh aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein the non-linear waveform distortion generated during propagation of the frequency-multiplexed and polarization-multiplexed signal light in an optical fiber transmission line is reduced to signal light having a plurality of frequencies, and Modeled by waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk that occurs between signal lights of different polarizations, and the relationship between the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform and the transmission waveform is related by a multi-dimensional nonlinear equation, and the nonlinear distortion fluctuation amount is sequentially determined. The n-th stage compensation waveform output from the n-th fluctuation amount estimation step is temporarily used as a transmission waveform that is part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the multi-dimensional nonlinear equation is linearized. And receiving the output value from the (n + 1) th stage fluctuation amount estimating step for estimating the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform at the (n + 1) th stage and the (n + 1) th fluctuation amount estimating step. And an n + 1-th stage fluctuation amount compensation step for outputting a waveform after compensating for the (n + 1) -th stage nonlinear distortion, and comprising a calculation circuit that sequentially estimates the compensation waveform. This is a characteristic compensation operation circuit.

また、第8の態様は上記に記載の補償演算回路であって、第1段目の変動量推定ステップにおいて、補償前の受信波形を一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路で構成されること、を特徴とする補償演算回路である。 Further, an eighth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein in the first stage fluctuation amount estimation step, the received waveform before compensation is temporarily used as a transmission waveform that is a part of the multi-dimensional nonlinear equation. It is a compensation arithmetic circuit characterized by comprising an arithmetic circuit to be used.

また、第9の態様は上記に記載の補償演算回路であって、第1段目の変動量推定ステップにおいて、予め定められている任意の波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いることを特徴とする演算回路を、備えることを特徴とする補償演算回路である。 A ninth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein in the first stage fluctuation amount estimation step, a predetermined arbitrary waveform is used as an initial value and a part of the multi-dimensional nonlinear equation. It is a compensation arithmetic circuit characterized by comprising an arithmetic circuit characterized by being used as a transmission waveform.

また、第10の態様は上記に記載の補償演算回路であって、第1段目の変動量推定ステップにおいて、初期値として用いる値を変化させて、補正効果が得られる値を検出する演算回路を、備えることを特徴とする補償演算回路である。 The tenth aspect is the compensation arithmetic circuit described above , wherein in the first-stage fluctuation amount estimation step, a value used as an initial value is changed to detect a value that provides a correction effect. A compensation arithmetic circuit including a circuit.

また、第11の態様は上記に記載の補償演算回路であって、前記周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、前記複数の周波数の信号光を合成した時間波形、及びその直交偏波の時間波形の強度に比例して信号光電界の光位相が回転する自己位相変調によってモデル化し、前記自己位相変調のモデルによって伝送前波形と伝送後波形の関係を非線形方程式で関連付けし、伝送後波形から伝送前波形を推定することを特徴とする演算回路で構成されること、を特徴とする補償演算回路である。 Also, aspects of the eleventh, a compensation operation circuit described above, the frequency-multiplexed and polarization-multiplexed signal light to the nonlinear waveform distortion generated in the optical fiber transmission path propagation, the signal light of the plurality of frequency It is modeled by self-phase modulation in which the optical phase of the signal light electric field rotates in proportion to the intensity of the synthesized time waveform and the time waveform of the orthogonal polarization, and the pre-transmission waveform and the post-transmission waveform are modeled by the self-phase modulation model. The compensation arithmetic circuit is characterized by comprising an arithmetic circuit characterized by associating the relationship with a nonlinear equation and estimating a pre-transmission waveform from a post-transmission waveform.

また、第12の態様は上記に記載の補償演算回路であって、光ファイバ伝送路における波長分散、及び損失を線形な伝達関数によって記述し、前記伝達関数の逆関数を作用させる線形波形歪み補償演算と、前記四光波混合クロストークモデルを含む所定のモデルにより算出された非線形波形歪の補償演算とを繰り返し実施することで、伝送後波形から伝送前波形を推定する送信前波形推定する演算回路で構成されること、を特徴とする補償演算回路である。 Further, a twelfth aspect is the compensation operation circuit described above, the wavelength dispersion in the optical fiber transmission line, and the loss is described by a linear transfer function, the linear waveform distortion that applies an inverse function of the transfer function Computation for pre-transmission waveform estimation that pre-transmission waveform is estimated from post-transmission waveform by repeatedly performing compensation computation and compensation calculation of nonlinear waveform distortion calculated by a predetermined model including the four-wave mixing crosstalk model It is a compensation arithmetic circuit characterized by comprising a circuit.

また、第13の態様は、前記非線形歪を補償する演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習し、該補償パラメータ値を前記補償演算回路に入力する補償パラメータ学習部を備えること、を特徴とする上記に記載の補償演算回路である。 The thirteenth aspect depends on the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line used in the calculation for compensating the nonlinear distortion, the chromatic dispersion slope, the transmission parameter including the nonlinear constant, and the relative phase between the carriers of the multiplexed signal light. the compensation parameters learned that, it comprises a compensation parameter learning unit for inputting the compensation parameter value to the compensation operation circuit, a compensation operation circuit described above, wherein.

また、第14の態様は、複数の周波数の連続光を出力するマルチモード局発光発生部と、前記複数の周波数の局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する光90度ハイブリッドと、前記光90度ハイブリッドからの出力光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離するそれぞれの光分離器と、前記それぞれの光分離器のから出力光を入力し、それぞれを電気信号に変換する光電変換器と、前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、を備えることを特徴とする上記に記載の受信装置である。 Further, the fourteenth aspect is a multimode local light generation unit that outputs continuous light of a plurality of frequencies, a component that inputs local light and input signal light of the plurality of frequencies, and whose optical phases are the same. Optical 90-degree hybrid that is separated into orthogonal components and output to different ports, output light from the optical 90-degree hybrid is input, and each optical separator is separated for each wavelength by a chromatic dispersion medium; A photoelectric converter that inputs output light from the optical separator and converts each of the light into an electric signal, and an analog / digital converter that converts the electric signal of the photoelectric converter into a digital signal. The receiving apparatus according to the above , characterized in that:

また、第15の態様は、複数の周波数の連続光を局発光として出力するマルチモード局発光発生部と、入力信号光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、前記マルチモード局発光発生部から出力される局発光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する局発光の光分離器と、前記信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、前記局発光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力するそれぞれの搬送波の光90度ハイブリッドと、前記それぞれの光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、を備えることを特徴とする上記に記載の受信装置である。 In the fifteenth aspect , a multi-mode local light generation unit that outputs continuous light having a plurality of frequencies as local light and an input signal light are input, separated for each wavelength by a chromatic dispersion medium, and output to different ports. A signal light separator, a local light output from the multi-mode local light generator, and a local light separator that separates each wavelength by a chromatic dispersion medium and outputs it to different ports; and the signal The output light from each port of the optical light separator and the output light from each port of the local light separator are input and separated into a component orthogonal to the component in which both optical phases match. Optical 90-degree hybrids of the respective carriers output to different ports, respective photoelectric converters for converting the output light from the respective optical 90-degree hybrids into electric signals, and the respective photoelectric conversions And each of the analog-digital converter for converting an electrical signal vessels into a digital signal, a receiving apparatus according to, characterized in that it comprises a.

また、第16の態様は、入力信号光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、互いに異なる周波数の連続光を出力する複数の局発光発生部と、前記信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、前記それぞれの局発光発生部からの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する光90度ハイブリッドと、前記それぞれの波長分離機からの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、を備えることを特徴とする上記に記載の受信装置である。 Further, the sixteenth aspect is an optical signal separator that receives input signal light, separates the signals for each wavelength by a wavelength dispersion medium, and outputs them to different ports, and a plurality of stations that output continuous light having different frequencies. A component that is inputted with the light emitted from the respective ports of the light emission generation unit, the signal light optical separator, and the output light from each of the local light generation units, and is a component that is orthogonal to the component in which both optical phases match 90-degree hybrids that are separated and output to different ports, respective photoelectric converters that convert the output light from the respective wavelength separators into electrical signals, and electrical signals from the respective photoelectric converters are converted into digital signals Each of the analog-to-digital converters for converting to the above- described receiving device is the receiving device described above .

また、第17の態様は、1つの周波数成分を有する連続光を出力する局発光発生部と、前記局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドと、前記光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、前記光電変換器からの出力信号を周波数によって複数の電気信号に分離する電気フィルタと、前記それぞれの電気フィルタからの出力電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、を備えることを特徴とする上記に記載の受信装置である。 In the seventeenth aspect , the local light generation unit that outputs continuous light having one frequency component, the local light and the input signal light are input, and a component that is orthogonal to a component in which both optical phases coincide with each other Separated output 90 degree hybrid, each photoelectric converter that converts the output light from the 90 degree hybrid light into electrical signal, and output signal from the photoelectric converter is separated into a plurality of electrical signals according to frequency The receiving device according to the above , further comprising: an electrical filter that converts the output electrical signal from each electrical filter into a digital signal.

また、第18の態様は、1つの周波数の成分を有する連続光を出力する局発光発生部と、前記局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドと、前記光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、前記それぞれのアナログ・デジタル変換器からの出力信号を周波数によって複数のチャネルに分離するデジタルフィルタと、を備えることを特徴とする上記に記載の受信装置である。 According to an eighteenth aspect , a local light generation unit that outputs continuous light having a component of one frequency, a component that receives the local light and input signal light, and that is orthogonal to a component in which both optical phases coincide with each other Optical 90-degree hybrid that is output separately, a photoelectric converter that converts output light from the optical 90-degree hybrid into an electrical signal, and an analog / digital converter that converts the electrical signal of the photoelectric converter into a digital signal When a receiving apparatus according to, characterized in that it comprises a digital filter for separating a plurality of channels by frequency an output signal from said respective analog-to-digital converter.

また、第19の態様は、光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された複数の周波数の搬送波、もしくは独立な偏波の搬送波を多重された信号光を受信する受信装置における前記信号光の受信方法であって、前記信号光の周波数、もしくは偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離手順と、前記分離手順により出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期手順と、前記位相同期手順により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算手順と、を含むことを特徴とする受信方法である。 In addition, in a nineteenth aspect , in an optical transmission system using an optical fiber transmission path, reception of signal light multiplexed with a plurality of frequency carriers encoded by transmission information or independent polarization carriers is performed. A method for receiving the signal light in an apparatus, comprising: a separation procedure for separating a signal for each carrier according to a frequency or polarization of the signal light; and a symbol phase between a plurality of carriers output by the separation procedure A four-wave mixing crosstalk is included in the non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line based on the phase synchronization procedure for performing the synchronization processing and the carrier wave signal subjected to the synchronization processing by the phase synchronization procedure. And a compensation calculation procedure for performing calculation for compensating for the nonlinear waveform distortion while modeling and calculating with a predetermined model. It is.

第1の態様の受信装置においては、複数の搬送波間の非線形相互作用による非線形波形歪を補償するため、複数の搬送波間のシンボル位相同期の前処理を行ったうえで、非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等による波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を逐次的近似解法等で線形化して簡易化し、この簡易化された波形歪みモデルにより、複雑な波形歪みの補償を行うようにしたので、これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現することができる。 In the receiving apparatus of the first aspect , in order to compensate for nonlinear waveform distortion due to nonlinear interaction between a plurality of carrier waves, preprocessing of symbol phase synchronization between the plurality of carrier waves is performed, and then the nonlinear waveform distortion is reduced to four light waves. It is approximated by a waveform degradation model due to mixed optical crosstalk, etc., and the nonlinear equation of this waveform degradation model is simplified by linearizing it by a successive approximation method, etc., and this simplified waveform distortion model compensates for complex waveform distortion. As a result, the nonlinear compensation calculation can be realized with a simple electric calculation circuit.

また、第2の態様の受信装置においては、偏波多重された信号光を偏波分離装置によって2つに分離し、偏波分離演算部により各搬送波周波数ごとの2つの偏波の間の干渉を取り除いた後に、この複数の搬送波間の非線形波形歪を補償するため、搬送波間の位相同期の前処理を行ったうえで、非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等の波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を逐次的近似解法等で線形化して簡易化し、この簡易化された波形歪みモデルにより波形歪みの補償を行う。これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現することができる。 In the receiving device of the second mode , the polarization multiplexed signal light is separated into two by the polarization separation device, and the interference between the two polarizations for each carrier frequency by the polarization separation operation unit. In order to compensate for non-linear waveform distortion between multiple carriers, pre-processing of phase synchronization between the carriers is performed, and the non-linear waveform distortion is approximated by a waveform degradation model such as four-wave mixed-light crosstalk. Then, the nonlinear equation of the waveform deterioration model is simplified by linearizing it by a successive approximation method or the like, and the waveform distortion is compensated by the simplified waveform distortion model. As a result, the nonlinear compensation calculation can be realized with a simple electric calculation circuit.

また、第3の態様の補償演算回路においては、周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、この多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を求めるようにしたので、これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現する補償演算回路を提供できる。 Further, in the compensation arithmetic circuit of the third aspect , nonlinear waveform distortion generated during propagation of frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled by waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk, and the received signal and Since the relationship of the waveform of the transmission signal is related by a multi-dimensional nonlinear equation and the transmission signal is obtained from the received signal by solving this multi-dimensional nonlinear equation, the non-linear compensation calculation is realized by a simple electric arithmetic circuit. A compensation arithmetic circuit can be provided.

また、第4の態様の補償演算回路においては、周波数多重および偏波多重信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有するようにしたので、これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現する補償演算回路を提供できる。 Further, in the compensation arithmetic circuit of the fourth aspect , the nonlinear waveform distortion generated during propagation of the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled by the waveform distortion caused by the four-wave mixing crosstalk, and the received signal and The waveform relationship of the transmission signal is related by a multi-dimensional nonlinear equation, and the n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation. Thus, the multi-linear equation is linearized to have the (n + 1) th transmission waveform estimation step for estimating the (n + 1) th transmission waveform, so that the nonlinear compensation calculation can be realized with a simple electric calculation circuit. An arithmetic circuit can be provided.

また、第5の態様の補償演算回路においては、第1段目の送信波形推定ステップにおいて、補償前の受信波形を、初期値として多元非線形方程式の一部の送信波形として用いるようにしたので、より精度の高い送信波形を推定することができる。 Further, in the compensation operation circuit of the fifth aspect , in the first transmission waveform estimation step, the reception waveform before compensation is used as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation as an initial value. A transmission waveform with higher accuracy can be estimated.

また、第6の態様の補償演算回路においては、第1段目の送信波形推定ステップにおいて、任意の波形を、初期値として多元非線形方程式の一部の送信波形として用いるようにしたので、これにより、多元非線形方程式の形式、パラメータ等に応じて所望の初期値を設定することができる。 In the compensation calculation circuit of the sixth aspect , since an arbitrary waveform is used as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation as an initial value in the first transmission waveform estimation step, A desired initial value can be set according to the form, parameters, etc. of the multi-dimensional nonlinear equation.

また、第7の態様の補償演算回路においては、四光波混合クロストークによりモデル化された、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、第n番目の変動量補償ステップから出力される第n段目の補償波形を一部の送信波形として用いて多元非線形方程式を線形化し、第n+1段目の受信波形の歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから差し引き、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップとを有するようにしたので、これにより、非線形補償演算を歪み変動量による漸化式を用いて容易に行うことができると共に、推定結果への収束を早めることができる。 In the compensation calculation circuit of the seventh aspect , the relationship between the nonlinear distortion fluctuation amount of the reception waveform and the transmission waveform modeled by the four-wave mixed crosstalk is related by the multi-dimensional nonlinear equation, and the nth fluctuation amount is obtained. The n + 1-th stage fluctuation amount for linearizing the multi-dimensional nonlinear equation using the n-th stage compensation waveform output from the compensation step as a partial transmission waveform and estimating the distortion fluctuation amount of the (n + 1) -th stage received waveform. An estimation step and an (n + 1) th stage fluctuation amount compensation step for subtracting the output value from the (n + 1) th fluctuation amount estimation step from the received data and outputting a waveform after the (n + 1) th stage nonlinear distortion compensation. As a result, the nonlinear compensation calculation can be easily performed using the recurrence formula based on the distortion fluctuation amount, and the convergence to the estimation result can be accelerated.

また、第8の態様の補償演算回路においては、歪み変動量を求める第1段目の変動量推定ステップにおいて、補償前の受信波形を一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いるようにしたので、これにより、補償前の受信波形を初期値として選択し、非線形補償演算を歪み変動量による漸化式を用いて容易に行うことができる。 In the compensation operation circuit of the eighth aspect , the received waveform before compensation is temporarily used as part of the transmission waveform of the multi-linear nonlinear equation in the first-stage fluctuation amount estimation step for obtaining the distortion fluctuation amount. As a result, the received waveform before compensation is selected as the initial value, and the nonlinear compensation calculation can be easily performed using the recurrence formula based on the distortion fluctuation amount.

また、第9の態様の補償演算回路においては、歪み変動量を求める第1段目の送信波形推定ステップにおいて、任意の波形を、初期値として多元非線形方程式の一部の送信波形として用いるようにしたので、これにより、任意の波形を初期値とし選択し、非線形補償演算を歪み変動量による漸化式を用いて容易に行うことができる。 In the compensation operation circuit of the ninth aspect , an arbitrary waveform is used as an initial value as a part of the transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation in the first-stage transmission waveform estimation step for obtaining the distortion fluctuation amount. As a result, an arbitrary waveform can be selected as an initial value, and a nonlinear compensation calculation can be easily performed using a recurrence formula based on a distortion fluctuation amount.

また、第10の態様の補償演算回路においては、第1段目の変動量推定ステップにおいて、初期値として用いる値を変化させて、補正効果が得られる値を検出するようにしたので、これにより、適切な初期値を選択することにより、収束を速めるなど、高精度で非線形波形歪の補償演算が行えるようになる。 In the compensation arithmetic circuit according to the tenth aspect , the value used as the initial value is changed in the first fluctuation amount estimation step so as to detect the value that provides the correction effect. By selecting an appropriate initial value, it becomes possible to perform compensation for nonlinear waveform distortion with high accuracy, such as speeding up convergence.

また、第11の態様の補償演算回路においては、光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、自己位相変調によってモデル化し、伝送前波形と伝送後波形の関係を非線形方程式で関連付けし、伝送後波形から伝送前波形を推定するようにしたので、これにより、自己位相変調位相回転モデルを使用して送信波形を推定することができる。 In the compensation arithmetic circuit of the eleventh aspect , the nonlinear waveform distortion generated during propagation in the optical fiber transmission line is modeled by self-phase modulation, the relationship between the waveform before transmission and the waveform after transmission is related by a nonlinear equation, and transmission Since the pre-transmission waveform is estimated from the post waveform, the transmission waveform can be estimated using the self-phase modulation phase rotation model.

また、第12の態様の補償演算回路においては、光ファイバ伝送路における波長分散、及び損失を線形な伝達関数によって記述し、伝達関数の逆関数を作用させる線形波形歪み補償演算と、四光波混合クロストークモデルまたは自己位相変調位相回転モデルによる非線形波形歪の補償演算とを繰り返し実施することで、伝送後波形から伝送前波形を推定するようにしたので、これにより、スプリットステップ法を用いて、送信波形を推定することができる。 In the compensation operation circuit of the twelfth aspect , the chromatic dispersion and loss in the optical fiber transmission line are described by a linear transfer function, and a linear waveform distortion compensation operation for applying an inverse function of the transfer function, and four-wave mixing Since the waveform before transmission is estimated from the post-transmission waveform by repeatedly performing the compensation calculation of the non-linear waveform distortion by the crosstalk model or the self-phase modulation phase rotation model, the split step method is used thereby. The transmission waveform can be estimated.

また、第13の態様の補償演算回路においては、非線形補償演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習する補償パラメータ学習部を備えるようにしたので、これにより、多元非線形方程式から送信波形を推定する補償演を行う際に必要となる補償パラメータを取得することができる。 In the compensation calculation circuit of the thirteenth aspect , the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line used for the nonlinear compensation calculation, the chromatic dispersion slope, the transmission parameter including the nonlinear constant, and the relative phase between the carriers of the multiplexed signal light are set. Since the compensation parameter learning unit for learning the dependent compensation parameter is provided, it is possible to acquire a compensation parameter necessary for performing compensation performance for estimating the transmission waveform from the multi-dimensional nonlinear equation.

また、第14の態様の受信装置においては、マルチモード局発光発生部と光90度ハイブリッドにより、各搬送周波数ごとに光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力し、また、光90度ハイブリッドからの出力光を波長分散媒質を用いた光分離器によって周波数(波長)毎に分離するようにしたので、これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。 Further, in the receiver of the fourteenth aspect , the multi-mode local light generator and the optical 90-degree hybrid are separated into components orthogonal to the components having the same optical phase for each carrier frequency and output to different ports, In addition, since the output light from the optical 90-degree hybrid is separated for each frequency (wavelength) by an optical separator using a wavelength dispersion medium, this allows without using an electric filter (digital filter, etc.) The carrier wave can be separated in the optical system.

また、第15の態様の受信装置においては、入力信号光を波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、マルチモード局発光発生部からの出力光を入力し波長毎に分離して異なるポートに出力する局発光の光分離器とを備え、また、信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、局発光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力するそれぞれの搬送波の光90度ハイブリッドを設けるようにしたので、これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。 In the receiver of the fifteenth aspect , the input signal light is separated for each wavelength and output to different ports, and the output light from the multimode local light generation unit is input for each wavelength. And the light output from each port of the signal light separator and the output from each port of the local light separator. Since the optical 90-degree hybrid of each carrier wave that inputs light and separates into a component orthogonal to a component in which both optical phases match and outputs to a different port is provided, an electric filter (digital filter) Etc.), the carrier wave can be separated in the optical system.

また、第16の態様の受信装置においては、入力信号光を波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、異なる周波数の連続光を出力する複数の局発光発生部とを備え、また、信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、それぞれの局発光発生部からの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する複数の光90度ハイブリッドとを備えるようにしたので、これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。 Further, in the receiver of the sixteenth aspect , a signal light optical separator that separates the input signal light for each wavelength and outputs it to different ports, and a plurality of local light generators that output continuous light of different frequencies, In addition, the output light from each port of the signal light separator and the output light from each local light generation unit are input and separated into a component that is orthogonal to the component in which both optical phases match Thus, since a plurality of optical 90-degree hybrids that output to different ports are provided, it is possible to separate the carrier waves in the optical system without using an electrical filter (such as a digital filter).

また、第17の態様の受信装置においては、1つの周波数の連続光を出力する局発光発生部と、局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドとを備え、光90度ハイブリッドからの出力光を光電変換器により電気信号に変換し、光電変換器からの出力信号を電気フィルタにより周波数によって複数の電気信号に分離するようにしたので、これにより、電気フィルタを使用して搬送波を周波数ごとに分離することができる。 In the receiver of the seventeenth aspect , the local light generation unit that outputs continuous light of one frequency, the local light and the input signal light are input, and the component that is orthogonal to the component in which both optical phases match The optical 90-degree hybrid that is separated and output, and the output light from the optical 90-degree hybrid is converted into an electrical signal by a photoelectric converter, and the output signal from the photoelectric converter is converted into a plurality of electrical signals by frequency using an electrical filter. Thus, the carrier wave can be separated for each frequency by using the electric filter.

また、第18の態様の受信装置においては、1つの周波数の連続光を出力する局発光発生部と、局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドとを備え、光90度ハイブリッドからの出力光を光電変換器により電気信号に変換し、光電変換器からの出力信号をデジタルフィルタにより周波数によって複数の電気信号に分離するようにしたので、これにより、デジタルフィルタを使用して搬送波を周波数ごとに分離することができる。 In the eighteenth aspect of the receiving device, the local light generation unit that outputs continuous light of one frequency, the local light and the input signal light are input, and the component that is orthogonal to the component in which both optical phases coincide with each other A 90-degree optical hybrid that outputs the light separately and converts the output light from the optical 90-degree hybrid into an electrical signal by a photoelectric converter, and the output signal from the photoelectric converter is converted into a plurality of electrical signals by frequency using a digital filter. Thus, the carrier wave can be separated for each frequency using the digital filter.

また、第19の態様の受信方法においては、複数の搬送波間の非線形相互作用による非線形波形歪を補償するため、複数の搬送波間のシンボル位相同期の前処理を行ったうえで、非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等による波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を逐次的近似解法等で線形化して簡易化し、この簡易化された波形歪みモデルにより、複雑な波形歪みの補償を行うようにしたので、これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現することができる。 Further, in the reception method of the nineteenth aspect , in order to compensate for nonlinear waveform distortion due to nonlinear interaction between a plurality of carrier waves, preprocessing for symbol phase synchronization between the plurality of carrier waves is performed, and then the nonlinear waveform distortion is reduced. It is approximated by a waveform degradation model due to four-wave mixed light crosstalk, etc., and the nonlinear equation of this waveform degradation model is simplified by linearizing it by a sequential approximate solution, etc., and this simplified waveform distortion model Since the compensation is performed, the nonlinear compensation calculation can be realized by a simple electric calculation circuit.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[本発明が適用される信号光の形態についての説明]
最初に、本発明の受信装置が適用される信号光の形態について説明する。本発明の受信装置においては、送信情報が符号化された複数の周波数の光搬送波(光キャリア、サブキャリア)、もしくは独立した偏波の光搬送波(光キャリア、サブキャリア)が多重化された信号光を受信することを想定する。
[Description of the form of signal light to which the present invention is applied]
First, the form of signal light to which the receiving apparatus of the present invention is applied will be described. In the receiving apparatus of the present invention, a signal obtained by multiplexing optical carriers (optical carriers and subcarriers) having a plurality of frequencies encoded with transmission information, or optical carriers (optical carriers and subcarriers) having independent polarizations. Assume that light is received.

例えば、このような信号光としては、異なる波長の光搬送波をそれぞれ個別に変調し、波長分散媒質を用いて多重化された波長多重(WDM)信号光がある。また、1つのクライアント情報を周波数が近接する複数のキャリア、サブキャリアの信号光に分離して伝達するマルチキャリア信号光にも適用可能である。   For example, as such signal light, there is wavelength division multiplexing (WDM) signal light in which optical carriers of different wavelengths are individually modulated and multiplexed using a wavelength dispersion medium. Further, the present invention can also be applied to multicarrier signal light that transmits one client information by separating it into signal lights of a plurality of carriers and subcarriers whose frequencies are close to each other.

また、マルチキャリアのように複数の搬送波を束ねた信号光で、それぞれの搬送波の変調周波数(ビットレート)が、搬送波の周波数間隔と同程度になるまで高密度に多重された直交周波数分割多重(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing))信号がある。これらの信号光は、物理的には複数の周波数が多重された信号光形式であり、図1に示す概念図で表現できる。   Also, orthogonal frequency division multiplexing (multiple carriers) is used to multiplex a plurality of carrier waves, and are multiplexed at a high density until the modulation frequency (bit rate) of each carrier becomes approximately the same as the frequency interval of the carriers. There is an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal. These signal lights are physically in a signal light format in which a plurality of frequencies are multiplexed, and can be expressed by the conceptual diagram shown in FIG.

図1(A)は、マルチキャリア信号光の概念図であり、複数のキャリアCh−1、Ch−2、Ch−3、およびCh−4が変調され、信号光E1、E2、E3、E4が多重化された例を示している。また、図1(B)は、マルチキャリア・偏波多重信号光の概念図であり、マルチキャリア信号光、もしくはOFDM信号光が、さらに偏波多重された信号光の概念図である。図1(B)に示すように独立する偏波に異なる信号光を割り当てて伝達するような偏波多重信号光も本発明の適用先として想定される。   FIG. 1A is a conceptual diagram of multicarrier signal light, in which a plurality of carriers Ch-1, Ch-2, Ch-3, and Ch-4 are modulated, and signal lights E1, E2, E3, and E4 are modulated. A multiplexed example is shown. FIG. 1B is a conceptual diagram of multicarrier / polarization multiplexed signal light, and is a conceptual diagram of signal light in which multicarrier signal light or OFDM signal light is further polarization multiplexed. As shown in FIG. 1B, polarization multiplexed signal light in which different signal lights are allocated and transmitted to independent polarizations is also assumed as an application destination of the present invention.

