JP5327397B2 - 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム - Google Patents
信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5327397B2 JP5327397B2 JP2012558050A JP2012558050A JP5327397B2 JP 5327397 B2 JP5327397 B2 JP 5327397B2 JP 2012558050 A JP2012558050 A JP 2012558050A JP 2012558050 A JP2012558050 A JP 2012558050A JP 5327397 B2 JP5327397 B2 JP 5327397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- optical
- signal data
- deviation
- compensation amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 390
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 132
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 68
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
- H04B10/6162—Compensation of polarization related effects, e.g., PMD, PDL
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/614—Coherent receivers comprising one or more polarization beam splitters, e.g. polarization multiplexed [PolMux] X-PSK coherent receivers, polarization diversity heterodyne coherent receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
- H04B10/6164—Estimation or correction of the frequency offset between the received optical signal and the optical local oscillator
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
- H04B10/6165—Estimation of the phase of the received optical signal, phase error estimation or phase error correction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
- H04B10/6166—Polarisation demultiplexing, tracking or alignment of orthogonal polarisation components
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/06—Polarisation multiplex systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
本発明は、信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システムに関し、特に、偏波多重分離光通信システムにおける光位相偏差及び光搬送波の周波数偏差を補償するための技術に関する。
インターネットの普及による基幹系通信システムのトラフィック量の急激な増大を背景に、４０Ｇｂｐｓを越える超高速の光通信システムの実用化が待望されている。このような超高速の光通信システムを実現する技術として、光位相変調方式及び偏波多重分離技術が注目されている。
光位相変調方式は、レーザ光の光強度に対してデータ変調を行う光強度変調方式とは異なり、レーザ光の位相に対してデータ変調を行う方式である。光位相変調方式としては、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や８ＰＳＫなどの方式が知られている。光位相変調方式では、１シンボルに対して複数のビットを割り当てることにより、シンボルレート（ボーレート）を低下させることが可能である。このため、光位相変調方式を用いることにより、電気デバイスの動作速度を低減できる結果、装置の製造コストの削減が期待できる。
例えば、ＱＰＳＫ方式は、４個の光位相（例えば４５度、１３５度、２２５度、３１５度）に対して、それぞれ２ビット（例えば００、０１、１１、１０）を割り当てる。その結果、ＱＰＳＫのシンボルレートは光強度変調方式のシンボルレート（すなわちビットレート）の１／２に低減される。
図５は、ＱＰＳＫのコンスタレーション及びシンボルマッピングの一例を示す図である。コンスタレーションとは、シンボルとそれに割り当てられたビット列を位相平面上に示した図である。図５ではＱＰＳＫの４個のシンボルが表示されている。また、図５は、光位相変調方式において各シンボルに対応付けられたビット列（００、０１、１１、１０）をも示している。このように、各シンボルにビット列を対応付けることをシンボルマッピングと呼ぶ。なお、図５〜図７において、横軸はＩ（ｉｎｐｈａｓｅ）軸、縦軸はＱ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）軸を示す。
以降では光位相変調方式としてＱＰＳＫを用いた光通信方式を例として説明する。しかし、以下の説明は他の光位相変調方式を用いた場合においても同様である。
光位相変調された信号光を受信するためには、光コヒーレント受信方式が用いられる。光コヒーレント受信方式においては、信号光と、信号光とほぼ同一の光周波数を有するレーザ光（局部発振光又はローカル光と呼ばれる）とが、９０度ハイブリッドと呼ばれる光学素子により結合される。そして、９０度ハイブリッドの出力は受光素子により受光され、受光素子は信号光とローカル光のビート信号を出力する。光コヒーレント受信方式の基本技術はよく知られているので、以下では概要のみ説明する。
簡単のため信号光とローカル光の偏波は同一の直線偏波であると仮定する。光コヒーレント受信方式を用いた場合、受光素子から出力される電気信号の交流成分は、信号光とローカル光のビート信号である。ビート信号の振幅は信号光の強度とローカル光の強度とに比例する。そして、信号光の光搬送波の周波数とローカル光の周波数とが同一であれば、ビート信号の位相は信号光とローカル光との位相の差となる。そして、ローカル光の位相が光送信機の光変調器に入力される光搬送波（レーザ光）の光位相と同一であれば、ビート信号の位相は光送信機におけるレーザ光の位相と一致する。このため、ビート信号の位相に対してシンボルマッピングを行い、ビート信号の位相をビット列に変換することにより、光搬送波を位相変調した送信データを復調することが可能である。すなわち、光送信機から図５のコンスタレーションを有する光信号を送信すれば、光受信機では同様のコンスタレーションを有する信号を復調することができる。
しかしながら、一般に信号光の光搬送波周波数とローカル光の周波数とは完全には一致しない。さらに、光受信機におけるローカル光の位相は、光送信機において光変調器に入力されるレーザ光の位相とも通常は一致しない。光送信機において光変調器に入力される光搬送波と光受信機のローカル光との光位相差は光位相偏差と呼ばれる。また、信号光の光搬送波周波数とローカル光の周波数との差は光搬送波周波数偏差（以下、「光周波数偏差」という。）と呼ばれる。
図６は、光位相偏差が存在する場合の、ＱＰＳＫ信号のコンスタレーションを示す図である。光位相偏差が存在する場合には、図５に示すコンスタレーションに対して光位相偏差だけ位相が回転したコンスタレーションを有する信号が受信される。光位相偏差の値は予め知ることができない。このため、図５に示すシンボルマッピングをそのまま用いて、図６で表されるデータをシンボルマッピングしてビット列に変換すると誤ったデータが復調されてしまう場合がある。
さらに、光周波数偏差が存在する場合、前述のビート信号の位相は光周波数偏差と受信経過時刻の積に光位相偏差を加えた値となる。このため、光周波数偏差が存在する場合には、図７に示すように、図５に示すコンスタレーションが時間的に回転する信号が受信される。このような場合にはビート信号の位相が時間的に変化し続けるため、図５に示すシンボルマッピングを用いてビート信号の位相からデータを復調することはできない。
従って、光位相変調方式においては、光位相偏差及び光周波数偏差によるコンスタレーションの回転の影響を低減するために、これらの偏差を補償する機能が必要となる。以降では、光位相変調方式で広く用いられている、光位相偏差及び光周波数偏差の補償処理を説明する。
図８及び図９はいずれも光位相偏差及び光周波数偏差の補償回路の構成を示す図である。なお、以降では光位相偏差及び光周波数偏差の補償回路を併せて「補償回路」と記載することがある。図８に示す補償回路２０１はフィードフォワード型、図９に示す補償回路３０１はフィードバック型と呼ばれる。フィードフォワード型の補償回路は、入力信号から検出された位相偏差を打ち消すように出力信号の位相補償を行う。フィードバック型の補償回路は、出力信号から検出される位相偏差が小さくなるように入力信号の位相補償を行う。いずれの補償回路も位相偏差を検出する動作は基本的に共通である。従って、以降では補償回路の例として、図８に示すフィードフォワード型の補償回路２０１について説明する。
図８において、補償回路２０１へ入力された入力信号は２つに分岐されて、一方は位相補償量推定部１００に入力され、他方は補償実行部１０１に入力される。
位相補償量推定部１００は、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。位相誤差検出部１０２は、光位相偏差の単位時間当たりの変化、すなわち隣り合う２個のシンボル間の光位相偏差の変化を検出する。光コヒーレント受信方式における光位相偏差の変化を検出するためのアルゴリズムとしては、例えばＭ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍが知られている。光コヒーレント受信方式にＭ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを適用する構成及び手順は広く知られているので、詳細な説明は省略する。
位相誤差検出部１０２の出力はフィルタ部１０３に送られる。フィルタ部１０３は、位相誤差検出部１０２の出力から雑音成分を除去する。フィルタ部１０３の出力は位相補償量算出部１０４に送られる。位相補償量算出部１０４は、実際の位相補償量、すなわちコンスタレーションの回転量を算出する。例えば、位相補償量算出部１０４は積分回路である。
補償実行部１０１は、位相補償量推定部１００により推定された位相補償量に相当する位相回転を、検出された光位相偏差を小さくするように複素乗算によって位相補償を行い、位相補償後の信号を出力信号として出力する。具体的には、補償実行部１０１は、算出された位相偏差φに相当する位相回転を逆方向に与える複素値（ｅｘｐ（−ｉφ）で表される）と入力信号との積を出力信号として出力する。このようにして、入力信号の位相偏差の補償が行われる。
ここで、隣接する２個のシンボル間の光位相偏差の変化は、光周波数偏差と１シンボル時間（１シンボル時間はシンボルレートの逆数に等しい）の積に等しく、また１シンボル時間は一定である。このため、補償回路２０１は、光位相偏差から光周波数偏差を算出し、算出した光周波数偏差を補償するように入力信号に位相回転を与えることで、補償実行部１０１に光周波数偏差を補償させることが可能である。すなわち、位相補償量推定部１００が光位相偏差から光周波数偏差を算出する手順をさらに備えることにより、補償回路２０１は光周波数偏差を補償することも可能である。
以上に説明したように、光位相変調方式を用いた光通信システムにおいては、図８あるいは図９に示す補償回路２０１及び３０１を用いてコンスタレーションの回転を補償することにより、位相変調された信号データを復調することができる。図８及び図９に示す補償回路２０１及び３０１は一般にディジタル信号処理により実行されるため、光位相変調方式は光ディジタルコヒーレント方式と呼ばれることがある。
一方、超高速の光通信システムを実現する技術として、偏波多重分離技術も注目されている。偏波多重分離技術を用いた光送信機は、同一の周波数帯でかつ偏波状態が互いに直交する２個の独立した光搬送波を異なる光信号で変調し、偏波多重して送信する。また、偏波多重分離技術を用いた光受信機は、偏波状態が互いに直交する搬送波のそれぞれから独立した信号データを分離することにより、２倍の伝送速度を実現することが可能となる。あるいは、偏波多重分離技術を用いることにより、同一の伝送量に対して光信号のシンボルレート（ボーレート）を１／２にすることができるため、電気デバイスの動作速度を低減できる。このため、偏波多重分離技術は、同一のシンボルレートの光通信システムにおいて、装置コストを削減可能な技術であるともいえる。
これまでに説明した光位相変調方式と偏波多重分離技術の両方を組み合わせることにより、例えば１００Ｇｂｐｓといった超高速の光通信システムを実現することができる。さらに、光周波数偏差と光位相偏差とを補償する処理及び偏波分離処理をＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などに実装されたディジタル信号処理回路で実施することにより、受信した光信号をより正確に復調する技術が提案されている。
図１０及び図１１を用いて、光位相変調方式と偏波多重分離技術の両方を組み合わせた光通信システムの光受信機に前述の補償回路を適用した構成を説明する。図１０は、光ディジタルコヒーレント受信方式において広く用いられている、フィードフォワード型の補償回路の構成を示す図である。また図１１は、図１０において光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２の詳細な構成を記載した図である。
