JP5261771B2 - Chromatic dispersion compensation method and receiving apparatus - Google Patents
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本発明は、光通信における光信号の波長分散補償方法および受信装置に関する。 The present invention relates to an optical signal chromatic dispersion compensation method and a receiving apparatus in optical communication.
光通信において送信された光信号は、伝搬路である光ファイバにおいて周波数成分毎の伝搬速度に差が存在するため、受信装置において受信する光信号に到来時間差が生じ、波長分散が発生する。従来、このような波長分散は、伝搬路である光ファイバと逆特性を持つ分散補償ファイバを用いることで補償していた(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、分散補償ファイバを用いる従来技術では、伝搬路毎にその特性に応じた分散補償ファイバを設置する必要があり、経路の変更などの柔軟なネットワーク設計の妨げとなっていた。 An optical signal transmitted in optical communication has a difference in propagation speed for each frequency component in an optical fiber that is a propagation path. Therefore, an arrival time difference occurs in an optical signal received by a receiving apparatus, and chromatic dispersion occurs. Conventionally, such chromatic dispersion has been compensated by using a dispersion compensating fiber having a characteristic opposite to that of an optical fiber that is a propagation path (see, for example, Non-Patent Document 1). However, in the conventional technique using a dispersion compensating fiber, it is necessary to install a dispersion compensating fiber corresponding to the characteristic for each propagation path, which hinders flexible network design such as path change.
そこで、近年、デジタル信号処理によって波長分散を補償する方法が提案されている。図9は、このような波長分散補償方法を行なう受信装置の構成を示すブロック図である。受信装置は、アナログ・デジタル変換部901と、波長分散補償部902と、局発光生成部910とを備えている。局発光生成部910は、送信される光信号に応じて定められた周波数の局発光を出力する。アナログ・デジタル変換部901は、受信装置が受信した光信号を、局発光生成部910から入力される局発光と同期して結合させることにより、デジタル信号に変換する。波長分散補償部902は、受信したデジタル信号を、定められたフーリエ変換ポイント数のブロック毎に、オーバラップセーブ法やオーバラップアド法(例えば、非特許文献2参照)を用いてフーリエ変換し、周波数領域に変換する。波長分散補償部902は、伝搬路である光ファイバの特性と伝送距離とに基づいて波長分散量を算出し、算出した波長分散量の逆特性をデジタル信号に乗算した後、再び、受信信号を時間領域に逆フーリエ変換する。波長分散補償部902は、時間領域に変換したデジタル信号のうち、定められたブロック間干渉除去間隔に基づいて前後のデジタル信号を除去し、波長分散を補償されたデジタル信号を出力する。これにより、波長分散による波形の歪みの影響を除去もしくは低減することができる。
Therefore, in recent years, a method for compensating for chromatic dispersion by digital signal processing has been proposed. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus that performs such a chromatic dispersion compensation method. The receiving apparatus includes an analog /
しかしながら、局発光を用いた同期検波方式では、光信号の周波数と局発光の周波数とに誤差がある場合があり、この誤差に基づく光周波数ずれが、波長分散補償の特性劣化を招く場合がある。すなわち、波長分散補償部902がフーリエ変換を行って周波数領域に変換した信号に光周波数ずれが生じていれば、ブロック間干渉の除去間隔にずれが生じ、波長分散補償後の信号にブロック間干渉が残留して波長分散補償の特性を劣化させていた。このように、デジタル信号処理による波長分散補償では、入力される光信号と局発光の周波数との光周波数ずれが波長分散補償の特性を劣化させる場合があるという問題があった。
However, in the synchronous detection method using local light, there is a case where there is an error between the frequency of the optical signal and the frequency of local light, and the optical frequency shift based on this error may cause deterioration of the characteristics of chromatic dispersion compensation. . That is, if the optical frequency shift occurs in the signal converted into the frequency domain by performing the Fourier transform by the chromatic
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、光通信において波長分散補償を行う際、光信号の光周波数と局発光の光周波数とがずれを有していた場合に、光周波数のずれを最小化した上で波長分散を補償し、通信品質を向上する波長分散補償方法および受信装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to have a shift between the optical frequency of the optical signal and the optical frequency of the local light when performing chromatic dispersion compensation in optical communication. It is an object of the present invention to provide a chromatic dispersion compensation method and a receiving apparatus that improve chromatic dispersion by minimizing optical frequency deviation and compensating chromatic dispersion.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、光通信における波長分散補償方法であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、光信号と局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、を備え、波長分散補償ステップにおいて、アナログ・デジタル変換ステップにおいて変換されたデジタル信号を、定められたブロック毎にフーリエ変換し、光信号の伝播路の特性に応じた波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償して逆フーリエ変換を行った後に、光周波数ずれの推定値に応じて、ブロックに含まれる信号のうちブロック間干渉の影響がある前後の信号を破棄することによりデジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is a chromatic dispersion compensation method in optical communication, in which an analog-digital conversion step of converting a received optical signal into a digital signal using local light emission; A frequency estimation step for calculating an estimated value of the optical frequency deviation between the optical signal and the local light , a wavelength for compensating the optical frequency deviation of the digital signal based on the calculated estimated value, and compensating for the chromatic dispersion of the digital signal. A dispersion compensation step, and in the chromatic dispersion compensation step, the digital signal converted in the analog-digital conversion step is Fourier-transformed for each predetermined block, and the chromatic dispersion amount according to the characteristics of the optical signal propagation path After performing the inverse Fourier transform by compensating the chromatic dispersion based on the inverse characteristics of the signal, the signal contained in the block is determined according to the estimated value of the optical frequency deviation. Characterized in that to compensate for the optical frequency deviation of the digital signal by discarding before and after the signal is affected by inter-Chi blocks interference.
また、本発明の一態様は、波長分散補償ステップにおいて、周波数推定ステップにおいて算出された光周波数ずれの推定値に対応する位相回転を、アナログ・デジタル変換ステップにおいて変換されたデジタル信号に乗算することにより、デジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in the chromatic dispersion compensation step, the digital signal converted in the analog-digital conversion step is multiplied by the phase rotation corresponding to the estimated value of the optical frequency shift calculated in the frequency estimation step. Thus, the optical frequency shift of the digital signal is compensated.