[第1の実施の形態]
(受信装置の構成例の説明)
次に、本発明の第1の実施の形態に係わる受信装置の構成について説明する。従来の光ファイバ伝送システムでは、伝送路ファイバの非線形性が受信波形を歪ませる原因となり伝送特性を劣化させていた。この波形歪みは、伝送される光電界波形に依存して一意に決定されるものであり、その波形歪みは受信波形から予測可能である。つまり、WDM信号光の伝送であっても、OFDM信号、マルチキャリア信号の伝送であっても、隣接チャネルの受信波形を用いて受けた非線形波形歪を予測し、波形歪みを補償することが原理的に可能である。
[First Embodiment]
(Description of configuration example of receiving apparatus)
Next, the configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. In the conventional optical fiber transmission system, the nonlinearity of the transmission line fiber causes the received waveform to be distorted and deteriorates the transmission characteristics. This waveform distortion is uniquely determined depending on the transmitted optical electric field waveform, and the waveform distortion can be predicted from the received waveform. That is, the principle is to predict the nonlinear waveform distortion received using the reception waveform of the adjacent channel and compensate for the waveform distortion, whether it is transmission of WDM signal light, transmission of OFDM signal or multicarrier signal. Is possible.

本発明の第1の実施の形態においては、非線形波形劣化をFWMクロストーク(四光波混合クロストーク)による波形劣化モデルによって近似し、波形劣化の記述を簡単化する。FWMクロストークは、周波数、もしくは偏波の異なる3つのキャリア、サブキャリアの光電界の積に比例した光電界が生じる現象としてモデル化される。   In the first embodiment of the present invention, nonlinear waveform deterioration is approximated by a waveform deterioration model by FWM crosstalk (four-wave mixed crosstalk) to simplify the description of waveform deterioration. FWM crosstalk is modeled as a phenomenon in which an optical electric field proportional to the product of the optical electric fields of three carriers and subcarriers having different frequencies or polarizations is generated.

3つのうち2つのキャリア、サブキャリアが縮退して、同一のサブキャリア、キャリアになることもある。FWMによって発生したFWMクロストーク光電界は、別のキャリア、もしくはサブキャリアの光電界に重畳して、その光電解波形を歪ませる。   Of the three, two carriers and subcarriers may be degenerated and become the same subcarrier and carrier. The FWM crosstalk optical field generated by the FWM is superimposed on the optical field of another carrier or subcarrier, and the photoelectrolytic waveform is distorted.

図2に、FWM発生の元となるキャリア、サブキャリア、及びFWMクロストークが重畳するキャリア、サブキャリアの周波数、及び偏波の関係を一例として示す。   FIG. 2 shows, as an example, the relationship between the carrier, the subcarrier, and the carrier on which the FWM crosstalk is superimposed, the frequency of the subcarrier, and the polarization.

図2(A)においては、異なる周波数(波長)の3つのチャネルCh−1、Ch−2、Ch−3により生じる光電界E1、E2、E3により、チャネルCh−4の光電界E4にFWMクロストーク(E3×E2×E1)が発生する例を示している。また、図2(B)においては、X偏波の光電界E1X、Y偏波の光電界E1Y、X偏波の光電界E2Xにより、光電界E2YにFWMクロストーク(E1X×E2X×E1Y)が発生する例を示している。すなわち、図2(A)は、複数の周波数の信号光間のFWMクロストーク発生を示し、図2(B)は、複数の周波数の信号光、および異なる偏波の信号光間のFWMクロストーク発生を示している。 In FIG. 2A, an FWM cross is generated in the optical field E4 of the channel Ch-4 by the optical fields E1, E2, and E3 generated by the three channels Ch-1, Ch-2, and Ch-3 having different frequencies (wavelengths). An example in which a talk (E3 × E2 × E1 * ) occurs is shown. In FIG. 2B, an FWM crosstalk (E1X × E2X × E1Y * ) is generated in the optical electric field E2Y by the X-polarized light electric field E1X, the Y-polarized light electric field E1Y, and the X-polarized light electric field E2X . Shows an example of the occurrence of. 2A shows the occurrence of FWM crosstalk between signal lights having a plurality of frequencies, and FIG. 2B shows FWM crosstalk between signal lights having a plurality of frequencies and signal lights having different polarizations. It shows the occurrence.

この場合に、光ファイバ伝送路の出力端におけるFWMクロストーク光電界波形は、光ファイバ伝送路の入力端での光電界波形、つまり光電界の強度と位相を用いて表現することができる(次の参考文献1を参照)。   In this case, the FWM crosstalk optical electric field waveform at the output end of the optical fiber transmission line can be expressed using the optical electric field waveform at the input end of the optical fiber transmission line, that is, the intensity and phase of the optical electric field (next) Reference 1).

[参考文献1]P.O. Hill, "cw-three wave mixing In single mode optical fibers," J. Appl. Phys., 5098.   [Reference 1] P.O. Hill, “cw-three wave mixing in single mode optical fibers,” J. Appl. Phys., 5098.

FWMクロストークを受けたキャリア、もしくはサブキャリアの受信端では、主信号の光電界波形に、このFWMクロストークの光電界波形を加えた光電界波形が受信器に入力される。つまり、周囲の周波数、及び偏波のキャリア、サブキャリアの光電界波形の積が、主信号の光電界波形に加えられた光電界波形が受信されるので、各キャリア、サブキャリアの受信光電界は、それらの送信光電界の3次の非線形連立方程式で記述される。非線形波形劣化を補償する補償演算回路では、光受信器において各キャリア、サブキャリアの光ファイバ伝送路から出力される波形を観測し、これらが非線形連立方程式の受信波形となるような送信電界波形を、非線形連立方程式を解くことによって求める。   At the receiving end of the carrier or subcarrier that has received FWM crosstalk, an optical electric field waveform obtained by adding the optical electric field waveform of the FWM crosstalk to the optical electric field waveform of the main signal is input to the receiver. In other words, since the optical electric field waveform obtained by adding the optical frequency waveform of the surrounding frequency, the polarized carrier and the subcarrier to the optical electric field waveform of the main signal is received, the received optical field of each carrier and subcarrier is received. Is described by a third-order nonlinear simultaneous equation of these transmitted optical fields. In the compensation arithmetic circuit that compensates for nonlinear waveform degradation, the optical receiver observes the waveform output from the optical fiber transmission path of each carrier and subcarrier, and generates a transmission electric field waveform that becomes the received waveform of the nonlinear simultaneous equations. It is obtained by solving the nonlinear simultaneous equations.

図3は、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。
図3に示す受信装置において、入力された複数の搬送波からなる信号光は、局発光発生部11から出力される局発光と共に光90度ハイブリッド102に入力される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the receiving apparatus shown in FIG. 3, the input signal light including a plurality of carrier waves is input to the optical 90-degree hybrid 102 together with the local light output from the local light generation unit 11.

光90度ハイブリッド101は、マルチキャリア局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する機能を有する。この光90度ハイブリッド101の出力は、光電変換器201、202に入力される。例えば、光電変換器201、アナログ・デジタル変換器(ADC)301の系統が、光位相が局発光と同相成分の信号系統であり、光電変換器202、アナログ・デジタル変換器(ADC)302の系統が局発光と直交する成分の信号系統である。   The optical 90-degree hybrid 101 has a function of inputting multicarrier local light and input signal light, separating them into components orthogonal to the components having the same optical phase, and outputting them to different ports. The output of the light 90-degree hybrid 101 is input to the photoelectric converters 201 and 202. For example, the system of the photoelectric converter 201 and the analog / digital converter (ADC) 301 is a signal system whose optical phase is the same phase component as the local light, and the system of the photoelectric converter 202 and the analog / digital converter (ADC) 302. Is a signal system of components orthogonal to the local light.

この光90度ハイブリッド101には、例えば、図4に示す方向性結合器である合波器110が含まれ、この合波器110により、信号光と局発光の光電界が互いに混ざり合い、合波器110の2つの出力ポートから出力される、これを、光電変換器201内の差動光検出器211で検出することにより、差動光検出器211の2乗検波特性によって信号光と局発光の光電界の積(クロスターム)が発生する。   The optical 90-degree hybrid 101 includes, for example, a multiplexer 110 that is a directional coupler shown in FIG. 4, and the multiplexer 110 mixes the signal light and the optical field of the local light and mixes them. The signal output from the two output ports of the wave detector 110 is detected by the differential photo-detector 211 in the photoelectric converter 201, so that the signal light and the station are detected by the square detection characteristics of the differential photo-detector 211. A product (cross-term) of light emission electric field is generated.

このクロスタームは、信号光と局発光の位相差に依存する項を有し、さらに合波器110からの2つの出力ポートでは、この位相差の依存性が異なる。従って、信号光と局発光の光周波数が近接している場合には、それらの差分をとることで、信号光と局発光の位相差を比較できる。具体的には、局発光の位相を基準にして、信号光と同位相成分の強度を出力することになる。   This cross term has a term that depends on the phase difference between the signal light and the local light, and the two output ports from the multiplexer 110 have different dependencies on the phase difference. Therefore, when the optical frequencies of the signal light and the local light are close to each other, the phase difference between the signal light and the local light can be compared by taking the difference between them. Specifically, the intensity of the same phase component as that of the signal light is output based on the phase of the local light.

このようにして、図3に示す光電変換器201、201から出力される電気信号は、局発光の周波数を中心として信号光の光スペクトルをダウンコンバートされた電気スペクトルとなる。   In this manner, the electric signals output from the photoelectric converters 201 and 201 shown in FIG. 3 become an electric spectrum obtained by down-converting the optical spectrum of the signal light around the frequency of local light.

このスペクトルの周波数帯域は、光電変換器201、202の応答周波数帯域で制限されており、周波数帯域が50GHz程度の光電変換器も市販されており、これを利用すれば50GHz程度の光周波数差があるような場合でもサポートできる。ここでは、信号光が複数の周波数の搬送波から構成される信号光を想定しており、その信号光の高周波数側の端と局発光、及び低周波数側の端と局発光の間の周波数差が、光電変換器の周波数帯域内になるように光電変換器を選ぶ必要がある。   The frequency band of this spectrum is limited by the response frequency band of the photoelectric converters 201 and 202, and a photoelectric converter having a frequency band of about 50 GHz is also commercially available. If this is used, an optical frequency difference of about 50 GHz can be obtained. Can support even in some cases. Here, it is assumed that the signal light is composed of carrier waves having a plurality of frequencies, and the frequency difference between the high-frequency end of the signal light and the local light, and the low-frequency end and the local light. However, it is necessary to select the photoelectric converter so that it is within the frequency band of the photoelectric converter.

図3において、光電変換器201、202から出力された光電流は、アナログ・デジタル変換器(ADC)301、302によってそれぞれデジタル信号に変換される。通常、光電変換器201、202には数mW程度の光パワーが入力されるため、光電変換器201、202の変換効率として1A/W程度を想定しても、平均光電流量は数mA程度である。また、インピーダンスの変更も必要になる。そこで、トランスインピーダンスアンプを利用して増幅し、アナログ・デジタル変換器(ADC)301、302への入力として十分な電圧、及びインピーダンスが得られるようにする。また、受信装置への光入力パワーが伝送路の状況によって変化することがあり、そのような変化に対しても影響なく受信できるように、入力が変化しても出力電圧を一定に保つアンプを利用する。このアンプは、リミッティングアンプと呼ばれ、従来の受信機でも用いられており、技術も成熟している。   In FIG. 3, photocurrents output from the photoelectric converters 201 and 202 are converted into digital signals by analog / digital converters (ADC) 301 and 302, respectively. Usually, optical power of about several milliwatts is input to the photoelectric converters 201 and 202. Therefore, even if the conversion efficiency of the photoelectric converters 201 and 202 is assumed to be about 1 A / W, the average photoelectric flow rate is about several mA. is there. It is also necessary to change the impedance. Therefore, amplification is performed using a transimpedance amplifier so that sufficient voltage and impedance can be obtained as inputs to the analog / digital converters (ADC) 301 and 302. Also, the optical input power to the receiving device may change depending on the transmission path conditions, and an amplifier that keeps the output voltage constant even when the input changes so that it can be received without being affected by such changes. Use. This amplifier is called a limiting amplifier and is also used in a conventional receiver, and the technology is mature.

光電変換器201、202からの信号がアナログ・デジタル変換器(ADC)301、302へ入力されると、アナログの電気波形は時間サンプリングされてデジタル信号に変換される。アナログ・デジタル変換器(ADC)301、302の周波数帯域も、信号帯域を制限する要因となる。   When signals from the photoelectric converters 201 and 202 are input to the analog / digital converters (ADC) 301 and 302, the analog electric waveform is time-sampled and converted into a digital signal. The frequency band of the analog / digital converters (ADC) 301 and 302 is also a factor that limits the signal band.

信号がデジタル信号に変換された後は、キャリア、サブキャリア毎に分離するデジタルフィルタ401、402に入力される。キャリア分離を比較的簡単に実現する方法として、OFDM信号のサブキャリア分離に使われるFFT(Fast Fourier Transform)がある。   After the signal is converted into a digital signal, it is input to digital filters 401 and 402 that separate each carrier and subcarrier. As a method for realizing carrier separation relatively easily, there is FFT (Fast Fourier Transform) used for subcarrier separation of OFDM signals.

図5は、デジタルフィルタ401、402の構成例を示している。図5に示すように、デジタルフィルタはシリアルパラレル変換回路411とFFT412から構成される。このFFT412は、N個のポート入力、N個のポート出力からなり、各入力ポートが時間系列に対応しており、離散的なサンプリング時間信号を入力すると、その離散時間信号がフーリエ変換された離散周波数スペクトルが各出力ポートから出力される信号処理回路である。ここでは、時間的に連続したシリアルデータを、ある一定のフレーム時間間隔ごとに区切り、シリアルパラレル変換回路411により、パラレルに並べ替えてFFT412の入力ポートに入力する。   FIG. 5 shows a configuration example of the digital filters 401 and 402. As shown in FIG. 5, the digital filter includes a serial / parallel conversion circuit 411 and an FFT 412. The FFT 412 includes N port inputs and N port outputs. Each input port corresponds to a time sequence. When a discrete sampling time signal is input, the discrete time signal is subjected to Fourier transform. It is a signal processing circuit in which a frequency spectrum is output from each output port. Here, serial data that is temporally continuous is divided at certain frame time intervals, rearranged in parallel by the serial-parallel conversion circuit 411, and input to the input port of the FFT 412.

これにより、FFT412の出力ポートからはその離散フーリエ変換されたスペクトル信号が出力される。従って、入力信号のキャリア(サブキャリア)間隔と、FFTの離散周波数スペクトルの周波数間隔を等しく設定することで、各キャリア(サブキャリア)毎に分離できる。つまり、シリアル/パラレル変換のフレーム周期がキャリア間隔に等しい場合であり、各キャリアのビットレートがフレーム間隔に等しい状況である。また、OFDM信号ではガードインターバル(GI)を付与する場合がある。これは、フレーム周期毎にフレームの先頭と同一の信号をフレームの末尾にコピーして付与するものであり、フレームを越えたシンボル間干渉を抑圧する目的である。この場合は、従来のOFDMと同じくFFTの前にガードインターバル(GI)を除去した後に、キャリア分離する。   As a result, the discrete Fourier transformed spectrum signal is output from the output port of the FFT 412. Therefore, the carrier (subcarrier) interval of the input signal and the frequency interval of the discrete frequency spectrum of the FFT can be set to be equal for each carrier (subcarrier). That is, this is a case where the serial / parallel conversion frame period is equal to the carrier interval, and the bit rate of each carrier is equal to the frame interval. In some OFDM signals, a guard interval (GI) may be added. This is to add the same signal as the head of the frame by copying it at the end of the frame for each frame period, and to suppress intersymbol interference beyond the frame. In this case, the carrier separation is performed after the guard interval (GI) is removed before the FFT as in the conventional OFDM.

なお、デジタルフィルタ401、402、および非線形補償演算部501、502は、電気演算回路(例えば、DSP(Digital Signal Processor)等)により演算を行う電気演算回路である。この非線形補償演算部501、502には、複数のキャリアサブ、サブキャリア間の信号ビット位相(例えば、直交周波数分割多重等におけるシンボル位相)の位相同期を取るための位相同期部503と、非線形補償演算を実行する補償演算部504とが、それぞれ含まれている。(位相同期部503で行われる位相同期処理の例については後述する)。   The digital filters 401 and 402 and the nonlinear compensation calculation units 501 and 502 are electric calculation circuits that perform calculation using an electric calculation circuit (for example, a DSP (Digital Signal Processor)). The nonlinear compensation calculation units 501 and 502 include a phase synchronization unit 503 for achieving phase synchronization of signal bit phases (for example, symbol phase in orthogonal frequency division multiplexing) between a plurality of carrier subs and subcarriers, and nonlinear compensation. A compensation calculation unit 504 that executes calculation is included. (An example of phase synchronization processing performed by the phase synchronization unit 503 will be described later).

また、非線形補償演算部51、502には、補償パラメータ学習部505が含まれており、この補償パラメータ学習部505は、非線形補償演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータのうち、いずれかのパラメータまたはすべてのパラメータを学習する機能を有する。   The nonlinear compensation calculation units 51 and 502 include a compensation parameter learning unit 505. The compensation parameter learning unit 505 includes chromatic dispersion, chromatic dispersion slope of an optical fiber transmission line used for nonlinear compensation calculation, It has a function of learning any one parameter or all parameters among transmission parameters including nonlinear constants and compensation parameters depending on the relative phase between carriers of multiplexed signal light.

なお、図3において、光90度ハイブリッド101、局発光発生部11、光電変換器201、202、アナログ・デジタル変換器(ADC)301、302、およびデジタルフィルタ401、402で構成される部分が前述の分離装置に相当する。また、非線形補償演算部501、502内の位相同期部503は、前述の位相同期部に相当し、非線形補償演算部501、502内の補償演算部504は、前述の補償演算部に相当し、補償パラメータ学習部505は、前述の補償パラメータ学習部に相当する。また、補償演算部504を構成する電気演算回路が、前述の補償演算回路に相当する。   In FIG. 3, the portion constituted by the optical 90-degree hybrid 101, the local light generation unit 11, the photoelectric converters 201 and 202, the analog / digital converters (ADC) 301 and 302, and the digital filters 401 and 402 is described above. It corresponds to the separation device. Further, the phase synchronization unit 503 in the nonlinear compensation calculation units 501 and 502 corresponds to the above-described phase synchronization unit, the compensation calculation unit 504 in the nonlinear compensation calculation units 501 and 502 corresponds to the above-described compensation calculation unit, The compensation parameter learning unit 505 corresponds to the above compensation parameter learning unit. In addition, the electric calculation circuit constituting the compensation calculation unit 504 corresponds to the above-described compensation calculation circuit.

そして、この分離装置(光90度ハイブリッド101およびデジタルフィルタ401等)により信号光を個々の周波数の搬送波ごとに分離し、位相同期部により、複数の搬送波間の位相同期の前処理を行ったうえで、補償演算部により、非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等による波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を逐次的近似解法等で線形化して簡易化し、この簡易化された波形歪みモデルにより、複雑な波形歪みの補償を行う。また、補償パラメータ学習部は、非線形補償演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習する機能を有し、この補償パラメータは補償演算部における非線形波形歪の補償演算を行う際に使用される。
(補償パラメータ学習部については、図13において再度説明する)。
Then, the signal light is separated for each carrier wave of each frequency by this separation device (optical 90-degree hybrid 101, digital filter 401, etc.), and the phase synchronization unit performs pre-processing of phase synchronization between a plurality of carrier waves. In the compensation calculation unit, the nonlinear waveform distortion is approximated by a waveform degradation model due to four-wave mixed light crosstalk, etc., and the nonlinear equation of this waveform degradation model is simplified by linearizing it with a successive approximation method, etc. Compensate for complex waveform distortion by using the waveform distortion model. The compensation parameter learning unit also includes a transmission parameter including the chromatic dispersion, chromatic dispersion slope, and nonlinear constant of the optical fiber transmission line used in the nonlinear compensation calculation, and a compensation parameter depending on the relative phase between the carriers of the multiplexed signal light. The compensation parameter is used when performing compensation computation of nonlinear waveform distortion in the compensation computation unit.
(The compensation parameter learning unit will be described again in FIG. 13).

なお、上記の説明においては、非線形補償演算部501が位相同期部503を内蔵するものとして説明したが、これに限られるものではない。たとえば、位相同期部503を、デジタルフィルタ401と非線形補償演算部501との間に設けるようにしてもよい(後述する図6、図16、および図19〜図34等における他の受信装置においても、非線形補償演算部の前段に位相同期部を配置してもよい)。   In the above description, the nonlinear compensation calculation unit 501 is described as including the phase synchronization unit 503. However, the present invention is not limited to this. For example, the phase synchronization unit 503 may be provided between the digital filter 401 and the nonlinear compensation calculation unit 501 (also in other receiving apparatuses in FIGS. 6, 16, and FIGS. 19 to 34 described later). A phase synchronization unit may be arranged before the nonlinear compensation calculation unit).

また、図6は、図1に示す受信装置の回路構成の変形例を示す図であり、光分散媒質を用いてキャリア分離を行う受信装置の例を示している。図に示すように、光分散媒質を用いて、各キャリアを分離することも可能である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the circuit configuration of the receiving apparatus illustrated in FIG. 1, and illustrates an example of a receiving apparatus that performs carrier separation using an optical dispersion medium. As shown in the figure, it is possible to separate each carrier using a light dispersion medium.

図6に示す構成例では、光ハイブリッド121(例えば、光90度ハイブリッド)によって、局発光と同位相成分と、直交位相成分とに分離した後に、それぞれの成分を光分散媒質を用いた光分離器131、132によってキャリア分離している。   In the configuration example shown in FIG. 6, the optical hybrid 121 (for example, optical 90-degree hybrid) is separated into local light, in-phase component, and quadrature component, and then each component is separated using a light dispersion medium. The carriers 131 and 132 separate the carrier.

このとき、各キャリア毎に局発光が必要になるため、分離する信号光のキャリア周波数に、その周波数成分を持つような複数の搬送波を出力する局発光が必要であり、マルチモード局発光発生部12を設ける。この場合に、信号光の周波数と局発光の周波数の差としては、光分散媒質の各チャネルの透過帯域内にあること、及び光電変換の帯域以内であればよい。また、光分散媒質としては、プレーナー型光回路(PLC)技術によってガラス基板などに生成された素子、空間光学系で構成された波長分離素子などがあり、アレイ導波路型グレーティング(AWG)、WSSなどがある。   At this time, since local light is required for each carrier, local light that outputs a plurality of carriers having the frequency component is necessary for the carrier frequency of the signal light to be separated. 12 is provided. In this case, the difference between the frequency of signal light and the frequency of local light may be within the transmission band of each channel of the light dispersion medium and within the band of photoelectric conversion. Examples of the light dispersion medium include an element generated on a glass substrate by a planar optical circuit (PLC) technology, a wavelength separation element composed of a spatial optical system, an arrayed waveguide grating (AWG), WSS, and the like. and so on.

なお、図6において、光ハイブリッド121、マルチモード局発光発生部12、および光分離器131、132で構成される部分が、前述の分離装置に相当する。また、非線形補償演算部501内には図3に示した位相同期部503、補償演算部504、および補償パラメータ学習部505(図6では図示せず)が含まれている。   In FIG. 6, a portion configured by the optical hybrid 121, the multimode local light generation unit 12, and the optical separators 131 and 132 corresponds to the above-described separator. Further, the nonlinear compensation calculation unit 501 includes the phase synchronization unit 503, the compensation calculation unit 504, and the compensation parameter learning unit 505 (not shown in FIG. 6) shown in FIG.

(複数のキャリア間の位相同期(信号ビット位相推定)についての説明)
ここでは、前述した非線形補償演算部501内の位相同期部503を用いて行われる位相同期処理の一例について説明する。
キャリア分離された並列デジタル信号は、サブキャリア、キャリア間の時間遅延(スキュー)を補償される。これは、光ファイバ伝送路の出力端から非線形補償演算部501までの距離が、キャリア、サブキャリアによって異なる場合、また、主要な非線形波形劣化が発生する伝搬位置と、光ファイバ伝送路の出力端までの距離が、波長分散の影響、中継ノードの分波・合波によって、キャリア、サブキャリア間で異なる場合があるためである。
(Explanation of phase synchronization (signal bit phase estimation) between multiple carriers)
Here, an example of phase synchronization processing performed using the phase synchronization unit 503 in the nonlinear compensation calculation unit 501 described above will be described.
The carrier-separated parallel digital signal is compensated for time delay (skew) between subcarriers and carriers. This is because when the distance from the output end of the optical fiber transmission line to the nonlinear compensation calculation unit 501 differs depending on the carrier and subcarrier, the propagation position where the main nonlinear waveform degradation occurs, and the output end of the optical fiber transmission line This is because the distance between the carrier and the subcarrier may differ depending on the influence of chromatic dispersion and branching / multiplexing of the relay node.

このようにキャリア、サブキャリア依存のビット位相遅延がある場合、非線形波形劣化が発生した位置において、隣り合っていた各キャリア、サブキャリアの信号ビットの位相を推定して、そのビット間で非線形補償演算を実施する。その方法として、一般には、各キャリアに対して既知のパターンを送信して、受信される信号の変化から推定することができる。また、あるチャネルだけ信号光をオフ(OFF)にしておけば、そのチャネルに生じるFWMクロストークを受信端で直接検出して、スキューを検出できる。   In this way, when there is a bit phase delay dependent on carrier and subcarrier, the phase of the signal bit of each adjacent carrier and subcarrier is estimated at the position where nonlinear waveform degradation has occurred, and nonlinear compensation is performed between the bits. Perform the operation. As a method, generally, a known pattern can be transmitted for each carrier and estimated from a change in a received signal. Further, if the signal light is turned off only for a certain channel, it is possible to detect the skew by directly detecting the FWM crosstalk generated in the channel at the receiving end.

図7に、スキューを検出するための送信パターンおよび受信パターンの例を示す。図7(A)は、送信パターン例を示し、図7(B)は、受信パターン例を示す。ここでは、受信端ではチャネルCh−1、Ch−2、Ch−3のパターンを受信して、チャネルCh−4に発生するFWMクロストーク光との相関からスキューを推定する。   FIG. 7 shows an example of a transmission pattern and a reception pattern for detecting skew. FIG. 7A shows an example of a transmission pattern, and FIG. 7B shows an example of a reception pattern. Here, the receiving end receives the patterns of channels Ch-1, Ch-2, and Ch-3, and estimates the skew from the correlation with the FWM crosstalk light generated in channel Ch-4.

図の場合では、チャネルCh−4に発生するFWMクロストークは、チャネルCh−1、Ch−2、Ch−3の積であらわされるため、Ch−1、Ch−2、Ch−3の受信パターンのビット位相をスイープしてみて、チャネルCh−4のFWMクロストークパターンが発生するビット位相関係を推定できる。この方法については、後述する補償パラメータ推定法の部分でも説明する。   In the case of the figure, since the FWM crosstalk generated in the channel Ch-4 is expressed by the product of the channels Ch-1, Ch-2, and Ch-3, the reception patterns of Ch-1, Ch-2, and Ch-3 are shown. The bit phase relationship in which the FWM crosstalk pattern of the channel Ch-4 is generated can be estimated. This method will also be described in the compensation parameter estimation method described later.

(非線形補償演算の方法についての説明)
キャリア、およびサブキャリアのチャネル番号nを用いて、その光周波数がv0+nΔv と現されるとき、各キャリアの光ファイバ入力端の光電界波形ET1、ETm、ETnを用いて、出力端のFWM光電界波形ΔEは次の式(1)で表される。ここで、φkは、キャリア、およびサブキャリアのチャネル番号kの光位相で、データ変調によって変化しない固定成分をあらわす。
(Explanation of nonlinear compensation calculation method)
When the optical frequency is expressed as v0 + nΔv using the channel number n of the carrier and the subcarrier, the output is performed using the optical electric field waveforms E T1 , E Tm , E Tn at the optical fiber input end of each carrier. The end FWM optical electric field waveform ΔE k is expressed by the following equation (1). Here, φk represents a fixed component that does not change due to data modulation in the optical phase of the carrier and subcarrier channel number k.