光受信機に入力された偏波多重光信号は、光受信機が備えるフロントエンド部の９０度ハイブリッド（図示せず）において、直交するＸ、Ｙ偏波に偏波分離される。そして、それぞれの偏波の光信号はローカル光と混合されてビート信号を生成する。ここで、入力される偏波多重光の２つの偏波面は９０度ハイブリッドの偏波面とは一般的には一致しないため、それぞれのビート信号には多重された偏波の両方の信号が含まれる。図１０及び図１１に示した偏波分離回路２００は、このようなビート信号（Ｘ偏波入力信号（Ａ）及びＹ偏波入力信号（Ａ））を、偏波が直交する２個の光搬送波のそれぞれに対応する信号データに分離する。偏波分離回路２００で用いられる信号処理のアルゴリズムとしては、例えばＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｍｏｄｕｌｕｓ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が知られている。偏波分離処理にＣＭＡを適用する手順についてはよく知られており、また本発明の構成とは直接関係しないので説明は省略する。
偏波分離回路２００で偏波分離された信号データはそれぞれ光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２に入力されてコンスタレーションの回転が補償される。図１１に示すように、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２は、補償量推定部１００−１及び１００−２、補償実行部１０１−１及び１０１−２を備える。補償量推定部１００−１及び１００−２は、図８で説明した位相補償量推定部１００と同様に、光位相偏差から光周波数偏差を算出することにより、搬送波周波数の補償量を算出する。そして、補償実行部１０１−１及び１０１−２は、算出された搬送波周波数の補償量に基づいて、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２に入力されたそれぞれの信号データの位相を補償する。
すなわち、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２においては、光送信器の光源と光受信機のローカル光の周波数差（すなわち波長差）によるコンスタレーションの回転が補償される。
光周波数偏差が補償された信号データは、さらに、それぞれ光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に入力される。光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、光周波数偏差に起因しない、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償する。光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２における位相偏差を補償する動作は、図８に示した補償回路２０１の動作と同様であるので、説明を省略する。
このように、図１０及び図１１に示したフィードフォワード型の補償回路は、光位相変調方式と偏波多重分離技術を組み合わせた上で、偏波分離された２個の独立した光信号のそれぞれに対して、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する。その結果、図１０及び図１１に示したフィードフォワード型の補償回路は、１００Ｇｂｐｓというような超高速の光通信システムを実現することが可能となる。
なお、本願に関連して、特許文献１及び特許文献２は、光位相変調された信号の位相を補正して復調するための技術を開示している。
光位相変調方式は、レーザ光の光強度に対してデータ変調を行う光強度変調方式とは異なり、レーザ光の位相に対してデータ変調を行う方式である。光位相変調方式としては、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や８ＰＳＫなどの方式が知られている。光位相変調方式では、１シンボルに対して複数のビットを割り当てることにより、シンボルレート（ボーレート）を低下させることが可能である。このため、光位相変調方式を用いることにより、電気デバイスの動作速度を低減できる結果、装置の製造コストの削減が期待できる。
例えば、ＱＰＳＫ方式は、４個の光位相（例えば４５度、１３５度、２２５度、３１５度）に対して、それぞれ２ビット（例えば００、０１、１１、１０）を割り当てる。その結果、ＱＰＳＫのシンボルレートは光強度変調方式のシンボルレート（すなわちビットレート）の１／２に低減される。
図５は、ＱＰＳＫのコンスタレーション及びシンボルマッピングの一例を示す図である。コンスタレーションとは、シンボルとそれに割り当てられたビット列を位相平面上に示した図である。図５ではＱＰＳＫの４個のシンボルが表示されている。また、図５は、光位相変調方式において各シンボルに対応付けられたビット列（００、０１、１１、１０）をも示している。このように、各シンボルにビット列を対応付けることをシンボルマッピングと呼ぶ。なお、図５〜図７において、横軸はＩ（ｉｎｐｈａｓｅ）軸、縦軸はＱ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）軸を示す。
以降では光位相変調方式としてＱＰＳＫを用いた光通信方式を例として説明する。しかし、以下の説明は他の光位相変調方式を用いた場合においても同様である。
光位相変調された信号光を受信するためには、光コヒーレント受信方式が用いられる。光コヒーレント受信方式においては、信号光と、信号光とほぼ同一の光周波数を有するレーザ光（局部発振光又はローカル光と呼ばれる）とが、９０度ハイブリッドと呼ばれる光学素子により結合される。そして、９０度ハイブリッドの出力は受光素子により受光され、受光素子は信号光とローカル光のビート信号を出力する。光コヒーレント受信方式の基本技術はよく知られているので、以下では概要のみ説明する。
簡単のため信号光とローカル光の偏波は同一の直線偏波であると仮定する。光コヒーレント受信方式を用いた場合、受光素子から出力される電気信号の交流成分は、信号光とローカル光のビート信号である。ビート信号の振幅は信号光の強度とローカル光の強度とに比例する。そして、信号光の光搬送波の周波数とローカル光の周波数とが同一であれば、ビート信号の位相は信号光とローカル光との位相の差となる。そして、ローカル光の位相が光送信機の光変調器に入力される光搬送波（レーザ光）の光位相と同一であれば、ビート信号の位相は光送信機におけるレーザ光の位相と一致する。このため、ビート信号の位相に対してシンボルマッピングを行い、ビート信号の位相をビット列に変換することにより、光搬送波を位相変調した送信データを復調することが可能である。すなわち、光送信機から図５のコンスタレーションを有する光信号を送信すれば、光受信機では同様のコンスタレーションを有する信号を復調することができる。
しかしながら、一般に信号光の光搬送波周波数とローカル光の周波数とは完全には一致しない。さらに、光受信機におけるローカル光の位相は、光送信機において光変調器に入力されるレーザ光の位相とも通常は一致しない。光送信機において光変調器に入力される光搬送波と光受信機のローカル光との光位相差は光位相偏差と呼ばれる。また、信号光の光搬送波周波数とローカル光の周波数との差は光搬送波周波数偏差（以下、「光周波数偏差」という。）と呼ばれる。
図６は、光位相偏差が存在する場合の、ＱＰＳＫ信号のコンスタレーションを示す図である。光位相偏差が存在する場合には、図５に示すコンスタレーションに対して光位相偏差だけ位相が回転したコンスタレーションを有する信号が受信される。光位相偏差の値は予め知ることができない。このため、図５に示すシンボルマッピングをそのまま用いて、図６で表されるデータをシンボルマッピングしてビット列に変換すると誤ったデータが復調されてしまう場合がある。
さらに、光周波数偏差が存在する場合、前述のビート信号の位相は光周波数偏差と受信経過時刻の積に光位相偏差を加えた値となる。このため、光周波数偏差が存在する場合には、図７に示すように、図５に示すコンスタレーションが時間的に回転する信号が受信される。このような場合にはビート信号の位相が時間的に変化し続けるため、図５に示すシンボルマッピングを用いてビート信号の位相からデータを復調することはできない。
従って、光位相変調方式においては、光位相偏差及び光周波数偏差によるコンスタレーションの回転の影響を低減するために、これらの偏差を補償する機能が必要となる。以降では、光位相変調方式で広く用いられている、光位相偏差及び光周波数偏差の補償処理を説明する。
図８及び図９はいずれも光位相偏差及び光周波数偏差の補償回路の構成を示す図である。なお、以降では光位相偏差及び光周波数偏差の補償回路を併せて「補償回路」と記載することがある。図８に示す補償回路２０１はフィードフォワード型、図９に示す補償回路３０１はフィードバック型と呼ばれる。フィードフォワード型の補償回路は、入力信号から検出された位相偏差を打ち消すように出力信号の位相補償を行う。フィードバック型の補償回路は、出力信号から検出される位相偏差が小さくなるように入力信号の位相補償を行う。いずれの補償回路も位相偏差を検出する動作は基本的に共通である。従って、以降では補償回路の例として、図８に示すフィードフォワード型の補償回路２０１について説明する。
図８において、補償回路２０１へ入力された入力信号は２つに分岐されて、一方は位相補償量推定部１００に入力され、他方は補償実行部１０１に入力される。
位相補償量推定部１００は、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。位相誤差検出部１０２は、光位相偏差の単位時間当たりの変化、すなわち隣り合う２個のシンボル間の光位相偏差の変化を検出する。光コヒーレント受信方式における光位相偏差の変化を検出するためのアルゴリズムとしては、例えばＭ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍが知られている。光コヒーレント受信方式にＭ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを適用する構成及び手順は広く知られているので、詳細な説明は省略する。
位相誤差検出部１０２の出力はフィルタ部１０３に送られる。フィルタ部１０３は、位相誤差検出部１０２の出力から雑音成分を除去する。フィルタ部１０３の出力は位相補償量算出部１０４に送られる。位相補償量算出部１０４は、実際の位相補償量、すなわちコンスタレーションの回転量を算出する。例えば、位相補償量算出部１０４は積分回路である。
補償実行部１０１は、位相補償量推定部１００により推定された位相補償量に相当する位相回転を、検出された光位相偏差を小さくするように複素乗算によって位相補償を行い、位相補償後の信号を出力信号として出力する。具体的には、補償実行部１０１は、算出された位相偏差φに相当する位相回転を逆方向に与える複素値（ｅｘｐ（−ｉφ）で表される）と入力信号との積を出力信号として出力する。このようにして、入力信号の位相偏差の補償が行われる。
ここで、隣接する２個のシンボル間の光位相偏差の変化は、光周波数偏差と１シンボル時間（１シンボル時間はシンボルレートの逆数に等しい）の積に等しく、また１シンボル時間は一定である。このため、補償回路２０１は、光位相偏差から光周波数偏差を算出し、算出した光周波数偏差を補償するように入力信号に位相回転を与えることで、補償実行部１０１に光周波数偏差を補償させることが可能である。すなわち、位相補償量推定部１００が光位相偏差から光周波数偏差を算出する手順をさらに備えることにより、補償回路２０１は光周波数偏差を補償することも可能である。
以上に説明したように、光位相変調方式を用いた光通信システムにおいては、図８あるいは図９に示す補償回路２０１及び３０１を用いてコンスタレーションの回転を補償することにより、位相変調された信号データを復調することができる。図８及び図９に示す補償回路２０１及び３０１は一般にディジタル信号処理により実行されるため、光位相変調方式は光ディジタルコヒーレント方式と呼ばれることがある。
一方、超高速の光通信システムを実現する技術として、偏波多重分離技術も注目されている。偏波多重分離技術を用いた光送信機は、同一の周波数帯でかつ偏波状態が互いに直交する２個の独立した光搬送波を異なる光信号で変調し、偏波多重して送信する。また、偏波多重分離技術を用いた光受信機は、偏波状態が互いに直交する搬送波のそれぞれから独立した信号データを分離することにより、２倍の伝送速度を実現することが可能となる。あるいは、偏波多重分離技術を用いることにより、同一の伝送量に対して光信号のシンボルレート（ボーレート）を１／２にすることができるため、電気デバイスの動作速度を低減できる。このため、偏波多重分離技術は、同一のシンボルレートの光通信システムにおいて、装置コストを削減可能な技術であるともいえる。
これまでに説明した光位相変調方式と偏波多重分離技術の両方を組み合わせることにより、例えば１００Ｇｂｐｓといった超高速の光通信システムを実現することができる。さらに、光周波数偏差と光位相偏差とを補償する処理及び偏波分離処理をＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などに実装されたディジタル信号処理回路で実施することにより、受信した光信号をより正確に復調する技術が提案されている。
図１０及び図１１を用いて、光位相変調方式と偏波多重分離技術の両方を組み合わせた光通信システムの光受信機に前述の補償回路を適用した構成を説明する。図１０は、光ディジタルコヒーレント受信方式において広く用いられている、フィードフォワード型の補償回路の構成を示す図である。また図１１は、図１０において光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２の詳細な構成を記載した図である。
光受信機に入力された偏波多重光信号は、光受信機が備えるフロントエンド部の９０度ハイブリッド（図示せず）において、直交するＸ、Ｙ偏波に偏波分離される。そして、それぞれの偏波の光信号はローカル光と混合されてビート信号を生成する。ここで、入力される偏波多重光の２つの偏波面は９０度ハイブリッドの偏波面とは一般的には一致しないため、それぞれのビート信号には多重された偏波の両方の信号が含まれる。図１０及び図１１に示した偏波分離回路２００は、このようなビート信号（Ｘ偏波入力信号（Ａ）及びＹ偏波入力信号（Ａ））を、偏波が直交する２個の光搬送波のそれぞれに対応する信号データに分離する。偏波分離回路２００で用いられる信号処理のアルゴリズムとしては、例えばＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｍｏｄｕｌｕｓ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が知られている。偏波分離処理にＣＭＡを適用する手順についてはよく知られており、また本発明の構成とは直接関係しないので説明は省略する。