また、本発明の一態様は、光通信における波長分散補償方法であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、光信号と局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、を備え、波長分散補償ステップにおいて、アナログ・デジタル変換ステップにおいて変換されたデジタル信号をフーリエ変換し、光信号の伝播路の特性と、光周波数ずれの推定値とに基づいて波長分散量を算出し、算出した波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償することによりデジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 One embodiment of the present invention is a chromatic dispersion compensation method in optical communication, which includes an analog-digital conversion step of converting a received optical signal into a digital signal using local light, and an optical signal and local light. A frequency estimation step for calculating an estimated value of the optical frequency shift, and a chromatic dispersion compensation step for compensating for the optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value and compensating for the chromatic dispersion of the digital signal. In the chromatic dispersion compensation step, the digital signal converted in the analog-digital conversion step is Fourier-transformed to calculate the chromatic dispersion amount based on the characteristics of the propagation path of the optical signal and the estimated value of the optical frequency shift. The optical frequency shift of the digital signal is compensated by compensating the chromatic dispersion based on the inverse characteristic of the chromatic dispersion amount.
また、本発明の一態様は、光通信における波長分散補償方法であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、光信号と局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、波長分散補償ステップにおいて波長分散を補償されたデジタル信号を復号し、復号する際に用いた光周波数ずれの推定値を、波長分散補償ステップにフィードバックする復号ステップをさらに備えることを特徴とする。 One embodiment of the present invention is a chromatic dispersion compensation method in optical communication, which includes an analog-digital conversion step of converting a received optical signal into a digital signal using local light, and an optical signal and local light. A frequency estimation step for calculating an estimated value of the optical frequency shift, a chromatic dispersion compensation step for compensating for the optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value, and compensating for the chromatic dispersion of the digital signal, and chromatic dispersion It further comprises a decoding step of decoding the digital signal compensated for chromatic dispersion in the compensation step and feeding back the estimated value of the optical frequency shift used in the decoding to the chromatic dispersion compensation step.
また、本発明の一態様は、光通信における受信装置であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、光信号と局信号との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、を備え、波長分散補償回路は、アナログ・デジタル変換回路が変換したデジタル信号を、定められたブロック毎にフーリエ変換し、光信号の伝播路の特性に応じた波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償して逆フーリエ変換を行った後に、光周波数ずれの推定値に応じて、ブロックに含まれる信号のうちブロック間干渉の影響がある前後の信号を破棄することによりデジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 Another embodiment of the present invention is a receiving device in optical communication, an analog-digital conversion circuit that converts a received optical signal into a digital signal using local light, and an optical frequency of the optical signal and the local signal a frequency estimation circuit for calculating the estimated value of the deviation, based on the calculated estimated value to compensate for the optical frequency deviation of the digital signal, and comprises a wavelength dispersion compensation circuit for compensating the chromatic dispersion of the digital signal, the wavelength The dispersion compensation circuit performs Fourier transform of the digital signal converted by the analog / digital conversion circuit for each specified block, and compensates for chromatic dispersion based on the inverse characteristic of the chromatic dispersion amount according to the propagation path characteristic of the optical signal. After performing the inverse Fourier transform, the digital signal is discarded by discarding the signals before and after the influence of interblock interference among the signals included in the block according to the estimated value of the optical frequency shift. Characterized in that to compensate for the optical frequency deviation of the signal.
また、本発明の一態様は、波長分散補償回路は、周波数推定回路が算出した光周波数ずれの推定値に対応する位相回転を、アナログ・デジタル変換回路が変換したデジタル信号に乗算することにより、デジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, the chromatic dispersion compensation circuit multiplies the digital signal converted by the analog / digital conversion circuit by the phase rotation corresponding to the estimated value of the optical frequency shift calculated by the frequency estimation circuit, It is characterized by compensating for the optical frequency shift of the digital signal.
また、本発明の一態様は、光通信における受信装置であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、光信号と局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、を備え、波長分散補償回路は、アナログ・デジタル変換回路が変換したデジタル信号をフーリエ変換し、光信号の伝播路の特性と、光周波数ずれの推定値とに基づいて波長分散量を算出し、算出した波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償することによりデジタル信号の光周波数ずれを補償することを特徴とする。 Another embodiment of the present invention is a receiving device in optical communication, in which an analog-digital conversion circuit that converts a received optical signal into a digital signal using local light, and an optical frequency of the optical signal and local light A frequency estimation circuit that calculates an estimated value of the shift, and a chromatic dispersion compensation circuit that compensates for the optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value and compensates for the chromatic dispersion of the digital signal. The dispersion compensation circuit Fourier transforms the digital signal converted by the analog-digital conversion circuit, calculates the amount of chromatic dispersion based on the characteristics of the propagation path of the optical signal and the estimated value of the optical frequency deviation, and calculates the chromatic dispersion The optical frequency shift of the digital signal is compensated by compensating the chromatic dispersion based on the inverse characteristic of the quantity.
また、本発明の一態様は、光通信における受信装置であって、受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、光信号と局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、波長分散補償回路が波長分散を補償したデジタル信号を復号し、復号する際に用いた光周波数ずれの推定値を、波長分散補償回路にフィードバックする復号回路と、を備えることを特徴とする。 Another embodiment of the present invention is a receiving device in optical communication, in which an analog-digital conversion circuit that converts a received optical signal into a digital signal using local light, and an optical frequency of the optical signal and local light Frequency estimation circuit for calculating an estimated value of deviation, chromatic dispersion compensation circuit for compensating for optical frequency deviation of a digital signal based on the calculated estimated value, and compensating for chromatic dispersion of the digital signal, and chromatic dispersion compensation circuit And a decoding circuit that decodes the digital signal compensated for chromatic dispersion and feeds back the estimated value of the optical frequency shift used for decoding to the chromatic dispersion compensating circuit.