Figure 0005147582
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これが主信号に加算されるため、非線形歪みを受けた受信信号ERKは次式で表される。 Since this is added to the main signal, the received signal ERK subjected to nonlinear distortion is expressed by the following equation.

Figure 0005147582
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l、m、nの組み合わせによって発生するFWMはk番目のキャリア、サブキャリアのクロストークとなる。組み合わせは様々なキャリア、サブキャリアに対して起こる。この中でも、主要な波形劣化をもたらすFWMクロストークとなる組み合わせに対して、式(1)を適用して送信波形と受信波形の間の関係を記述する。その関係式では、各キャリア(サブキャリア)、各偏波の受信波形が、各キャリア(サブキャリア)、偏波の送信波形同士の積及び和であらわされる。   FWM generated by a combination of l, m, and n is crosstalk of the kth carrier and subcarrier. Combinations occur for various carriers and subcarriers. Among these, the relationship between the transmission waveform and the reception waveform is described by applying Equation (1) to the combination that results in FWM crosstalk that causes major waveform degradation. In the relational expression, the reception waveform of each carrier (subcarrier) and each polarization is represented by the product and sum of the transmission waveforms of each carrier (subcarrier) and polarization.

例えば4つの異なる周波数のキャリア、サブキャリアの信号光に対して、送信データによる位相変調を含めた送信波形ET1, ET2, ET3, ET4と受信波形ER1、ER2、ER3、ER4の関係は次式でモデル化できる。ここで、φ、φ、φ、φは各キャリアの光源の光位相、κは非線形結合係数、φDlmnは波長分散による光位相回転をあらわしている。 For example, with respect to signal light of four different frequency carriers and subcarriers, transmission waveforms E T1 , E T2 , E T3 , E T4 and reception waveforms E R1 , E R2 , E R3 , including phase modulation by transmission data, The relationship of ER4 can be modeled by the following equation. Here, φ 1 , φ 2 , φ 3 , and φ 4 represent the optical phase of the light source of each carrier, κ represents the nonlinear coupling coefficient, and φD lmn represents the optical phase rotation due to wavelength dispersion.

Figure 0005147582
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従って、上記のような受信波形と送信波形の関係式を用いて、受信波形ER1、ER2、ER3、ER4から送信波形ET1, ET2, ET3, ET4を推定する。 Therefore, the transmission waveforms E T1 , E T2 , E T3 , and E T4 are estimated from the reception waveforms E R1 , E R2 , E R3 , and E R4 using the relational expression of the reception waveform and the transmission waveform as described above.

(変動差分による非線形補償演算方法についての説明)
この場合、受信信号から送信信号を直接求めるのではなく、受信信号と送信信号の差分、変動量を求める方法がある。この場合、変動量をΔEとすると、ETk、ERk、ΔEの関係は次式(4)になる。ここでは、多元非線形方程式の近似解法を用いて、変動量ΔEを逐次的に高精度に推定していく。
(Explanation of non-linear compensation calculation method using fluctuation difference)
In this case, there is a method for obtaining a difference between the reception signal and the transmission signal and a variation amount instead of directly obtaining the transmission signal from the reception signal. In this case, when the amount of fluctuation and ΔE k, E Tk, E Rk , relationship Delta] E k is the following equation (4). Here, the amount of variation ΔE k is sequentially estimated with high accuracy using an approximate solution of a multi-dimensional nonlinear equation.

Figure 0005147582
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この方法では、直接受信波形Eから送信波形Eを求めるのではなく、その差分を求めるため、範囲の制限を条件として与えることで、高精度に推定が可能になるなどのメリットがある。 In this way, rather than directly from the received waveform E R determine the transmission waveform E T, for obtaining the difference, by giving a range of limit condition, there are advantages such as allowing estimation with high accuracy.

また、変動量ΔEが主信号に比べて、小さいなどの条件を仮定することで、収束を早くするようなことも可能である。また、数値近似解法では初期値を仮定するが、ΔEの条件を用いることで、より適当な初期値(予め定められた任意の初期値)を選ぶことも可能になる。   Further, it is possible to speed up the convergence by assuming a condition such that the fluctuation amount ΔE is smaller than that of the main signal. In addition, although an initial value is assumed in the numerical approximate solution method, it is possible to select a more appropriate initial value (an arbitrary predetermined initial value) by using the condition of ΔE.

例えば、歪み変動量を求める第1段目のステップにおいて、補償前の受信波形を一時的に、多元非線形方程式の一部の送信波形として用いることができ、また、第1段目の変動量推定ステップにおいて、初期値として用いる値を変化させて、補正効果が得られる値を検出することもきる。これにより、適切な初期値を選択することにより、収束を速めるなど、高精度で非線形波形歪の補償演算が行えるようになる。   For example, in the first step of obtaining the distortion fluctuation amount, the received waveform before compensation can be temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the first stage fluctuation amount estimation. In the step, the value used as the initial value can be changed to detect a value that provides a correction effect. Thus, by selecting an appropriate initial value, it becomes possible to perform nonlinear waveform distortion compensation calculation with high accuracy, such as speeding up convergence.

(変動差分法により近似解を求める方法の説明)
FWMクロストークモデルによる波形歪みは、送信端の主信号の光波形に、クロストークの光波形を加えるという形で表される。従って、受信端の波形ERKからクロストーク変動量ΔEを差し引くことで、送信端の波形ETKを求めることができる。また、受信端の波形ERKからクロストーク変動量ΔEを推定できる。非線形方程式であり、直接解くのは困難なので、逐次的近似解法を用いて推定していく。
(Explanation of the method for obtaining approximate solution by variation difference method)
Waveform distortion due to the FWM crosstalk model is expressed by adding the crosstalk optical waveform to the optical waveform of the main signal at the transmitting end. Accordingly, the waveform E RK of the receiver by subtracting the crosstalk variation amount Delta] E K, it is possible to obtain the waveform E TK at the transmitting end. Further, the crosstalk fluctuation amount ΔE k can be estimated from the waveform ERK at the receiving end. Since it is a nonlinear equation and difficult to solve directly, it is estimated using a sequential approximate solution.

第n次の推定送信波形ETk (n)、第n次の推定クロストーク変動量ΔE (n)とすると、次式(5)、(6)であらわされるような漸化式を用いて、近似解を求めることをできる。 Assuming that the n- th estimated transmission waveform E Tk (n) and the n-th estimated crosstalk fluctuation amount ΔE k (n) , the recurrence formulas represented by the following equations (5) and (6) are used. An approximate solution can be obtained.

Figure 0005147582
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Figure 0005147582
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この式(5)および(6)において、φ1、φ2、φ3、φ4は各キャリアの光源の光位相、κは非線形結合係数、φDlmnは波長分散による光位相回転を表している。 In equations (5) and (6), φ1, φ2, φ3, and φ4 represent the optical phase of the light source of each carrier, κ represents a nonlinear coupling coefficient, and φD lmn represents the optical phase rotation due to wavelength dispersion.

図8は、逐次的に非線形方程式を解く演算構成を示す図であり、上記漸化式を用いて、近似解を求める様子を示したものである。ただし、第0次の推定クロストーク変動量ΔE (0)は、初期値であり適当な値を与える。 FIG. 8 is a diagram showing a calculation configuration for sequentially solving a nonlinear equation, and shows a state in which an approximate solution is obtained using the above recurrence formula. However, the 0th-order estimated crosstalk fluctuation amount ΔE k (0) is an initial value and gives an appropriate value.

図8に示す例では、初期値として0(ゼロ)を与えた例である。   In the example shown in FIG. 8, 0 (zero) is given as an initial value.

すなわち、図8においては、第1次の補償演算511_1は、受信波形ER1から、上述した式(6)の第1式に基いて、1次の歪み変動量ΔE (1)を算出して推定する。第1次の補償演算511_1と同様に、第1次の補償演算511_2、511_3、511_4は、受信波形ER2、ER3、ER4から、上述した式(6)の第2式、第3式、第4式に基いて、1次の歪み変動量ΔE (1)、ΔE (1)、ΔE (1)を、それぞれ算出して推定する。 That is, in FIG. 8, first-order compensation calculation 511_1 from the received waveform E R1, based on the first equation of equation (6) described above, calculates first-order distortion variation Delta] E 1 a (1) To estimate. Similar to the first-order compensation calculation 511_1, the first-order compensation calculations 511_2, 511_3, and 511_4 are based on the received waveforms E R2 , E R3 , and E R4 , the second and third formulas of the above-described formula (6). Based on the fourth equation, first-order distortion fluctuation amounts ΔE 2 (1) , ΔE 3 (1) , ΔE 4 (1) are calculated and estimated, respectively.

そして、減算器513_1は、(5)式の第1式に基いて、受信波形ER1から推定した変動量ΔE (1)を減算し、ET1 (1)を算出する。減算器513_2は、(5)式の第2式に基いて、受信波形ER2から推定した変動量ΔE2 (1)を減算し、ET2 (1)を算出する。減算器513_3は、(5)式の第3式に基いて、受信波形ER3から推定した変動量ΔE (1)を減算し、ET3 (1)を算出し、減算器513−4は、(5)式の第4式に基いて、受信波形ER4から推定した変動量ΔE (1)を減算し、ET4 (1)を算出する。 Then, the subtracter 513_1 is (5) based on the first equation of equation subtracts the estimated variation Delta] E 1 (1) from the received waveform E R1, calculates E T1 (1). Subtractor 513_2 is (5) based on the second equation of Formula subtracts the variation Delta] E 2 was estimated from the received waveform E R2 (1), and calculates E T2 (1). Subtractor 513_3 is (5) based on the third expression of equation subtracts the variation Delta] E 3 were estimated from the received waveform E R3 (1), and calculates E T3: (1) the subtractor 513-4 is , (5) based on the fourth equation of formula subtracts the variation Delta] E 4 was estimated from the received waveform E R4 (1), and calculates E T4 (1).

続いて、第2次の補償演算512_1は、推定した波形ET1 (2)、ET2 (2)、ET2 (3)、ET4 (4)から、上述した式(6)の第1式に基いて、2次の歪み変動量ΔE (2)を算出して推定する。第2次の補償演算512_1と同様に、第1次の補償演算512_2、512_3、512_4は、推定した波形ET1 (2)、ET2 (2)、ET2 (3)、ET4 (4)から、上述した式(6)の第2式、第3式、第4式に基いて、2次の歪み変動量ΔE (2)、ΔE (2)、ΔE (2)を、それぞれ算出して推定する。 Subsequently, the second-order compensation calculation 512_1 is based on the estimated waveforms E T1 (2) , E T2 (2) , E T2 (3) , and E T4 (4). Based on this, the second-order distortion fluctuation amount ΔE 1 (2) is calculated and estimated. Similar to the second-order compensation operation 512_1, the first-order compensation operations 512_2, 512_3, and 512_4 have the estimated waveforms E T1 (2) , E T2 (2) , E T2 (3) , and E T4 (4). From the second formula, the third formula, and the fourth formula of the above-described formula (6), the second-order distortion fluctuation amounts ΔE 2 (2) , ΔE 3 (2) , ΔE 4 (2) are respectively Calculate and estimate.

そして、減算器514_1は、(5)式の第1式に基いて、受信波形ER1から推定した変動量ΔE (2)を減算し、ET1 (2)を算出する。減算器514_2は、(5)式の第2式に基いて、受信波形ER2から推定した変動量ΔE2 (2)を減算し、ET2 (2)を算出する。減算器514_3は、(5)式の第3式に基いて、受信波形ER3から推定した変動量ΔE (2)を減算し、ET3 (2)を算出し、減算器514−4は、(5)式の第4式に基いて、受信波形ER4から推定した変動量ΔE (2)を減算し、ET4 (2)を算出する。 Then, the subtracter 514_1 is (5) based on the first equation of equation subtracts the estimated variation Delta] E 1 (2) from the received waveform E R1, calculates E T1 (2). Subtractor 514_2 is (5) based on the second equation of Formula subtracts the estimated variation Delta] E 2 (2) from the received waveform E R2, computes E T2 (2). Subtractor 514_3 is (5) based on the third expression of equation subtracts the estimated variation Delta] E 3 (2) from the received waveform E R3, calculated E T3 (2), subtractor 514-4 is Based on the fourth equation of Equation (5), the variation ΔE 4 (2) estimated from the received waveform E R4 is subtracted to calculate E T4 (2) .

以下、上述した式(5)、および式(6)に基づく処理がn次まで繰り返され、最終的な送信波形T1 (n)、ET2 (n)、ET2 (n)、ET4 (n)が推定される。 Hereinafter, the processing based on the above-described equations (5) and (6) is repeated up to the nth order, and the final transmission waveforms T1 (n) , E T2 (n) , E T2 (n) , E T4 (n ) Is estimated.

(歪み変動量による非線形補償演算におけるキャリア間の光位相についての説明)
ここでは、前述の位相同期部503(例えば、図3を参照)を用いて行われるシンボル位相の同期処理の例について説明する。
(Explanation of optical phase between carriers in nonlinear compensation calculation based on distortion variation)
Here, an example of symbol phase synchronization processing performed using the above-described phase synchronization unit 503 (see, for example, FIG. 3) will be described.

上記の式(5)および(6)において、φ1、φ2、φ3、φ4は各キャリア1、2、3、4の光源の光位相、φDlmnは波長分散による光位相回転をあらわしている。 In the above formulas (5) and (6), φ1, φ2, φ3, and φ4 represent the optical phases of the light sources of the carriers 1, 2, 3, and 4, and φD lmn represents the optical phase rotation due to wavelength dispersion.

まず、第1に局発光発生部の光位相と送信光源キャリアの光位相は非同期状態なので、この間の位相回転を補償する必要がある。一般に、情報伝送では、搬送波の振幅と位相に情報をマッピングして送信する。振幅と位相のマッピングは、複素平面状の点で表すことができ、コンスタレーションマップと呼ばれる。   First, since the optical phase of the local light generation unit and the optical phase of the transmission light source carrier are in an asynchronous state, it is necessary to compensate for the phase rotation between them. In general, in information transmission, information is mapped to the amplitude and phase of a carrier wave and transmitted. Amplitude and phase mapping can be represented by points on a complex plane and is called a constellation map.

キャリア分離された後のそれぞれのキャリアのデジタル信号は、図9(A)に示すように、送信端の位相マッピング(例えば、図9(C))に対して、受信端の位相マッピング図9(A)は全体に回転している。ここでは、図9(A)は4値位相変調(QPSK)の場合の例であるため、変位方向も4つある。これは、局発光と送信光の位相が非同期であるからである。また、この回転角度は時間変動する。   As shown in FIG. 9A, the digital signal of each carrier after carrier separation is different from the phase mapping at the receiving end (for example, FIG. 9C) as shown in FIG. A) is rotating as a whole. Here, since FIG. 9A is an example in the case of quaternary phase modulation (QPSK), there are also four displacement directions. This is because the phases of the local light and the transmitted light are asynchronous. Further, this rotation angle varies with time.

これを補償して図9(B)の状態にする。一般に、位相各キャリアの光位相φkは時間的に変動するが、光通信における変調速度に比較すると数桁も遅い変動であり、時間平均化することでデータの位相変動と分離して、取り出すことができる(例えば、参考文献2を参照)。   This is compensated to obtain the state shown in FIG. In general, the optical phase φk of each phase carrier fluctuates with time, but it is a fluctuation several orders of magnitude slower than the modulation speed in optical communication, and is extracted by separating it from the data phase fluctuation by averaging over time. (See, for example, Reference 2).

[参考文献2] D. N. Godard, “Self-Recovering equalization and carrier tracking in two dimensional data communication systems,” IEEE Trans. Communication , Vol. Com-28, No.11, 1980, p.1867.   [Reference 2] D. N. Godard, “Self-Recovering equalization and carrier tracking in two dimensional data communication systems,” IEEE Trans. Communication, Vol. Com-28, No. 11, 1980, p. 1867.

例えば、光源のスペクトル線幅が数kHzであれば、おおよそ1ms程度の時間は位相φkが安定であるため、これ以下の時間間隔の受信信号の光位相を非線形平均化することでφkを推定可能である。   For example, if the spectral line width of the light source is several kHz, the phase φk is stable for a time of about 1 ms, so φk can be estimated by nonlinearly averaging the optical phase of the received signal at time intervals shorter than this. It is.

また、各サブキャリア、キャリアを多重する前の光路長差、伝送路の光路長差の波長間依存性(波長分散)が時間変化した場合にも、φkは時間変動を受けるが、この時間変動速度もデータ変調による位相変動に比較して数桁も遅いため、時間平均化することで分離して求めることができる。   In addition, φk is subject to time variation even when the sub-carrier, the optical path length difference before multiplexing the carrier, and the wavelength dependence (wavelength dispersion) of the optical path length difference of the transmission path change with time. Since the speed is several orders of magnitude slower than the phase fluctuation caused by data modulation, it can be obtained separately by time averaging.

図10は、キャリア推定と位相同期の演算回路図の構成を示しており、図9(A)に示すような受信サンプリング値から、局発光による位相回転θを取り除いて、図9(B)のように補償する方法を示すものである。   FIG. 10 shows the configuration of an arithmetic circuit diagram for carrier estimation and phase synchronization. The phase rotation θ due to local light is removed from the received sampling value as shown in FIG. 9A, and FIG. The compensation method is shown as follows.

図10に示すように、複素光電界を4乗して、複数のビット間で平均を取る方法がある(前述の参考文献2を参照)。   As shown in FIG. 10, there is a method in which the complex optical electric field is raised to the fourth power and an average is taken between a plurality of bits (see the above-mentioned Reference 2).

図10に示す例では、各チャネル受信信号がサンプリングされてデジタル複素数値となったものが、時間系列で順次入力され、4乗演算部521、移動平均部522、位相回転角抽出部(Arg( ))523、および、位相回転処理部(Exp(−jθ))524、および加算器525の処理により、その局発光の位相回転θが取り除かれたデジタル複素数値が出力される。これにより、さらに非線形補償演算を行うことにより、上式のφに関する項が補償されて、ゼロとすることができる。 In the example shown in FIG. 10, each channel received signal is sampled and converted into a digital complex value, which is sequentially input in time series, and a fourth power calculation unit 521, a moving average unit 522, a phase rotation angle extraction unit (Arg ( )) 523, and the phase rotation processing unit (Exp (−jθ)) 524 and the adder 525 output a digital complex value from which the local light phase rotation θ is removed. Thus, by further performing a nonlinear compensation calculation, the term relating to φ k in the above equation is compensated and can be made zero.

第2に、クロストーク変動は複素数で表され、非線形歪み補償のためにはその複素平面上での位相回転を推定する必要がある。上式の波長分散による光位相回転φDlmnに対応するものであるが、その変動量の位相角度は、波長分散、送信端におけるキャリア間の光路長差、送信端の各キャリア間の相対位相変動などに依存する。   Secondly, the crosstalk fluctuation is expressed by a complex number, and it is necessary to estimate the phase rotation on the complex plane for nonlinear distortion compensation. This corresponds to the optical phase rotation φDlmn due to the chromatic dispersion of the above equation, but the phase angle of the fluctuation amount is chromatic dispersion, the optical path length difference between carriers at the transmitting end, the relative phase variation between each carrier at the transmitting end, etc. Depends on.

この理由を説明すると、例えば、FWMクロストークはその元となるキャリアの光位相に依存しており、クロストークを補償するためには、各キャリア間の相対位相関係が必要になる。特に、各キャリア、サブキャリアが位相変調されている場合、FWMクロストークの光電界の位相は、隣接チャネルの送信データに依存した変調位相と、キャリア、サブキャリアの光源の相対位相に依存する。このFWMクロストークの光電界が主信号の光電界に重畳した場合、主信号の光位相とFWMクロストークの光位相との相対位相に依存して波形歪みが生じる。   Explaining this reason, for example, FWM crosstalk depends on the optical phase of the carrier that is the source, and in order to compensate for crosstalk, a relative phase relationship between the carriers is required. In particular, when each carrier and subcarrier are phase-modulated, the phase of the optical field of FWM crosstalk depends on the modulation phase depending on the transmission data of the adjacent channel and the relative phase of the light sources of the carrier and subcarrier. When the optical field of the FWM crosstalk is superimposed on the optical field of the main signal, waveform distortion occurs depending on the relative phase between the optical phase of the main signal and the optical phase of the FWM crosstalk.

受信波形を時間サンプリングし、その値を複素数平面状にプロットしたコンスタレーションマップ上では、図9(B)に示すように、FWMクロストークによってプロットの位置が変位する。FWMクロストークの発生元となる各キャリア、サブキャリアの送信データによる位相変調に依存して、FWMクロストークの光位相は変化する。   On the constellation map in which the received waveform is time-sampled and the values are plotted on a complex number plane, the position of the plot is displaced by FWM crosstalk as shown in FIG. 9B. The optical phase of FWM crosstalk changes depending on the phase modulation by the transmission data of each carrier and subcarrier that is the source of FWM crosstalk.

この角度を推定する方法として、図7で示したように、あるチャネルをOFFにしてそのチャネルに発生するFWMクロストーク光電界を検出する方法がある。図の例では、Ch−4をコヒーレント検波することにより、そのFWMクロストークの振幅と位相が検出できる。また、それを引き起こすCh−1、Ch−2、Ch−3の各ビットにおける位相も推定できているから、それらの相関関係から上式のφDlmnを推定できる。 As a method of estimating this angle, as shown in FIG. 7, there is a method of turning off a certain channel and detecting an FWM crosstalk optical field generated in that channel. In the example shown in the figure, the amplitude and phase of the FWM crosstalk can be detected by performing coherent detection on Ch-4. Moreover, since the phase in each bit of Ch-1, Ch-2, and Ch-3 that causes it can also be estimated, φD lmn of the above equation can be estimated from the correlation thereof.

また、図9(c)に示すような補償後のコンスタレーションが、同一の円状に乗るように、補償後のプロットの分布の分散が小さくなるように、φDlmnを推定するブラインド推定も可能である(前述の参考文献2を参照)。 Also, blind estimation that estimates φD lmn is possible so that the dispersion of the distribution of the compensated plot becomes small so that the compensated constellation as shown in FIG. (See Reference 2 above).

(補償演算に必要な伝送路の状態を示す非線形結合定数等のパラメータの推定の説明)
また、上式における非線形結合係数κも補償演算に必要である。この値は、FWMクロストーク効率を決めるものである。
(Explanation of estimation of parameters such as nonlinear coupling constants indicating transmission path conditions necessary for compensation calculation)
The nonlinear coupling coefficient κ in the above equation is also necessary for the compensation calculation. This value determines the FWM crosstalk efficiency.

この値の推定法としては、図7で示したように、あるチャネルをOFFにしてそのチャネルに発生するFWMクロストーク光電界を検出する方法がある。図7に示す例では、Ch−4をコヒーレント検波することにより、そのFWMクロストークの振幅が検出できる。従って、その他のチャネルCh−1、Ch−2、Ch−3の振幅・位相マッピングも推定できているから、FWMの振幅とそれを引き起こすチャネルの振幅の関係から、非線形結合定数κが推定できる。   As a method of estimating this value, as shown in FIG. 7, there is a method of turning off a certain channel and detecting an FWM crosstalk optical field generated in that channel. In the example shown in FIG. 7, the amplitude of the FWM crosstalk can be detected by performing coherent detection on Ch-4. Therefore, since the amplitude / phase mapping of the other channels Ch-1, Ch-2, and Ch-3 can be estimated, the nonlinear coupling constant κ can be estimated from the relationship between the amplitude of the FWM and the amplitude of the channel that causes it.

また、図9(C)のような補償後のコンスタレーションが、同一の円状に乗り、補償後のプロットの分布の分散が小さくなるように、非線形結合定数κを推定するブラインド推定も可能である。また、式では、すべてのFWMクロストーク変動量項に対して、同一の非線形結合定数κを用いているが、個別に推定することでより補償精度を向上できる。   Further, blind estimation for estimating the nonlinear coupling constant κ is also possible so that the constellation after compensation as shown in FIG. 9C is placed in the same circle and the distribution of the plot distribution after compensation is reduced. is there. Further, in the equation, the same nonlinear coupling constant κ is used for all the FWM crosstalk fluctuation amount terms, but the compensation accuracy can be improved by estimating each of the FWM crosstalk fluctuation terms individually.

また、非線形結合係数κ、分散位相回転φは、伝送路の非線形係数、偏波の状態、波長分散に依存するパラメータである。これらの値は、光ファイバの種類によって、ある程度決まった典型値があるため、この値を用いることもできる。 Further, the nonlinear coupling coefficient kappa, dispersed phase rotation phi D is the nonlinear coefficient of the transmission path, the polarization state is a parameter that depends on the wavelength dispersion. Since these values have typical values determined to some extent depending on the type of optical fiber, these values can also be used.

また、これらの値は、光ファイバ伝送路の製造法、メーカーに依存すること、また、伝送路がおかれた環境変動によって時間変化することを想定すると、これらの値を推定、もしくはモニタして非線形補償の演算部へフィードバックする構成が必要になる。損失係数α、波長分散に依存する2次伝搬定数β2、波長分散スロープに依存する3次伝搬定数β3などの推定も必要になる。詳細は補償パラメータ推定法の部分で記述する。   Also, assuming that these values depend on the manufacturing method and manufacturer of the optical fiber transmission line, and that the transmission line changes over time due to environmental fluctuations, estimate or monitor these values. A configuration that feeds back to the calculation unit of the nonlinear compensation is required. It is also necessary to estimate the loss coefficient α, the second-order propagation constant β2 that depends on the chromatic dispersion, the third-order propagation constant β3 that depends on the chromatic dispersion slope, and the like. Details are described in the compensation parameter estimation method.

(光伝送路における非線形波形劣化のモデル記述式についての説明)
この場合、光ファイバ伝送路の出力端の光信号波形から入力端の光信号波形を推定する。一般に、光ファイバ伝送路の伝搬による波形変化は、非線形シュレディンガー方程式でモデル化して記述される(次の参考文献3を参照)。
[参考文献3] Agrawal著, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.39-45
(Explanation of model description formula for nonlinear waveform degradation in optical transmission line)
In this case, the optical signal waveform at the input end is estimated from the optical signal waveform at the output end of the optical fiber transmission line. In general, a change in waveform due to propagation in an optical fiber transmission line is described by being modeled by a nonlinear Schrodinger equation (see the following Reference 3).
[Reference 3] Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.39-45

非線形シュレディンガー方程式にファイバ出力端での振幅・位相波形、もしくは複素平面表示において位相直交する2つの成分(同位相成分・直交位相成分)の時間波形を伝搬軸z=L(L:伝送ファイバ長)での境界条件として与えることで入力端z=0での波形を求めることができる。その際、伝搬定数として、損失係数:α,分散β2、分散スロープβ3、非線形係数γを与える必要がある。   The amplitude / phase waveform at the fiber output end in the nonlinear Schroedinger equation, or the time waveform of two components (in-phase component / orthogonal phase component) that are in phase orthogonal in the complex plane display, propagation axis z = L (L: transmission fiber length) The waveform at the input end z = 0 can be obtained by giving as a boundary condition in FIG. At that time, it is necessary to give a loss coefficient: α, dispersion β2, dispersion slope β3, and nonlinear coefficient γ as propagation constants.

(FWM非線形波形劣化でモデル化、連立方程式の説明)
光ファイバ伝送路の非線形によるFWM発生は、簡単な数式によってモデル記述される(前述の参考文献1を参照)。
(Modeling with FWM nonlinear waveform degradation, explanation of simultaneous equations)
Generation of FWM due to non-linearity in an optical fiber transmission line is described by a simple mathematical expression (see the above-mentioned Reference 1).

(XPMおよびSPMを含む非線形全般の補償についての説明)
l、m、nの組み合わせにおいて、l=nに縮退した場合は、相互位相変調と呼ばれる現象を記述しており、これはn番目のキャリア、サブキャリアの強度に比例して、k番目のキャリアの位相回転が発生する。さらに、l=m=n=kの縮退の場合は、自己位相変調(SPM)に相当する。FWMクロストークを用いたモデルでは、上記のようにFWMクロストークとして解釈されている非線形現象だけでなく、XPM、SPMも記述することができる。
(Explanation of non-linear compensation including XPM and SPM)
In the combination of l, m, and n, when degenerate to l = n, a phenomenon called cross-phase modulation is described, which is proportional to the strength of the nth carrier and subcarrier, and the kth carrier. Phase rotation occurs. Further, the degeneracy of l = m = n = k corresponds to self phase modulation (SPM). In the model using FWM crosstalk, not only the nonlinear phenomenon interpreted as FWM crosstalk as described above but also XPM and SPM can be described.