偏波分離回路２００で偏波分離された信号データはそれぞれ光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２に入力されてコンスタレーションの回転が補償される。図１１に示すように、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２は、補償量推定部１００−１及び１００−２、補償実行部１０１−１及び１０１−２を備える。補償量推定部１００−１及び１００−２は、図８で説明した位相補償量推定部１００と同様に、光位相偏差から光周波数偏差を算出することにより、搬送波周波数の補償量を算出する。そして、補償実行部１０１−１及び１０１−２は、算出された搬送波周波数の補償量に基づいて、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２に入力されたそれぞれの信号データの位相を補償する。
すなわち、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２においては、光送信器の光源と光受信機のローカル光の周波数差（すなわち波長差）によるコンスタレーションの回転が補償される。
光周波数偏差が補償された信号データは、さらに、それぞれ光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に入力される。光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、光周波数偏差に起因しない、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償する。光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２における位相偏差を補償する動作は、図８に示した補償回路２０１の動作と同様であるので、説明を省略する。
このように、図１０及び図１１に示したフィードフォワード型の補償回路は、光位相変調方式と偏波多重分離技術を組み合わせた上で、偏波分離された２個の独立した光信号のそれぞれに対して、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する。その結果、図１０及び図１１に示したフィードフォワード型の補償回路は、１００Ｇｂｐｓというような超高速の光通信システムを実現することが可能となる。
なお、本願に関連して、特許文献１及び特許文献２は、光位相変調された信号の位相を補正して復調するための技術を開示している。
例えば１６ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、直交振幅変調）といった多値数の大きい光位相変調方式は雑音の影響を受けやすい。このため、多値数の大きい光位相変調方式で変調された信号は、長距離伝送によって付加された雑音によって伝送波形が劣化しやすい。そして、伝送波形が劣化すると、光受信機における位相偏差の補償量の計算に誤差が生じる。その結果、上述の本発明の関連する技術には、コンスタレーションの回転を正確に補償できず、正常にデータが復調できない場合があるという課題がある。そして、特許文献１及び特許文献２は、これらの課題を解決するための構成を開示していない。
本発明の目的は、偏波多重分離光通信システムにおいて、位相偏差の雑音による影響を削減し、位相補償量の推定値を高精度化するという課題を解決するための技術を提供することにある。
本発明の目的は、偏波多重分離光通信システムにおいて、位相偏差の雑音による影響を削減し、位相補償量の推定値を高精度化するという課題を解決するための技術を提供することにある。
本発明の信号処理回路は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定して推定値として出力する光周波数偏差推定手段と、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、周波数偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である周波数補償量を算出する光周波数偏差補償量解析手段と、信号データに対して周波数補償量に相当する位相回転を与える光周波数偏差補償手段と、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定する光位相偏差推定手段と、信号データに対して位相偏差に相当する位相回転を与える光位相偏差補償手段と、を備える。
本発明の信号処理回路は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定する光周波数偏差推定手段と、信号データに対して周波数偏差に相当する位相回転を与える光周波数偏差補償手段と、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定して推定値として出力する光位相偏差推定手段と、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段と、信号データに対して位相補償量に相当する位相回転を与える光位相偏差補償手段と、を備える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定し、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、周波数偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である周波数補償量を算出し、信号データに対して周波数補償量に相当する位相回転を与え、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定し、信号データに対して位相偏差に相当する位相回転を与える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定し、信号データに対して周波数偏差に相当する位相回転を与え、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定して推定値として出力し、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出し、信号データに対して位相補償量に相当する位相回転を与える。
本発明の信号処理回路は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、入力された各々の信号データのうち、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ以外の信号データに対して光搬送波の周波数とローカル光の周波数との周波数偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段を備える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データのうち、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ以外の信号データに対して光搬送波の周波数とローカル光の周波数との位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する。
本発明の信号処理回路は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定する光周波数偏差推定手段と、信号データに対して周波数偏差に相当する位相回転を与える光周波数偏差補償手段と、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定して推定値として出力する光位相偏差推定手段と、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段と、信号データに対して位相補償量に相当する位相回転を与える光位相偏差補償手段と、を備える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定し、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、周波数偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である周波数補償量を算出し、信号データに対して周波数補償量に相当する位相回転を与え、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定し、信号データに対して位相偏差に相当する位相回転を与える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる光搬送波の周波数とローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を信号データごとに推定し、信号データに対して周波数偏差に相当する位相回転を与え、入力された各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定して推定値として出力し、信号データごとに推定された複数の推定値に基づいて、位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出し、信号データに対して位相補償量に相当する位相回転を与える。
本発明の信号処理回路は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、入力された各々の信号データのうち、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ以外の信号データに対して光搬送波の周波数とローカル光の周波数との周波数偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段を備える。
本発明の信号処理方法は、位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された偏波それぞれに対応した複数の信号データのうち、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ以外の信号データに対して光搬送波の周波数とローカル光の周波数との位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する。
本発明は、偏波多重分離光通信システムにおいて、位相偏差の雑音による影響を削減し、位相補償量の算出値を高精度化することを可能とするという効果を奏する。
（第１の実施の形態）
以下に本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここで、図８〜図１０と同様の機能を備える部分には同一の参照符号を付与し、同一部分の説明は省略することがある。
図１２は、本発明の第１の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。図１２に示す光通信システム５００は、光送信機５１０と、光受信機５２０とを備える。
光送信機５１０は、互いに分離可能な偏波面を備える複数の光搬送波を、それぞれ異なるデータで位相変調して送信する。以下では、光送信機が互いに偏波面が直交する２個の光搬送波を送信する構成について説明する。
光受信機５２０は、光送信機５１０が送信した位相変調された光搬送波を受信するように配置されている。光受信機５２０は、フロントエンド部５３０、偏波分離回路２００及び信号処理回路２０を備える。フロントエンド部５３０は、９０度ハイブリッド５３２及びローカル光源５３３を備える。
このような構成を備える光受信機５２０は、光送信機５１０が送信した位相変調された光搬送波を受信する。そして、光受信機５２０は、受信した光搬送波を偏波分離回路２００において偏波分離し、分離した偏波ごとにコンスタレーションの補償を行う。
光受信機５２０において受信された光信号は、９０度ハイブリッド５３２においてローカル光源５３３から出力されるローカル光と混合されて４個のビート信号を生成する。これらのビート信号は、９０度ハイブリッドの互いに直交するそれぞれの偏波面に平行な光信号の実部と虚部に対応する。なお、位相変調された光信号をローカル光と混合してビート信号を発生させるためのフロントエンド部５３０の構成は光コヒーレント受信方式においては周知であるので、詳細な説明は省略する。
図１２に示した９０度ハイブリッド５３２が出力するＸ、Ｙ偏波の実部及び虚部に対応する４個のビート信号は、複素値の信号として偏波分離回路２００に入力される。
ここで、偏波多重光が９０度ハイブリッド５３２に入力される際に、偏波多重光の２つの光搬送波の偏波面と９０度ハイブリッド５３２が分離する偏波面とは一般的には一致しない。このため、それぞれのビート信号には偏波多重された２つの光搬送波の両方の信号データが含まれている。
偏波分離回路２００は、これらのビート信号を、光送信機において多重された光搬送波の偏波に対応する２つの信号データに分離する。そして、偏波分離回路２００は、光搬送波の偏波（Ｘ偏波及びＹ偏波）に対応して分離された信号データを、信号処理回路２０へ出力する。ここで、偏波分離回路２００は、偏波分離のためのアルゴリズムとして前述したＣＭＡを用いてもよい。
信号処理回路２０には、偏波分離回路２００で分離された信号データがＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として入力される。信号処理回路２０は、入力されたこれらの信号の位相を回転させることで光送信機５１０が送信した光搬送波とローカル光との周波数偏差及び位相偏差を補償し、変調時のコンスタレーションを復元する。以下に、信号処理回路２０の詳細な構成及び動作について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における信号処理回路２０の構成を示す図である。図１に示すように、信号処理回路２０は、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２、補償量解析部２０４を備える。
また、光周波数偏差補償回路２２１−１は、補償量推定部１００−１及び補償実行部１０１−１を備える。同様に、光周波数偏差補償回路２２１−２は、補償量推定部１００−２及び補償実行部１０１−２を備える。
また、光位相偏差補償回路２０２−１は、補償量推定部１００−３及び補償実行部１０１−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償量推定部１００−４及び補償実行部１０１−４を備える。