本発明によれば、光通信において受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換し、光信号と局信号との光周波数ずれの推定値を算出し、算出された推定値に基づいてデジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、デジタル信号の波長分散を補償するようにしたので、光通信において波長分散補償を行う際、光信号の光周波数と局発光の光周波数とがずれを有していた場合に、光周波数のずれを最小化した上で波長分散を補償し、通信品質を向上する。 According to the present invention, an optical signal received in optical communication is converted into a digital signal using local light, an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local signal is calculated, and based on the calculated estimated value The optical frequency deviation of the digital signal is compensated and the chromatic dispersion of the digital signal is compensated. Therefore, when performing the chromatic dispersion compensation in the optical communication, the optical frequency of the optical signal and the optical frequency of the local light are shifted. In this case, the chromatic dispersion is compensated while minimizing the shift of the optical frequency to improve the communication quality.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
A.第1の実施形態
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。同図において、受信装置は、アナログ・デジタル変換部101と、周波数推定部102と、波長分散補償部103と、局発光生成部110とを備えている。局発光生成部110は、送信される光信号に応じて定められた周波数の局発光を出力する。受信装置によって光信号が受信されると、アナログ・デジタル変換部101は、局発光生成部110から出力される局発光に基づいて光信号をデジタル信号に変換し、周波数推定部102に入力する。この際、光信号を直接デジタル信号に変換しても、光信号を電気信号に変換した後、デジタル信号に変換してもよい。周波数推定部102は、入力された信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域における電力分布から中心周波数を推定し、想定されている中心周波数との差である光周波数ずれを算出する。波長分散補償部103は、入力されたデジタル信号と光周波数ずれの情報と光ファイバの種類、距離の情報に基づいて波長分散補償を行い、波長分散が補償されたデジタル信号を出力する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the receiving apparatus includes an analog /
ここで、送信側の光信号と受信側の局信号との光周波数ずれが、波長分散補償の特性に与える影響について詳しく説明する。受信装置に送信される光信号の光周波数をfc(GHz)とし、受信に用いる局発光の光周波数をfr(GHz)とすると、光周波数ずれΔfは、Δf=fc−frと表すことができる。ここでは、Δf=0(GHz)の場合に得られたデジタル信号の特性と、Δf=1(GHz)の場合に得られたデジタル信号の特性とを比較して、波長分散補償の際の問題を明らかにする。 Here, the influence of the optical frequency shift between the optical signal on the transmission side and the station signal on the reception side on the characteristics of chromatic dispersion compensation will be described in detail. If the optical frequency of the optical signal transmitted to the receiving device is fc (GHz) and the optical frequency of local light used for reception is fr (GHz), the optical frequency shift Δf can be expressed as Δf = fc−fr. . Here, the characteristics of the digital signal obtained in the case of Δf = 0 (GHz) and the characteristics of the digital signal obtained in the case of Δf = 1 (GHz) are compared, and a problem in chromatic dispersion compensation is obtained. To clarify.
図2は、25Gb/sのQPSK(quadrature phase shift keying)シングルキャリア信号を、伝送距離4000km、波長分散17ps/nmのシングルモードファイバに伝搬させ、1552.12nmの光信号により電気信号のベースバンド信号に変換し、25GS/sによってデジタル信号に変換して受信したデジタル信号の相関ベクトルを、周波数領域において電力分布表示したものである。ここでは、局発光生成部110から出力する同期検波の局発光(レーザ)の周波数を、送信される光信号の周波数と1GHzずらし、サンプリング周波数を25GHzとしてデータを得ている。図から、信号の強度分布は、光周波数ずれの影響によりDC成分(0GHz)が信号分布の中心となっておらず、正の方向にシフトしていることが確認できる。−12.5〜0GHzの信号は、サンプリング周波数を25GHzとして取得しているため、12.5〜25GHzの信号として扱うこともできるが、ここでは受信した信号を−12.5〜12.5GHzと表現している。
FIG. 2 shows a 25 Gb / s QPSK (quadrature phase shift keying) single carrier signal propagated to a single mode fiber with a transmission distance of 4000 km and a chromatic dispersion of 17 ps / nm, and an optical signal baseband signal of 1552.12 nm. The correlation vector of the received digital signal is converted into a digital signal by 25 GS / s, and the power distribution is displayed in the frequency domain. Here, the local light (laser) frequency of the synchronous detection output from the local
図3は、波長分散補償部103が、時間T0以降の受信信号の波長分散をオーバラップセーブ法により信号を除去して補償する場合のフローを示す図である。波長分散補償部103は、フーリエ変換ポイント数(Nf)ごとに受信信号のデータを抽出し、ブロック処理による波長分散補償を行う。波長分散補償部103は、時間T0からの信号を波長分散補償するには、時間T0からブロック間干渉除去間隔(Nd)遡ったT0−Ndの信号から、T0+Nf−Nd−1までの信号を1つめのブロックとして抽出する(ステップS1)。波長分散補償部103は、抽出した光信号のフーリエ変換を行なう(ステップS2)。
FIG. 3 is a diagram showing a flow when the
ここで、上述したように、光ファイバによる伝搬路を介して受信された受信信号は、波長分散による周波数成分毎の到来時間差を生じる。この現象は、光ファイバの波長分散係数、波長分散スロープ値、光ファイバ長(伝送距離)により表現することができる(例えば、「Govind P. Agrawal、『Nonlinear fiber optics』Academic press、2006 pp.63−65、pp.76−77」参照)。これにより、光信号の伝送距離情報と光ファイバの種類の情報とを用いて波長分散量を算出し、波長分散を補償することができる。例えば、波長分散量を周波数領域における位相ずれとして表現すると、波長分散により生じる周波数領域における位相回転は、周波数fのキャリアに対して次式(1)により定義できる。 Here, as described above, the reception signal received via the propagation path by the optical fiber causes a difference in arrival time for each frequency component due to chromatic dispersion. This phenomenon can be expressed by the chromatic dispersion coefficient, chromatic dispersion slope value, and optical fiber length (transmission distance) of the optical fiber (for example, “Govind P. Agrawal,“ Nonlinear fiber optics ”Academic press, 2006 pp. 63). -65, pp. 76-77)). Accordingly, the chromatic dispersion can be compensated by calculating the chromatic dispersion amount using the transmission distance information of the optical signal and the information on the type of the optical fiber. For example, if the amount of chromatic dispersion is expressed as a phase shift in the frequency domain, the phase rotation in the frequency domain caused by chromatic dispersion can be defined by the following equation (1) for the carrier of frequency f.