FWMクロストークの光位相は自身の光位相との関係がまったくランダムなのに対して、l=nの相互位相変調(XPM)、l=m=nの自己位相変調(SPM)は、クロストーク光が主信号に対して光位相が直交しているため、クロストークによる波形劣化が小さい。このため、XPM、 SPMによる変動は無視して、計算量削減のために、主信号に対する相対位相がランダムなFWMクロストークのみに特化してもよい。   The optical phase of FWM crosstalk is completely random with its own optical phase, whereas cross-phase light (XPM) with l = n and self-phase modulation (SPM) with l = m = n Since the optical phase is orthogonal to the main signal, waveform deterioration due to crosstalk is small. Therefore, fluctuations due to XPM and SPM may be ignored, and only FWM crosstalk whose relative phase with respect to the main signal is random may be specialized in order to reduce the amount of calculation.

(4キャリアの場合の例)
例えば、4つの異なる周波数のキャリア、サブキャリアの信号光に対して、送信データによる位相変調を含めた送信波形ET1, ET2, ET3, ET4と受信波形ER1、ER2、ER3、ER4の関係は次式(7)でモデル化できる。ここで、φ1、φ2、φ3、φ4は各キャリアの光源の光位相、κは非線形結合係数、φDlmnは波長分散による光位相回転をあらわしている。
(Example for 4 carriers)
For example, transmission waveforms E T1 , E T2 , E T3 , E T4 and reception waveforms E R1 , E R2 , E R3 including phase modulation by transmission data for signal light of four different frequency carriers and subcarriers. , ER4 can be modeled by the following equation (7). Here, φ1, φ2, φ3, and φ4 represent the optical phase of the light source of each carrier, κ represents the nonlinear coupling coefficient, and φD lmn represents the optical phase rotation due to wavelength dispersion.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

(FWMクロストークモデルの近似解についての説明)
受信信号波形は、送信信号の波形の各チャネルの値の積で表される。従って、受信信号から送信信号のシンボルを求める際には、非線形連立方程式を解くことになる。解析的に解くことが困難な場合が多く、非線形方程式を数値計算によって近似的に解く方法を用いる。数値計算法にはさまざまな方法が提案されている。一般的には、適当な初期値を与えて、解析的に解を求めることができるような簡単な方程式、例えば線形方程式に変換して近似解を求める。さらに、その近似解を用いて、同様の手順により精度の高い近似解を求める。この動作を繰り返し演算することで、徐々に真の解に近い値を求めていく方法である。
(Explanation of approximate solution of FWM crosstalk model)
The received signal waveform is represented by the product of the values of each channel of the transmitted signal waveform. Therefore, when obtaining the symbol of the transmission signal from the reception signal, the nonlinear simultaneous equations are solved. In many cases, it is difficult to solve analytically, and a method of approximately solving a nonlinear equation by numerical calculation is used. Various methods have been proposed for numerical calculation. Generally, an approximate solution is obtained by giving an appropriate initial value and converting it to a simple equation that can be obtained analytically, for example, a linear equation. Further, using the approximate solution, an approximate solution with high accuracy is obtained by the same procedure. In this method, a value close to the true solution is gradually obtained by repeatedly calculating this operation.

(多元Newton法)
FWMクロストークモデルによる波形歪みは、送信端の主信号の光波形に、クロストークの光波形を加えるという形で表される。ここで、加わるクロストークの光波形が、自身キャリア(サブキャリア)だけでなく、周囲のキャリア、サブキャリアを含めた3つの光電界波形の積で表されるため、送信波形と受信波形の関係は多元連立非線形方程式になる。ここで、この解を近似的に求める方法として、多元ニュートン法がある(参考文献5を参照)。
(Multiple Newton method)
Waveform distortion due to the FWM crosstalk model is expressed by adding the crosstalk optical waveform to the optical waveform of the main signal at the transmitting end. Here, since the optical waveform of the added crosstalk is represented by the product of three optical electric field waveforms including not only its own carrier (subcarrier) but also surrounding carriers and subcarriers, the relationship between the transmission waveform and the reception waveform Becomes a multiple simultaneous nonlinear equation. Here, as a method for obtaining this solution approximately, there is a multiple Newton method (see Reference 5).

[参考文献5] L. K. Schubert, “Modification of a Quasi-Newton Method for Nonlinear Equations with a Sparse Jacobian," Mathematics of Computation, Vol. 24, No. 109 (Jan., 1970), pp. 27-30   [Reference 5] L. K. Schubert, “Modification of a Quasi-Newton Method for Nonlinear Equations with a Sparse Jacobian,” Mathematics of Computation, Vol. 24, No. 109 (Jan., 1970), pp. 27-30

また、2分法、逐次代入法、Steffensen法を多元化した方法などがある(次の参考文献6を参照)。   In addition, there are methods such as dichotomy, sequential substitution, and Steffensen's method (see Reference Document 6 below).

[参考文献6] 野田, "連立非線形方程式に対する一般Steffensen反復法(非線形計画法(2))," 日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会アブストラクト集, 2-A-5, p.128-129   [Reference 6] Noda, “General Steffensen Iterative Method for Simultaneous Nonlinear Equations (Nonlinear Programming (2)),” Abstracts of Autumn Meeting of the Japan Operations Research Society Autumn Meeting, 2-A-5, p.128-129

そこでは、図11(A)に示すように、ある適当な初期値を用いて、非線形方程式を線形方程式に変換するなど簡単化して、一次解を求める。この一次解を用いて再び非線形方程式を簡単化して、二次解を求める。同様に、n次解を用いてn+1次の解を求める作業(ステップS11〜S13)を繰り返すことで、数値計算により非線形方程式のより精度の高い解を得る。また、図11(B)は、n次近似解およびn+1次近似解を求めた後に(ステップS21およびS22)、n+2次の解を求める際に(ステップS23)、n次の近似解、及びn+1次の近似解を用いる方法である。   In this case, as shown in FIG. 11A, a linear solution is obtained by simplifying, for example, converting a nonlinear equation into a linear equation using a certain appropriate initial value. Using this primary solution, the nonlinear equation is simplified again to obtain a quadratic solution. Similarly, by repeating the operation (steps S11 to S13) for obtaining the (n + 1) th order solution using the nth order solution, a more accurate solution of the nonlinear equation is obtained by numerical calculation. FIG. 11B shows an nth-order approximate solution and an n + 1-order approximate solution (steps S21 and S22) and then an n + second-order solution (step S23). This is a method using the following approximate solution.

(受信波形を初期値に用いる逐次法についての説明)
FWMクロストークモデルによる波形歪みは、送信端の主信号の光波形に、クロストークの光波形を加えるという形で表される。従って、クロストークの光波形を求め、その値を受信された光波形から引くことで、送信光波形が求められる。この方法を図8に示した。
(Explanation of sequential method using received waveform as initial value)
Waveform distortion due to the FWM crosstalk model is expressed by adding the crosstalk optical waveform to the optical waveform of the main signal at the transmitting end. Accordingly, the crosstalk optical waveform is obtained and the value is subtracted from the received optical waveform to obtain the transmission optical waveform. This method is shown in FIG.

この方法を用いる場合、受信波形からクロストークの光波形を求めることが必要になる。簡単な方法として、FWMクロストークによる送信波形と受信波形の関係式、式(8)から式(8)の第2項以降のFWMクロストークの項において、送信波形を受信波形で置換してクロストーク波形とする方法がある。これを受信波形から引くことで、第1の送信波形推定値ETK(1)を推定できる。次に、この第1の送信波形ETK (1)をFWMクロストークを求める式に送信波形として代入して、再びFWMクロストーク波形を求め、受信波形ERKから引くことで、第2の送信波形推定値ETK (2)を求めることができる。これを繰り返すことで、より精度の高い送信波形を推定していく。式で示すと次式になる。 When this method is used, it is necessary to obtain a crosstalk optical waveform from the received waveform. As a simple method, in the relational expression between the transmission waveform and the reception waveform by FWM crosstalk, and the FWM crosstalk terms in the second and subsequent terms in the equations (8) to (8), the transmission waveform is replaced with the reception waveform and crossed. There is a method of using a talk waveform. By subtracting this from the received waveform, the first transmission waveform estimated value ETK (1) can be estimated. Next, the first transmission waveform E TK (1) is substituted as a transmission waveform into an equation for obtaining the FWM crosstalk, and the FWM crosstalk waveform is obtained again and subtracted from the reception waveform ERK to obtain the second transmission. The estimated waveform value E TK (2) can be obtained. By repeating this, a transmission waveform with higher accuracy is estimated. This is expressed by the following equation.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

なお、この場合の計算回路図は、図8に示した計算回路図と同様になる。   The calculation circuit diagram in this case is the same as the calculation circuit diagram shown in FIG.

また、上記の方法の改良版として、FWMクロストークによる送信波形と受信波形の関係式、式(2)から(8)の第2項以降のFWMクロストークの項において、自分のチャネル以外では送信波形ETmを受信波形ERm、もしくは逐次的に求めた推定値ETm (p)で置換するが、自身のチャネルに対しては送信波形ETkとして、多元線形方程式に変換してETkを求める方法がある。 In addition, as an improved version of the above method, in the relational expression between the transmission waveform and the reception waveform due to FWM crosstalk, and the FWM crosstalk terms in the second and subsequent terms of equations (2) to (8), transmission is performed except for the own channel. While replacing the waveform E Tm received waveform E Rm or by sequentially calculated estimates E Tm (p),, as a transmit waveform E Tk for its channel, the E Tk is converted to multiple linear equations There is a way to ask.

自身のチャネルに対しては、送信波形を受信波形で近似することがないため、この分だけ精度の高いFWMクロストーク波形を求めることができる。受信波形は、送信波形にFWMクロストーク波形を加算した波形となるが、このモデル式のFWMクロストークの項において自身のチャネル以外の送信波形をそのチャネルの受信波形で置換すると、受信波形は既知なので自身のチャネルの受信波形と送信波形の関係を表す1次線形方程式となる。これは簡単に解けて、第1の送信波形の推定値を求めることができる。この波形から受信波形を引いた波形は、FWMクロストークの波形になるため、歪み変動量を求める方法としても理解することができる。   Since the transmission waveform is not approximated by the reception waveform for its own channel, a highly accurate FWM crosstalk waveform can be obtained accordingly. The received waveform is a waveform obtained by adding the FWM crosstalk waveform to the transmitted waveform. If the transmitted waveform other than its own channel is replaced with the received waveform of that channel in the FWM crosstalk term of this model formula, the received waveform is known. Therefore, a linear equation representing the relationship between the reception waveform and the transmission waveform of its own channel is obtained. This can be solved easily and the estimated value of the first transmission waveform can be obtained. Since the waveform obtained by subtracting the reception waveform from this waveform becomes the FWM crosstalk waveform, it can be understood as a method for obtaining the distortion fluctuation amount.

なお、図12は、多元非線形方程式を近似的に解く演算回路例を示しており、ここでは、ステップS31で示す第1次の演算ステップでは、受信波形ER1、ER2、ER3、ER4から、第1の推定送信波形E (1)、E (1)、E (1)、E (1)を推定する。続いて、ステップS32で示す第2次の演算ステップでは、例えば、E (2)の波形については、受信波形ER1、および第1の推定送信波形E (1)、E (1)、E (1)、E (1)を基に、第2の推定波形E (2)を推定する。他の第2の推定波形E (2)、E (2)、E (2)、についても同様である。 FIG. 12 shows an example of an arithmetic circuit that approximately solves a multi-dimensional nonlinear equation. Here, in the first arithmetic step shown in step S31, the received waveforms E R1 , E R2 , E R3 , E R4 are shown. From these, the first estimated transmission waveforms E 1 (1) , E 2 (1) , E 3 (1) , E 4 (1) are estimated. Subsequently, in the second calculation step shown in step S32, for example, for the waveform of E 1 (2) , the received waveform E R1 and the first estimated transmission waveforms E 1 (1) , E 2 (1) , E 3 (1) and E 4 (1) are used to estimate the second estimated waveform E 1 (2) . The same applies to the other second estimated waveforms E 2 (2) , E 3 (2) , and E 4 (2) .

(補償パラメータ学習部505による補償パラメータ推定法についての説明)
伝送路の非線形結合定数、波長分散、もしくはそれらによって決まるFWM発生効率、及びFWMと主信号の相対位相差が補償演算に必要である。また、送信端光源のキャリア、サブキャリア間の相対位相、もしくはそれによって決まるFWMクロストークと主信号の相対位相も補償演算に必要である。
(Description of compensation parameter estimation method by compensation parameter learning unit 505)
The nonlinear coupling constant of the transmission line, chromatic dispersion, or the FWM generation efficiency determined by them, and the relative phase difference between the FWM and the main signal are necessary for the compensation calculation. In addition, the relative phase between the carrier of the transmitting end light source and the subcarrier, or the FWM crosstalk determined by the carrier and the relative phase of the main signal is also necessary for the compensation calculation.

さらに、送受信ビット位相と非線形が発生した位置におけるキャリア、サブキャリア間のビット位相遅延差も補償パラメータとして必要である。   Further, the bit phase delay difference between the carrier and the subcarrier at the position where the transmission / reception bit phase and the nonlinearity occur is also necessary as a compensation parameter.

これらの値は、送信端から既知の送信信号を送って、受信端においてその送信パターンの歪みを分析することで、非線形結合係数、波長分散などの伝送路パラメータを測定できる。また、未知の実トラヒック信号を受信しながら、その補償演算効果が最も高くなるように補償パラメータを推定するブラインド推定法も可能である(前述の参考文献2を参照)。   These values can be measured for transmission path parameters such as nonlinear coupling coefficient and chromatic dispersion by sending a known transmission signal from the transmission end and analyzing the distortion of the transmission pattern at the reception end. In addition, a blind estimation method is also possible in which a compensation parameter is estimated so as to maximize the compensation calculation effect while receiving an unknown actual traffic signal (see Reference Document 2 described above).

また、光伝送システムを流れる信号は、フレーム構造を有するため、そのフレームがもつ特徴的な信号パターンを既知信号として利用して、補償パラメータを推定する方法もある。なお、ここでは偏波多重における独立な2つの偏波も、キャリア、サブキャリアという言葉で含めてあらわす。つまり、例えば2つの異なる偏波の信号を多重した場合、それは2つのキャリア、サブキャリアによって生成される信号だと想定する。また、各偏波に対して2つのキャリア、サブキャリアが多重された信号光を、さらに偏波多重した場合、この信号は合計で4つのキャリア、サブキャリアによって合成されていると考える。   Further, since the signal flowing through the optical transmission system has a frame structure, there is a method for estimating a compensation parameter by using a characteristic signal pattern of the frame as a known signal. Here, two independent polarizations in polarization multiplexing are also expressed in terms of carrier and subcarrier. That is, for example, when signals of two different polarizations are multiplexed, it is assumed that the signal is generated by two carriers and subcarriers. Further, when signal light in which two carriers and subcarriers are multiplexed for each polarization is further polarization multiplexed, it is considered that this signal is synthesized by a total of four carriers and subcarriers.

非線形補償演算部では、非線形補償演算部への入力位置と光ファイバ出力端での各キャリア、サブキャリアの信号ビット位相遅延差、もしくは非線形補償演算部への入力位置と、非線形波形歪が主に発生した位置での各キャリア、サブキャリアの信号ビット位相遅延差を補正する。また、非線形結合定数、FWMと主信号の光位相差を推定して、補償演算部へ入力する。非線形補償演算部では、これらの値を用いて、非線形補償演算を実施する。   In the nonlinear compensation calculation unit, the input position to the nonlinear compensation calculation unit and the signal bit phase delay difference of each carrier and subcarrier at the optical fiber output end, or the input position to the nonlinear compensation calculation unit, and the nonlinear waveform distortion are mainly used. The signal bit phase delay difference of each carrier and subcarrier at the generated position is corrected. Further, the nonlinear coupling constant, the optical phase difference between the FWM and the main signal is estimated and input to the compensation calculation unit. The nonlinear compensation calculation unit performs nonlinear compensation calculation using these values.

図13は、補償パラメータ推定部と補償演算回路の構成例を示す。図13に示す構成例においては、送信側から送信されるパイロット信号等を基にして、各キャリア、サブキャリア間のスキューをモニタするスキューモニタ部532と、スキューモニタ部532におけるスキューの検出結果を基に、各キャリア、サブキャリア間のスキューを補正するスキュー補正部531と、送信信号と受信信号の関連を表す連立非線形方程式の非線形結合定数を推定する非線形結合定数推定部533と、送信信号と受信信号の位相を推定する位相推定部534と、非線形結合定数推定部533および位相推定部534で得られたパラメータを基に、スキュー補正された信号の非線形補償演算を行う非線形補償演算処理部535とで構成される。   FIG. 13 shows a configuration example of the compensation parameter estimation unit and the compensation arithmetic circuit. In the configuration example shown in FIG. 13, the skew monitor unit 532 that monitors the skew between each carrier and subcarrier based on the pilot signal transmitted from the transmission side, and the skew detection result in the skew monitor unit 532 Based on this, a skew correction unit 531 that corrects the skew between each carrier and subcarrier, a nonlinear coupling constant estimation unit 533 that estimates a nonlinear coupling constant of a simultaneous nonlinear equation representing the relationship between a transmission signal and a reception signal, and a transmission signal A phase estimation unit 534 that estimates the phase of the received signal, and a nonlinear compensation calculation processing unit 535 that performs nonlinear compensation calculation of the skew-corrected signal based on the parameters obtained by the nonlinear coupling constant estimation unit 533 and the phase estimation unit 534. It consists of.

なお、スキューモニタ部532、スキュー補正部531と、非線形結合定数推定部533と、位相推定部534が、前述の補償パラメータ学習部に相等する。この補償パラメータ学習部は、非線形補償演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習し、それらの値を前記補償演算回路に入力する。   Note that the skew monitor unit 532, the skew correction unit 531, the nonlinear coupling constant estimation unit 533, and the phase estimation unit 534 are equivalent to the above-described compensation parameter learning unit. This compensation parameter learning unit learns chromatic dispersion, chromatic dispersion slope, transmission parameters including nonlinear constants of optical fiber transmission lines used for nonlinear compensation calculations, and compensation parameters that depend on the relative phase between carriers of multiplexed signal light. These values are input to the compensation arithmetic circuit.

このように非線形補償演算を行う場合は、第1に、光ファイバ伝送路の出力端からデジタル演算部までの各キャリア、サブキャリア間のビット時間位相遅延(スキュー)を調整する回路が必要となる。非線形波形歪の補償には、その非線形波形歪が発生した伝送路位置における各キャリア、サブキャリアの時間波形を用いる必要がある。波長分散の補償演算がある場合には、光ファイバ出力端から非線形波形歪が発生した伝播位置まで遡ることが可能であり、光ファイバ出力端からデジタル演算部までの時間遅延差を推定できればよい。一方、分散補償演算がない場合には、非線形演算部でスキューを考慮した補償が必要になる。   When performing nonlinear compensation calculation in this way, first, a circuit for adjusting the bit time phase delay (skew) between each carrier and subcarrier from the output end of the optical fiber transmission line to the digital calculation unit is required. . To compensate for the nonlinear waveform distortion, it is necessary to use the time waveform of each carrier and subcarrier at the transmission line position where the nonlinear waveform distortion occurs. When there is a chromatic dispersion compensation calculation, it is possible to trace back from the optical fiber output end to the propagation position where the nonlinear waveform distortion has occurred, and it is only necessary to estimate the time delay difference from the optical fiber output end to the digital calculation unit. On the other hand, when there is no dispersion compensation calculation, the nonlinear calculation unit needs to take into account the skew.

光ファイバ伝送路の出力端から補償演算部までの距離が、キャリア、サブキャリアによって異なる場合が想定される。また、主要な非線形波形劣化が発生する伝搬位置と、光ファイバ伝送路の出力端までの距離が、波長分散の影響、中継ノードの分波・合波によって、キャリア、サブキャリア間で異なる場合も想定される。このようにキャリア、サブキャリア依存のスキューがある場合、非線形波形劣化が発生した位置において、隣り合っていた各キャリア、サブキャリアの信号ビットの位相を推定して、そのビット間で非線形補償演算を実施する。したがって、あるキャリア、サブキャリアに対して受信端で受信されたFWMクロストークが、各キャリア、サブキャリアの受信信号のどの信号ビット位相同士が発生させたものか、推定する必要がある。   It is assumed that the distance from the output end of the optical fiber transmission line to the compensation calculation unit varies depending on the carrier and subcarrier. Also, the propagation position where major nonlinear waveform degradation occurs and the distance to the output end of the optical fiber transmission line may differ between carriers and subcarriers due to the effects of chromatic dispersion and the demultiplexing / multiplexing of relay nodes. is assumed. In this way, when there is a carrier and subcarrier-dependent skew, the phase of the signal bit of each adjacent carrier and subcarrier is estimated at the position where nonlinear waveform degradation has occurred, and nonlinear compensation calculation is performed between the bits. carry out. Therefore, it is necessary to estimate which signal bit phase of the received signal of each carrier or subcarrier is generated by the FWM crosstalk received at the receiving end with respect to a certain carrier or subcarrier.

これをモニタする方法として、パイロット信号を送付して、その受信波形から推測する方法がある。最も単純な基本パターンとしては、それぞれのキャリア、サブキャリアにおいて、単一のビットパルスを出力して、FWMクロストークが発生するチャネルのFWMクロストーク発生位置、及びコヒーレント受信することでその光位相を検出する。単一パルスの位置を1ビットずつシフトさせて、FWMクロストークの発生パターン、及び振幅・位相を観測する。   As a method of monitoring this, there is a method of sending a pilot signal and estimating it from the received waveform. The simplest basic pattern is to output a single bit pulse for each carrier and subcarrier, and the FWM crosstalk generation position of the channel where FWM crosstalk occurs and the optical phase by coherent reception. To detect. The position of a single pulse is shifted bit by bit, and the FWM crosstalk generation pattern, amplitude and phase are observed.

図14は、補償パラメータ推定のための送信パイロット信号の例を示し、チャネルCh−1、Ch−2、Ch−3によって、チャネルCh―4に発生するFWMクロストークの発生位置、およびその光位相と振幅を求める。これにより、送信信号と受信信号の関連を表す連立非線形方程式の非線形結合定数、位相項も推定できる。   FIG. 14 shows an example of a transmission pilot signal for estimating a compensation parameter. The generation position of the FWM crosstalk generated in the channel Ch-4 by the channels Ch-1, Ch-2, and Ch-3, and its optical phase. And find the amplitude. Thereby, the nonlinear coupling constant and the phase term of the simultaneous nonlinear equations representing the relationship between the transmission signal and the reception signal can also be estimated.

また、シングルパルスでなくても、例えば擬似乱数バイナリ系列(PRBS)などの既知の信号列であれば、発生するFWMクロストークのパターンにマッチするようなキャリア、サブキャリア間のスキュー量を探しあてることが可能である。キャリア、サブキャリア間にあるビット位相遅延を想定すれば、FWMクロストークの発生パターンが予測できる。ビット位相遅延量を掃引して、FWMクロストークの予測パターンと実際に観測されたFWMクロストークパターンが一致するようなスキューを探しあてる。   Further, even if it is not a single pulse, for example, if it is a known signal sequence such as a pseudo-random binary sequence (PRBS), the amount of skew between the carrier and the subcarrier that matches the generated FWM crosstalk pattern is searched for. It is possible. Assuming a bit phase delay between the carrier and the subcarrier, an occurrence pattern of FWM crosstalk can be predicted. The bit phase delay amount is swept to find a skew that matches the predicted FWM crosstalk pattern with the actually observed FWM crosstalk pattern.

(発明の効果を示す実験・シミュレーション結果についての説明)
3つの異なる周波数の搬送波をそれぞれ個別にPRBS NRZパターンで変調し、20kmの分散シフトファイバを伝送した。このとき、光ファイバへの入力パワーを増大させ、非線形波形歪が大きい状態に設定している。特に、3つのチャネルの中心のチャネル2では、非線形波形歪が大きい。受信端において3つのチャネルを分離し、チャネル2に対して観測された光電流値の確率分布を図15に示す。本来期待される確率分布では、デジタルデータ0と1に対応した2つのピークがみられるはずである。ところが、図15(A)に示す分布補償前の確率分布では、確率分布に3つのピークがみられ、他のチャネルからの干渉が発生していることがわかる。このとき、デジタル判別閾値を図のように設定した場合に誤り率が最小になり、4.7×10−3であった。これに対して、補償演算を実施したところ、図15(B)に示すような2つのピークを有する分布を示した。従って、波形歪みがない理想的な場合の確率分布に類似したものである。このとき、誤り率は5.0×10―4 まで1桁程度低減しており、補償効果が顕著にみられる。
(Explanation of experiment / simulation results showing the effect of the invention)
Each of three different frequency carriers was individually modulated with a PRBS NRZ pattern and transmitted through a 20 km dispersion-shifted fiber. At this time, the input power to the optical fiber is increased and the nonlinear waveform distortion is set to be large. In particular, in the channel 2 at the center of the three channels, the nonlinear waveform distortion is large. FIG. 15 shows a probability distribution of photocurrent values observed for channel 2 after separating three channels at the receiving end. In the originally expected probability distribution, two peaks corresponding to digital data 0 and 1 should be seen. However, in the probability distribution before distribution compensation shown in FIG. 15A, three peaks are seen in the probability distribution, and it can be seen that interference from other channels occurs. At this time, when the digital discrimination threshold was set as shown in the figure, the error rate was minimized and was 4.7 × 10 −3. On the other hand, when a compensation calculation was performed, a distribution having two peaks as shown in FIG. 15B was shown. Therefore, it is similar to the ideal probability distribution without waveform distortion. At this time, the error rate is reduced by about an order of magnitude to 5.0 × 10 −4, and the compensation effect is noticeable.

[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態として、偏波分離を行う例(例えば、2キャリア+偏波の例)について説明する。図16に偏波分離器を追加した受信装置の構成例を示す。
[Second Embodiment]
As a second embodiment of the present invention, an example of performing polarization separation (for example, an example of 2 carriers + polarized waves) will be described. FIG. 16 shows a configuration example of a receiving apparatus to which a polarization separator is added.

偏波多重された信号光を受信する場合、偏波分離器(PBS:光ビームスプリッタ)21により独立した2つの偏波に分離する。そして、それぞれの偏波の信号光と、局発光とを光90度ハイブリッド101、102に入力し、それぞれの偏波に対して、局発光と同位相成分、および直交位相成分に分離する。この信号光は、光電変換器201〜204に入力され、電気信号に変換され、さらにアナログ・デジタル変換器(ADC)301〜、304によりデジタル信号に変換される。   When receiving polarization multiplexed signal light, it is separated into two independent polarizations by a polarization separator (PBS: optical beam splitter) 21. Then, the signal light of each polarization and the local light are input to the optical 90-degree hybrids 101 and 102, and are separated into the same phase component and the orthogonal phase component as the local light for each polarization. The signal light is input to the photoelectric converters 201 to 204, converted into electric signals, and further converted into digital signals by analog / digital converters (ADC) 301 to 304.

さらに、第1の実施の形態で示したように、分波フィルタ(デジタルフィルタ等)341〜344内のFFTを用いて各キャリアの信号に分離できる。この状態では、各キャリア毎、偏波毎に分離されたデジタル信号が得られている。   Furthermore, as shown in the first embodiment, the signals in each carrier can be separated by using the FFT in the demultiplexing filters (digital filter or the like) 341-344. In this state, a digital signal separated for each carrier and each polarization is obtained.