偏波分離回路２００によって光搬送波の偏波ごとの信号データに分離されたビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号としてそれぞれ光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２に入力される。光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２は、光送信機５１０が発生する光搬送波とローカル光源５３３が発生するローカル光との波長差（周波数差）によるコンスタレーションの回転を補償する。
光周波数偏差補償回路２２１−１が備える補償量推定部１００−１の構成及び作用は、図８に示す位相補償量推定部１００と同様である。すなわち、補償量推定部１００−１は、図８に示すように、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。そして、補償量推定部１００−１は、光周波数偏差補償回路２２１−２に入力される信号データの光位相偏差から光周波数偏差を算出する。そして、補償量推定部１００−１は、信号データの光周波数偏差を補償するための位相補償量を、推定値として算出する。補償量推定部１００−２も、補償量推定部１００−１と同様の手順で光周波数偏差補償回路２２１−２に入力される信号データの光周波数偏差を補償するための位相補償量を、推定値として算出する。
ここで、補償量推定部１００−１及び１００−２において、光位相偏差を検出するためのアルゴリズムとして、Ｍ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを使用してもよい。
補償量推定部１００−１及び１００−２により推定されたそれぞれの推定値は補償量解析部２０４に送られる。そして、補償量解析部２０４は、これらの推定値に基づいて新たな補償量を算出する。補償量解析部２０４は、算出した新たな補償量を補償実行部１０１−１及び１０１−２に対して出力する。
補償実行部１０１−１及び１０１−２は、このようにして算出された光周波数偏差の新たな補償量に基づいて、入力信号に位相回転を与えることで、光周波数偏差を補償する。
光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２に入力される信号データは光受信機において同一時刻に受信されている。従って、それらの光周波数偏差はほぼ同一であると考えてよい。しかし、補償量推定部１００−１及び１００−２が補償量を推定する際に、雑音などの影響で補償量の推定値に誤差が含まれる場合がある。補償量の推定値の誤差は補償実行部における位相の回転量に誤差を生じさせる。その結果、コンスタレーションが正しく補償されないことによって、シンボルを正しく復元できなくなる可能性がある。従って、補償量の推定値に含まれる誤差はできるだけ少ないことが好ましい。
補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２により推定された補償量に基づいて、位相の回転量を算出する。ここで、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２により推定された補償量のみならず、補償量を推定するのに用いられた信号データあるいは推定処理中に算出されたデータを任意に利用して位相の回転量を算出してもよい。
このように、信号処理回路２０は、補償量推定部１００−１及び１００−２におけるデータの双方に基づいて補償量解析部２０４が補償量を推定することで、雑音の影響を削減し、周波数偏差の補償量の推定精度を向上させることを可能とする。
補償量解析部２０４における最も簡単な補償量の推定方法として、補償量解析部２０４は補償量推定部１００−１及び１００−２の補償量の推定値を平均化する処理を行ってもよい。両者の信号に付加されている雑音成分は無相関であるので、平均化により雑音の影響が抑圧される。なお、補償量解析部２０４は平均化以外の手順により補償量を推定してもよい。
さらに、補償量解析部２０４における他の補償量の推定方法として、以下の方法を用いてもよい。すなわち、補償量解析部２０４は補償量推定部１００−１及び１００−２の補償量の推定値を監視する。そして、一方の補償量の推定値が、前回までの補償量の推定値及び他方の補償量の推定値の両方から大きく変動する挙動を示す場合には、前回までの補償量の推定値あるいは他方の補償量の推定値を優先して採用する処理を行ってもよい。補償量の推定値が不自然に大きく変動する挙動は、雑音によって周波数偏差の推定処理が失敗していることに起因する可能性が高い。そして、周波数偏差の推定処理の失敗により補償量の推定値にπ／２以上の変化が生じると、位相スリップと呼ばれるコンスタレーションの回転が生じることにより、以降のシンボル判定処理において誤りが生じる恐れがある。しかし、補償量解析部２０４において上記のように補償量の推定値を監視することにより、前述の位相スリップと呼ばれる現象を防止することが可能となる。
なお、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の動作は、先に図８を用いて説明した補償回路２０１と同様である。すなわち、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償することができる。そして、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、入力されたＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号の光周波数偏差及び光位相偏差が補償されたＸ偏波出力信号及びＹ偏波出力信号を出力する。
図２は、第１の実施形態の信号処理回路の第１の変形例を示す図である。図２における信号処理回路２１は、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２の構成を、光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４にも適用している。
図２における信号処理回路２１は、図１に示した信号処理回路２０と比較して、さらに補償量解析部２０５を備える。信号処理回路２１においては、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定されたそれぞれの位相補償量が補償量解析部２０５に送られる。そして、補償量解析部２０５により算出された新たな位相補償量が、補償実行部１０１−３及び１０１−４に供給される。
すなわち、図２における信号処理回路２１の光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４は、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定された双方の位相補償量の推定値に基づいて、新たな位相補償量を算出する。図１で示した光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の構成をこのように変更することにより、光位相偏差補償回路においても雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
図１４は、第１の実施形態の第２の変形例の信号処理回路を示す図である。図１４における信号処理回路２２は、図２で説明した信号処理回路２１において、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２の構成を、図１１で説明した光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２で置き換えたものである。
図１４における信号処理回路２２は、図２に示した光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４を備える。信号処理回路２２においては、図２に示した信号処理回路２１と同様に、光位相偏差補償回路における雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
すなわち、図１４における信号処理回路２２の補償量解析部２０５は、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定された双方の位相補償量の推定値に基づいて、新たな位相補償量を算出する。図１に示した光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の構成をこのように変更することにより、光位相偏差補償回路において雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
ここで、図１で説明した補償量解析部２０４と同様に、信号処理回路２１及び２２が備える補償量解析部２０５における他の補償量の推定方法として以下の方法を用いてもよい。すなわち、補償量解析部２０５は補償量推定部１００−３及び１００−４の補償量の推定値を監視する。そして、一方の補償量の推定値が、前回までの補償量の推定値及び他方の補償量の推定値の両方から大きく変動する挙動を示す場合には、前回までの補償量の推定値あるいは他方の補償量の推定値を優先して採用する処理を行ってもよい。補償量解析部２０５において上記のように補償量の推定値を監視することにより、補償量解析部２０４と同様に、位相スリップを防止することが可能となる。
また、補償量解析部２０５は補償量推定部１００−３及び１００−４の補償量の推定値を平均化する処理を行ってもよい。両者の信号に付加されている雑音成分は無相関であるので、平均化により雑音の影響が抑圧される。あるいは、補償量解析部２０５は平均化以外の手順により補償量を推定してもよい。
このように、第１の実施の形態及びその第１及び第２の変形例によれば、雑音による影響を削減し、補償量の推定値を高精度化することが可能となる。その結果、光通信システムの伝送特性を向上させることが可能となる。
なお、第１の実施形態において、信号処理回路２０は、補償量推定部１００−１及び１００−２並びに補償量解析部２０４のみを備える構成としてもよい。そして、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２がそれぞれ推定した推定値に基づいて新たな位相補償量を算出するようにしてもよい。
すなわち、補償量推定部１００−１及び１００−２は、光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定する。ここでいう位相偏差とは、位相変調された複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された光搬送波に対応する各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差である。
そして、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２が推定した複数の位相偏差に基づいて、光搬送波の位相とローカル光の位相との位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出するようにしてもよい。
信号処理回路２０をこのように構成することによっても、信号処理回路２０は、位相偏差の推定値の雑音による影響を削減し、位相補償量の算出値の精度を高めることを可能とするという効果が得られる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の信号処理回路について説明する。
先に説明した、特許文献１及び特許文献２に記載された技術には、以下に説明するように、回路規模が増大するという課題がある。
一般に、ＬＳＩを動作させるクロックの速度は数百ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度である。このため、光通信で用いられる例えば１００Ｇｂｐｓといった高速の信号をＬＳＩで処理するためには、ＬＳＩ内部の回路を並列化する必要がある。しかしながら、高速の信号を処理しようとすると回路の並列数が非常に大きくなるため、ＬＳＩの回路規模と消費電力が増大する。
また、偏波多重分離技術を用いた光通信システムにおいては、偏波多重分離技術を用いない場合と比べて信号処理のために単位時間当たりの演算量が２倍となるため、この点からもＬＳＩの回路規模が増大する。
第２の実施形態は、偏波多重分離光通信システムの回路規模を削減することが可能な信号処理回路、信号処理方法及び光受信機及び光通信システムを提供することを目的とする。
図１３は、本発明の第２の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。図１３に示す光通信システム６００は、光送信機６１０と、光受信機６２０とを備える。
光送信機６１０は、互いに分離可能な偏波面を備える複数の光搬送波を、それぞれ異なるデータで位相変調して送信する。以下では、光送信機が互いに偏波面が直交する２個の光搬送波を送信する構成について説明する。
光受信機６２０は、光送信機６１０が送信した位相変調された光搬送波を受信するように配置されている。光受信機６２０は、フロントエンド部６３０、偏波分離回路２００及び信号処理回路１０を備える。フロントエンド部６３０は、９０度ハイブリッド６３２及びローカル光源６３３を備える。
このような構成を備える光受信機６２０は、光送信機６１０が送信した位相変調された光搬送波を受信する。そして、光受信機６２０は、受信した光搬送波を偏波分離し、分離した偏波ごとにコンスタレーションの補償を行う。
光受信機６２０において受信された光信号は、偏波分離回路２００の前段に配置された光受信機のフロントエンド部６３０において、９０度ハイブリッド６３２で互いに直交するＸ、Ｙ偏波に偏波分離される。そして、分離されたそれぞれの光信号はローカル光と混合されて４個のビート信号を生成する。これらのビート信号は、９０度ハイブリッドの互いに直交するそれぞれの偏波面に平行な光信号の実部と虚部に対応する。なお、位相変調された光信号をローカル光と混合してビート信号を発生させるためのフロントエンド部６３０の構成は光コヒーレント受信方式においては周知であるので、詳細な説明は省略する。
９０度ハイブリッド６３２が出力するＸ、Ｙ偏波の実部及び虚部に対応する４個のビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として偏波分離回路２００に入力される。
ここで、偏波多重光が９０度ハイブリッド６３２に入力される際に、偏波多重光の２つの光搬送波の偏波面と９０度ハイブリッド６３２が分離する偏波面とは一般的には一致しない。このため、それぞれのビート信号には偏波多重された２つの光搬送波の両方の信号データが含まれている。
偏波分離回路２００は、これらのビート信号を、光送信機において多重された光搬送波の偏波に対応する２つの信号データに分離する。そして、偏波分離回路２００は、光搬送波の偏波（Ｘ偏波及びＹ偏波）に対応して分離された信号データを信号処理回路１０へ出力する。ここで、偏波分離回路２００は、偏波分離のためのアルゴリズムとして前述したＣＭＡを用いてもよい。