ここで、Lは伝送距離[km]、λは波長[nm]、cは光速3×10−7[km/ps]、Dは波長分散係数[ps/nm/km]、Dslopeは分散スロープ係数[ps/nm2/km]、fcは光信号の周波数である。波長分散係数及び分散スロープは、光ファイバの種類によって固有の値を与えることができるため、光ファイバの種類と距離Lとが分かれば、位相回転g(f)の推定値を算出することが可能である。数式(1)において、波長分散による影響が大きいファイバでは、Dslope=0として波長分散スロープを無視することもできる。光信号から変換されたデジタル信号は、数式(1)によって表現される波長分散の影響を受けていることが推定できるため、数式(1)によって表現される波長分散の逆特性をデジタル信号に乗算することにより、波長分散の影響を除去もしくは低減することができる。ここで、数式(1)にしたがい、波長分散係数およびシングルモードファイバの伝送距離に基づいて波長分散補償係数を算出すると、波長分散補償係数の位相は図4のように計算される。振幅値は1であるため表記しない。Δf=0の場合には、数式(1)による波長分散補償係数が最適解であり、波長分散を補償することができる。 Here, L is the transmission distance [km], λ is the wavelength [nm], c is the speed of light 3 × 10 −7 [km / ps], D is the chromatic dispersion coefficient [ps / nm / km], and D slope is the dispersion slope. The coefficient [ps / nm 2 / km], fc is the frequency of the optical signal. Since the chromatic dispersion coefficient and the dispersion slope can be given specific values depending on the type of optical fiber, if the type of optical fiber and the distance L are known, it is possible to calculate an estimated value of the phase rotation g (f). It is. In the formula (1), for a fiber that is greatly affected by chromatic dispersion, the chromatic dispersion slope can be ignored by setting D slope = 0. Since it can be estimated that the digital signal converted from the optical signal is affected by the chromatic dispersion expressed by Equation (1), the digital signal is multiplied by the inverse characteristic of chromatic dispersion expressed by Equation (1). By doing so, the influence of chromatic dispersion can be removed or reduced. Here, when the chromatic dispersion compensation coefficient is calculated based on the chromatic dispersion coefficient and the transmission distance of the single mode fiber according to the equation (1), the phase of the chromatic dispersion compensation coefficient is calculated as shown in FIG. Since the amplitude value is 1, it is not shown. When Δf = 0, the chromatic dispersion compensation coefficient according to Equation (1) is the optimal solution, and chromatic dispersion can be compensated.
図3に戻り、波長分散補償部103は、このように算出した波長分散補償係数を、ステップS2において変換した周波数領域のデジタル信号に乗算する(ステップS3)。波長分散補償部103は、変換されたデジタル信号に波長分散補償係数を乗算した後、逆フーリエ変換を行って時間領域の信号に変換する(ステップS4)。ここで、T0−Nd〜T0+Nf−Nd−1の時間領域の信号のうち、前後Ndの信号はブロック間干渉の影響により特性が劣化している。よって、前後Nd(T0−Nd〜T0−1とT0+Nf−2Nd−1〜T0+Nf−Nd−1)の信号を破棄し(ステップS5)、T0〜T0 +Nf−2Nd−1のデジタル信号を選択する。続けて、波長分散補償部103は、重複して演算するT0+Nf−3Nd〜T0+2Nf−3Nd−1によって構成されるブロックから前後にNdシンボルを破棄したT0+Nf−2Nd〜T0+2Nf−4Nd−1の信号を得て、過不足なく連続した光信号の波長分散を補償し、データブロックを復元する(ステップS6)。
Returning to FIG. 3, the chromatic
このとき、図3のフローに従い、Nf=512として、図4に示される波長分散補償係数によって波長分散補償を行った時間領域の信号に生じるブロック間干渉の分布を、図5に示す。図5において、実線のものは、Δf=0(GHz)、すなわち、送信側の光信号周波数と、受信側の局信号の周波数とが完全に一致している場合である。この場合には、ブロック間干渉の残留の分布は、ブロックの前後で同様になり、単に中央部の信号を選択すれば、ブロック間干渉の生じない信号を得ることができる。すなわち、図5の実線の例であれば、Ndを100シンボル以上に設定しておけば、ブロック間干渉の影響を受けずに波長分散補償を行うことができる。しかし、点線で示す、Δf=1(GHz)の場合の信号のブロック間干渉の分布は、前後で同じ分布になっていない。これでは、ブロック間干渉の影響を除去するために破棄するブロックにずれが生じ、乗算する波長分散補償係数が想定している信号分布とは異なる信号に乗算され、波長分散補償の特性を劣化させる。このように、光周波数ずれを生じる場合には、前後で削除する信号の大きさを実際より大きく設定しなければ、波長分散補償された信号にブロック間干渉が残留してしまう。このように、光周波数ずれΔfが、波長分散補償の特性劣化を引き起こしている。 At this time, according to the flow of FIG. 3, assuming that Nf = 512, the distribution of inter-block interference generated in the signal in the time domain in which chromatic dispersion compensation is performed by the chromatic dispersion compensation coefficient shown in FIG. 4 is shown in FIG. In FIG. 5, the solid line represents Δf = 0 (GHz), that is, the case where the optical signal frequency on the transmission side and the frequency of the station signal on the reception side completely match. In this case, the distribution of residual inter-block interference is the same before and after the block, and a signal that does not cause inter-block interference can be obtained by simply selecting the central signal. That is, in the example of the solid line in FIG. 5, if Nd is set to 100 symbols or more, chromatic dispersion compensation can be performed without being affected by inter-block interference. However, the distribution of inter-block interference of signals in the case of Δf = 1 (GHz) indicated by a dotted line is not the same before and after. In this case, the block to be discarded is shifted in order to eliminate the influence of inter-block interference, and a signal different from the assumed signal distribution is multiplied by the chromatic dispersion compensation coefficient to be multiplied, thereby degrading the chromatic dispersion compensation characteristics. . As described above, when an optical frequency shift occurs, interblock interference remains in a signal subjected to chromatic dispersion compensation unless the magnitude of the signal to be deleted before and after is set larger than the actual size. As described above, the optical frequency shift Δf causes deterioration in the characteristics of chromatic dispersion compensation.