しかし、一般に、光ファイバ伝送路を伝送した後の受信信号の偏波はランダムであり、偏光ビームスプリッタ(PBS)21の2つの偏波軸と受信信号光の多重された2つの偏波軸はあっていない。そのため、光ビームスプリッタ(PBS)21で2つに分離されたそれぞれの出力ポートには、偏波多重された2つの信号光が互いに混入している。   However, in general, the polarization of the received signal after transmission through the optical fiber transmission line is random, and the two polarization axes of the polarization beam splitter (PBS) 21 and the two polarization axes multiplexed with the received signal light are Not there. For this reason, two polarization multiplexed signal lights are mixed in each output port separated into two by the optical beam splitter (PBS) 21.

このため、偏波分離演算部601〜604により偏波分離演算を行う。この場合に、単一のキャリアの信号光の偏波分離方法は従来技術としてあり、前述の「参考文献2」に記載されているように、デジタル信号処理を用いて実施できる。キャリア分離した後の信号光に対しては、同様なアルゴリズムでそれぞれの偏波信号に分離できる。また、同時にPMDの補償も可能である。偏波分離された信号光は、次に、キャリア・サブキャリア分離されたデジタル信号は、非線形補償演算部501に入力される。   For this reason, the polarization separation calculation units 601 to 604 perform polarization separation calculation. In this case, the polarization separation method for signal light of a single carrier is a conventional technique, and can be implemented using digital signal processing as described in “Reference Document 2” described above. The signal light after carrier separation can be separated into respective polarization signals by a similar algorithm. At the same time, PMD compensation is also possible. The polarization separated signal light and the carrier / subcarrier separated digital signal are input to the nonlinear compensation calculation unit 501.

サブキャリア多重と偏波多重された信号光の非線形補償演算では、N個のキャリア・サブキャリア間と2つの偏波間、合計2N個の搬送波間のFWMクロストーク発生モデルで非線形波形歪を記述し、その歪みを補償する。サブキャリア数が2本の偏波多重の信号光におけるFWMクロストーク発生パターンを図17に示す。   In nonlinear compensation calculation of subcarrier multiplexed and polarization multiplexed signal light, nonlinear waveform distortion is described by FWM crosstalk generation model between N carriers / subcarriers and between two polarized waves, a total of 2N carriers. Compensate for that distortion. FIG. 17 shows an FWM crosstalk generation pattern in polarization multiplexed signal light having two subcarriers.

図17は、E_Lxのキャリアに対して重畳するFWMクロストーク発生パターンを示しており、他のキャリアに対しても対称な関係で発生する。ここでは、FWMクロストークとは自分自身の主信号の位相とクロストークの位相の関係が直交しておらず、ランダムに変化するようなものと定義している。それぞれのパターンに対する非線形係数χの大きさの比較を図17の下側の表に示している。ここでは、同一偏波の信号光に対する非線形係数χの大きさ3を基準にした値である(次の参考文献4を参照)。   FIG. 17 shows an FWM crosstalk generation pattern that is superimposed on an E_Lx carrier, and occurs in a symmetric relationship with respect to other carriers. Here, FWM crosstalk is defined such that the relationship between the phase of its own main signal and the phase of the crosstalk is not orthogonal and changes randomly. A comparison of the magnitude of the nonlinear coefficient χ for each pattern is shown in the lower table of FIG. Here, the value is based on the magnitude 3 of the nonlinear coefficient χ with respect to the signal light having the same polarization (see the following Reference 4).

[参考文献4] Agrawal著, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.207.   [Reference 4] Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.207.

この3つのパターンを考慮して、FWMクロストークによる波形歪みを受けた受信信号を表現する。これを解くことで、受信波形から送信波形を推定できる。その演算回路は、FWMクロストークモデルの近似解で記す。   Considering these three patterns, a received signal subjected to waveform distortion due to FWM crosstalk is expressed. By solving this, the transmission waveform can be estimated from the reception waveform. The arithmetic circuit is described as an approximate solution of the FWM crosstalk model.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

この連立非線形方程式は、第1の実施の形態で示した演算回路構成で計算することができる。   This simultaneous nonlinear equation can be calculated by the arithmetic circuit configuration shown in the first embodiment.

なお、図16において、偏波分離器(光ビームスプリッタ(PBS))21、22は、前述の偏波分離装置に相当する。また、光90度ハイブリッド101、102、光電変換器201、202、アナログ・デジタル変換器(ADC)301、302、303、304および分波フィルタ341、342、343、344で構成される部分が前述の分離装置に相当し、偏波分離演算部601、602、603、604は、前述の偏波分離演算部に相当する。また、非線形補償演算部501には、図3に示す位相同期部503、補償演算504、および補償パラメータ学習部505(図16では図示せず)が含まれている。   In FIG. 16, polarization separators (light beam splitters (PBS)) 21 and 22 correspond to the above-described polarization separation device. In addition, the portion constituted by the optical 90-degree hybrids 101 and 102, the photoelectric converters 201 and 202, the analog / digital converters (ADC) 301, 302, 303, and 304 and the demultiplexing filters 341, 342, 343, and 344 is described above. The polarization separation calculation units 601, 602, 603, and 604 correspond to the above-described polarization separation calculation unit. Further, the nonlinear compensation calculation unit 501 includes a phase synchronization unit 503, a compensation calculation 504, and a compensation parameter learning unit 505 (not shown in FIG. 16) shown in FIG.

そして、偏波多重された信号光を偏波分離装置によって2つに分離し、偏波分離演算部により各搬送波周波数ごとの2つの偏波の間の干渉を取り除いた後に、この複数の搬送波間の非線形波形歪を補償するため、位相同期部により、搬送波間の位相同期の前処理を行う。それから、補償演算部により非線形波形歪を四光波混合光クロストーク等の波形劣化モデルによって近似し、この波形劣化モデルの非線形方程式を逐次的近似解法等で線形化して簡易化し、この簡易化された波形歪みモデルにより波形歪みの補償を行う。これにより、非線形補償演算を簡易な電気演算回路で実現することができる。なお、補償パラメータ学習部505は、非線形補償演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習する機能を有し、この補償パラメータは補償演算部における非線形波形歪の補償演算を行う際に使用される。   Then, the polarization multiplexed signal light is separated into two by a polarization separation device, and after the interference between the two polarizations for each carrier frequency is removed by the polarization separation calculation unit, the plurality of carrier waves are separated. In order to compensate for the non-linear waveform distortion, a phase synchronization unit performs pre-processing of phase synchronization between carrier waves. Then, the non-linear waveform distortion is approximated by a waveform degradation model such as four-wave mixed light crosstalk by the compensation calculation unit, and the nonlinear equation of this waveform degradation model is simplified by linearizing it by a successive approximation method or the like. Compensates for waveform distortion using the waveform distortion model. As a result, the nonlinear compensation calculation can be realized with a simple electric calculation circuit. The compensation parameter learning unit 505 is a compensation parameter that depends on the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line used for the nonlinear compensation calculation, the chromatic dispersion slope, the transmission parameter including the nonlinear constant, and the relative phase between the carriers of the multiplexed signal light. This compensation parameter is used when performing compensation computation of nonlinear waveform distortion in the compensation computation unit.

[第3の実施の形態]
(3キャリア直接受信の例)
受信端でコヒーレント検波を想定していたため、光位相も含めた光波形の情報を得られ、送信波形と受信波形の関係を記述する数式において、受信波形ER1、ER2、ER3、ER4を複素数として与えることができる。一方、従来の強度変調信号ではコヒーレント受信を用いないで、直接受信を用いる構成が一般的である。強度変調信号の場合、FWMクロストークと主信号の相対位相が不明であっても、個々のキャリア、サブキャリア間の相対位相差を推定できれば、非線形補償演算が可能である。
[Third Embodiment]
(Example of 3-carrier direct reception)
Since coherent detection is assumed at the receiving end, information on the optical waveform including the optical phase can be obtained, and the received waveforms ER1, ER2, ER3, and ER4 are given as complex numbers in the mathematical expression describing the relationship between the transmitted waveform and the received waveform. be able to. On the other hand, the conventional intensity modulation signal generally uses a direct reception instead of a coherent reception. In the case of an intensity-modulated signal, even if the relative phase between FWM crosstalk and the main signal is unknown, nonlinear compensation calculation can be performed if the relative phase difference between individual carriers and subcarriers can be estimated.

チャネルkの光電流値Ikは、チャネルl, チャネルm, チャネルn、から発生する FWMクロストーク電界によって干渉を受ける。ただし、l+m=n+k。この光電流値Ikは、各チャネルの光ファイバ伝送路への入力パワーP(t)、P(t)、P(t)、およびP(t)を用いて次の解析式で表される。 The photocurrent value Ik of the channel k is interfered by the FWM crosstalk electric field generated from the channel l, the channel m, and the channel n. However, l + m = n + k. This photocurrent value Ik is calculated by the following analytical expression using input powers P k (t), P l (t), P m (t), and P n (t) to the optical fiber transmission line of each channel. expressed.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

ここで、位相整合条件に依存する非線形結合係数を、ηl,m,nexp(iΔθl,m,n)、縮退係数(degeneracy factor)をDl,m,n、損失係数をα, 各チャネルの光位相をφ、φ、φ、φとした。なお、「Δφl,m,n=φ+φ−φ−φ+θl,m,n」と定義する。 Here, η l, m, n exp (iΔθ l, m, n ), degeneracy factor D l, m, n , loss factor α, The optical phase of the channel was set to φ k , φ l , φ m , and φ n . It should be noted that, to define "Δφ l, m, n = φ l + φ m -φ n -φ k + θ l, m, n ," it said.

この式が全チャネルに対して用意され、この連立多元方程式を解析的に解くことは困難であるため、第2項目以降の光ファイバ伝送路への入力端、つまり送信端の光パワーPn(t)を受信光電流値In(t)で置換して、第1の送信端の光パワー推定値を得る。今度は、この値を第2項目以降の送信端光パワーとして用いて、第2の送信端の光パワー推定値を得る。この作業を繰り返すことで、より精度の高い送信端光パワーを求める。ただし、光電流と光パワーを同一の次元で取り扱うことになり、規格化、もしくは非線形結合定数η´l,m,nの再定義が必要である。そこでは、光ファイバ伝送路の損失、光電変換器の変換効率も含めて規格化、もしくは再定義する。実際には、デジタル信号処理で実施するため、光電流値をサンプリングした値を用いる。ここで、送信端光パワーと受信光電流値が同一の振幅スケールで扱えるように、規格化した非線形結合定数ηを用いて、逐次的に送信端の光パワーサンプリング値を求める式を次に示す。   Since this equation is prepared for all channels and it is difficult to analytically solve the simultaneous multiple equations, the optical power Pn (t at the input end to the optical fiber transmission line after the second item, that is, the transmission end ) Is replaced with the received photocurrent value In (t) to obtain the optical power estimated value of the first transmitting end. This time, this value is used as the transmission end optical power for the second and subsequent items to obtain an optical power estimation value for the second transmission end. By repeating this operation, more accurate transmission end optical power is obtained. However, since the photocurrent and the optical power are handled in the same dimension, it is necessary to normalize or redefine the nonlinear coupling constants η′1, m, and n. There, it is standardized or redefined including the loss of the optical fiber transmission line and the conversion efficiency of the photoelectric converter. Actually, since it is implemented by digital signal processing, a value obtained by sampling the photocurrent value is used. Here, an expression for sequentially obtaining the optical power sampling value at the transmission end using the normalized nonlinear coupling constant η so that the transmission end optical power and the reception photocurrent value can be handled with the same amplitude scale is shown below. .

S(0)k,iは、サンプリング時間番号i番目、チャネルkの送信端光パワーで、逐次的求めた第pの推定値を表す。ただし、非線形結合定数ηは光ファイバ損失を含んだ値として定義される。   S (0) k, i represents the p-th estimated value obtained sequentially with the transmission end optical power of the sampling time number i-th channel k. However, the nonlinear coupling constant η is defined as a value including optical fiber loss.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

ここで、3チャネルの場合には、縮退係数が「D2,2,3=D2,2,1=3」、「D1,3,2=6」で与えられるため、次式で求められる。また、位相整合条件による位相項Δφも単一の値を用いて記述できる。 Here, in the case of 3 channels, the degeneracy coefficient is given by “D 2,2,3 = D 2,2,1 = 3” and “D 1,3,2 = 6”. It is done. Also, the phase term Δφ due to the phase matching condition can be described using a single value.

Figure 0005147582
Figure 0005147582

この漸化式を解くことで、受信端の波形から送信端の波形が算出できる。   By solving this recurrence formula, the waveform at the transmitting end can be calculated from the waveform at the receiving end.

[第4の実施の形態]
(自己位相変調(SPM)位相回転モデルを使用する例についての説明)
あるキャリア、サブキャリアの信号光の光強度波形を変化させて、他のキャリアが受ける位相回転を測定することでも、非線形定数などの演算パラメータを測定値から推定できる。その光強度波形の変化の傾きを変化させて、より高精度に測定することも可能である。また、キャリア、サブキャリアの周波数間隔を変化させて、受信端で観測されるビート信号を測定することで波長分散を測定することもできる。
[Fourth Embodiment]
(Description of an example using a self-phase modulation (SPM) phase rotation model)
By changing the light intensity waveform of the signal light of a certain carrier or subcarrier and measuring the phase rotation experienced by other carriers, it is also possible to estimate a calculation parameter such as a nonlinear constant from the measured value. It is also possible to measure with higher accuracy by changing the slope of the change in the light intensity waveform. It is also possible to measure chromatic dispersion by measuring the beat signal observed at the receiving end by changing the frequency interval of the carrier and subcarrier.

伝送路パラメータの測定方法には、そのほか様々な方法が提案されている。非線形伝搬定数に関しても測定方法が提案されており、これらの原理を用いて測定することが可能である。ただ、測定に際してファイバ入力端から測定用の光を入力し、出力端から出力される光を分析する方法が一般的であるが、実際のシステムでは入力端と出力端が数十km以上離れた地点にある場合が多く、これらの原理をそのまま応用することは不可能である。
従って、伝搬定数測定のためのパイロット光を信号光に含ませておくことが必要になる。パイロット光としては、各伝搬定数測定方法にあわせたものを用意する。さらに、伝搬定数測定に必要な情報のやりとりは、トランスポンダの上りと下りの経路、OSC(Optical Supervisory channel)などを用いて転送することが可能である。
Various other methods have been proposed for measuring transmission path parameters. Measurement methods have also been proposed for nonlinear propagation constants, which can be measured using these principles. However, in general, a method of inputting measurement light from the fiber input end and analyzing the light output from the output end at the time of measurement is common, but in an actual system, the input end and the output end are separated by several tens of kilometers or more. In many cases, it is not possible to apply these principles as they are.
Therefore, it is necessary to include pilot light for measuring the propagation constant in the signal light. As the pilot light, one according to each propagation constant measurement method is prepared. Furthermore, the exchange of information necessary for the propagation constant measurement can be transferred using the upstream and downstream paths of the transponder, OSC (Optical Supervisory channel), and the like.

理想的にはシュレディンガー方程式を数値的に解いて逆伝搬演算する方法が望ましいが、計算量が膨大になる。そこで、近似的に光ファイバ伝送路の出力端波形から入力端波形を推定する方法が必要になる。波長分散によってチャネル間の群速度差が生じて、隣接チャネルのビットが1ビット程度ずれるウォークオフ現象が発生する。   Ideally, a method of calculating the back propagation by numerically solving the Schrödinger equation is desirable, but the calculation amount becomes enormous. Therefore, a method for approximating the input end waveform from the output end waveform of the optical fiber transmission line is required. A group velocity difference between channels is caused by chromatic dispersion, and a walk-off phenomenon occurs in which the bits of adjacent channels are shifted by about 1 bit.

ウォークオフが発生する距離の指標としては、分散長「L=c/(λD)」がある。ただし、c:光速、λ:波長、R:ビットレート、D:波長分散である。この場合、ウォークオフ現象の発生による影響が十分小さい距離の区間に区切って、線形な波形劣化と非線形な波形劣化が同時ではなく順に発生する近似モデルを用いる方法もある。また、伝送路ファイバでは、その損失係数によって伝搬するに従って徐々に信号光パワーが減衰する。光非線形効果は光パワーが大きい場合に大きく発生するため、一般には伝送路ファイバの入力端から数kmまでに発生する非線形効果がドミナントである。従って、それ以降の部分においては、線形伝搬に近似することができる。その距離指標としては、損失係数αとファイバ長Lによって決定される実効ファイバ長「Leff=(1−e―αL)/α」 がある。この方法を用いると、非線形伝搬を記述するシュレディンガー方程式を用いて逆伝搬演算する距離を短くできるため、演算量を削減できる。 As an index of the distance at which the walk-off occurs, there is a dispersion length “L D = c / (λ 2 R 2 D)”. However, c: speed of light, λ: wavelength, R: bit rate, D: chromatic dispersion. In this case, there is a method of using an approximate model in which linear waveform degradation and nonlinear waveform degradation occur sequentially rather than simultaneously by dividing into sections of a distance where the influence due to the occurrence of the walk-off phenomenon is sufficiently small. Further, in the transmission line fiber, the signal light power gradually attenuates as it propagates due to its loss factor. Since the optical non-linear effect is greatly generated when the optical power is high, the non-linear effect generally occurring up to several kilometers from the input end of the transmission line fiber is dominant. Therefore, it can approximate to linear propagation in the subsequent part. As the distance index, there is an effective fiber length “Leff = (1−e− αL ) / α” determined by the loss coefficient α and the fiber length L. If this method is used, the distance for the reverse propagation calculation using the Schrodinger equation describing the non-linear propagation can be shortened, so that the amount of calculation can be reduced.

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態としてスプリットステップ法について説明する。光ファイバ伝送路の非線形波形劣化は、光電界強度に比例した光位相回転として捕らえることができる。しかし、光電界強度は波長分散(光の波長によって光の速度がわずかながら異なるため、波長の短い光と長い光では到達時間がわずかにずれる現象)によって伝播中に変化すること、非線形位相回転が波長分散によって光強度波形の変化をもたらすことから、非線形位相回転と波長分散は複雑に絡み合っている。
[Fifth embodiment]
Next, a split step method will be described as a fifth embodiment of the present invention. Nonlinear waveform degradation in the optical fiber transmission line can be captured as optical phase rotation proportional to the optical electric field strength. However, the optical electric field strength changes during propagation due to chromatic dispersion (a phenomenon in which the light speed varies slightly depending on the wavelength of the light, so that the arrival time is slightly shifted between light having a short wavelength and light having a long wavelength). Nonlinear phase rotation and chromatic dispersion are intricately intertwined because chromatic dispersion causes a change in the light intensity waveform.

非線形シュレディンガー方程式は、この波形変化を記述するモデル式である。従来より、このモデル式を数値計算で解く方法が提案されている。分割ステップフーリエ分析(Split-Step Fourier)法が有望な方法としてある(次の参考文献7を参照)。   The non-linear Schrodinger equation is a model equation describing this waveform change. Conventionally, a method of solving this model formula by numerical calculation has been proposed. A split-step Fourier method is a promising method (see the following Reference 7).

[参考文献7] Govind P. Agrawal, Nonliear Fiber Optics, Third Edition, p.51   [Reference 7] Govind P. Agrawal, Nonliear Fiber Optics, Third Edition, p.51

これは、光ファイバ伝送路を細かい区間に区切り、各区間における波長分散による波形変化と損失を表す線形演算と、光電界の強度に比例した非線形な位相回転を表す非線形演算とを繰り返し計算する方法であり、一般に、送信波形の光ファイバ伝搬による変化、及び受信波形を予測する目的で用いられていた。   This is a method in which an optical fiber transmission line is divided into fine sections, and a linear calculation representing a waveform change and loss due to chromatic dispersion in each section and a non-linear calculation representing a non-linear phase rotation proportional to the intensity of the optical electric field are repeatedly calculated. In general, it has been used for the purpose of predicting a change in a transmission waveform due to optical fiber propagation and a reception waveform.

ここでは、逆に、受信波形から送信波形を推定する目的で利用する。伝搬距離zにおいて、「z=0」での波形を初期値として与えて、「z=L」での波形を予測するのではなく、「z=L」での波形を初期値として与えて、「z=0」での波形を推定する。   Here, on the contrary, it is used for the purpose of estimating the transmission waveform from the reception waveform. Instead of predicting the waveform at “z = L” by giving the waveform at “z = 0” as the initial value at the propagation distance z, giving the waveform at “z = L” as the initial value, The waveform at “z = 0” is estimated.

伝搬距離zにおける時間波形A(z、T)が、z+hまで伝搬した後の時間波形A(z+h、T)は、   The time waveform A (z + h, T) after the time waveform A (z, T) at the propagation distance z has propagated to z + h is

A(z+h,T)=exp(hD)exp(hN)A(z,T)、で与えられる。   A (z + h, T) = exp (hD) exp (hN) A (z, T).

ただし、D、Nはそれぞれ線形演算、非線形演算を表し、Nは時間ドメインで、Dは周波数ドメインで演算される。つまり、A(z,T)は非線形演算を実施された後、exp(hD)により、フーリエ変換により周波数ドメインの関数に変換され、線形演算Dを実施され、逆フーリエ変換で時間ドメインの関数に戻される。   However, D and N represent a linear calculation and a non-linear calculation, respectively, N is calculated in the time domain, and D is calculated in the frequency domain. In other words, A (z, T) is subjected to a nonlinear operation, and then converted to a frequency domain function by exp (hD) by exp (hD), a linear operation D is performed, and converted to a time domain function by inverse Fourier transform. Returned.

図18(A)、図18(B)に示すように、線形逆伝播のステップ(ステップS41)、IFFのステップ(ステップS42)、非線形逆回転のステップ(ステップS43)、およびFFTのステップ(ステップS44)のプロセスを繰り返し実施する。   As shown in FIGS. 18A and 18B, the step of linear back propagation (step S41), the step of IFF (step S42), the step of nonlinear reverse rotation (step S43), and the step of FFT (step) The process of S44) is repeatedly performed.

この場合に、「z=L」を初期条件として与えて、逆伝搬させるためには、hを−hとしてz点での波形からz−hでの波形を求めるという演算を繰り返すことで、受信端の波形から送信端の波形を計算できる。   In this case, in order to give “z = L” as an initial condition and propagate it in reverse, the reception is performed by repeating the calculation of obtaining the waveform at zh from the waveform at the z point with h as −h. The waveform at the transmitting end can be calculated from the waveform at the end.

また、逆伝播を実施する他の方法として、損失係数α, 波長分散D[ps/nm/km]に比例する2次の伝搬定数β2、 波長分散スロープに比例する3次伝搬定数β3、 非線形係数γなどの伝搬定数の符号を正負反転させることで、逆伝搬演算が可能である。また、N非線形演算の逆演算としては、FWMクロストークモデルを用いた演算と、自己位相回転モデル(第4の実施の形態)を用いた演算があり、それらの具体的な演算回路は前述のとおりである。   Other methods for implementing back propagation include loss factor α, second-order propagation constant β2 proportional to chromatic dispersion D [ps / nm / km], third-order propagation constant β3 proportional to chromatic dispersion slope, nonlinear coefficient Back propagation calculation is possible by inverting the sign of a propagation constant such as γ. Further, as the inverse operation of the N nonlinear operation, there are an operation using the FWM crosstalk model and an operation using the self-phase rotation model (fourth embodiment). It is as follows.

細かく区間を分割する方が、精度よく計算できるが、逆に計算への負荷が増大する。ここでは、計算負荷を低減するために、区間を長くして計算ステップを低減することが重要である。その場合、計算に用いるα、β2、β3、γなどの伝搬定数の値として、実際の値ではなく、補償効果が高くなるような実効値を用いることになる。トレーニングパターンから補償パラメータを学ぶ場合には、その値が実効値に近い。また、ブラインド推定の場合、補償後の波形歪みが最も小さくなるようにフィードバック制御する。従来技術のトレーニング方法、ブラインド推定法を本発明に適用することで、より制度の高い推定が可能である。   If the section is finely divided, the calculation can be performed with higher accuracy, but the load on the calculation increases. Here, in order to reduce the calculation load, it is important to lengthen the section and reduce the calculation steps. In that case, as the values of propagation constants such as α, β2, β3, and γ used for the calculation, effective values that increase the compensation effect are used instead of actual values. When the compensation parameter is learned from the training pattern, its value is close to the effective value. In the case of blind estimation, feedback control is performed so that the waveform distortion after compensation is minimized. By applying the conventional training method and blind estimation method to the present invention, it is possible to perform estimation with a higher system.

(FWM発生に関する補足説明)
一般に、FWMとは3つの異なる周波数(ω1,ω2,ω3)の光がミキシングされ、新たな周波数ω、例えば、「ω=ω1+ω2+ω3」の光が生成される現象である。これは非縮退型FWMと呼ばれるが、3つの周波数のうち2つが縮退している場合もある。WDM伝送においては、FWMは3つ、若しくは2つのチャネルの信号光によって発生するFWM光が別のチャネルに重畳するというチャネル間クロストークを誘発する。
(Supplementary explanation about FWM occurrence)
In general, FWM is a phenomenon in which light of three different frequencies (ω1, ω2, ω3) is mixed to generate light of a new frequency ω, for example, “ω = ω1 + ω2 + ω3”. This is called non-degenerate FWM, but two of the three frequencies may be degenerated. In WDM transmission, FWM induces inter-channel crosstalk in which FWM light generated by signal light of three or two channels is superimposed on another channel.

FWMの発生効率は光ファイバ伝送路の分散特性に大きく依存し、零分散波長帯近傍においては位相整合条件が満たされるため、FWMに起因するWDMチャネル間クロストーク量が大きくなり、それによる波形劣化が大きいという課題がある。   The generation efficiency of FWM greatly depends on the dispersion characteristics of the optical fiber transmission line, and since the phase matching condition is satisfied in the vicinity of the zero dispersion wavelength band, the amount of crosstalk between WDM channels caused by FWM increases, resulting in waveform degradation. There is a problem that is large.

例えば、劣化要因パラメータとしてクロストーク量を設定した場合で具体例を説明する。ある光ファイバ伝送路区間の零分散波長が与えられたとき、その区間においてチャネル−i、−j、−kによって、チャネル−n(n=i+j−k)に発生するFWMクロストーク量は次の解析モデル式によって表される(参考文献1、3を参照)。   For example, a specific example will be described in the case where the crosstalk amount is set as the deterioration factor parameter. When the zero dispersion wavelength of a certain optical fiber transmission line section is given, the FWM crosstalk amount generated in the channel -n (n = i + j-k) by the channels -i, -j, and -k in the section is as follows. It is represented by an analytical model equation (see references 1 and 3).

「参考文献1」 P.O. Hill, "cw-three wave mixinGIn single mode optical fibers," J. Appl. Phys., 5098   "Reference 1" P.O. Hill, "cw-three wave mixin GIn single mode optical fibers," J. Appl. Phys., 5098

「参考文献3」 Agrawal著, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.39-45   Reference 3 by Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, third edition, p.39-45

Figure 0005147582
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ここで、Ei、Ej、Ek、Enはそれぞれチャネルi,j,k,nの光電界振幅、aは損失係数、χは非線形係数、Lはファイバ長である。   Here, Ei, Ej, Ek, and En are optical field amplitudes of channels i, j, k, and n, respectively, a is a loss coefficient, χ is a nonlinear coefficient, and L is a fiber length.

また、Δκは位相不整合量をあらわし、チャネル周波数間隔Δf, 零分散波長λ0、波長分散スロープ∂D/∂λに依存する。   Δκ represents the amount of phase mismatch and depends on the channel frequency interval Δf, the zero dispersion wavelength λ0, and the chromatic dispersion slope ∂D / ∂λ.