信号処理回路１０には、偏波分離回路２００で分離された信号データがＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として入力される。信号処理回路２０は、入力されたこれらの信号の位相を回転させることで光送信機６１０が送信した光搬送波とローカル光との周波数偏差及び位相偏差を補償し、変調時のコンスタレーションを復元する。以下に、信号処理回路１０の詳細な構成及び動作について説明する。
図３は本発明の第２の実施形態における信号処理回路１０の構成を示す図である。図３に示すように、信号処理回路１０は、光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２を備える。
また、光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２は、補償実行部１０１−１及び１０１−２をそれぞれ備える。さらに、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２のいずれか一方は、補償量推定部１００−１を備える。第２の実施形態においては、図３に示すように、光周波数偏差補償回路２１１−１が補償量推定部１００−１を備えている場合について説明する。
また、光位相偏差補償回路２０２−１は、補償実行部１０１−３及び補償量推定部１００−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償実行部１０１−４及び補償量推定部１００−４を備える。
偏波分離回路２００によって光搬送波の偏波ごとのデータに分離されたビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号としてそれぞれ光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２に入力される。光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２は、光送信器の光源と光受信機のローカル光との波長差（周波数差）によるコンスタレーションの回転を補償する。
光周波数偏差補償回路２１１−１が備える補償量推定部１００−１は、図８に示す位相補償量推定部１００と同様に、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。そして、補償量推定部１００−１は、光位相偏差から光周波数偏差を算出し、光周波数偏差を補償するための位相補償量を推定値として出力する。補償量推定部１００−１において、光位相偏差の変化を検出するためのアルゴリズムとして、Ｍ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを使用してもよい。補償実行部１０１−１及び１０１−２は、補償量推定部１００−１から出力された推定値に基づいて入力信号に位相回転を与えることで、光周波数偏差を補償する。
ここで、光周波数偏差補償回路２１１−１は、補償量推定部１００−１により推定された推定値を補償量実行部１０１−１及び１０１−２の両方に供給する。この点において、図３に示す信号処理回路１０は、図１１で説明した信号処理回路とは異なる構成を備えている。
光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２に入力される信号データは光受信機５２０において同一の時刻に受信されている。このため、それぞれの信号データの光周波数偏差はほぼ等しいと考えてよい。従って、一方の光周波数偏差補償回路の補償量推定部により推定された周波数偏差の推定値を他方の光周波数偏差補償回路の信号データの周波数偏差の補償にも適用してもよい。そして、補償量推定部１００−１により推定された推定値を補償量実行部１０１−１及び１０１−２の両方に供給することにより、他方の光周波数偏差を実用上問題ない精度で補償することが可能となる。すなわち、第２の実施形態の信号処理回路１０によれば、光周波数偏差補償回路２１１−２に補償量推定部を備える必要がない。その結果、第２の実施形態の信号処理回路１０は、信号処理回路において、補償量推定部１個に相当する回路規模を削減することが可能となる。
光周波数偏差が補償された信号データは、それぞれ光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に入力される。光位相偏差補償回路２０２−１は、補償実行部１０１−３及び補償量推定部１００−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償実行部１０１−４及び補償量推定部１００−４を備える。
光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の動作は、先に図８を用いて説明した補償回路２０１と同様である。すなわち、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償することができる。そして、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、入力された信号データの光周波数偏差及び光位相偏差が補償されたＸ偏波出力信号及びＹ偏波出力信号を出力する。
図４は、本発明の第２の実施形態の信号処理回路の変形例を示す図である。図４における信号処理回路１１は、図３における光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２の構成を、光位相偏差補償回路２１１−３及び２１１−４にも適用している。すなわち、信号処理回路１１は、一方の光位相偏差補償回路による補償量の推定値を他方の光位相偏差補償回路に供給する構成を備える。
図４において、信号処理回路１１は、図３における光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に代えて、光位相偏差補償回路２１１−３及び２１１−４を備える。光位相偏差補償回路２１１−３は、検出した光位相偏差の推定値を光位相偏差補償回路２１１−４に通知する。光位相偏差補償回路２１１−４は、光位相偏差補償回路２１１−３から通知された光位相偏差の推定値に基づいて光位相偏差を補償する。
このような構成を備える信号処理回路１１は、図３に示す信号処理回路１０と比較して、光位相偏差補償回路の規模をさらに補償量推定部１個分削減することが可能となるという効果を奏する。
以上説明したように、第２の実施形態及びその変形例の信号処理回路は、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する信号処理回路の回路規模を削減することが可能となるという効果を奏する。
なお、第２の実施形態において、信号処理回路１０は、補償量推定部１００−１のみを備える構成としてもよい。この場合、補償量推定部１００−１は、入力された信号データから、補償実行部１０１−２が用いる補償量を算出して出力する。
すなわち、補償量推定部１００−１には、位相変調された互いに直交する光搬送波をローカル光と混合して生成されたビート信号のうち、第１の信号データが入力されるように構成されてもよい。そして、補償量推定部１００−１は、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ及び第１の信号データ以外の信号データに位相回転を与えるための位相補償量の推定値を算出するようにしてもよい。
このように構成された信号処理回路１０は、１個の補償量推定部１００−１によって第１の信号データ及び第１の信号データ以外の信号データに位相回転を与えるための位相補償量の推定値を算出する。その結果、信号処理回路１０を補償量推定部１００−１飲みで構成した場合においても、信号処理回路１０は、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する信号処理回路の回路規模を削減することが可能となるという効果を奏する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１１年２月１７日に出願された日本出願特願２０１１−０３１６４７を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
以下に本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここで、図８〜図１０と同様の機能を備える部分には同一の参照符号を付与し、同一部分の説明は省略することがある。
図１２は、本発明の第１の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。図１２に示す光通信システム５００は、光送信機５１０と、光受信機５２０とを備える。
光送信機５１０は、互いに分離可能な偏波面を備える複数の光搬送波を、それぞれ異なるデータで位相変調して送信する。以下では、光送信機が互いに偏波面が直交する２個の光搬送波を送信する構成について説明する。
光受信機５２０は、光送信機５１０が送信した位相変調された光搬送波を受信するように配置されている。光受信機５２０は、フロントエンド部５３０、偏波分離回路２００及び信号処理回路２０を備える。フロントエンド部５３０は、９０度ハイブリッド５３２及びローカル光源５３３を備える。
このような構成を備える光受信機５２０は、光送信機５１０が送信した位相変調された光搬送波を受信する。そして、光受信機５２０は、受信した光搬送波を偏波分離回路２００において偏波分離し、分離した偏波ごとにコンスタレーションの補償を行う。
光受信機５２０において受信された光信号は、９０度ハイブリッド５３２においてローカル光源５３３から出力されるローカル光と混合されて４個のビート信号を生成する。これらのビート信号は、９０度ハイブリッドの互いに直交するそれぞれの偏波面に平行な光信号の実部と虚部に対応する。なお、位相変調された光信号をローカル光と混合してビート信号を発生させるためのフロントエンド部５３０の構成は光コヒーレント受信方式においては周知であるので、詳細な説明は省略する。
図１２に示した９０度ハイブリッド５３２が出力するＸ、Ｙ偏波の実部及び虚部に対応する４個のビート信号は、複素値の信号として偏波分離回路２００に入力される。
ここで、偏波多重光が９０度ハイブリッド５３２に入力される際に、偏波多重光の２つの光搬送波の偏波面と９０度ハイブリッド５３２が分離する偏波面とは一般的には一致しない。このため、それぞれのビート信号には偏波多重された２つの光搬送波の両方の信号データが含まれている。
偏波分離回路２００は、これらのビート信号を、光送信機において多重された光搬送波の偏波に対応する２つの信号データに分離する。そして、偏波分離回路２００は、光搬送波の偏波（Ｘ偏波及びＹ偏波）に対応して分離された信号データを、信号処理回路２０へ出力する。ここで、偏波分離回路２００は、偏波分離のためのアルゴリズムとして前述したＣＭＡを用いてもよい。
信号処理回路２０には、偏波分離回路２００で分離された信号データがＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として入力される。信号処理回路２０は、入力されたこれらの信号の位相を回転させることで光送信機５１０が送信した光搬送波とローカル光との周波数偏差及び位相偏差を補償し、変調時のコンスタレーションを復元する。以下に、信号処理回路２０の詳細な構成及び動作について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における信号処理回路２０の構成を示す図である。図１に示すように、信号処理回路２０は、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２、補償量解析部２０４を備える。
また、光周波数偏差補償回路２２１−１は、補償量推定部１００−１及び補償実行部１０１−１を備える。同様に、光周波数偏差補償回路２２１−２は、補償量推定部１００−２及び補償実行部１０１−２を備える。
また、光位相偏差補償回路２０２−１は、補償量推定部１００−３及び補償実行部１０１−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償量推定部１００−４及び補償実行部１０１−４を備える。
偏波分離回路２００によって光搬送波の偏波ごとの信号データに分離されたビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号としてそれぞれ光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２に入力される。光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２は、光送信機５１０が発生する光搬送波とローカル光源５３３が発生するローカル光との波長差（周波数差）によるコンスタレーションの回転を補償する。
光周波数偏差補償回路２２１−１が備える補償量推定部１００−１の構成及び作用は、図８に示す位相補償量推定部１００と同様である。すなわち、補償量推定部１００−１は、図８に示すように、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。そして、補償量推定部１００−１は、光周波数偏差補償回路２２１−２に入力される信号データの光位相偏差から光周波数偏差を算出する。そして、補償量推定部１００−１は、信号データの光周波数偏差を補償するための位相補償量を、推定値として算出する。補償量推定部１００−２も、補償量推定部１００−１と同様の手順で光周波数偏差補償回路２２１−２に入力される信号データの光周波数偏差を補償するための位相補償量を、推定値として算出する。
ここで、補償量推定部１００−１及び１００−２において、光位相偏差を検出するためのアルゴリズムとして、Ｍ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを使用してもよい。
補償量推定部１００−１及び１００−２により推定されたそれぞれの推定値は補償量解析部２０４に送られる。そして、補償量解析部２０４は、これらの推定値に基づいて新たな補償量を算出する。補償量解析部２０４は、算出した新たな補償量を補償実行部１０１−１及び１０１−２に対して出力する。
補償実行部１０１−１及び１０１−２は、このようにして算出された光周波数偏差の新たな補償量に基づいて、入力信号に位相回転を与えることで、光周波数偏差を補償する。
光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２に入力される信号データは光受信機において同一時刻に受信されている。従って、それらの光周波数偏差はほぼ同一であると考えてよい。しかし、補償量推定部１００−１及び１００−２が補償量を推定する際に、雑音などの影響で補償量の推定値に誤差が含まれる場合がある。補償量の推定値の誤差は補償実行部における位相の回転量に誤差を生じさせる。その結果、コンスタレーションが正しく補償されないことによって、シンボルを正しく復元できなくなる可能性がある。従って、補償量の推定値に含まれる誤差はできるだけ少ないことが好ましい。