本実施形態では、このような光周波数ずれを補償し、波長分散補償の特性劣化を防ぐ。図1に戻り、周波数推定部102は、アナログ・デジタル変換部101によって変換されたデジタル信号の周波数領域における信号分布を算出し、光信号の光周波数ずれを推定する。ここで、受信信号をr(t)、受信時間をtとすると、周波数推定部102は、フーリエ変換ポイント数(Nf)ごとに受信信号のフーリエ変換を行い、得られた受信信号の周波数領域における電力値の期待値を算出し、周波数領域の電力値の期待値のピーク値からX(dB)下がった値となる正負の周波数値の位置を算出し、その中央値から、光周波数ずれを推定する。
In the present embodiment, such optical frequency shift is compensated to prevent deterioration in characteristics of chromatic dispersion compensation. Returning to FIG. 1, the
例えば、図2に示すケースにおける光周波数ずれを推定する場合の例を説明する。図2では、受信信号の相関ベクトルをフーリエ変換して得られる周波数領域の受信信号レベルを1000個取得し、期待値をとったものである。平均化する相関ベクトル数をNvとすると、相関ベクトルρ(i)(i=1〜Nf)は、以下式(2)によって求めることができる。 For example, an example of estimating the optical frequency shift in the case shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, 1000 received signal levels in the frequency domain obtained by Fourier transforming the correlation vector of the received signal are obtained and the expected value is obtained. If the number of correlation vectors to be averaged is Nv, the correlation vector ρ (i) (i = 1 to Nf) can be obtained by the following equation (2).
ここで、上付き添え字*は複素共役を示す。ここでは、パワーの絶対値には大きな意味はないため、平均化のための割り算の項は省略している。このように相関ベクトルを得なくても、ρ(i)=Σr(j)として、相関値ではなく受信信号の期待値を用いても良いし、相関行列の固有ベクトルを用いてもよいし、相関ベクトルを相関行列に乗算することで得られる固有ベクトルと高い相関を持つベクトルを用いてもよい。図2は上記の相関ベクトルにおいて、Nv=1000として得られた結果にフーリエ変換を用いてパワー分布を表示したものである。ここで、図2におけるパワー分布をp(f)と表記することとする。fは、図2における横軸である周波数を表す。光周波数ずれは、このパワー分布から、信号電力の分布が0GHz(重心)からどちらにどれだけずれているか評価することによって得られる。ここで、信号の重心を求める方法を示す。信号の重心周波数Fxは、以下式(3)によって表すことができる。 Here, the superscript * indicates a complex conjugate. Here, since the absolute value of power has no significant meaning, the division term for averaging is omitted. Even if the correlation vector is not obtained in this way, the expected value of the received signal may be used instead of the correlation value as ρ (i) = Σr (j), the eigenvector of the correlation matrix may be used, or the correlation A vector having a high correlation with the eigenvector obtained by multiplying the correlation matrix by the vector may be used. FIG. 2 shows the power distribution using Fourier transform on the result obtained with Nv = 1000 in the above correlation vector. Here, the power distribution in FIG. 2 is expressed as p (f). f represents the frequency which is the horizontal axis in FIG. The optical frequency shift is obtained by evaluating how much the signal power distribution is shifted from 0 GHz (center of gravity) from this power distribution. Here, a method for obtaining the center of gravity of the signal will be described. The barycentric frequency Fx of the signal can be expressed by the following equation (3).
ここで、Fpは0GHzから前後に考慮する周波数であり、25GS/sに適用する場合には、最大で12.5GHzに設定できる。しかし、図2からも分かるように、−11GHz以下の周波数帯において、信号の折り返しにより電力が上昇する傾向が見える。このため、Fpは、サンプリング周波数の半分よりやや小さい値をとることが望ましい。ここで、Fp=10GHzとして計算すると、Fx=0.88GHzが得られる。実際の1GHzの光周波数ずれに対し誤差はあるが、Δfを、1GHzから0.12GHzまで低減することができる。光周波数ずれを求めるには、他にも、規定値以下のレベルとなる周波数を2箇所求めて中央値を求めたり、電力が最小となる周波数Fminを算出して、Fmin±Fs/2から適切な中心周波数を選んでΔfを求めたりすることもできる。また、従来から提案されているキャリア同期方法によりこのΔfを推定するようにしても良い(キャリア同期方法によるΔfの推定方法については、例えば、「『デジタルコミュニケーション』Proakis著、科学技術出版、pp.410〜425」参照)。このようにして、周波数推定部102は、図2におけるDC成分(0GHz)から分布の中心位置が正負のどちらにどれだけずれているかを示す光周波数ずれ(Δf)の推定値を算出する。
Here, Fp is a frequency to be considered before and after 0 GHz, and can be set to 12.5 GHz at the maximum when applied to 25 GS / s. However, as can be seen from FIG. 2, in the frequency band of −11 GHz or less, it can be seen that power tends to increase due to signal folding. For this reason, it is desirable that Fp take a value slightly smaller than half of the sampling frequency. Here, when Fp = 10 GHz is calculated, Fx = 0.88 GHz is obtained. Although there is an error with respect to the actual optical frequency shift of 1 GHz, Δf can be reduced from 1 GHz to 0.12 GHz. In order to determine the optical frequency deviation, in addition, two frequencies that are below the specified value are obtained to obtain the median value, or the frequency Fmin that minimizes the power is calculated, and the appropriate value is obtained from Fmin ± Fs / 2. Δf can be obtained by selecting a center frequency. Further, Δf may be estimated by a conventionally proposed carrier synchronization method (for a method of estimating Δf by a carrier synchronization method, see, for example, “Digital Communication” by Proakis, Science and Technology Publishing, pp. 410-425 "). In this way, the
または、光周波数ずれ(Δf)は、最小二乗誤差法(Minimum Mean Square Error)や最大SNR(Signal-to-Noise Ratio)法、拘束付出力電力最小化法、CMA(Constant Modulus Algorithm)などのアルゴリズムを用いたり、トレーニングシンボルを用いたり、ブラインドで信号に関する予備知識を用いたりするなどして推定することもできる。あるいは、複数の偏波面に対する受信信号に対して周波数ずれを推定し、それらの結果を複数用い、平均化や重み付けをして加算するなどして光周波数ずれ(Δf)を得ることができる。 Alternatively, the optical frequency shift (Δf) is an algorithm such as a minimum mean square error (Maximum Mean Square Error), a maximum signal-to-noise ratio (SNR) method, a constrained output power minimization method, or a CMA (Constant Modulus Algorithm). , Using training symbols, or using blind prior knowledge about signals. Alternatively, an optical frequency shift (Δf) can be obtained by estimating a frequency shift with respect to received signals with respect to a plurality of polarization planes, using a plurality of these results, averaging and weighting, and adding.