Figure 0005147582
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ただし、n0は零分散波長の波長位置をチャネル番号であらわした値であり、零分散波長λ0とCh−1の信号光波長によって「n0=c/(λch1−λ0)/Δf−1と表現される。   However, n0 is a value representing the wavelength position of the zero dispersion wavelength by a channel number, and is expressed as “n0 = c / (λch1−λ0) / Δf−1” by the signal light wavelengths of the zero dispersion wavelength λ0 and Ch−1. The

実際には、様々なチャネル組合せi,j,kによって、チャネルnにFWMクロストークは生成される。これらの総和を求めることで、チャネルnに生成されるクロストーク量が求められる。このとき、各組み合わせで生成される電界クロストーク量は振幅と位相で表される二次元ベクトル量であるため、本来であれば光電界ベクトルの和となる。ただ、一般のWDMシステムでは、各チャネルの光源として個々のレーザ光源を用意するため、それらの位相関係は無相関であり、時々刻々変化する。従って、各チャネル組合せで発生する電界FWMクロストークをベクトルで和をとるためには、光位相が既知である必要があり、一般には困難である。このキャリア間の相対位相を一意に固定することで、非線形波形劣化の補償が容易になる。   In practice, FWM crosstalk is generated in channel n by various channel combinations i, j, k. By obtaining these sums, the amount of crosstalk generated in channel n can be obtained. At this time, since the electric field crosstalk amount generated by each combination is a two-dimensional vector amount expressed by amplitude and phase, it is originally the sum of the optical electric field vectors. However, in a general WDM system, since individual laser light sources are prepared as the light sources of the respective channels, the phase relationship between them is uncorrelated and changes every moment. Therefore, in order to sum the electric field FWM crosstalk generated in each channel combination with a vector, the optical phase needs to be known and is generally difficult. By uniquely fixing the relative phase between the carriers, it becomes easy to compensate for nonlinear waveform deterioration.

[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態に係わる受信装置の構成例について説明する。
(基本構成の説明)
伝送路が非線形であれば、周波数軸上で独立であり、互いの干渉がないようなチャネルであっても、光ファイバ伝送路の非線形を介して互いに干渉(クロストーク)を発生する。この干渉は、光ファイバ伝送路の特性に依存するものの、その波形歪みは主に隣接チャネルの送信波形から予測可能であり決定論的である。従って、光ファイバ伝送路の伝送特性を記述するモデルがあれば、主要な隣接チャネルの送信波形と、非線形波形歪を受けた受信波形との関係を記述できる。従って、この関係を逆に解くことで、隣接チャネルの受信波形から送信波形を求めることができる。
[Sixth Embodiment]
Next, a configuration example of a receiving apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
(Description of basic configuration)
If the transmission line is non-linear, even if the channels are independent on the frequency axis and do not interfere with each other, interference (crosstalk) occurs between the non-linearities of the optical fiber transmission line. Although this interference depends on the characteristics of the optical fiber transmission line, the waveform distortion is predictable mainly from the transmission waveform of the adjacent channel and is deterministic. Therefore, if there is a model describing the transmission characteristics of the optical fiber transmission line, the relationship between the transmission waveform of the main adjacent channel and the reception waveform subjected to nonlinear waveform distortion can be described. Therefore, by solving this relationship in reverse, the transmission waveform can be obtained from the reception waveform of the adjacent channel.

上記の方法で受信端において非線形波形歪を補償するためには、隣接するチャネルの受信波形を観測し、各チャネルの受信波形をパラレルに取り込み、光ファイバ伝送路モデルの記述を逆に解いて非線形波形を等化する補償回路に入力する。   In order to compensate for nonlinear waveform distortion at the receiving end using the above method, the received waveforms of adjacent channels are observed, the received waveforms of each channel are captured in parallel, and the description of the optical fiber transmission line model is solved in reverse. Input to a compensation circuit that equalizes the waveform.

(光90度ハイブリッド、光分波の構成の説明)
第6の実施の形態においては、受信端における局発光発生部として位相同期マルチモード局発光を使用する。受信端における局発光発生部として、各キャリア、サブキャリア間の相対位相が時間的に変化がなく、一意に固定されているマルチモード光源を利用すると、どのキャリア、サブキャリアの信号光もコヒーレント受信するための基準位相が共通化されるため、送信データ変調による位相変化を除いた互いのオフセット位相、オフセット周波数がわかる。
(Description of optical 90-degree hybrid, optical demultiplexing configuration)
In the sixth embodiment, phase-synchronized multimode local light is used as the local light generation unit at the receiving end. As a local light generator at the receiving end, when using a multimode light source in which the relative phase between each carrier and subcarrier does not change in time and is uniquely fixed, the signal light of any carrier or subcarrier is received coherently. Since the reference phase for this is made common, the mutual offset phase and offset frequency excluding the phase change due to transmission data modulation can be known.

従って、FWMクロストークが発生した伝送位置における各キャリア、サブキャリア間の相対位相の関係がわかり、その補償が可能になる。キャリア、サブキャリア間の相対位相が固定されている場合であっても、局発光の各キャリア、サブキャリア間の位相関係の初期値、及び光ファイバ伝送路の波長分散による位相回転、非線形効果による平均的な位相回転など、様々な位相回転の要因がある。そのため、トレーニングパターンやパイロット信号などの既知の信号を送付して、各キャリア、サブキャリア間の局発光発生部の相対位相を一旦学習しておく方法も有効である。   Therefore, the relative phase relationship between each carrier and subcarrier at the transmission position where the FWM crosstalk has occurred can be known, and compensation thereof can be made. Even if the relative phase between the carrier and subcarrier is fixed, the initial value of the phase relationship between each carrier of local light, subcarrier, and phase rotation due to chromatic dispersion of the optical fiber transmission line, due to nonlinear effects There are various factors of phase rotation, such as average phase rotation. Therefore, it is also effective to send a known signal such as a training pattern or a pilot signal to once learn the relative phase of the local light generation unit between each carrier and subcarrier.

また、補償後の波形をモニタして、補償効果の大きさを表すパラメータを導入して、その値をモニタして、補償効果が高い状態をブラインド推定によって維持する方法もある。CMA(Constant Modulus Algorism)などがその例である。その場合でも、局発光の各キャリア、サブキャリア間の位相関係が固定しているので、光ファイバ伝送路の出力端、及びFWMクロストーク発生位置におけるそれらのオフセット位相、オフセット周波数の相対関係を、一旦学習した位相関係を用いて推定できる。つまり、ある時点で学習しておけば、その値をそれ以降の時間に対して適用できる。位相同期光源であっても、時間によって揺らぎが発生しうるので、補償演算に用いる位相オフセット、周波数オフセットの値を時折更新する必要もある。   There is also a method of monitoring the waveform after compensation, introducing a parameter indicating the magnitude of the compensation effect, monitoring the value, and maintaining a state where the compensation effect is high by blind estimation. An example is CMA (Constant Modulus Algorism). Even in that case, since the phase relationship between each carrier and subcarrier of the local light is fixed, the relative relationship between the offset phase and the offset frequency at the output end of the optical fiber transmission line and the FWM crosstalk occurrence position, It can be estimated using the phase relationship once learned. That is, if learning is performed at a certain time, the value can be applied to the subsequent time. Even with a phase-synchronized light source, fluctuations can occur with time, so it is necessary to occasionally update the values of the phase offset and frequency offset used in the compensation calculation.

(光90度ハイブリッドについての説明)
位相同期マルチモード光源を局発光として利用する場合、そのキャリア、サブキャリア間の相対位相関係を保持した状態で、各キャリア、サブキャリアを位相基準として信号光を検波することが望ましい。
(Explanation about 90-degree optical hybrid)
When a phase-locked multimode light source is used as local light, it is desirable to detect signal light using each carrier and subcarrier as a phase reference while maintaining the relative phase relationship between the carrier and subcarrier.

この場合、光90度ハイブリッドを用いて局発光と信号光の位相を比較する方法がある。光90度ハイブリッドとは、2つのポートから入力された光信号のうち、同一位相の光成分と直交位相の光成分に分離して、それぞれ異なるポートから出力するものである。   In this case, there is a method of comparing the phase of local light and signal light using an optical 90-degree hybrid. The 90-degree optical hybrid is one in which optical signals input from two ports are separated into optical components of the same phase and optical components of quadrature and output from different ports.

光90度ハイブリッドの従来技術として、単一キャリアのコヒーレント受信の場合、3ポートの光合波器を用いる方法がある(参考文献8を参照)。この例では、3ポートのうち、2ポートから同一位相、直交位相の成分が出力される。   As a conventional technique of optical 90-degree hybrid, there is a method using a 3-port optical multiplexer in the case of single carrier coherent reception (see Reference 8). In this example, components of the same phase and quadrature phase are output from 2 ports out of 3 ports.

また、2ポートの光合波器を用いる場合には、次の参考文献9に記載されたような局発光と信号光を2×2ポートの光合波器と、差動受光器を利用する方法がある。   When a 2-port optical multiplexer is used, there is a method using a 2 × 2-port optical multiplexer and a differential optical receiver for local light and signal light as described in Reference 9 below. is there.

[参考文献8] Seb J. Savory, et al., “Electronic compensation of chromatic dispersion using a diGItal coherent receiver,” Optics Express, Vol.15, No.5, 2120.   [Reference 8] Seb J. Savory, et al., “Electronic compensation of chromatic dispersion using a diGItal coherent receiver,” Optics Express, Vol. 15, No. 5, 2120.

[参考文献9] Keang-Po Ho, “Phase-modulated optical communication systems,” Springer, p.7   [Reference 9] Keang-Po Ho, “Phase-modulated optical communication systems,” Springer, p.7

前者の場合、図19に示すように、受信信号光と、マルチモード局発光発生部12から出力されるマルチモード局発光とを光ハイブリット(例えば、光90度ハイブリッド)121に入力し、両者の光位相関係を比較して、同一位相成分と、直交位相成分に分解して、異なる出力ポートから出力する。   In the former case, as shown in FIG. 19, the received signal light and the multimode local light output from the multimode local light generator 12 are input to an optical hybrid 121 (for example, an optical 90-degree hybrid) 121, The optical phase relationship is compared and decomposed into the same phase component and the orthogonal phase component, and output from different output ports.

これを波長分散媒質を利用した波長によって分離する光分離器131、132に入力して、各キャリアごとに分離して光電変換器201〜208で光電流に変換する。この光電流をアナログ・デジタル変換器(ADC)301〜308でデジタル信号に変換して、各キャリア、サブキャリア分のデジタル信号を非線形補償演算部501に入力する。この構成では、光90度ハイブリッドにおいて各キャリア成分がそれぞれ同一位相成分と直交位相成分に分離された後に、キャリア、サブキャリアを分波するため、それぞれのキャリア、サブキャリアの位相検波の基準位相が共通化している。   This is input to the optical separators 131 and 132 which are separated according to the wavelength using the wavelength dispersion medium, is separated for each carrier, and is converted into a photocurrent by the photoelectric converters 201 to 208. This photocurrent is converted into digital signals by analog-digital converters (ADC) 301 to 308, and digital signals for each carrier and subcarrier are input to the nonlinear compensation calculation unit 501. In this configuration, in the optical 90-degree hybrid, each carrier component is separated into the same phase component and quadrature phase component, and then the carrier and subcarrier are demultiplexed. Therefore, the reference phase of the phase detection of each carrier and subcarrier is It is common.

つまり、固定された相対位相関係にある各キャリア、サブキャリアの局発光を基準に、それぞれのキャリア、サブキャリアの信号光の光位相を検波するため、信号光の各キャリア、サブキャリアの位相関係も判明する。この性質は、キャリア、サブキャリア間の位相関係に依存して、FWMクロストークの波形劣化の様相が変化する状況において、そしてそれを補償する状況において、メリットを有する。   In other words, since the optical phase of the signal light of each carrier and subcarrier is detected based on the local light of each carrier and subcarrier in a fixed relative phase relationship, the phase relationship between each carrier and subcarrier of the signal light Also turns out. This property has an advantage in a situation where the aspect of waveform degradation of FWM crosstalk changes depending on the phase relationship between the carrier and the subcarrier, and in a situation where it is compensated.

一方、後者の2×2ポートの合波器を利用する場合、同一位相成分、直交位相成分それぞれに対して2ポートがセットになる。これを光分波器で波長ごとのキャリア、サブキャリアに分離した後に、差動光検出器に入力する必要がある。   On the other hand, when the latter 2 × 2 port multiplexer is used, 2 ports are set for each of the same phase component and the orthogonal phase component. After this is separated into a carrier and a subcarrier for each wavelength by an optical demultiplexer, it is necessary to input it to a differential photodetector.

なお、図19に示す構成において、光分離器131、132は、前述の波長分散媒質を用いた光分離器に相当し、光ハイブリッド121は、光90度ハイブリッドに相当し、マルチモード局発光発生部12は、前述のマルチモード局発光発生部に相当する。そして、マルチモード局発光発生部と光90度ハイブリッドにより、各搬送周波数ごとに光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力し、また、光90度ハイブリッドからの出力光を波長分散媒質を用いた光分離器によって周波数(波長)毎に分離する。これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。   In the configuration shown in FIG. 19, the optical separators 131 and 132 correspond to the optical separators using the above-described wavelength dispersion medium, the optical hybrid 121 corresponds to the optical 90-degree hybrid, and multimode local light emission occurs. The unit 12 corresponds to the above-described multimode local light generation unit. Then, by the multimode local light generation unit and the optical 90-degree hybrid, it is separated into a component orthogonal to the component having the same optical phase for each carrier frequency and output to a different port, and the output light from the optical 90-degree hybrid Are separated for each frequency (wavelength) by an optical separator using a wavelength dispersion medium. Thereby, a carrier wave can be separated in an optical system without using an electric filter (digital filter or the like).

図20は、同位相成分(直交位相成分)のどちらか一方を検出する場合の受信装置の構成例である。このとき、各キャリア、サブキャリアに対して、合波器141の2つの分岐点から差動PD211A〜211Dの2つの入力点までの距離の差を、1ビットの時間長に対して十分小さい値に抑える必要がある。   FIG. 20 is a configuration example of a receiving apparatus when detecting either one of the same phase components (orthogonal phase components). At this time, for each carrier and subcarrier, the difference in distance from the two branch points of the multiplexer 141 to the two input points of the differential PDs 211A to 211D is a sufficiently small value with respect to the time length of 1 bit. It is necessary to keep it down.

また、図21は、同位相、直交位相の両方の位相成分を検出するための受信装置の構成例であり、図21と比較して、合波器142、光分離器133、134、作動PD211E〜211H、アナログ・デジタル変換器(ADC)305、308等が追加されている。
この図21に示す例においては、分波器31により、受信光を同位相成分と直交位相成分に分離し、同位相成分を合波器141に入力し、直交位相成分を合波器142に入力する。また、マルチモード局発光発生部12から出力される局発光についても分波器32により分波し、局発光の同一位相成分を合波器142および光分離器134に入力し、分波器32から出力される局発光を位相シフト部41によりπ/2位相シフトして、合波器141および光分離器131に入力する。
FIG. 21 is a configuration example of a receiving apparatus for detecting both phase components of in-phase and quadrature phases. Compared with FIG. 21, the multiplexer 142, the optical separators 133 and 134, and the operation PD 211E. To 211H, analog / digital converters (ADC) 305, 308, and the like are added.
In the example shown in FIG. 21, the demultiplexer 31 separates the received light into the in-phase component and the quadrature phase component, inputs the in-phase component to the multiplexer 141, and the quadrature phase component to the multiplexer 142. input. The local light output from the multimode local light generation unit 12 is also demultiplexed by the demultiplexer 32, and the same phase component of the local light is input to the multiplexer 142 and the optical separator 134. Is shifted by π / 2 by the phase shifter 41 and input to the multiplexer 141 and the optical separator 131.

一方、キャリア、サブキャリア毎に分波した後に光90度ハイブリッドによって、位相比較する構成もある。信号光、局発光ともに、光分波器で波長ごとのキャリア、サブキャリアに分離した後に、光90度ハイブリッドによって両者の光位相を比較する。この構成例を図22に示す。   On the other hand, there is a configuration in which phase comparison is performed by optical 90-degree hybrid after demultiplexing for each carrier and subcarrier. Both signal light and local light are separated into carriers and subcarriers for each wavelength by an optical demultiplexer, and then the optical phases of both are compared by an optical 90-degree hybrid. An example of this configuration is shown in FIG.

図22に示す受信装置では、光分離器131により、キャリア、サブキャリア毎に分波した後に、光90度ハイブリッド101〜104により位相比較する。この場合、マルチモード局発光発生部12からの局発光についても、光分離器132により分離し、各光90度ハイブリッド101〜104に入力する。   In the receiving apparatus illustrated in FIG. 22, the optical separator 131 demultiplexes each carrier and subcarrier, and then performs phase comparison using the optical 90-degree hybrids 101 to 104. In this case, local light from the multimode local light generation unit 12 is also separated by the optical separator 132 and input to each of the light 90-degree hybrids 101 to 104.

なお、光90度ハイブリッドの従来技術として、単一キャリアのコヒーレント受信の場合、前述の参考文献8に記載されたような、3ポートの光合波器を用いる方法がある。また、2ポートの光合波器を用いる場合には、前述の参考文献9に記載されたような局発光と信号光を2×2ポートの光合波器と、差動光検出器を利用する方法がある。   As a conventional technique of the optical 90-degree hybrid, there is a method of using a three-port optical multiplexer as described in Reference Document 8 in the case of single carrier coherent reception. When a 2-port optical multiplexer is used, a method of using local light and signal light as described in the above-mentioned Reference 9 using a 2 × 2-port optical multiplexer and a differential photodetector There is.

なお、図22において、光分離器131は、前述の波長分散媒質を用いた信号光の光分離器に相当し、光分離器132は、前述の波長分散媒質を用いた局発光の光分離器に相当し、マルチモード局発光発生部12は、前述のマルチモード局発光発生部に相当する。   In FIG. 22, an optical separator 131 corresponds to an optical separator for signal light using the aforementioned wavelength dispersion medium, and an optical separator 132 is an optical separator for local light emission using the aforementioned wavelength dispersion medium. The multi-mode local light generator 12 corresponds to the aforementioned multi-mode local light generator.

そして、信号光の光分離器により入力信号光を波長毎に分離して異なるポートに出力し、また、局発光の光分離器によりマルチモード局発光発生部からの出力光を波長毎に分離して異なるポートに出力する。また、信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、局発光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力するそれぞれの搬送波の光90度ハイブリッドを設ける。これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。   Then, the input signal light is separated for each wavelength by the signal light separator and output to different ports, and the output light from the multimode local light generator is separated for each wavelength by the local light separator. Output to a different port. In addition, the output light from each port of the signal light optical separator and the output light from each port of the local light optical separator are input, and the components are orthogonal to the components whose optical phases match. An optical 90 degree hybrid of each carrier wave that is output separately to different ports is provided. Thereby, a carrier wave can be separated in an optical system without using an electric filter (digital filter or the like).

また、図23は、図22に示すマルチモード局発光発生部12と光分離器132を、個別の局発光発生部11A〜11Dに置き換えた例を示している。   FIG. 23 illustrates an example in which the multimode local light generation unit 12 and the optical separator 132 illustrated in FIG. 22 are replaced with individual local light generation units 11A to 11D.

図23に示すように、各キャリア、サブキャリアに個別の局発光発生部を利用する場合であっても、トレーニングパターンや、ブラインド推定を用いて、それぞれの局発光発生部の間の相対位相、周波数間隔差を推定できる。このため、この位相オフセット、周波数オフセットを考慮して、光ファイバ伝送路の出力端における各キャリア、サブキャリアの互いの光位相関係を推測することも可能である。この場合、レーザの線幅から予測される光位相の時間変動速度に追従するように、位相オフセット、周波数オフセットを更新していく必要がある。   As shown in FIG. 23, even when individual local light generation units are used for each carrier and subcarrier, the relative phase between the local light generation units using a training pattern or blind estimation, The frequency interval difference can be estimated. For this reason, it is also possible to estimate the optical phase relationship between each carrier and subcarrier at the output end of the optical fiber transmission line in consideration of the phase offset and the frequency offset. In this case, it is necessary to update the phase offset and the frequency offset so as to follow the temporal variation speed of the optical phase predicted from the line width of the laser.

なお、図23において、光分離器131は、前述の波長分散媒質を用いた信号光の光分離器に相当し、局発光発生部11A、11B、11C、11Dは、前述の複数の局発光発生部に相当する。   In FIG. 23, an optical separator 131 corresponds to the optical separator of signal light using the above-described wavelength dispersion medium, and the local light generation units 11A, 11B, 11C, and 11D generate the above-mentioned plural local light generations. It corresponds to the part.

そして、信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、それぞれの局発光発生部からの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する複数の光90度ハイブリッドとを備える。これにより、電気フィルタ(デジタルフィルタ等)を使用することなく、光学系において搬送波を分離することができる。   Then, the output light from each port of the signal light optical separator and the output light from each local light generation unit are input and separated into a component orthogonal to a component in which both optical phases coincide with each other. And a plurality of light 90-degree hybrids output to the port. Thereby, a carrier wave can be separated in an optical system without using an electric filter (digital filter or the like).

(直接受信の受信装置の構成例の説明)
各キャリア、サブキャリアが直接変調された信号光を受信する場合、従来の受信方法ではコヒーレント受信が不要である。しかし、FWMクロストークを受けた信号では、複素平面における受信波形の時間サンプリング値の変位の仕方は、FWMクロストークと主信号の相対位相に依存するため、直接受信で得られた振幅の変位量もその相対位相に依存する。
(Description of configuration example of direct reception device)
When receiving signal light in which each carrier and subcarrier are directly modulated, the conventional reception method does not require coherent reception. However, in a signal that has undergone FWM crosstalk, the displacement of the time sampling value of the received waveform in the complex plane depends on the relative phase of the FWM crosstalk and the main signal. Depends on its relative phase.

図24は、直接受信の受信装置の構成例を示す図であり、図24に示すように、受信信号光を光分離器(分波器)131で、各キャリア、サブキャリアに分離して、直接受信によってその強度を、光電変換器201〜204により検波する。これをアナログ・デジタル変換器(ADC)301〜304に入力し、デジタル信号に変換した後に、非線形補償演算部501に入力する。   FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of a direct reception apparatus. As illustrated in FIG. 24, the received signal light is separated into each carrier and subcarrier by an optical separator (demultiplexer) 131. The intensity is detected by the photoelectric converters 201 to 204 by direct reception. This is input to analog / digital converters (ADC) 301 to 304, converted into a digital signal, and then input to the nonlinear compensation calculation unit 501.

(光電変換・電気段分離の受信装置の構成例の説明)
電気フィルタによるキャリアの分離を行うホモダインの受信装置について説明する。この受信装置では、単一波長で発振する光源を局発光として用いて、信号光と局発光とを光90度ハイブリッドによってミキシングし、光電変換器により光電流に変換する。その後、電気領域にて周波数分離フィルタを用いて各キャリア、サブキャリアを分離する構成がある。
(Description of configuration example of photoelectric conversion / electrical stage separation receiver)
A homodyne receiver that separates carriers using an electric filter will be described. In this receiving apparatus, a light source that oscillates at a single wavelength is used as local light, and signal light and local light are mixed by a 90-degree optical hybrid and converted into a photocurrent by a photoelectric converter. Thereafter, each carrier and subcarrier are separated using a frequency separation filter in the electrical domain.

ここでは、信号光の中心周波数の周辺に、局発光の光周波数が一致するようなホモダイン受信の場合に用いられることが多い。この場合、光受信器、電気フィルタに対して信号光の2分の1程度の広い周波数帯域が要求される。このため、光フィルタによる分波と、電気フィルタによる分波を併用する構成もある。   Here, it is often used in the case of homodyne reception where the optical frequency of local light coincides around the center frequency of signal light. In this case, a wide frequency band of about half of the signal light is required for the optical receiver and the electric filter. For this reason, there is also a configuration in which demultiplexing by an optical filter and demultiplexing by an electric filter are used in combination.

図25は、電気フィルタによるキャリアの分離を行うホモダインの受信装置の構成例を示す図である。図25では、単一波長で発振する局発光発生部11の光源を局発光として用いて、信号光と局発光とを光90度ハイブリッド101によってミキシングし、局発光と同位相成分と、直交位相成分をそれぞれ光電変換器201、202により光電流に変換して、電気フィルタ611、612でキャリア、サブキャリアに分離する構成である。   FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a homodyne reception device that performs carrier separation by an electric filter. In FIG. 25, the light source of the local light generation unit 11 that oscillates at a single wavelength is used as the local light, and the signal light and the local light are mixed by the optical 90-degree hybrid 101, and the in-phase component and the quadrature phase of the local light are mixed. The components are converted into photocurrents by photoelectric converters 201 and 202, respectively, and separated into carriers and subcarriers by electric filters 611 and 612.

それらをアナログ・デジタル変換器(ADC)301〜308でデジタル信号に変換した後、隣接するキャリア、サブキャリアのデジタル信号を非線形補償演算部501に入力して、非線形波形歪を補償する。   These are converted into digital signals by analog / digital converters (ADCs) 301 to 308, and then digital signals of adjacent carriers and subcarriers are input to the nonlinear compensation calculation unit 501 to compensate for nonlinear waveform distortion.

電気フィルタ611、612として、キャリア、サブキャリアごとに分波するためには、高い周波数の絶対値が必要とされるため、温度を一定値に保持するための温度調整回路が必要になる場合もある。また、光電変換器201、202などの電気部品の帯域特性によっては、高周波側の周波数特性の透過率の低下、周波数特性のリプルを補償するように周波数領域の等化フィルタを電気フィルタの入力側に用いる場合もある。また、分波後に各キャリア、サブキャリアに対して、電気部品の帯域特性を補償するような利得調整器、もしくは周波数応答の等化器を用いる場合がある。図26に、等化器421、422を使用した例を示す。   As the electric filters 611 and 612, in order to demultiplex each carrier and subcarrier, an absolute value of a high frequency is required. Therefore, a temperature adjustment circuit for holding the temperature at a constant value may be necessary. is there. Also, depending on the band characteristics of the electrical components such as the photoelectric converters 201 and 202, the frequency domain equalization filter may be connected to the input side of the electrical filter so as to compensate for a decrease in the transmittance of the frequency characteristics on the high frequency side and ripple in the frequency characteristics. It may be used for In some cases, a gain adjuster or a frequency response equalizer that compensates the band characteristics of the electrical components is used for each carrier and subcarrier after demultiplexing. FIG. 26 shows an example in which equalizers 421 and 422 are used.

なお、図25および図26において、電気フィルタ611、612が、前述の電気フィルタに相当する。そして、光90度ハイブリッドからの出力光を光電変換器により電気信号に変換し、光電変換器からの出力信号を電気フィルタにより周波数によって複数の電気信号に分離する。これにより、電気フィルタを使用して搬送波を周波数ごとに分離することができる。   In FIGS. 25 and 26, the electric filters 611 and 612 correspond to the above-described electric filters. Then, the output light from the optical 90-degree hybrid is converted into an electric signal by a photoelectric converter, and the output signal from the photoelectric converter is separated into a plurality of electric signals by frequency using an electric filter. Thereby, a carrier wave can be separated for each frequency using an electric filter.

次に、電気フィルタにより搬送波(キャリア)の分離を行うヘテロダインの受信装置について説明する。この方式の受信装置は、図26に示す受信装置と同様に、この単一波長で発振する光源を局発光として用いて、信号光と局発光とを光90度ハイブリッドによってミキシングし、光電変換器により光電流に変換する。   Next, a heterodyne receiving apparatus that separates a carrier wave by an electric filter will be described. As in the receiver shown in FIG. 26, this type of receiver uses a light source that oscillates at this single wavelength as local light, mixes signal light and local light with a 90-degree optical hybrid, and produces a photoelectric converter. To convert to photocurrent.

または、図27(A)に示すように、合波器141と差動光検出器211を利用して、局発光と同相成分、もしくは直交成分のどちらかを受信する構成がある。ここでは、その後、電気領域にて周波数分離フィルタとして電気フィルタ611を用いて各キャリア、サブキャリアを分離する。信号光の光周波数帯域の一端で、十分スペクトル強度が低い周波数に、局発光の光周波数を一致させるようなヘテロダイン受信の場合に用いられることが多い。   Alternatively, as illustrated in FIG. 27A, there is a configuration in which either the in-phase component or the in-phase component or the quadrature component is received using the multiplexer 141 and the differential photodetector 211. Here, after that, each carrier and subcarrier are separated using an electrical filter 611 as a frequency separation filter in the electrical domain. It is often used in the case of heterodyne reception in which the optical frequency of the local light is matched with a frequency having a sufficiently low spectral intensity at one end of the optical frequency band of the signal light.