補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２により推定された補償量に基づいて、位相の回転量を算出する。ここで、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２により推定された補償量のみならず、補償量を推定するのに用いられた信号データあるいは推定処理中に算出されたデータを任意に利用して位相の回転量を算出してもよい。
このように、信号処理回路２０は、補償量推定部１００−１及び１００−２におけるデータの双方に基づいて補償量解析部２０４が補償量を推定することで、雑音の影響を削減し、周波数偏差の補償量の推定精度を向上させることを可能とする。
補償量解析部２０４における最も簡単な補償量の推定方法として、補償量解析部２０４は補償量推定部１００−１及び１００−２の補償量の推定値を平均化する処理を行ってもよい。両者の信号に付加されている雑音成分は無相関であるので、平均化により雑音の影響が抑圧される。なお、補償量解析部２０４は平均化以外の手順により補償量を推定してもよい。
さらに、補償量解析部２０４における他の補償量の推定方法として、以下の方法を用いてもよい。すなわち、補償量解析部２０４は補償量推定部１００−１及び１００−２の補償量の推定値を監視する。そして、一方の補償量の推定値が、前回までの補償量の推定値及び他方の補償量の推定値の両方から大きく変動する挙動を示す場合には、前回までの補償量の推定値あるいは他方の補償量の推定値を優先して採用する処理を行ってもよい。補償量の推定値が不自然に大きく変動する挙動は、雑音によって周波数偏差の推定処理が失敗していることに起因する可能性が高い。そして、周波数偏差の推定処理の失敗により補償量の推定値にπ／２以上の変化が生じると、位相スリップと呼ばれるコンスタレーションの回転が生じることにより、以降のシンボル判定処理において誤りが生じる恐れがある。しかし、補償量解析部２０４において上記のように補償量の推定値を監視することにより、前述の位相スリップと呼ばれる現象を防止することが可能となる。
なお、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の動作は、先に図８を用いて説明した補償回路２０１と同様である。すなわち、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償することができる。そして、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、入力されたＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号の光周波数偏差及び光位相偏差が補償されたＸ偏波出力信号及びＹ偏波出力信号を出力する。
図２は、第１の実施形態の信号処理回路の第１の変形例を示す図である。図２における信号処理回路２１は、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２の構成を、光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４にも適用している。
図２における信号処理回路２１は、図１に示した信号処理回路２０と比較して、さらに補償量解析部２０５を備える。信号処理回路２１においては、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定されたそれぞれの位相補償量が補償量解析部２０５に送られる。そして、補償量解析部２０５により算出された新たな位相補償量が、補償実行部１０１−３及び１０１−４に供給される。
すなわち、図２における信号処理回路２１の光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４は、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定された双方の位相補償量の推定値に基づいて、新たな位相補償量を算出する。図１で示した光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の構成をこのように変更することにより、光位相偏差補償回路においても雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
図１４は、第１の実施形態の第２の変形例の信号処理回路を示す図である。図１４における信号処理回路２２は、図２で説明した信号処理回路２１において、光周波数偏差補償回路２２１−１及び２２１−２の構成を、図１１で説明した光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２で置き換えたものである。
図１４における信号処理回路２２は、図２に示した光位相偏差補償回路２２１−３及び２２１−４を備える。信号処理回路２２においては、図２に示した信号処理回路２１と同様に、光位相偏差補償回路における雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
すなわち、図１４における信号処理回路２２の補償量解析部２０５は、補償量推定部１００−３及び１００−４により推定された双方の位相補償量の推定値に基づいて、新たな位相補償量を算出する。図１に示した光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の構成をこのように変更することにより、光位相偏差補償回路において雑音の影響を削減し、位相偏差の補償量の推定精度を向上させることが可能となる。
ここで、図１で説明した補償量解析部２０４と同様に、信号処理回路２１及び２２が備える補償量解析部２０５における他の補償量の推定方法として以下の方法を用いてもよい。すなわち、補償量解析部２０５は補償量推定部１００−３及び１００−４の補償量の推定値を監視する。そして、一方の補償量の推定値が、前回までの補償量の推定値及び他方の補償量の推定値の両方から大きく変動する挙動を示す場合には、前回までの補償量の推定値あるいは他方の補償量の推定値を優先して採用する処理を行ってもよい。補償量解析部２０５において上記のように補償量の推定値を監視することにより、補償量解析部２０４と同様に、位相スリップを防止することが可能となる。
また、補償量解析部２０５は補償量推定部１００−３及び１００−４の補償量の推定値を平均化する処理を行ってもよい。両者の信号に付加されている雑音成分は無相関であるので、平均化により雑音の影響が抑圧される。あるいは、補償量解析部２０５は平均化以外の手順により補償量を推定してもよい。
このように、第１の実施の形態及びその第１及び第２の変形例によれば、雑音による影響を削減し、補償量の推定値を高精度化することが可能となる。その結果、光通信システムの伝送特性を向上させることが可能となる。
なお、第１の実施形態において、信号処理回路２０は、補償量推定部１００−１及び１００−２並びに補償量解析部２０４のみを備える構成としてもよい。そして、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２がそれぞれ推定した推定値に基づいて新たな位相補償量を算出するようにしてもよい。
すなわち、補償量推定部１００−１及び１００−２は、光搬送波の位相とローカル光の位相との差を示す位相偏差を信号データごとに推定する。ここでいう位相偏差とは、位相変調された複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された光搬送波に対応する各々の信号データに含まれる光搬送波の位相とローカル光の位相との差である。
そして、補償量解析部２０４は、補償量推定部１００−１及び１００−２が推定した複数の位相偏差に基づいて、光搬送波の位相とローカル光の位相との位相偏差を低減するように信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出するようにしてもよい。
信号処理回路２０をこのように構成することによっても、信号処理回路２０は、位相偏差の推定値の雑音による影響を削減し、位相補償量の算出値の精度を高めることを可能とするという効果が得られる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の信号処理回路について説明する。
先に説明した、特許文献１及び特許文献２に記載された技術には、以下に説明するように、回路規模が増大するという課題がある。
一般に、ＬＳＩを動作させるクロックの速度は数百ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度である。このため、光通信で用いられる例えば１００Ｇｂｐｓといった高速の信号をＬＳＩで処理するためには、ＬＳＩ内部の回路を並列化する必要がある。しかしながら、高速の信号を処理しようとすると回路の並列数が非常に大きくなるため、ＬＳＩの回路規模と消費電力が増大する。
また、偏波多重分離技術を用いた光通信システムにおいては、偏波多重分離技術を用いない場合と比べて信号処理のために単位時間当たりの演算量が２倍となるため、この点からもＬＳＩの回路規模が増大する。
第２の実施形態は、偏波多重分離光通信システムの回路規模を削減することが可能な信号処理回路、信号処理方法及び光受信機及び光通信システムを提供することを目的とする。
図１３は、本発明の第２の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。図１３に示す光通信システム６００は、光送信機６１０と、光受信機６２０とを備える。
光送信機６１０は、互いに分離可能な偏波面を備える複数の光搬送波を、それぞれ異なるデータで位相変調して送信する。以下では、光送信機が互いに偏波面が直交する２個の光搬送波を送信する構成について説明する。
光受信機６２０は、光送信機６１０が送信した位相変調された光搬送波を受信するように配置されている。光受信機６２０は、フロントエンド部６３０、偏波分離回路２００及び信号処理回路１０を備える。フロントエンド部６３０は、９０度ハイブリッド６３２及びローカル光源６３３を備える。
このような構成を備える光受信機６２０は、光送信機６１０が送信した位相変調された光搬送波を受信する。そして、光受信機６２０は、受信した光搬送波を偏波分離し、分離した偏波ごとにコンスタレーションの補償を行う。
光受信機６２０において受信された光信号は、偏波分離回路２００の前段に配置された光受信機のフロントエンド部６３０において、９０度ハイブリッド６３２で互いに直交するＸ、Ｙ偏波に偏波分離される。そして、分離されたそれぞれの光信号はローカル光と混合されて４個のビート信号を生成する。これらのビート信号は、９０度ハイブリッドの互いに直交するそれぞれの偏波面に平行な光信号の実部と虚部に対応する。なお、位相変調された光信号をローカル光と混合してビート信号を発生させるためのフロントエンド部６３０の構成は光コヒーレント受信方式においては周知であるので、詳細な説明は省略する。
９０度ハイブリッド６３２が出力するＸ、Ｙ偏波の実部及び虚部に対応する４個のビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として偏波分離回路２００に入力される。
ここで、偏波多重光が９０度ハイブリッド６３２に入力される際に、偏波多重光の２つの光搬送波の偏波面と９０度ハイブリッド６３２が分離する偏波面とは一般的には一致しない。このため、それぞれのビート信号には偏波多重された２つの光搬送波の両方の信号データが含まれている。
偏波分離回路２００は、これらのビート信号を、光送信機において多重された光搬送波の偏波に対応する２つの信号データに分離する。そして、偏波分離回路２００は、光搬送波の偏波（Ｘ偏波及びＹ偏波）に対応して分離された信号データを信号処理回路１０へ出力する。ここで、偏波分離回路２００は、偏波分離のためのアルゴリズムとして前述したＣＭＡを用いてもよい。
信号処理回路１０には、偏波分離回路２００で分離された信号データがＸ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号として入力される。信号処理回路２０は、入力されたこれらの信号の位相を回転させることで光送信機６１０が送信した光搬送波とローカル光との周波数偏差及び位相偏差を補償し、変調時のコンスタレーションを復元する。以下に、信号処理回路１０の詳細な構成及び動作について説明する。
図３は本発明の第２の実施形態における信号処理回路１０の構成を示す図である。図３に示すように、信号処理回路１０は、光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２を備える。
また、光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２は、補償実行部１０１−１及び１０１−２をそれぞれ備える。さらに、光周波数偏差補償回路２０１−１及び２０１−２のいずれか一方は、補償量推定部１００−１を備える。第２の実施形態においては、図３に示すように、光周波数偏差補償回路２１１−１が補償量推定部１００−１を備えている場合について説明する。
また、光位相偏差補償回路２０２−１は、補償実行部１０１−３及び補償量推定部１００−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償実行部１０１−４及び補償量推定部１００−４を備える。
偏波分離回路２００によって光搬送波の偏波ごとのデータに分離されたビート信号は、Ｘ偏波入力信号及びＹ偏波入力信号としてそれぞれ光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２に入力される。光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２は、光送信器の光源と光受信機のローカル光との波長差（周波数差）によるコンスタレーションの回転を補償する。
光周波数偏差補償回路２１１−１が備える補償量推定部１００−１は、図８に示す位相補償量推定部１００と同様に、位相誤差検出部１０２と、フィルタ部１０３と、位相補償量算出部１０４とを備える。そして、補償量推定部１００−１は、光位相偏差から光周波数偏差を算出し、光周波数偏差を補償するための位相補償量を推定値として出力する。補償量推定部１００−１において、光位相偏差の変化を検出するためのアルゴリズムとして、Ｍ−ｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを使用してもよい。補償実行部１０１−１及び１０１−２は、補償量推定部１００−１から出力された推定値に基づいて入力信号に位相回転を与えることで、光周波数偏差を補償する。