波長分散補償部103は、周波数推定部102が算出した光周波数ずれの推定値に応じて、自身の記憶領域に記憶された光ファイバの波長分散値、波長分散スロープ、伝送距離の情報に基づいて、数式(1)を用いて波長分散を補償する。ここで、波長分散補償部103が光周波数ずれを考慮して行なう波長分散補償の方法として、以下の3種類が考えられる。すなわち、(a)入力された信号の光周波数ずれを補正する演算を行った後に、数式(1)に基づく波長分散補償係数を乗算する方法、(b)入力された信号に対し、数式(1)に基づく波長分散補償係数を乗算した後に、逆フーリエ変換を行い、光周波数ずれに応じた信号位置を選択する方法、(c)数式(1)におけるfcにΔfを補正して波長分散補償の係数を算出し、算出した波長分散補償の係数に基づいて波長分散を補償する方法である。
The
まず、(a)の方法について説明する。この方法では、図3におけるステップS2以前の、信号が周波数領域でない状態で光周波数ずれの補償を実行する。波長分散補償部103は、周波数推定部102によって算出された光周波数ずれが、Y(GHz)ずれていることを示す場合には、アナログ・デジタル変換部901から出力されるデジタル信号に対し、Y(GHz)に対応する位相回転を乗算する。ただし、この場合は、もともとのDC成分に集中していた干渉および雑音電力が共に周波数変換されてしまう。このため、周波数変換を行う前に、DC成分の除去などの処理を行う必要がある。これに対しては、例えば前後の複数の時間領域の受信信号の期待値を減算したり、フーリエ変換を行った際にDCに対応する周波数チャネルの情報を0に置換したり、デジタルのハイパスフィルタを通すなどの方法が考えられる。
First, the method (a) will be described. In this method, compensation for optical frequency deviation is performed in a state where the signal is not in the frequency domain before step S2 in FIG. When the
次に、(b)の方法について説明する。この方法では、図3におけるステップS4の後に光周波数ずれの補償を実行する。例えば、図5において、ブロック間干渉の分布は、光周波数ずれに対応してシフトしていることがわかる。図5は、512ポイントのFFT(Fast Fourier transform)によりオーバラップセーブ法を行った例であり、受信のサンプリング周波数は25GHzであるため、1GHzに対応するFFTポイント数は約20ポイントである。よって、従来の波長分散補償では、図3のステップS5において、逆フーリエ変換後にフーリエ変換ブロックの前後Nd個の信号を削除していたところを、20ポイントのシフトを与え、ブロックの先頭Nd−20個の信号およびブロックの後尾Nd+20個の信号を除去し、前後のブロックで重複して行った波長分散処理により、連続して波長分散後の信号を選択することで、ブロック間干渉の影響を受けることなく、波長分散を補償できる。 Next, the method (b) will be described. In this method, compensation for optical frequency deviation is performed after step S4 in FIG. For example, in FIG. 5, it can be seen that the distribution of inter-block interference is shifted corresponding to the optical frequency shift. FIG. 5 is an example in which an overlap save method is performed by 512-point FFT (Fast Fourier transform). Since the reception sampling frequency is 25 GHz, the number of FFT points corresponding to 1 GHz is about 20 points. Therefore, in the conventional chromatic dispersion compensation, the Nd signals before and after the Fourier transform block are deleted after the inverse Fourier transform in step S5 in FIG. Nd + 20 signals at the end of the signal and the block are removed, and the signal after the chromatic dispersion is continuously selected by the chromatic dispersion processing performed in duplicate in the preceding and succeeding blocks. Therefore, chromatic dispersion can be compensated.
一方、FFTにオーバラップアド法を用いる場合には、デジタル信号のブロックの前後に0を付加することで、連続的に波長分散補償を行うことができる。ここでも、従来の方法でブロックの前後に同数の0を付加してフーリエ変換していたところを、ブロックの前後に付加する0の数を非対称とすることで、ブロック間干渉による信号劣化を防ぐことができる。前述と同様に、25GS/sのサンプリング周波数で、512ポイントのフーリエ変換を行った場合に、1GHzの光周波数ずれが観測されている場合には、ブロックの前後に付加する0に20ポイントの差をつければよい。 On the other hand, when the overlap add method is used for FFT, chromatic dispersion compensation can be continuously performed by adding 0 before and after the block of the digital signal. Here, the same number of 0s are added before and after the block by the conventional method and Fourier transform is performed, but the number of 0s added before and after the block is made asymmetric to prevent signal degradation due to interblock interference. be able to. As described above, when 512-point Fourier transform is performed at a sampling frequency of 25 GS / s, if a 1 GHz optical frequency shift is observed, a difference of 20 points to 0 added before and after the block. You can put on.
このようなオーバラップセーブ法およびオーバラップアド法において、非対称にするサンプリング数Nsは、サンプリング周波数をFs、波長分散補償に用いるフーリエ変換に用いるポイント数をNf、周波数推定部102によって算出された光周波数ずれをΔfとすると、以下式(4)により表すことができる。
In such an overlap save method and overlap add method, the sampling number Ns to be asymmetric is the sampling frequency Fs, the number of points used for the Fourier transform used for chromatic dispersion compensation, and the light calculated by the
ここで、cは光の速度、Lは光ファイバの長さ、Fsはサンプリング周波数、fcは光信号の中心周波数である。「整数(A)」は、Aの値に基づく整数値を算出することを示し、例えば、正の数Aについて小数点以下を四捨五入した整数値、小数点以下を切り捨てた整数値、小数点以下を切り上げた整数値、もしくは、予め定めた1以上の特定の整数のうちAに近い整数値、などを用いることができる。
また、(b)の場合においても、(a)の場合と同様に波長分散補償の係数を乗算する前後にDC成分を除去することができる。この場合には、フーリエ変換後にDC成分を0にすることで、新たな演算をすることなく、DC成分に起因する雑音・干渉電力を除去することができる。
Here, c is the speed of light, L is the length of the optical fiber, Fs is the sampling frequency, and fc is the center frequency of the optical signal. “Integer (A)” indicates that an integer value based on the value of A is calculated. For example, for a positive number A, an integer value obtained by rounding off the decimal point, an integer value obtained by rounding down the decimal point, and rounding up the decimal point An integer value or an integer value close to A among one or more predetermined integers can be used.
Also in the case of (b), the DC component can be removed before and after multiplication by the coefficient of chromatic dispersion compensation as in the case of (a). In this case, by setting the DC component to 0 after Fourier transform, it is possible to remove noise / interference power caused by the DC component without performing a new calculation.