従って、図27(B)に示すように、各キャリア、サブキャリアと局発光の差周波の電気周波数領域の搬送波に乗った信号がADCに入力される。これをデジタル信号処理によってダウンコンバートして、ベースバンド信号に落としてもよい。   Therefore, as shown in FIG. 27B, a signal on a carrier wave in the electric frequency region of the difference frequency between each carrier, subcarrier and local light is input to the ADC. This may be down-converted by digital signal processing and dropped to a baseband signal.

また、アナログ・デジタル変換器(ADC)の手前で、各キャリア、サブキャリアの周波数の電気周波数領域のLO(局発信号)とミキシングして、ベースバンドに落としてから、アナログ・デジタル変換器(ADC)へ入力する方法がある。このとき、LO(局発信号)と同相成分と直交成分の信号を得て、それぞれをアナログ・デジタル変換器(ADC)に入力する。この場合、アナログ・デジタル変換器(ADC)へ入力される信号の周波数帯域がベースバンド程度の周波数領域まで低減されるため、アナログ・デジタル変換器(ADC)に要求される周波数特性が緩和される。   Also, before the analog-digital converter (ADC), it mixes with the LO (local signal) in the electric frequency domain of each carrier and subcarrier frequency, drops to the baseband, and then the analog-digital converter ( ADC). At this time, signals having in-phase and quadrature components with respect to LO (local signal) are obtained and input to an analog / digital converter (ADC). In this case, since the frequency band of the signal input to the analog / digital converter (ADC) is reduced to a frequency region of about baseband, the frequency characteristics required for the analog / digital converter (ADC) are alleviated. .

また、電気周波数領域のLO(局発信号)とミキシングすることで、キャリア、サブキャリア分離する方法がある。図27(A)に示すキャリア、サブキャリア分離用の電気フィルタ611を削除して、LOとミキシングし、ベースバンド信号にダウンコンバートした後に、ベースバンドの信号光のみを透過させるような低周波透過フィルタを用いる構成である。この後に、アナログ・デジタル変換器(ADC)へ入力する。   In addition, there is a method of separating carriers and subcarriers by mixing with LO (local signal) in the electric frequency domain. The carrier / subcarrier separation electric filter 611 shown in FIG. 27A is deleted, mixed with LO, down-converted to a baseband signal, and then transmitted at a low frequency so that only baseband signal light is transmitted. This is a configuration using a filter. Thereafter, the signal is input to an analog / digital converter (ADC).

上記の構成によって、互いに隣接する各キャリア、サブキャリアを分波して、デジタル信号に変換して、非線形補償演算部501に入力する。また、光電変換器などの電気部品の帯域特性によっては、高周波側の周波数特性の透過率の低下、周波数リプルを補償するように周波数領域の等化フィルタを電気フィルタの入力側に用いる場合もある。また、分波後に各キャリア、サブキャリアに対して、電気部品の帯域特性を補償するような利得調整器、もしくは周波数応答の等化器を用いる場合がある。   With the above configuration, each carrier and subcarrier adjacent to each other are demultiplexed, converted into a digital signal, and input to the nonlinear compensation calculation unit 501. Also, depending on the band characteristics of electric components such as photoelectric converters, a frequency domain equalization filter may be used on the input side of the electric filter so as to compensate for a decrease in transmittance of frequency characteristics on the high frequency side and frequency ripple. . In some cases, a gain adjuster or a frequency response equalizer that compensates the band characteristics of the electrical components is used for each carrier and subcarrier after demultiplexing.

(デジタルフィルタにより分離(FFT分離)を行う受信装置の例の説明)
単一波長で発振する光源を局発光として用いて、信号光と局発光とを光90度ハイブリッドによってミキシングし、光電変換器により光電流に変換する。もしくは、図28に示すように、合波器と差動光検出器を利用して、局発光と同相成分、もしくは直交成分のどちらかを受信する構成がある。
(Description of an example of a receiving apparatus that performs separation (FFT separation) using a digital filter)
Using a light source that oscillates at a single wavelength as local light, signal light and local light are mixed by an optical 90-degree hybrid and converted into a photocurrent by a photoelectric converter. Alternatively, as shown in FIG. 28, there is a configuration in which either the in-phase component or the in-phase component or the quadrature component is received using the multiplexer and the differential photodetector.

ここでは、その後、電気領域にて周波数分離を行うデジタルフィルタ621を用いて各キャリア、サブキャリアを分離する。信号光の光周波数帯域の一端で、十分スペクトル強度が低い周波数に、局発光の光周波数を一致させるようなヘテロダイン受信の場合に用いられることが多い。   Here, each carrier and subcarrier are separated using a digital filter 621 that performs frequency separation in the electrical domain. It is often used in the case of heterodyne reception in which the optical frequency of the local light is matched with a frequency having a sufficiently low spectral intensity at one end of the optical frequency band of the signal light.

従って、図27(A)に示すように、各キャリア、サブキャリアと局発光の差周波の電気周波数領域の搬送波に乗った信号がADCに入力される。デジタル信号に変換された後に、デジタル信号処理によってキャリア、サブキャリアを分離して、非線形補償演算を実施する。   Accordingly, as shown in FIG. 27A, a signal on a carrier wave in the electric frequency region of the difference frequency between each carrier, subcarrier and local light is input to the ADC. After being converted into a digital signal, the carrier and subcarrier are separated by digital signal processing, and nonlinear compensation calculation is performed.

なお、図28において、合波器141は、前述の光90度ハイブリッドに相当し、差動光検出器211は、光電変換器に相当し、デジタルフィルタ621は、前述のデジタルフィルタに相当する。そして、光90度ハイブリッドからの出力光を光電変換器により電気信号に変換し、光電変換器からの出力信号をデジタルフィルタにより周波数によって複数の電気信号に分離する。これにより、デジタルフィルタを使用して搬送波を周波数ごとに分離することができる。   In FIG. 28, the multiplexer 141 corresponds to the aforementioned optical 90-degree hybrid, the differential photodetector 211 corresponds to the photoelectric converter, and the digital filter 621 corresponds to the aforementioned digital filter. Then, the output light from the 90-degree optical hybrid is converted into an electrical signal by a photoelectric converter, and the output signal from the photoelectric converter is separated into a plurality of electrical signals by frequency using a digital filter. Thereby, a carrier wave can be separated for each frequency using a digital filter.

(デジタルキャリア分離方法についての説明)
デジタル信号処理によるキャリア、サブキャリア分離の方法として、図29に示すように、ダウンコンバージョン部631と、ローパスフィルタ(LPF)632を用い、各キャリア、サブキャリアと局発光の光周波数差に相当する電気周波数領域のLO周波数(局発周波数)でダウンコンバージョンし、バンドパスフィルタに相当するDSP処理(Digital Signal Processorによる信号処理)を実施して各キャリアごとのデジタル信号を得る。
(Explanation of digital carrier separation method)
As a method for separating carrier and subcarrier by digital signal processing, as shown in FIG. 29, a down conversion unit 631 and a low pass filter (LPF) 632 are used, which corresponds to the optical frequency difference between each carrier, subcarrier and local light. Down-conversion is performed at the LO frequency (local frequency) in the electrical frequency domain, and DSP processing (signal processing by a digital signal processor) corresponding to a bandpass filter is performed to obtain a digital signal for each carrier.

また、デジタル信号処理によるキャリア、サブキャリア分離の方法として、図30に示すように、直列/並列変換部641により時間関数を直列/並列変換した上で、高速フーリエ変換(FFT)部642へ入力する構成がある。FFTでは、時間関数が周波数関数に変換されるため、各キャリア、サブキャリアごとに分離することと等価になる。この方法は、直交周波数分割多重分離方式で用いられることが多い。そこでは、サブキャリアの周波数間隔f0と各サブキャリアのシンボル時間長ΔTの逆数がほぼ等しい程度f0〜1/ΔTまで、周波数多重密度が高い。   Further, as a method of separating the carrier and subcarrier by digital signal processing, as shown in FIG. 30, the time function is serial / parallel converted by the serial / parallel converter 641, and then input to the fast Fourier transform (FFT) unit 642. There is a configuration to do. In FFT, since a time function is converted into a frequency function, this is equivalent to separation for each carrier and subcarrier. This method is often used in an orthogonal frequency division demultiplexing system. In this case, the frequency multiplexing density is high up to f0 / 1 / ΔT to the extent that the reciprocal of the subcarrier frequency interval f0 and the symbol time length ΔT of each subcarrier are substantially equal.

直交周波数分割多重(OFDM)では、あるフレーム時間長ごとに区切って、直列/並列変換を実施し、FFTの各ポートに入力する。このOFDMフレーム長Tsは、サブキャリアの周波数間隔f0の逆数に等しい。また、伝送路の波長分散、偏波分散による波形広がり、マルチパスの影響を低減するために、ガードインターバルを用いることが多い。この場合、OFDMフレーム長Tsは、サブキャリアの周波数間隔f0とガードインターバル長Tgを用いて、「Ts=1/f0+Tg」であらわされる。このようにして、キャリア、サブキャリア分離されたデジタル信号は、非線形補償演算へ入力される。   In orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), serial / parallel conversion is performed for each frame time length and input to each port of the FFT. The OFDM frame length Ts is equal to the reciprocal of the subcarrier frequency interval f0. Also, a guard interval is often used to reduce the influence of chromatic dispersion on the transmission line, waveform spread due to polarization dispersion, and multipath. In this case, the OFDM frame length Ts is expressed as “Ts = 1 / f0 + Tg” using the subcarrier frequency interval f0 and the guard interval length Tg. In this way, the digital signal separated from the carrier and the subcarrier is input to the nonlinear compensation calculation.

(デジタル分離をホモダイン・イントラダイン方式により行う受信装置の説明)
キャリア、およびサブキャリアのデジタル分離をホモダイン・イントラダイン方式により行う受信装置を構成できる。この場合、単一波長で発振する光源を局発光として用いて、信号光と局発光とを合波器に入力し、その2つの出力を光90度ハイブリッドによってミキシングし、光電変換器により光電流に変換する。
(Description of receiver that performs digital separation by homodyne / intradyne system)
A receiving apparatus that performs digital separation of a carrier and a subcarrier by a homodyne / intradyne method can be configured. In this case, a light source that oscillates at a single wavelength is used as local light, signal light and local light are input to a multiplexer, the two outputs are mixed by a 90-degree optical hybrid, and a photoelectric current is output by a photoelectric converter. Convert to

この場合に、図31に示すように、光90度ハイブリッド101、光電変換器201、202からの出力が、信号光と局発光のミキシング信号に加えて、直流成分を持つ場合があり、それを取り除くDCブロッカーを用いることで、ミキシング信号のみを取り出せる。   In this case, as shown in FIG. 31, the output from the optical 90-degree hybrid 101 and the photoelectric converters 201 and 202 may have a DC component in addition to the signal light and the local light mixing signal. By using the DC blocker to be removed, only the mixing signal can be taken out.

または、図32に示すように、受信信号光を分波器31により少なくとも2方路に分岐し、また、局発光も分波器32およびπ/2位相シフト部41により少なくとも2方路に分岐して、それぞれ合波器141、142の入力ポートに入力する。このとき、2分岐したどちらかの光路において、受信信号光と局発光の相対位相差をπ/2だけシフトすることで、同位相成分と直交位相成分を別々に検出できる。合波器141、142の2つの出力を差動光検出器211、212に入力し、ADC301、302によりデジタル信号に変換する。   Alternatively, as shown in FIG. 32, the received signal light is branched into at least two paths by the demultiplexer 31, and the local light is also branched into at least two paths by the demultiplexer 32 and the π / 2 phase shift unit 41. Then, the signals are input to the input ports of the multiplexers 141 and 142, respectively. At this time, the in-phase component and the quadrature component can be detected separately by shifting the relative phase difference between the received signal light and the local light by π / 2 in one of the two optical paths. The two outputs of the multiplexers 141 and 142 are input to the differential photodetectors 211 and 212 and converted into digital signals by the ADCs 301 and 302.

その後、電気領域にて周波数分離フィルタ(デジタルフィルタ621、622)を用いて各キャリア、サブキャリアを分離する。信号光の光周波数帯域の一端で、十分スペクトル強度が低い周波数に、局発光の光周波数を一致させるようなヘテロダイン受信の場合に用いられることが多い。   Thereafter, each carrier and subcarrier are separated using a frequency separation filter (digital filters 621 and 622) in the electrical domain. It is often used in the case of heterodyne reception in which the optical frequency of the local light is matched with a frequency having a sufficiently low spectral intensity at one end of the optical frequency band of the signal light.

従って、図27(B)に示すように、各キャリア、サブキャリアと局発光の差周波の電気周波数領域の搬送波に乗った信号がADCに入力される。デジタル信号に変換された後に、デジタル信号処理によってキャリア、サブキャリアを分離して、非線形補償演算を実施する。   Therefore, as shown in FIG. 27B, a signal on a carrier wave in the electric frequency region of the difference frequency between each carrier, subcarrier and local light is input to the ADC. After being converted into a digital signal, the carrier and subcarrier are separated by digital signal processing, and nonlinear compensation calculation is performed.

(波長分散補償の追加構成例の説明)
光ファイバ伝送路では、波長分散によって信号波形の歪みが生じる。光ファイバの種類によって波長分散の値は典型値があり、線形な周波数依存の伝達関数として表現される。従って、そのフーリエ変換によってインパルス時間応答関数が予測され、そのインパルス応答の波形広がりを補償するようなデジタルFIRフィルタを適用することで波長分散を補償できる。詳細は、単一キャリアの場合における波長分散のデジタル信号処理を使った補償方法は上述した参考文献8にある。
(Description of additional configuration example of chromatic dispersion compensation)
In an optical fiber transmission line, signal waveform distortion occurs due to chromatic dispersion. There is a typical value of chromatic dispersion depending on the type of optical fiber, and it is expressed as a linear frequency-dependent transfer function. Therefore, an impulse time response function is predicted by the Fourier transform, and chromatic dispersion can be compensated by applying a digital FIR filter that compensates for the waveform spread of the impulse response. For details, a compensation method using digital signal processing of chromatic dispersion in the case of a single carrier is described in Reference Document 8 described above.

ここでは、波長分散を補償した後に、非線形補償演算を実施する構成とした。光ファイバ伝送路の損失により、受信端に近づくに従って信号光の光パワーが低減するため、主な非線形波形劣化は送信端に近い部分で発生する。従って、送信端から近い部分において非線形波形劣化を受けた後に、伝送路の後半部分において波長分散による波形歪みを受けた波形が受信される。   Here, after compensating for the chromatic dispersion, the nonlinear compensation calculation is performed. Due to the loss of the optical fiber transmission line, the optical power of the signal light decreases as it approaches the receiving end, so that the main nonlinear waveform degradation occurs in the portion close to the transmitting end. Therefore, after undergoing nonlinear waveform degradation in a portion near the transmission end, a waveform subjected to waveform distortion due to chromatic dispersion is received in the latter half of the transmission path.

このため、非線形補償においては、波長分散による波形歪みを取り除いた上で、実際に波形歪みが生じた伝送路位置での信号光波形に戻した上で、非線形歪み補償を実施する構成が補償効果を高める場合がある。また、デジタル信号処理により偏波分離を実施する場合にも、偏波分離演算の前に、波長分散によるシンボル間干渉(ISI)を取り除いた構成がある。   For this reason, in non-linear compensation, a configuration in which non-linear distortion compensation is performed after removing waveform distortion due to chromatic dispersion and returning to the signal light waveform at the position of the transmission path where the waveform distortion actually occurred is a compensation effect. May increase. Also, when polarization separation is performed by digital signal processing, there is a configuration in which intersymbol interference (ISI) due to wavelength dispersion is removed before polarization separation calculation.

波長分散による波形歪みは時間変動が小さく、半固定的に扱えるために、半固定のFIRフィルタで取り除ける。一方、偏波多重分離のクロストーク、PMDによる波形歪みは、時間に依存して変化する。さらに、偏波クロストーク、及び偏波モード分散によるISIに比較して、波長分散によるISIが生じる時間範囲が広い。このため、固定のタップ係数のFIRフィルタで波長分散を補償した後に、動的な偏波分離演算、PMD補償を実施することが望ましい。   Waveform distortion due to chromatic dispersion has a small temporal variation and can be handled semi-fixed, so it can be removed by a semi-fixed FIR filter. On the other hand, the waveform distortion due to polarization demultiplexing crosstalk and PMD changes depending on time. Furthermore, the time range in which ISI due to chromatic dispersion occurs is wider than ISI due to polarization crosstalk and polarization mode dispersion. For this reason, it is desirable to perform dynamic polarization separation calculation and PMD compensation after compensating for chromatic dispersion with an FIR filter having a fixed tap coefficient.

図33に、波長分散補償を行う受信装置の第1の構成例を示し、図34に、波長分散補償を行う受信装置の第2の構成例を示す。   FIG. 33 illustrates a first configuration example of a receiving apparatus that performs chromatic dispersion compensation, and FIG. 34 illustrates a second configuration example of a receiving apparatus that performs chromatic dispersion compensation.

図33に示す受信装置は、図31に示す受信装置に波長分散補償演算部651および652を追加しており、他の構成は図31に示す受信装置と同様である。図34に示す例は、図16に示す偏波分離器を用いた受信装置の構成に、波長分散補償演算部651、652、653、654を追加した構成となっている。   The receiving apparatus shown in FIG. 33 has chromatic dispersion compensation calculation units 651 and 652 added to the receiving apparatus shown in FIG. 31, and the other configuration is the same as that of the receiving apparatus shown in FIG. The example shown in FIG. 34 has a configuration in which chromatic dispersion compensation calculation units 651, 652, 653, and 654 are added to the configuration of the receiving apparatus using the polarization separator shown in FIG.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の受信装置、および補償演算回路(非線形補償演算部)は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the receiving apparatus and the compensation arithmetic circuit (nonlinear compensation arithmetic unit) of the present invention are not limited to the above-described illustrated examples, and depart from the gist of the present invention. Of course, various modifications can be made within the range not to be performed.

本発明の受信装置に適用される信号光の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the signal light applied to the receiver of this invention. FWMクロストーク(四光波混合クロストーク)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of FWM crosstalk (four-wave mixing crosstalk). 本発明の受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver of this invention. 光90度ハイブリッドと光電変換器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of light 90 degree | times hybrid and a photoelectric converter. デジタルフィルタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a digital filter. 分散媒質を用いてキャリア分離を行う受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which performs a carrier separation using a dispersion medium. スキューを検出するための送信パターンおよび受信パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission pattern and detection pattern for detecting a skew. 逐次的に非線形方程式を解く演算構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a calculation structure which solves a nonlinear equation sequentially. 受信信号のコンスタレーションを示す図である。It is a figure which shows the constellation of a received signal. キャリア位相推定、位相同期の演算回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the arithmetic circuit of a carrier phase estimation and a phase synchronization. 連立非線形方程式を逐次的に解く計算回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the calculation circuit which solves simultaneous nonlinear equations sequentially. 連立非線形方程式を逐次的に解く計算回路の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of the calculation circuit which solves simultaneous nonlinear equations sequentially. 補償パラメータと非線形補償演算回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a compensation parameter and a nonlinear compensation arithmetic circuit. 補償パラメータ推定のための送信パイロット信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission pilot signal for compensation parameter estimation. 非線形歪み効果の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of a nonlinear distortion effect. 偏波分離を行う受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which performs polarization | polarized-light separation. 2キャリア、偏波多重の場合におけるFWMクロストーク発生パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the FWM crosstalk generation pattern in the case of 2 carriers and polarization multiplexing. 非線形歪み補償と線形補償を繰り返し演算する回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure which repeatedly calculates nonlinear distortion compensation and linear compensation. 光分離器を用いた受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver using an optical separator. 同相成分(直交位相成分)の一方を検出する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which detects one side of an in-phase component (quadrature phase component). 同相成分および直交位相成分の両方を検出する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which detects both an in-phase component and a quadrature phase component. 光分離器による分離後に光90度ハイブリッドにより位相比較する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which performs a phase comparison by optical 90 degree | times hybrid after isolation | separation by an optical separator. 図22において個別の局発光発生部を用いた受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which used the individual local light generation part in FIG. 直接受信により強度を検出する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which detects an intensity | strength by direct reception. 電気フィルタでキャリア、サブキャリアに分離する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which isolate | separates into a carrier and a subcarrier with an electric filter. 図25に等化器を追加した受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which added the equalizer to FIG. 電気フィルタを用いたヘテロダイン方式の受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver of the heterodyne system using an electrical filter. デジタルフィルタを用いたヘテロダイン方式の受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver of the heterodyne system using a digital filter. ダウンコンバージョン部とローパスフィルタを用いた受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver using a down conversion part and a low-pass filter. シリアルパラレル変換部とFFTを用いてキャリア、サブキャリアを分離する受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver which isolate | separates a carrier and a subcarrier using a serial parallel conversion part and FFT. ホモダイン・イントラダイン方式の受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiving device of a homodyne intradyne system. 同位相成分と直交位相成分を別々に検出するホモダイン・イントラダイン方式の受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the receiver of the homodyne / intradyne system which detects the same phase component and a quadrature phase component separately. 波長分散補償演算を行う受信装置の第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of the receiver which performs a chromatic dispersion compensation calculation. 波長分散補償演算を行う受信装置の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of the receiver which performs a chromatic dispersion compensation calculation.

符号の説明Explanation of symbols

11、11A、11B、11C、11D・・・局発光発生部、12・・・マルチモード局発光発生部、21、22、31、32・・・分波器(PBS:光ビームスプリッタ)、41・・・π/2位相シフト部、101、102、103、104・・・光90度ハイブリッド、110・・・合波器、121・・・光ハイブリッド、131、132、133、134・・・光分離器、141、142・・・合波器、201〜208・・・光電変換器、211、211A〜211H・・・差動光検出器(差動PD)、301,〜308・・・アナログ・デジタル変換器(ADC)、401、402・・・デジタルフィルタ、411・・・シリアルパラレル変換部、412・・・FFT、501、502・・・非線形補償演算部、503・・・位相同期部、504・・・補償演算部、505・・・補償パラメータ学習部、531・・・スキュー補正部、532・・・スキューモニタ部、533・・・非線形結合定数推定部、534・・・位相推定部、535・・・非線形補償演算処理部、601、602、603、604・・・偏波分離演算部、611、612・・・電気フィルタ、621、622・・・デジタルフィルタ、631・・・ダウンコンバージョン部、632・・・ローパスフィルタ、641・・・シリアルパラレル変換部、651、652・・・波長分散補償演算部、661、662、663、664・・・分波フィルタ、671〜674・・・偏波分離演算部 11, 11A, 11B, 11C, 11D... Local light generation unit, 12... Multimode local light generation unit, 21, 22, 31, 32... Duplexer (PBS: optical beam splitter), 41 ... π / 2 phase shift unit, 101, 102, 103, 104 ... optical 90-degree hybrid, 110 ... multiplexer, 121 ... optical hybrid, 131, 132, 133, 134 ... Optical separators, 141, 142 ... multiplexers, 201-208 ... photoelectric converters, 211, 211A-211H ... differential photo detectors (differential PD), 301, ... 308 ... Analog-to-digital converter (ADC) 401, 402 ... digital filter, 411 ... serial / parallel converter, 412 ... FFT, 501, 502 ... non-linear compensation calculator, 503 ... phase synchronization Part 504: Compensation calculation unit 505 ... Compensation parameter learning unit 531 ... Skew correction unit 532 ... Skew monitor unit 533 ... Non-linear coupling constant estimation unit 534 ... Phase estimation , 535... Nonlinear compensation calculation processing unit, 601, 602, 603, 604... Polarization separation calculation unit, 611, 612... Electric filter, 621, 622. Down conversion unit, 632... Low pass filter, 641... Serial / parallel conversion unit, 651, 652... Chromatic dispersion compensation operation unit, 661, 662, 663, 664. ..Polarization separation calculation unit

Claims (19)

光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された偏波多重された信号光を受信する受信装置であって、
前記信号光の偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離装置と、
前記分離装置から出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期部と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、
を備え、
前記位相同期部と前記補償演算部とにおける演算処理を電気演算回路により実行するように構成された受信装置における前記補償演算部を構成する補償演算回路であって、
記偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出する電気演算回路を備え、
前記多元非線形方程式を基に受信波形から送信波形を逐次的に推定する場合に、
第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有し、
逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路。
In the optical transmission system using an optical fiber transmission path, a receiver for receiving the signal light polarization multiplexing encoded by the transmission information,
A separation device for separating a signal for each individual carrier wave according to the polarization of the signal light;
A phase synchronization unit that performs synchronization processing of a symbol phase between a plurality of carrier waves output from the separation device;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. And a compensation calculation unit for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
With
A compensation arithmetic circuit that constitutes the compensation arithmetic unit in the receiving device configured to execute arithmetic processing in the phase synchronization unit and the compensation arithmetic unit by an electric arithmetic circuit,
Nonlinear waveform distortion generated before Kihen Shigeru Hata signal light in the optical fiber transmission path propagation, modeled by the waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk caused between the different polarization of the signal light, transmitted and received signals An electrical operation circuit for calculating a transmission signal from a received signal by associating a signal waveform relationship with a multi-dimensional nonlinear equation and solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the transmission waveform from the reception waveform based on the multi-dimensional nonlinear equation,
The n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the multi-dimensional nonlinear equation is linearized. A transmission waveform estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the transmission waveform of
A compensation arithmetic circuit comprising an arithmetic circuit for sequentially estimating a compensation waveform.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された周波数多重および偏波多重された信号光を受信する受信装置であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光を偏波によって2つに分離する偏波分離装置と、
前記偏波分離装置から出力される信号光を周波数によって個々の搬送波ごとに分離する分離装置と、
前記分離装置から出力される各周波数の搬送波ごとの2つの偏波の受信信号を入力し、該入力された2つの偏波の受信信号間の干渉を取り除いて独立する2つの信号に偏波分離する偏波分離演算部と、
前記偏波分離演算部から出力される複数の搬送波間の位相の同期処理を行う位相同期部と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、
を備え、
前記偏波分離演算部、前記位相同期部および前記補償演算部における演算処理を電気演算回路により実行するように構成された受信装置における前記補償演算部を構成する補償演算回路であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出する電気演算回路を備え、
前記多元非線形方程式を基に受信波形から送信波形を逐次的に推定する場合に、
第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有し、
逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路。
In an optical transmission system using an optical fiber transmission line, a receiving device that receives frequency-multiplexed and polarization- multiplexed signal light encoded by transmission information,
A polarization separation device that separates the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light into two by polarization;
A separation device for separation into each individual carrier by a frequency the signal light output from the polarization separating device,
Two polarization reception signals for each frequency carrier wave output from the separation device are input, and interference between the input two polarization reception signals is removed and polarization separation is performed into two independent signals. A polarization separation calculation unit,
A phase synchronization unit that performs a phase synchronization process between a plurality of carriers output from the polarization separation calculation unit;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. And a compensation calculation unit for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
With
A compensation arithmetic circuit that constitutes the compensation arithmetic unit in a receiving device configured to execute arithmetic processing in the polarization separation arithmetic unit, the phase synchronization unit, and the compensation arithmetic unit by an electric arithmetic circuit,
The frequency-multiplexed and polarization multiplexed signal light nonlinear waveform distortion occurs in the optical fiber transmission path propagation, four-wave mixing crosstalk by the waveform occurring between a plurality of frequencies of the signal light Contact and different polarizations of the signal light Modeling by distortion, correlating the relationship between the waveform of the received signal and the transmitted signal with a multi-dimensional nonlinear equation, and comprising an electric arithmetic circuit for calculating the transmitted signal from the received signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the transmission waveform from the reception waveform based on the multi-dimensional nonlinear equation,
The n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the multi-dimensional nonlinear equation is linearized. A transmission waveform estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the transmission waveform of
A compensation arithmetic circuit comprising an arithmetic circuit for sequentially estimating a compensation waveform.
請求項1または2に記載の補償演算回路であって、
第1段目の送信波形推定ステップにおいて、補償前の受信波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路を
備えることを特徴とする補償演算回路。
The compensation arithmetic circuit according to claim 1 or 2,
A compensation calculation circuit comprising: an arithmetic circuit that uses a reception waveform before compensation as a transmission waveform that is a part of the multi-dimensional nonlinear equation as an initial value in the first-stage transmission waveform estimation step.
請求項1または2に記載の補償演算回路であって、
第1段目の送信波形推定ステップにおいて、予め定められている任意の波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路を
備えることを特徴とする補償演算回路。
The compensation arithmetic circuit according to claim 1 or 2,
A compensation arithmetic circuit comprising: an arithmetic circuit that uses a predetermined arbitrary waveform as an initial value as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation in the first-stage transmission waveform estimation step.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された偏波多重された信号光を受信する受信装置であって、
前記信号光の偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離装置と、
前記分離装置から出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期部と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、
を備え、
前記位相同期部と前記補償演算部とにおける演算処理を電気演算回路により実行するように構成された受信装置における前記補償演算部を構成する補償演算回路であって、
記偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出する電気演算回路を備え、
前記非線形歪み変動量を逐次的に推定する場合に、
第n番目の変動量推定ステップから出力される第n段目の補償波形を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1段目の受信波形の非線形歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、
前記第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから減算し、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップと、
を有し、
逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路。
In the optical transmission system using an optical fiber transmission path, a receiver for receiving the signal light polarization multiplexing encoded by the transmission information,
A separation device for separating a signal for each individual carrier wave according to the polarization of the signal light;
A phase synchronization unit that performs synchronization processing of a symbol phase between a plurality of carrier waves output from the separation device;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. And a compensation calculation unit for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
With
A compensation arithmetic circuit that constitutes the compensation arithmetic unit in the receiving device configured to execute arithmetic processing in the phase synchronization unit and the compensation arithmetic unit by an electric arithmetic circuit,
Nonlinear waveform distortion generated before Kihen Shigeru Hata signal light in the optical fiber transmission path propagation, modeled by the waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk caused between the different polarization of the signal light, transmission and reception waveform An electrical operation circuit for calculating a transmission signal from a received signal by associating a relationship of a nonlinear distortion fluctuation amount of a waveform with a multi-dimensional nonlinear equation and solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the nonlinear distortion fluctuation amount,
The nth stage compensation waveform output from the nth fluctuation amount estimation step is temporarily used as a partial transmission waveform of the multiway nonlinear equation to linearize the multiway nonlinear equation, so that the (n + 1) th stage A fluctuation amount estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform of the eye;
Subtracting the output value from the (n + 1) th fluctuation amount estimation step from the received data, and outputting the waveform after the (n + 1) th stage nonlinear distortion compensation, the (n + 1) th stage fluctuation amount compensation step;
Have
A compensation arithmetic circuit comprising an arithmetic circuit for sequentially estimating a compensation waveform.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された周波数多重および偏波多重された信号光を受信する受信装置であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光を偏波によって2つに分離する偏波分離装置と、
前記偏波分離装置から出力される信号光を周波数によって個々の搬送波ごとに分離する分離装置と、
前記分離装置から出力される各周波数の搬送波ごとの2つの偏波の受信信号を入力し、該入力された2つの偏波の受信信号間の干渉を取り除いて独立する2つの信号に偏波分離する偏波分離演算部と、
前記偏波分離演算部から出力される複数の搬送波間の位相の同期処理を行う位相同期部と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算部と、
を備え、
前記偏波分離演算部、前記位相同期部および前記補償演算部における演算処理を電気演算回路により実行するように構成された受信装置における前記補償演算部を構成する補償演算回路であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出する電気演算回路を備え、
前記非線形歪み変動量を逐次的に推定する場合に、
第n番目の変動量推定ステップから出力される第n段目の補償波形を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1段目の受信波形の非線形歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、
前記第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから減算し、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップと、
を有し、
逐次的に補償波形を推定する演算回路で構成されることを特徴とする補償演算回路。
In an optical transmission system using an optical fiber transmission line, a receiving device that receives frequency-multiplexed and polarization- multiplexed signal light encoded by transmission information,
A polarization separation device that separates the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light into two by polarization;
A separation device for separation into each individual carrier by a frequency the signal light output from the polarization separating device,
Two polarization reception signals for each frequency carrier wave output from the separation device are input, and interference between the input two polarization reception signals is removed and polarization separation is performed into two independent signals. A polarization separation calculation unit,
A phase synchronization unit that performs a phase synchronization process between a plurality of carriers output from the polarization separation calculation unit;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. And a compensation calculation unit for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
With
A compensation arithmetic circuit that constitutes the compensation arithmetic unit in a receiving device configured to execute arithmetic processing in the polarization separation arithmetic unit, the phase synchronization unit, and the compensation arithmetic unit by an electric arithmetic circuit,
The frequency-multiplexed and polarization multiplexed signal light nonlinear waveform distortion occurs in the optical fiber transmission path propagation, four-wave mixing crosstalk by the waveform occurring between a plurality of frequencies of the signal light Contact and different polarizations of the signal light Modeled by distortion, correlated with the relationship between the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform and the transmitted waveform by a multi-dimensional nonlinear equation, and comprises an electric arithmetic circuit for calculating the transmitted signal from the received signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the nonlinear distortion fluctuation amount,
The nth stage compensation waveform output from the nth fluctuation amount estimation step is temporarily used as a partial transmission waveform of the multiway nonlinear equation to linearize the multiway nonlinear equation, so that the (n + 1) th stage A fluctuation amount estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform of the eye;
Subtracting the output value from the (n + 1) th fluctuation amount estimation step from the received data, and outputting the waveform after the (n + 1) th stage nonlinear distortion compensation, the (n + 1) th stage fluctuation amount compensation step;
Have
A compensation arithmetic circuit comprising an arithmetic circuit for sequentially estimating a compensation waveform.
請求項5または6に記載の補償演算回路であって、
第1段目の変動量推定ステップにおいて、補償前の受信波形を一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路で構成されること、
を特徴とする補償演算回路。
The compensation arithmetic circuit according to claim 5 or 6,
In the first-stage fluctuation amount estimation step, the reception waveform before compensation is temporarily configured with an arithmetic circuit that uses it as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation;
Compensation arithmetic circuit characterized by the above.
請求項5または6に記載の補償演算回路であって、
第1段目の変動量推定ステップにおいて、予め定められている任意の波形を、初期値として前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いる演算回路を、
備えることを特徴とする補償演算回路。
The compensation arithmetic circuit according to claim 5 or 6,
In the first stage fluctuation amount estimation step, an arithmetic circuit that uses a predetermined arbitrary waveform as an initial value as a partial transmission waveform of the multi-dimensional nonlinear equation,
Compensation operation circuit characterized by comprising.
請求項5または6に記載の補償演算回路であって、
第1段目の変動量推定ステップにおいて、初期値として用いる値を変化させて、補正効果が得られる値を検出する演算回路を、
備えることを特徴とする補償演算回路。
The compensation arithmetic circuit according to claim 5 or 6,
In the first stage fluctuation amount estimation step, an arithmetic circuit that detects a value that can obtain a correction effect by changing a value used as an initial value,
Compensation operation circuit characterized by comprising.
前記非線形波形歪を補償する演算の際に用いる光ファイバ伝送路の波長分散、波長分散スロープ、非線形定数を含む伝送パラメータ、及び多重信号光のキャリア間の相対位相に依存する補償パラメータを学習し、該補償パラメータ値を前記補償演算回路に入力する補償パラメータ学習部を備えること、
を特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の補償演算回路。
Learning the chromatic dispersion of the optical fiber transmission line used in the calculation for compensating the nonlinear waveform distortion, the chromatic dispersion slope, the transmission parameter including the nonlinear constant, and the compensation parameter depending on the relative phase between the carriers of the multiplexed signal light, A compensation parameter learning unit for inputting the compensation parameter value to the compensation calculation circuit;
The compensation arithmetic circuit according to claim 1, wherein:
請求項1から10のいずれか1項に記載の補償演算回路を備える受信装置であって、
複数の周波数の連続光を出力するマルチモード局発光発生部と、
前記複数の周波数の局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する光90度ハイブリッドと、
前記光90度ハイブリッドからの出力光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離するそれぞれの光分離器と、
前記それぞれの光分離器のから出力光を入力し、それぞれを電気信号に変換する光電変換器と、
前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device comprising the compensation arithmetic circuit according to any one of claims 1 to 10,
A multi-mode local light generator that outputs continuous light of multiple frequencies;
An optical 90-degree hybrid that inputs the local light of the plurality of frequencies and the input signal light, separates them into a component orthogonal to a component in which both optical phases match, and outputs them to different ports,
Respective optical separators for inputting output light from the light 90-degree hybrid and separating each wavelength by a wavelength dispersion medium;
A photoelectric converter that inputs output light from each of the light separators and converts each of the light into an electrical signal;
Each analog-to-digital converter that converts the electrical signal of each of the photoelectric converters into a digital signal;
A receiving apparatus comprising:
請求項1から10のいずれか1項に記載の補償演算回路を備える受信装置であって、
複数の周波数の連続光を局発光として出力するマルチモード局発光発生部と、
入力信号光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、
前記マルチモード局発光発生部から出力される局発光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する局発光の光分離器と、
前記信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、前記局発光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力するそれぞれの搬送波の光90度ハイブリッドと、
前記それぞれの光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、
前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device comprising the compensation arithmetic circuit according to any one of claims 1 to 10,
A multi-mode local light generator that outputs continuous light of multiple frequencies as local light;
An optical separator for signal light that receives input signal light, separates it for each wavelength by a chromatic dispersion medium, and outputs it to different ports;
The local light output from the multi-mode local light generation unit is input, and the local light separator that separates the wavelength by the wavelength dispersion medium and outputs it to different ports,
The output light from each port of the signal light optical separator and the output light from each port of the local light optical separator are input, and the component is orthogonal to the component in which both optical phases match. An optical 90 degree hybrid of each carrier that is output separately to different ports;
Respective photoelectric converters that convert output light from the respective light 90-degree hybrids into electrical signals;
Each analog-to-digital converter that converts the electrical signal of each of the photoelectric converters into a digital signal;
A receiving apparatus comprising:
請求項1から10のいずれか1項に記載の補償演算回路を備える受信装置であって、
入力信号光を入力し、波長分散媒質によって波長毎に分離して異なるポートに出力する信号光の光分離器と、
互いに異なる周波数の連続光を出力する複数の局発光発生部と、
前記信号光の光分離器のそれぞれのポートからの出力光と、前記それぞれの局発光発生部からの出力光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して異なるポートに出力する光90度ハイブリッドと、
前記それぞれの波長分離機からの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、
前記それぞれの光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device comprising the compensation arithmetic circuit according to any one of claims 1 to 10,
An optical separator for signal light that receives input signal light, separates it for each wavelength by a chromatic dispersion medium, and outputs it to different ports;
A plurality of local light generators that output continuous light of different frequencies;
The output light from each port of the optical separator of the signal light and the output light from each local light generator are input and separated into components orthogonal to the components in which both optical phases coincide with each other. A 90 degree optical hybrid output to the port,
Each photoelectric converter that converts output light from each of the wavelength separators into an electrical signal;
Each analog-to-digital converter that converts the electrical signal of each of the photoelectric converters into a digital signal;
A receiving apparatus comprising:
請求項1から10のいずれか1項に記載の補償演算回路を備える受信装置であって、
1つの周波数成分を有する連続光を出力する局発光発生部と、
前記局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドと、
前記光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換するそれぞれの光電変換器と、
前記光電変換器からの出力信号を周波数によって複数の電気信号に分離する電気フィルタと、
前記それぞれの電気フィルタからの出力電気信号をデジタル信号に変換するそれぞれのアナログ・デジタル変換器と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device comprising the compensation arithmetic circuit according to any one of claims 1 to 10,
A local light generator that outputs continuous light having one frequency component;
An optical 90-degree hybrid that inputs the local light and the input signal light, and separates and outputs a component orthogonal to a component in which both optical phases match,
Each photoelectric converter that converts the output light from the light 90-degree hybrid into an electrical signal;
An electrical filter that separates an output signal from the photoelectric converter into a plurality of electrical signals according to frequency;
Respective analog-to-digital converters for converting electrical signals output from the respective electrical filters into digital signals;
A receiving apparatus comprising:
請求項1から10のいずれか1項に記載の補償演算回路を備える受信装置であって、
1つの周波数の成分を有する連続光を出力する局発光発生部と、
前記局発光と入力信号光とを入力し、両方の光位相が一致する成分と直交する成分に分離して出力する光90度ハイブリッドと、
前記光90度ハイブリッドからの出力光を電気信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器の電気信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記それぞれのアナログ・デジタル変換器からの出力信号を周波数によって複数のチャネルに分離するデジタルフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device comprising the compensation arithmetic circuit according to any one of claims 1 to 10,
A local light generator for outputting continuous light having a component of one frequency;
An optical 90-degree hybrid that inputs the local light and the input signal light, and separates and outputs a component orthogonal to a component in which both optical phases match,
A photoelectric converter that converts output light from the light 90-degree hybrid into an electrical signal;
An analog / digital converter that converts an electrical signal of the photoelectric converter into a digital signal;
A digital filter that separates an output signal from each of the analog-digital converters into a plurality of channels according to frequency;
A receiving apparatus comprising:
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された偏波多重された信号光を受信する受信装置における前記信号光の受信方法であって、
前記信号光の偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離手順と、
前記分離手順により出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期手順と、
前記位相同期手順により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算手順と、
を含み、
前記補償演算手順では、
記偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出し、
前記多元非線形方程式を基に受信波形から送信波形を逐次的に推定する場合に、
第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有し、
逐次的に補償波形を推定することを特徴とする受信方法。
In the optical transmission system using an optical fiber transmission line, a receiving method of the signal light in the reception apparatus for receiving a signal light polarization multiplexing encoded by the transmission information,
A separation procedure for separating a signal for each individual carrier wave according to the polarization of the signal light;
A phase synchronization procedure for performing symbol phase synchronization processing between a plurality of carriers output by the separation procedure;
Based on the carrier wave signal that has been synchronized by the phase synchronization procedure, the nonlinear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. A compensation calculation procedure for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
Including
In the compensation calculation procedure,
Nonlinear waveform distortion generated before Kihen Shigeru Hata signal light in the optical fiber transmission path propagation, modeled by the waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk caused between the different polarization of the signal light, transmitted and received signals By correlating the signal waveform relationship with a multi-dimensional nonlinear equation, solving the multi-dimensional nonlinear equation to calculate a transmission signal from the received signal,
When sequentially estimating the transmission waveform from the reception waveform based on the multi-dimensional nonlinear equation,
The n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the multi-dimensional nonlinear equation is linearized. A transmission waveform estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the transmission waveform of
A receiving method characterized by sequentially estimating a compensation waveform.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された周波数多重および偏波多重された信号光を受信する受信装置における前記信号光の受信方法であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光を偏波によって2つに分離する偏波分離手順と、
前記偏波分離装置から出力される信号光を周波数によって個々の搬送波ごとに分離する分離手順と、
前記分離装置から出力される各周波数の搬送波ごとの2つの偏波の受信信号を入力し、該入力された2つの偏波の受信信号間の干渉を取り除いて独立する2つの信号に偏波分離する偏波分離演算手順と、
前記偏波分離演算部から出力される複数の搬送波間の位相の同期処理を行う位相同期手順と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算手順と、
を含み、
前記補償演算手順では、
前記周波数多重および偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信信号と送信信号の波形の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出し、
前記多元非線形方程式を基に受信波形から送信波形を逐次的に推定する場合に、
第n段目の送信波形推定ステップから出力される第nの送信波形推定値を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1の送信波形を推定する第n+1段目の送信波形推定ステップを有し、
逐次的に補償波形を推定することを特徴とする受信方法。
In the optical transmission system using the optical fiber transmission line, the signal light receiving method in the receiving device that receives the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light encoded by the transmission information,
A polarization separation procedure for separating the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light into two by polarization;
A separation procedure for separation for each individual carrier by a frequency output signal light from the polarization separating device,
Two polarization reception signals for each frequency carrier wave output from the separation device are input, and interference between the input two polarization reception signals is removed and polarization separation is performed into two independent signals. Polarization separation calculation procedure to
A phase synchronization procedure for performing phase synchronization processing between a plurality of carriers output from the polarization separation calculation unit;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. A compensation calculation procedure for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
Including
In the compensation calculation procedure,
The frequency-multiplexed and polarization multiplexed signal light nonlinear waveform distortion occurs in the optical fiber transmission path propagation, four-wave mixing crosstalk by the waveform occurring between a plurality of frequencies of the signal light Contact and different polarizations of the signal light Modeling by distortion, correlating the relationship between the waveform of the received signal and the transmitted signal with a multi-dimensional nonlinear equation, calculating the transmitted signal from the received signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the transmission waveform from the reception waveform based on the multi-dimensional nonlinear equation,
The n-th transmission waveform estimation value output from the n-th transmission waveform estimation step is temporarily used as a transmission waveform of a part of the multi-dimensional nonlinear equation, and the multi-dimensional nonlinear equation is linearized. A transmission waveform estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the transmission waveform of
A receiving method characterized by sequentially estimating a compensation waveform.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された偏波多重された信号光を受信する受信装置における前記信号光の受信方法であって、
前記信号光の偏波によって個々の搬送波ごとに信号を分離する分離手順と、
前記分離手順により出力される複数の搬送波間のシンボル位相の同期処理を行う位相同期手順と、
前記位相同期手順により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算手順と、
を含み、
前記補償演算手順では、
記偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出し、
前記非線形歪み変動量を逐次的に推定する場合に、
第n番目の変動量推定ステップから出力される第n段目の補償波形を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1段目の受信波形の非線形歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、
前記第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから減算し、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップと、
を有し、
逐次的に補償波形を推定することを特徴とする受信方法。
In the optical transmission system using an optical fiber transmission line, a receiving method of the signal light in the reception apparatus for receiving a signal light polarization multiplexing encoded by the transmission information,
A separation procedure for separating a signal for each individual carrier wave according to the polarization of the signal light;
A phase synchronization procedure for performing symbol phase synchronization processing between a plurality of carriers output by the separation procedure;
Based on the carrier wave signal that has been synchronized by the phase synchronization procedure, the nonlinear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. A compensation calculation procedure for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
Including
In the compensation calculation procedure,
Nonlinear waveform distortion generated before Kihen Shigeru Hata signal light in the optical fiber transmission path propagation, modeled by the waveform distortion due to four-wave mixing crosstalk caused between the different polarization of the signal light, transmission and reception waveform By correlating the relationship of the nonlinear distortion fluctuation amount of the waveform with a multi-dimensional nonlinear equation, calculating the transmission signal from the received signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the nonlinear distortion fluctuation amount,
The nth stage compensation waveform output from the nth fluctuation amount estimation step is temporarily used as a partial transmission waveform of the multiway nonlinear equation to linearize the multiway nonlinear equation, so that the (n + 1) th stage A fluctuation amount estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform of the eye;
Subtracting the output value from the (n + 1) th fluctuation amount estimation step from the received data, and outputting the waveform after the (n + 1) th stage nonlinear distortion compensation, the (n + 1) th stage fluctuation amount compensation step;
Have
A receiving method characterized by sequentially estimating a compensation waveform.
光ファイバ伝送路を用いた光伝送システムにおいて、送信情報によって符号化された周波数多重および偏波多重された信号光を受信する受信装置における前記信号光の受信方法であって、
前記周波数多重および偏波多重された信号光を偏波によって2つに分離する偏波分離手順と、
前記偏波分離装置から出力される信号光を周波数によって個々の搬送波ごとに分離する分離手順と、
前記分離装置から出力される各周波数の搬送波ごとの2つの偏波の受信信号を入力し、該入力された2つの偏波の受信信号間の干渉を取り除いて独立する2つの信号に偏波分離する偏波分離演算手順と、
前記偏波分離演算部から出力される複数の搬送波間の位相の同期処理を行う位相同期手順と、
前記位相同期部により同期処理が行われた搬送波の信号を基に、前記光ファイバ伝送路における多重された信号光の非線形波形歪を四光波混合クロストークを含む所定のモデルによりモデル化して算出するとともに、該非線形波形歪を補償する演算を行う補償演算手順と、
を含み、
前記補償演算手順では、
前記周波数多重および偏波多重された信号光が光ファイバ伝送路伝搬中に生じる非線形波形歪を、複数の周波数の信号光および異なる偏波の信号光の間で生じる四光波混合クロストークによる波形歪みによってモデル化し、受信波形と送信波形の非線形歪み変動量の関係を多元非線形方程式で関連付けし、前記多元非線形方程式を解くことによって、受信信号から送信信号を算出し、
前記非線形歪み変動量を逐次的に推定する場合に、
第n番目の変動量推定ステップから出力される第n段目の補償波形を、一時的に前記多元非線形方程式の一部の送信波形として用いて、前記多元非線形方程式を線形化して、第n+1段目の受信波形の非線形歪み変動量を推定する第n+1段目の変動量推定ステップと、
前記第n+1番目の変動量推定ステップからの出力値を受信データから減算し、第n+1段目非線形歪み補償後の波形を出力する第n+1段目の変動量補償ステップと、
を有し、
逐次的に補償波形を推定することを特徴とする受信方法。
In the optical transmission system using the optical fiber transmission line, the signal light receiving method in the receiving device that receives the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light encoded by the transmission information,
A polarization separation procedure for separating the frequency multiplexed and polarization multiplexed signal light into two by polarization;
A separation procedure for separation for each individual carrier by a frequency output signal light from the polarization separating device,
Two polarization reception signals for each frequency carrier wave output from the separation device are input, and interference between the input two polarization reception signals is removed and polarization separation is performed into two independent signals. Polarization separation calculation procedure to
A phase synchronization procedure for performing phase synchronization processing between a plurality of carriers output from the polarization separation calculation unit;
Based on a carrier wave signal that has been subjected to synchronization processing by the phase synchronization unit, non-linear waveform distortion of the multiplexed signal light in the optical fiber transmission line is modeled and calculated by a predetermined model including four-wave mixing crosstalk. A compensation calculation procedure for performing a calculation to compensate for the nonlinear waveform distortion,
Including
In the compensation calculation procedure,
The frequency-multiplexed and polarization multiplexed signal light nonlinear waveform distortion occurs in the optical fiber transmission path propagation, four-wave mixing crosstalk by the waveform occurring between a plurality of frequencies of the signal light Contact and different polarizations of the signal light Modeling by distortion, associating the relationship between the amount of nonlinear distortion fluctuation of the received waveform and the transmitted waveform with a multi-dimensional nonlinear equation, calculating the transmitted signal from the received signal by solving the multi-dimensional nonlinear equation,
When sequentially estimating the nonlinear distortion fluctuation amount,
The nth stage compensation waveform output from the nth fluctuation amount estimation step is temporarily used as a partial transmission waveform of the multiway nonlinear equation to linearize the multiway nonlinear equation, so that the (n + 1) th stage A fluctuation amount estimation step of the (n + 1) th stage for estimating the nonlinear distortion fluctuation amount of the received waveform of the eye;
Subtracting the output value from the (n + 1) th fluctuation amount estimation step from the received data, and outputting the waveform after the (n + 1) th stage nonlinear distortion compensation, the (n + 1) th stage fluctuation amount compensation step;
Have
A receiving method characterized by sequentially estimating a compensation waveform.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170019178A1 (en) * 2014-02-24 2017-01-19 The Regents Of The University Of California Nonlinearity cancellation in fiber optic transmission based on frequency-mutually-referenced carriers

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099589A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 日本電気株式会社 Phase excursion/carrier wave frequency excursion compensation device and phase excursion/carrier wave frequency excursion compensation method
EP2381595B1 (en) * 2010-04-21 2012-06-20 Alcatel Lucent Phase skew compensation at a coherent optical receiver
US8634727B2 (en) 2010-05-21 2014-01-21 Nec Corporation Coherent optical receiver, apparatus and method for detecting interchannel skew in coherent optical receiver
JP2012044626A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Digital coherent light receiver
CN102420660B (en) * 2010-09-28 2014-09-03 富士通株式会社 Nonlinear compensator and transmitter
JP5740137B2 (en) 2010-10-29 2015-06-24 富士通株式会社 Communication apparatus, multiplex communication apparatus, communication system, and communication method
JP5842826B2 (en) * 2010-12-21 2016-01-13 日本電気株式会社 Coherent optical receiver, inter-lane skew detection apparatus and detection method in coherent optical receiver
US20120170929A1 (en) * 2011-01-03 2012-07-05 Chongjin Xie Apparatus And Method For Monitoring An Optical Coherent Network
CN103339882B (en) 2011-02-01 2016-05-11 日本电气株式会社 Coherent optics receiver, for detection of the apparatus and method of the interchannel deflection in coherent optics receiver
US20130302041A1 (en) * 2011-02-02 2013-11-14 Nec Corporation Optical receiver and method for optical reception
CN103339883A (en) 2011-02-17 2013-10-02 日本电气株式会社 Signal processing circuit, signal processing method, optical receiver and optical communication system
JP5796888B2 (en) * 2011-07-01 2015-10-21 Kddi株式会社 Receiving apparatus and receiving method using optical orthogonal frequency division multiplexing transmission system
CN103023828B (en) * 2011-09-26 2016-02-17 富士通株式会社 Nonlinear estimation device, method and receiver
JP2013078093A (en) * 2011-09-30 2013-04-25 Fujitsu Ltd Optical receiver and optical network system
WO2013140769A1 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 日本電気株式会社 Direct-current offset control circuit, optical receiver, optical node device, and method for controlling optical receiver
JP6048049B2 (en) 2012-10-04 2016-12-21 富士通株式会社 Digital coherent optical receiver, control method thereof, and transmission apparatus
JP5962414B2 (en) * 2012-10-10 2016-08-03 富士通株式会社 Optical transmission system, optical transmission device adjustment method, and optical transmission device adjustment program
CN104104445B (en) * 2013-04-10 2017-06-30 富士通株式会社 The computing device and method of nonlinear weight coefficient
JP2014212402A (en) 2013-04-17 2014-11-13 富士通株式会社 Optical transmission device and optical transmission method
EP3041156B1 (en) 2013-08-30 2023-10-04 Nec Corporation Optical transmission apparatus, optical reception apparatus, optical communication apparatus, optical communication system, and methods for controlling optical transmission apparatus, optical reception apparatus, optical communication apparatus, and optical communication system
JP6436087B2 (en) 2013-09-24 2018-12-12 日本電気株式会社 Digital filter device, digital filter processing method and program
JP6353342B2 (en) 2014-10-19 2018-07-04 国立研究開発法人情報通信研究機構 Optical up / down conversion type optical phase conjugate pair signal transmission / reception circuit
JP6703708B2 (en) * 2016-01-28 2020-06-03 国立研究開発法人情報通信研究機構 Optical signal processing device and optical signal processing method
JP6728833B2 (en) * 2016-03-23 2020-07-22 日本電気株式会社 Digital coherent receiver, optical space communication system, and Doppler shift acquisition method thereof
JP6426677B2 (en) * 2016-10-11 2018-11-21 日本電信電話株式会社 Optical transmission system and optical transmission method
JP6701265B2 (en) * 2018-05-28 2020-05-27 日本電信電話株式会社 Optical transmission system and optical transmission method
JP6872199B2 (en) * 2018-08-30 2021-05-19 日本電信電話株式会社 Optical interference circuit
US20230208530A1 (en) * 2020-06-05 2023-06-29 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical receiver and optical receiving method
CN114818562B (en) * 2022-04-24 2024-02-13 合肥工业大学 Method for analyzing and suppressing crosstalk between transmission lines under opposite-end frequency-variable load

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7756421B2 (en) * 2002-10-03 2010-07-13 Ciena Corporation Electrical domain compensation of non-linear effects in an optical communications system
JP4726078B2 (en) * 2006-11-28 2011-07-20 日本電信電話株式会社 Optical OFDM receiver circuit, optical OFDM receiver, and optical OFDM transmission system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170019178A1 (en) * 2014-02-24 2017-01-19 The Regents Of The University Of California Nonlinearity cancellation in fiber optic transmission based on frequency-mutually-referenced carriers
US11418260B2 (en) 2014-02-24 2022-08-16 The Regents Of The University Of California Nonlinearity cancellation in fiber optic transmission based on frequency-mutually-referenced carriers

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Liu et al. Joint digital signal processing for superchannel coherent optical systems: Joint CD compensation for joint ICI cancellation
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