ここで、光周波数偏差補償回路２１１−１は、補償量推定部１００−１により推定された推定値を補償量実行部１０１−１及び１０１−２の両方に供給する。この点において、図３に示す信号処理回路１０は、図１１で説明した信号処理回路とは異なる構成を備えている。
光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２に入力される信号データは光受信機５２０において同一の時刻に受信されている。このため、それぞれの信号データの光周波数偏差はほぼ等しいと考えてよい。従って、一方の光周波数偏差補償回路の補償量推定部により推定された周波数偏差の推定値を他方の光周波数偏差補償回路の信号データの周波数偏差の補償にも適用してもよい。そして、補償量推定部１００−１により推定された推定値を補償量実行部１０１−１及び１０１−２の両方に供給することにより、他方の光周波数偏差を実用上問題ない精度で補償することが可能となる。すなわち、第２の実施形態の信号処理回路１０によれば、光周波数偏差補償回路２１１−２に補償量推定部を備える必要がない。その結果、第２の実施形態の信号処理回路１０は、信号処理回路において、補償量推定部１個に相当する回路規模を削減することが可能となる。
光周波数偏差が補償された信号データは、それぞれ光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に入力される。光位相偏差補償回路２０２−１は、補償実行部１０１−３及び補償量推定部１００−３を備える。光位相偏差補償回路２０２−２は、補償実行部１０１−４及び補償量推定部１００−４を備える。
光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２の動作は、先に図８を用いて説明した補償回路２０１と同様である。すなわち、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、例えば光送信機の光源の位相揺らぎ、あるいは光受信機のローカル光の位相揺らぎ等に起因するコンスタレーションのゆらぎを補償することができる。そして、光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２は、入力された信号データの光周波数偏差及び光位相偏差が補償されたＸ偏波出力信号及びＹ偏波出力信号を出力する。
図４は、本発明の第２の実施形態の信号処理回路の変形例を示す図である。図４における信号処理回路１１は、図３における光周波数偏差補償回路２１１−１及び２１１−２の構成を、光位相偏差補償回路２１１−３及び２１１−４にも適用している。すなわち、信号処理回路１１は、一方の光位相偏差補償回路による補償量の推定値を他方の光位相偏差補償回路に供給する構成を備える。
図４において、信号処理回路１１は、図３における光位相偏差補償回路２０２−１及び２０２−２に代えて、光位相偏差補償回路２１１−３及び２１１−４を備える。光位相偏差補償回路２１１−３は、検出した光位相偏差の推定値を光位相偏差補償回路２１１−４に通知する。光位相偏差補償回路２１１−４は、光位相偏差補償回路２１１−３から通知された光位相偏差の推定値に基づいて光位相偏差を補償する。
このような構成を備える信号処理回路１１は、図３に示す信号処理回路１０と比較して、光位相偏差補償回路の規模をさらに補償量推定部１個分削減することが可能となるという効果を奏する。
以上説明したように、第２の実施形態及びその変形例の信号処理回路は、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する信号処理回路の回路規模を削減することが可能となるという効果を奏する。
なお、第２の実施形態において、信号処理回路１０は、補償量推定部１００−１のみを備える構成としてもよい。この場合、補償量推定部１００−１は、入力された信号データから、補償実行部１０１−２が用いる補償量を算出して出力する。
すなわち、補償量推定部１００−１には、位相変調された互いに直交する光搬送波をローカル光と混合して生成されたビート信号のうち、第１の信号データが入力されるように構成されてもよい。そして、補償量推定部１００−１は、第１の信号データに基づいて、第１の信号データ及び第１の信号データ以外の信号データに位相回転を与えるための位相補償量の推定値を算出するようにしてもよい。
このように構成された信号処理回路１０は、１個の補償量推定部１００−１によって第１の信号データ及び第１の信号データ以外の信号データに位相回転を与えるための位相補償量の推定値を算出する。その結果、信号処理回路１０を補償量推定部１００−１飲みで構成した場合においても、信号処理回路１０は、光周波数偏差及び光位相偏差を補償する信号処理回路の回路規模を削減することが可能となるという効果を奏する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１１年２月１７日に出願された日本出願特願２０１１−０３１６４７を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
１０、１１、２０、２１、２２ 信号処理回路
１００、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４ 補償量推定部
１０１、１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４ 補償実行部
１０２ 位相誤差検出部
１０３ フィルタ部
１０４ 位相補償量算出部
２００ 偏波分離回路
２０１、３０１ 補償回路
２０１−１、２０１−２ 光周波数偏差補償回路
２０２−１、２０２−２、２１１−３、２１１−４、２２１−３、２２１−４ 光位相偏差補償回路
２０４ 補償量解析部
２１１−１、２１１−２、２２１−１、２２１−２ 光周波数偏差補償回路
５００、６００ 光通信システム
５１０、６１０ 光送信機
５２０、６２０ 光受信機
５３０、６３０ フロントエンド部
５３２、６３２ ９０度ハイブリッド
５３３、６３３ ローカル光源
１００、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４ 補償量推定部
１０１、１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４ 補償実行部
１０２ 位相誤差検出部
１０３ フィルタ部
１０４ 位相補償量算出部
２００ 偏波分離回路
２０１、３０１ 補償回路
２０１−１、２０１−２ 光周波数偏差補償回路
２０２−１、２０２−２、２１１−３、２１１−４、２２１−３、２２１−４ 光位相偏差補償回路
２０４ 補償量解析部
２１１−１、２１１−２、２２１−１、２２１−２ 光周波数偏差補償回路
５００、６００ 光通信システム
５１０、６１０ 光送信機
５２０、６２０ 光受信機
５３０、６３０ フロントエンド部
５３２、６３２ ９０度ハイブリッド
５３３、６３３ ローカル光源
Claims (12)
- 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を前記信号データごとに推定して推定値として出力する光周波数偏差推定手段と、
前記信号データごとに推定された複数の前記推定値に基づいて、前記周波数偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための補償量である周波数補償量を算出する光周波数偏差補償量解析手段と、
前記信号データに対して前記周波数補償量に相当する位相回転を与える光周波数偏差補償手段と、
前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の位相と前記ローカル光の位相との差を示す位相偏差を前記信号データごとに推定する光位相偏差推定手段と、
前記信号データに対して前記位相偏差に相当する位相回転を与える光位相偏差補償手段と、
を備える信号処理回路。 - 前記光周波数偏差補償量解析手段は、前記複数の前記推定値の平均値を前記周波数補償量として出力する、請求項１に記載された信号処理回路。
- 前記複数の推定値のいずれか一の推定値が、前記一の推定値の前回の推定値及び前記複数の推定値の残余の推定値のいずれよりも所定の値以上大きい場合には、前記前回の推定値あるいは前記残余の推定値のいずれかに基づいて前記周波数補償量を算出する、請求項１に記載された信号処理回路。
- 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を前記信号データごとに推定する光周波数偏差推定手段と、
前記信号データに対して前記周波数偏差に相当する位相回転を与える光周波数偏差補償手段と、
前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の位相と前記ローカル光の位相との差を示す位相偏差を前記信号データごとに推定して推定値として出力する光位相偏差推定手段と、
前記信号データごとに推定された複数の前記推定値に基づいて、前記位相偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段と、
前記信号データに対して前記位相補償量に相当する位相回転を与える光位相偏差補償手段と、
を備える信号処理回路。 - 前記光位相偏差補償量解析手段は、前記複数の前記推定値の平均値を前記位相補償量として出力する、請求項４に記載された信号処理回路。
- 前記複数の推定値のいずれか一の推定値が、前記一の推定値の前回の推定値及び前記複数の推定値の残余の推定値のいずれよりも所定の値以上大きい場合には、前記前回の推定値あるいは前記残余の推定値のいずれかに基づいて前記位相補償量を算出する、請求項４に記載された信号処理回路。
- 互いに分離可能な偏波を持つ、位相変調された複数の光搬送波を受信し、前記搬送波をローカル光と混合するとともに光電変換して生成された信号データを生成するフロントエンド部と、
前記フロントエンド部から出力された前記信号データを、前記分離可能な光搬送波の偏波ごとに分離する偏波分離部と、
前記偏波分離部から前記信号データが入力される、請求項１乃至６のいずれかに記載された信号処理回路と、を備える光受信機。 - 互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をそれぞれ位相変調して送信する光送信機と、
前記位相変調された前記光搬送波を受信するように配された請求項７に記載された光受信機と、を備える光通信システム。 - 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を前記信号データごとに推定し、
前記信号データごとに推定された複数の前記推定値に基づいて、前記周波数偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための補償量である周波数補償量を算出し、
前記信号データに対して前記周波数補償量に相当する位相回転を与え、
前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の位相と前記ローカル光の位相との差を示す位相偏差を前記信号データごとに推定し、
前記信号データに対して前記位相偏差に相当する位相回転を与える、
信号処理方法。 - 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データに含まれる前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との差を示す周波数偏差を前記信号データごとに推定し、
前記信号データに対して前記周波数偏差に相当する位相回転を与え、
前記入力された各々の前記信号データに含まれる前記光搬送波の位相と前記ローカル光の位相との差を示す位相偏差を前記信号データごとに推定して推定値として出力し、
前記信号データごとに推定された複数の前記推定値に基づいて、前記位相偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための補償量である位相補償量を算出し、
前記信号データに対して前記位相補償量に相当する位相回転を与える、
信号処理方法。 - 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データが入力され、前記入力された各々の前記信号データのうち、第１の信号データに基づいて、前記第１の信号データ以外の前記信号データに対して前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との周波数偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する光位相偏差補償量解析手段を備える、信号処理回路。
- 位相変調された、互いに分離可能な偏波を持つ複数の光搬送波をローカル光と混合して生成された前記偏波それぞれに対応した複数の信号データのうち、第１の信号データに基づいて、前記第１の信号データ以外の前記信号データに対して前記光搬送波の周波数と前記ローカル光の周波数との位相偏差を低減するように前記信号データに位相回転を与えるための位相補償量を算出する、信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012558050A JP5327397B2 (ja) | 2011-02-17 | 2012-02-16 | 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011031647 | 2011-02-17 | ||
| JP2011031647 | 2011-02-17 | ||
| PCT/JP2012/054335 WO2012111847A1 (ja) | 2011-02-17 | 2012-02-16 | 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム |
| JP2012558050A JP5327397B2 (ja) | 2011-02-17 | 2012-02-16 | 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5327397B2 true JP5327397B2 (ja) | 2013-10-30 |
| JPWO2012111847A1 JPWO2012111847A1 (ja) | 2014-07-07 |
Family
ID=46672751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012558050A Active JP5327397B2 (ja) | 2011-02-17 | 2012-02-16 | 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8705987B2 (ja) |