(c)においては、図3のステップS3において、数式(1)におけるfcにΔfを補正して波長分散補償の係数を算出し、算出した波長分散補償の係数に基づいて波長分散を補償する新たに係数を計算することで、ブロック間干渉(IBI:Inter Block Interference)の分布がシフトしないように適切に波長分散を補償することができる。 In (c), in step S3 of FIG. 3, Δf is corrected to fc in Equation (1) to calculate a coefficient of chromatic dispersion compensation, and a new chromatic dispersion is compensated based on the calculated chromatic dispersion compensation coefficient. By calculating the coefficient, the chromatic dispersion can be appropriately compensated so that the distribution of inter block interference (IBI) does not shift.
図6は、本実施形態による受信装置の動作例を示すフローチャートである。受信装置によって光信号が受信されると、アナログ・デジタル変換部101は、局発光生成部110から出力される局発光に基づいて光信号をデジタル信号に変換し(ステップS11)、周波数推定部102に入力する。周波数推定部102は、入力された信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域における電力分布から中心周波数を推定し、想定されている中心周波数との差である光周波数ずれを算出する(ステップS12)。波長分散補償部103は、入力されたデジタル信号と光周波数ずれの情報と光ファイバの種類、距離の情報に基づいて波長分散補償を行い、波長分散が補償されたデジタル信号を出力する(ステップS13)。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example of the receiving apparatus according to the present embodiment. When the optical signal is received by the receiving device, the analog /
B.第2の実施形態
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。この図において、受信装置は、アナログ・デジタル変換部201、波長分散補償部202、復号部203を備えている。本実施形態における各部は第1の実施形態における各部と同様の構成であり、本実施形態に特有の構成について説明する。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the receiving apparatus includes an analog /
アナログ・デジタル変換部201によって光信号がデジタル信号に変換された後、波長分散補償部202は、入力された信号から伝送距離と光ファイバの特性、および後述する復号部203からフィードバックされた光周波数ずれΔfに基づいて、波長分散による影響を信号処理により除去し、復号部203に出力する。復号部203は、入力された信号に含まれるパイロット信号、もしくは入力された信号の変調方式の特徴を用いて算出した光周波数ずれの推定値に基づいて光周波数ずれを補償し、受信ウエイトを演算し、デジタル信号の復号を行う。復号部203は、復号された信号を出力し、且つ、信号の復号には高い精度の周波数ずれ情報が必要であるため、ここで推定された周波数ずれの情報を、波長分散補償部202にフィードバックする。
After the optical signal is converted into a digital signal by the analog /
ここで、波長分散補償部202は、光信号の伝送距離情報と光ファイバの種類の情報とを用いて、波長分散量を補償する。例えば、受信信号をフーリエ変換で周波数領域に変換し、数式(1)の逆特性を乗算し、逆フーリエ変換することもできるし、数式(1)で表される特性の逆特性を、時間領域に変換し、受信されたデジタル信号に畳み込み演算を行うこともできる。このとき、波長分散補償部202は、復号部203から入力された光周波数ずれの推定値を考慮して、前述の第1の実施形態の(a)〜(c)の方法と同様に、波長分散補償を行うことができる。また、本実施形態において、波長分散補償部202の前段に、第1の実施形態と同様に周波数推定部102を用いて、周波数ずれの粗推定を行なうこともできる。
Here, the chromatic
図8は、本実施形態による受信装置の動作例を示すフローチャートである。受信装置によって光信号が受信されると、アナログ・デジタル変換部201は、局発光生成部110から出力される局発光に基づいて光信号をデジタル信号に変換し(ステップS21)、波長分散補償部202に入力する。この際、第1の実施形態と同様の周波数推定部102による光周波数ずれの推定を行なう場合には、周波数ずれの粗推定結果を光周波数ずれの初期値とする(ステップS22)。波長分散補償部202は、入力されたデジタル信号と光周波数ずれの情報と光ファイバの種類、距離の情報に基づいて波長分散補償を行い、波長分散が補償されたデジタル信号を復号部203に出力する(ステップS23)。復号部203は、入力されたデジタル信号の復号を行い、この時に用いた周波数ずれ情報に基づいてΔfを更新し、更新したΔfを、波長分散補償部202にフィードバックする(ステップS24)。波長分散補償部202は、フィードバックされたΔfに基づいて、波長分散補償の演算を行う(ステップS23)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the receiving apparatus according to the present embodiment. When the optical signal is received by the receiving device, the analog /
なお、本実施形態ではステップS22において、周波数ずれの初期値(Δf)を、第1の実施形態と同様の周波数推定部102によって算出することとして説明したが、予め定められた数値(例えば、Δf=0)を初期値として用いるようにしても良い。
以上説明した様に、本発明によれば、受信と送信で光信号の周波数に違いがある場合においても、デジタル演算処理によって光通信における波長分散の影響を除去し、波長分散による波形劣化を抑えることが可能となる。
In the present embodiment, it has been described that the initial value (Δf) of the frequency shift is calculated in step S22 by the
As described above, according to the present invention, even when there is a difference in the frequency of an optical signal between reception and transmission, the influence of chromatic dispersion in optical communication is removed by digital arithmetic processing, and waveform deterioration due to chromatic dispersion is suppressed. It becomes possible.
以上、本発明の実施の形態について説明した。本実施形態による各機能部は、専用のハードウェア(例えば、ワイヤードロジック等)により実現されるが、メモリおよびCPU(中央処理装置)により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリからロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより波長分散補償を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 The embodiment of the present invention has been described above. Each functional unit according to the present embodiment is realized by dedicated hardware (for example, wired logic). The functional unit is configured by a memory and a CPU (central processing unit), and a program for realizing the function of each unit is stored in the memory. The function may be realized by loading and executing. In addition, a program for realizing the function of the processing unit in the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to perform chromatic dispersion compensation. You may go. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
101 アナログ・デジタル変換部
102 周波数推定部
103 波長分散補償部
110 局発光生成部
201 アナログ・デジタル変換部
202 波長分散補償部
203 復号部
901 アナログ・デジタル変換部
902 波長分散補償部
910 局発光生成部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、
を備え、
前記波長分散補償ステップにおいて、
前記アナログ・デジタル変換ステップにおいて変換されたデジタル信号を、定められたブロック毎にフーリエ変換し、前記光信号の伝播路の特性に応じた波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償して逆フーリエ変換を行った後に、前記光周波数ずれの推定値に応じて、前記ブロックに含まれる信号のうちブロック間干渉の影響がある前後の信号を破棄することにより前記デジタル信号の光周波数ずれを補償する
ことを特徴とする波長分散補償方法。 A chromatic dispersion compensation method in optical communication,
An analog-digital conversion step for converting the received optical signal into a digital signal using local light,
A frequency estimation step of calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light ;
Compensating optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value, and chromatic dispersion compensation step for compensating chromatic dispersion of the digital signal;
Equipped with a,
In the chromatic dispersion compensation step,
The digital signal converted in the analog-digital conversion step is Fourier-transformed for each predetermined block, and the chromatic dispersion is compensated based on the inverse characteristic of the chromatic dispersion amount according to the propagation path characteristic of the optical signal. After performing the inverse Fourier transform, according to the estimated value of the optical frequency deviation, the optical frequency deviation of the digital signal is reduced by discarding the signals before and after the influence of inter-block interference among the signals included in the block. chromatic dispersion compensation method characterized by compensating.
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、
を備え、
前記波長分散補償ステップにおいて、
前記アナログ・デジタル変換ステップにおいて変換されたデジタル信号をフーリエ変換し、前記光信号の伝播路の特性と、前記光周波数ずれの推定値とに基づいて波長分散量を算出し、算出した波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償することにより前記デジタル信号の光周波数ずれを補償する
ことを特徴とする波長分散補償方法。 A chromatic dispersion compensation method in optical communication,
An analog-digital conversion step for converting the received optical signal into a digital signal using local light,
A frequency estimation step of calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light;
Compensating optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value, and chromatic dispersion compensation step for compensating chromatic dispersion of the digital signal;
With
In the chromatic dispersion compensation step,
The digital signal converted in the analog-digital conversion step is subjected to Fourier transform, and the chromatic dispersion amount is calculated based on the propagation path characteristic of the optical signal and the estimated value of the optical frequency shift, and the calculated chromatic dispersion amount wavelength dispersion compensating method characterized by compensating the optical frequency deviation of the digital signal by compensating for chromatic dispersion based on the inverse characteristic of.
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換ステップと、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定ステップと、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償ステップと、
前記波長分散補償ステップにおいて波長分散を補償された前記デジタル信号を復号し、復号する際に用いた前記光周波数ずれの推定値を、前記波長分散補償ステップにフィードバックする復号ステップと、
を備えることを特徴とする波長分散補償方法。 A chromatic dispersion compensation method in optical communication,
An analog-digital conversion step for converting the received optical signal into a digital signal using local light,
A frequency estimation step of calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light;
Compensating optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value, and chromatic dispersion compensation step for compensating chromatic dispersion of the digital signal;
A decoding step of decoding the digital signal compensated for chromatic dispersion in the chromatic dispersion compensation step, and feeding back an estimated value of the optical frequency shift used in decoding to the chromatic dispersion compensation step;
Wavelength dispersion compensation method, characterized in that it comprises a.
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、
を備え、
前記波長分散補償回路は、
前記アナログ・デジタル変換回路が変換したデジタル信号を、定められたブロック毎にフーリエ変換し、前記光信号の伝播路の特性に応じた波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償して逆フーリエ変換を行った後に、前記光周波数ずれの推定値に応じて、前記ブロックに含まれる信号のうちブロック間干渉の影響がある前後の信号を破棄することにより前記デジタル信号の光周波数ずれを補償する
ことを特徴とする受信装置。 A receiving device in optical communication,
An analog / digital conversion circuit that converts the received optical signal into a digital signal using local light; and
A frequency estimation circuit for calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light ;
A chromatic dispersion compensation circuit that compensates for optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value and compensates for chromatic dispersion of the digital signal;
Equipped with a,
The chromatic dispersion compensation circuit is:
The digital signal converted by the analog-digital conversion circuit is Fourier-transformed for each predetermined block, and the chromatic dispersion is compensated based on the inverse characteristic of the chromatic dispersion amount according to the characteristic of the propagation path of the optical signal and reversed. After performing Fourier transform, according to the estimated value of the optical frequency deviation, the optical frequency deviation of the digital signal is compensated by discarding the signals before and after the influence of inter-block interference among the signals included in the block. receiving device which is characterized in that.
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、
を備え、
前記波長分散補償回路は、
前記アナログ・デジタル変換回路が変換したデジタル信号をフーリエ変換し、前記光信号の伝播路の特性と、前記光周波数ずれの推定値とに基づいて波長分散量を算出し、算出した波長分散量の逆特性に基づいて波長分散を補償することにより前記デジタル信号の光周波数ずれを補償する
ことを特徴とする受信装置。 A receiving device in optical communication,
An analog / digital conversion circuit that converts the received optical signal into a digital signal using local light; and
A frequency estimation circuit for calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light;
A chromatic dispersion compensation circuit that compensates for optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value and compensates for chromatic dispersion of the digital signal;
With
The chromatic dispersion compensation circuit is:
The digital signal converted by the analog / digital conversion circuit is Fourier-transformed to calculate the chromatic dispersion amount based on the propagation path characteristic of the optical signal and the estimated value of the optical frequency shift, and the calculated chromatic dispersion amount receiving apparatus characterized by compensating the optical frequency deviation of the digital signal by compensating for chromatic dispersion based on the inverse characteristic.
受信した光信号を、局発光を用いてデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、
前記光信号と前記局発光との光周波数ずれの推定値を算出する周波数推定回路と、
前記算出された推定値に基づいて前記デジタル信号の光周波数ずれを補償し、かつ、前記デジタル信号の波長分散を補償する波長分散補償回路と、
前記波長分散補償回路が波長分散を補償した前記デジタル信号を復号し、復号する際に用いた前記光周波数ずれの推定値を、前記波長分散補償回路にフィードバックする復号回路と、
を備えことを特徴とする受信装置。 A receiving device in optical communication,
An analog / digital conversion circuit that converts the received optical signal into a digital signal using local light; and
A frequency estimation circuit for calculating an estimated value of an optical frequency shift between the optical signal and the local light;
A chromatic dispersion compensation circuit that compensates for optical frequency shift of the digital signal based on the calculated estimated value and compensates for chromatic dispersion of the digital signal;
A decoding circuit that decodes the digital signal compensated for chromatic dispersion by the chromatic dispersion compensation circuit, and that feeds back the estimated value of the optical frequency shift used for decoding to the chromatic dispersion compensation circuit ;
Receiving apparatus characterized by comprising a.
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