| EP (1) | EP2677673B1 (ja) |
| JP (1) | JP5327397B2 (ja) |
| CN (1) | CN103339883A (ja) |
| WO (1) | WO2012111847A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9608732B2 (en) * | 2012-02-21 | 2017-03-28 | Nec Corporation | Optical transmitter, optical communication system, and optical communication method |
| US8886058B2 (en) * | 2012-06-04 | 2014-11-11 | Cisco Technology, Inc. | Cycle slip reduction in coherent optical communications |
| JP5859410B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2016-02-10 | 日本電信電話株式会社 | デジタルコヒーレント受信機 |
| EP2930867B1 (en) * | 2013-01-25 | 2019-04-24 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Light-receiving device and phase cycle slip reduction method |
| US9831956B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-11-28 | Nec Corporation | Signal processing device and signal processing method |
| JP6131659B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2017-05-24 | 富士通株式会社 | 光受信器および周波数オフセット補正方法 |
| US9913234B2 (en) | 2013-08-21 | 2018-03-06 | Nec Corporation | Frequency deviation compensation scheme, frequency deviation compensation method, and storage medium |
| JP6380403B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2018-08-29 | 日本電気株式会社 | 搬送波周波数偏差推定装置および搬送波周波数偏差推定方法 |
| JP6519479B2 (ja) | 2013-11-15 | 2019-05-29 | 日本電気株式会社 | 周波数偏差補償方式および周波数偏差補償方法 |
| US9270383B2 (en) * | 2014-03-31 | 2016-02-23 | Infinera Corporation | Frequency and phase compensation for modulation formats using multiple sub-carriers |
| CN104980379B (zh) * | 2014-04-11 | 2018-06-08 | 富士通株式会社 | 非线性失真的估计装置、方法以及接收机 |
| WO2016161638A1 (zh) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | 华为技术有限公司 | 一种相干光源频偏估计和补偿的相干接收机、方法和系统 |
| CN106330322B (zh) * | 2015-06-30 | 2019-02-05 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 频偏相偏处理方法及装置 |
| WO2018072169A1 (zh) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 富士通株式会社 | 光调制器直流偏置的估计方法、装置以及接收机 |
| CN108076002B (zh) * | 2016-11-10 | 2020-11-03 | 富士通株式会社 | 偏置漂移补偿装置、接收信号恢复装置以及接收机 |
| WO2019043856A1 (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-07 | 三菱電機株式会社 | 光送受信装置および光送受信方法 |
| GB2602353B (en) * | 2020-12-24 | 2023-09-13 | Toshiba Kk | Optical system and method |
| GB2605392B (en) | 2021-03-30 | 2023-12-06 | Toshiba Kk | Optical system and method |
| CN119154961B (zh) * | 2024-09-24 | 2025-03-07 | 北京红山信息科技研究院有限公司 | 一种单载波毫米波传输的频偏估计结构及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010028470A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受信装置、補償演算回路、および受信方法 |
| JP2011009956A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Fujitsu Ltd | デジタルコヒーレント受信器 |
| JP2011228819A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Fujitsu Ltd | デジタルコヒーレント受信器および受信方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7606498B1 (en) * | 2005-10-21 | 2009-10-20 | Nortel Networks Limited | Carrier recovery in a coherent optical receiver |
| CN101442364B (zh) * | 2007-11-19 | 2011-10-19 | 富士通株式会社 | 光相干接收机、光相干接收机用频差估计装置及方法 |
| CN101453269B (zh) * | 2007-11-30 | 2012-01-04 | 富士通株式会社 | 频差补偿装置和方法、光相干接收机 |
| EP2086130B1 (en) * | 2008-01-29 | 2013-01-09 | Alcatel Lucent | Combined phase and polarization modulation for optical communication |
| JP5099506B2 (ja) | 2008-02-18 | 2012-12-19 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 光ｑａｍ信号の復調方法，及び復調装置 |
| JP5407403B2 (ja) | 2009-02-18 | 2014-02-05 | 富士通株式会社 | 信号処理装置および光受信装置 |
| WO2010108334A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for equalizing chromatic dispersion and digital coherent optical receiver |
| JP5026477B2 (ja) | 2009-07-30 | 2012-09-12 | 小野谷機工株式会社 | タイヤ上ビードの取外し方法及びその装置 |
| CN101800604B (zh) * | 2010-01-11 | 2012-06-27 | 张胜利 | 光相干接收系统及其方法 |
| CN101895499B (zh) * | 2010-06-30 | 2014-11-19 | 北京邮电大学 | 用恒定转动符号训练序列解偏振复用的方法 |
-
2012
- 2012-02-16 CN CN2012800063565A patent/CN103339883A/zh active Pending
- 2012-02-16 US US13/990,603 patent/US8705987B2/en active Active
- 2012-02-16 EP EP12746861.9A patent/EP2677673B1/en active Active
- 2012-02-16 JP JP2012558050A patent/JP5327397B2/ja active Active
- 2012-02-16 WO PCT/JP2012/054335 patent/WO2012111847A1/ja not_active Ceased
-
2014
- 2014-02-28 US US14/193,020 patent/US9246600B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010028470A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受信装置、補償演算回路、および受信方法 |
| JP2011009956A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Fujitsu Ltd | デジタルコヒーレント受信器 |
| JP2011228819A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Fujitsu Ltd | デジタルコヒーレント受信器および受信方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2677673A1 (en) | 2013-12-25 |
| WO2012111847A1 (ja) | 2012-08-23 |
| US9246600B2 (en) | 2016-01-26 |
| EP2677673A4 (en) | 2017-07-05 |
| US8705987B2 (en) | 2014-04-22 |
| EP2677673B1 (en) | 2023-06-14 |
| US20130251369A1 (en) | 2013-09-26 |
| JPWO2012111847A1 (ja) | 2014-07-07 |
| US20140178081A1 (en) | 2014-06-26 |
| CN103339883A (zh) | 2013-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5327397B2 (ja) | 信号処理回路、信号処理方法、光受信機及び光通信システム | |
| JP5000727B2 (ja) | コヒーレント光受信器における適応偏光追跡および等化 | |
| JP6104948B2 (ja) | 直交振幅変調システムにおけるブラインド等化およびキャリア位相復元のためのシステムおよび方法 | |
| US8406635B2 (en) | Optical communication system and optical receiver | |
| JP5601205B2 (ja) | 光受信器および光通信システム | |
| JP5704077B2 (ja) | 位相偏差・搬送波周波数偏差補償装置および位相偏差・搬送波周波数偏差補償方法 | |
| JPWO2012060052A1 (ja) | コヒーレント光受信装置、システムおよび方法 | |
| US9240858B2 (en) | Optical communication system, optical communication method, optical communication device, and method and program for controlling the same | |
| JP6107807B2 (ja) | 光送信器、光通信システム、および光通信方法 | |
| KR20120029618A (ko) | 광 코히어런트 수신기 및 그의 광신호 처리 방법 | |
| JP4730560B2 (ja) | 光伝送システム、光伝送方法及び光送信装置 | |
| EP3316500A1 (en) | Optical transmitter, optical receiver, optical transmission system, and optical transmission method | |
| US20180294880A1 (en) | System and method for coherent detection with digital signal procession | |
| WO2013136716A1 (ja) | 光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償装置および光位相偏差・光搬送波周波数偏差補償方法 | |
| JP6609864B2 (ja) | 高周波変調信号発生装置及び位相揺らぎ抑制方法 | |
| JP6061514B2 (ja) | 光送受信システム及び光伝送方法 | |
| CN111095823B (zh) | 光收发装置和光收发方法 | |
| JP2015162723A (ja) | 光送信機、光受信機、光送信方法及び光受信方法 | |
| Schmogrow | Real-time digital signal processing for software-defined optical transmitters and receivers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130625 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130708 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5327397 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |