JP5523591B2 - 光受信器、非線形等化回路及びデジタル信号処理回路 - Google Patents
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- 受信光信号と同一の中心波長で発振する光信号を生成する局部発振光源と、
前記受信光信号と前記局部発振光源から出力される光信号とを混合する偏波ダイバーシチ型の光90度ハイブリッド回路と、
前記光90度ハイブリッド回路から出力される4対の光信号を検波する4つのバランス型の光子検出器と、
前記4つの光子検出器から出力される4つの電気信号をアナログデジタル変換する4つのアナログデジタル変換器と、
前記4つのアナログデジタル変換器に接続されたデジタル信号処理集積回路とを備えた光受信器であって、
前記デジタル信号処理集積回路は、
4つのデジタル信号に対して、光伝送路の波長分散を補償する波長分散補償回路と、
4つのデジタル信号に対して、非線形等化デジタル信号処理を適用する非線形等化回路と、
4つのデジタル信号に対して、伝送路の偏波モード分散を補償し、偏波多重信号を分離する適応等化回路と、
4つのデジタル信号に対して、前記受信光信号と前記局部発振光源から出力される光信号との間の中心周波数差を補償する搬送波周波数オフセット補償回路と、
4つのデジタル信号に対して、前記受信光信号と前記局部発振光源から出力される光信号との間の光位相差を補償する搬送波位相オフセット補償回路とを少なくとも含み、
前記非線形等化回路は、
N段(N≧1)のデジタル信号処理回路で構成され、
前記N段のデジタル信号処理回路のうち、m段目のデジタル信号処理回路は、
入力する第1の複素デジタル信号系列dx[m,i]に対し、伝達関数Hpre,x[m](f)の線形歪みを付加する第1の線形歪み付加部と、
入力する第2の複素デジタル信号系列dy[m,i]に対し、伝達関数Hpre,y[m](f)の線形歪みを付加する第2の線形歪み付加部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Px[m,i]を計算する第1の電力計算部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Py[m,i]を計算する第2の電力計算部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]=αxx[−a]Px[m,i−a]+αxx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αxx[0]Px[m,i]+・・・+αxx[b]Px[m,i+b]を計算する第1の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]=αxy[−a]Py[m,i−a]+αxy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αxy[0]Py[m,i]+・・・+αxy[b]Py[m,i+b]を計算する第2の重み付け平均部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]=αyx[−a]Px[m,i−a]+αyx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αyx[0]Px[m,i]+・・・+αyx[b]Px[m,i+b]を計算する第3の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]=αyy[−a]Py[m,i−a]+αyy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αyy[0]Py[m,i]+・・・+αyy[b]Py[m,i+b]を計算する第4の重み付け平均部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]に第1の効率γxxを乗算して位相回転量φxx[m,i]=γxx[m,i]Pavg,xx[m,i]を生成する第1の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]に第2の効率γxyを乗算して位相回転量φxy[m,i]=γxy[m,i]Pavg,xy[m,i]を生成する第2の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]に第3の効率γyxを乗算して位相回転量φyx[m,i]=γyx[m,i]Pavg,yx[m,i]を生成する第3の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]に第4の効率γyyを乗算して位相回転量φyy[m,i]=γyy[m,i]Pavg,yy[m,i]を生成する第4の位相回転量生成部と、
前記位相回転量φxx[m,i]とφxy[m,i]とを加算して複素位相回転量φx[m,i]=φxx[m,i]+φxy[m,i]を計算する第1の加算部と、
前記位相回転量φyx[m,i]とφyy[m,i]とを加算して複素位相回転量φy[m,i]=φyx[m,i]+φyy[m,i]を計算する第2の加算部と、
前記複素位相回転量φx[m,i]を複素信号exp(−jφx[m,i])に変換する第1の複素位相回転用信号生成部と、
前記複素位相回転量φy[m,i]を複素信号exp(−jφy[m,i])に変換する第2の複素位相回転用信号生成部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφx[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第1の複素位相回転部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφy[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第2の複素位相回転部と、
前記第1の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,x[m](f)の逆関数Hpre,x[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,x[m]*(f)を伝達関数Hpost,x[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第1の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第1の線形歪み除去部と、
前記第2の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,y[m](f)の逆関数Hpre,y[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,y[m]*(f)を伝達関数Hpost,y[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第2の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第2の線形歪み除去部とを有する、
光受信器。 - 前記非線形等化回路は、
N段(N≧2)のデジタル信号処理回路で構成され、
前記N段のデジタル信号処理回路のうち、m(m<N)段目のデジタル信号処理回路は、
伝達関数Hpost,z[m](f)とHpre,z[m+1](f)で表される2つの線形フィルタ(z∈{x,y})を、単一の線形フィルタHjoint,z[m:m+1](f)として実現する
請求項1記載の光受信器。 - N段(N≧1)のデジタル信号処理回路で構成された非線形等化回路であって、
前記N段のデジタル信号処理回路のうち、m段目のデジタル信号処理回路は、
入力する第1の複素デジタル信号系列dx[m,i]に対し、伝達関数Hpre,x[m](f)の線形歪みを付加する第1の線形歪み付加部と、
入力する第2の複素デジタル信号系列dy[m,i]に対し、伝達関数Hpre,y[m](f)の線形歪みを付加する第2の線形歪み付加部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Px[m,i]を計算する第1の電力計算部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Py[m,i]を計算する第2の電力計算部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]=αxx[−a]Px[m,i−a]+αxx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αxx[0]Px[m,i]+・・・+αxx[b]Px[m,i+b]を計算する第1の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]=αxy[−a]Py[m,i−a]+αxy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αxy[0]Py[m,i]+・・・+αxy[b]Py[m,i+b]を計算する第2の重み付け平均部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]=αyx[−a]Px[m,i−a]+αyx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αyx[0]Px[m,i]+・・・+αyx[b]Px[m,i+b]を計算する第3の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]=αyy[−a]Py[m,i−a]+αyy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αyy[0]Py[m,i]+・・・+αyy[b]Py[m,i+b]を計算する第4の重み付け平均部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]に第1の効率γxxを乗算して位相回転量φxx[m,i]=γxx[m,i]Pavg,xx[m,i]を生成する第1の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]に第2の効率γxyを乗算して位相回転量φxy[m,i]=γxy[m,i]Pavg,xy[m,i]を生成する第2の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]に第3の効率γyxを乗算して位相回転量φyx[m,i]=γyx[m,i]Pavg,yx[m,i]を生成する第3の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]に第4の効率γyyを乗算して位相回転量φyy[m,i]=γyy[m,i]Pavg,yy[m,i]を生成する第4の位相回転量生成部と、
前記位相回転量φxx[m,i]とφxy[m,i]とを加算して複素位相回転量φx[m,i]=φxx[m,i]+φxy[m,i]を計算する第1の加算部と、
前記位相回転量φyx[m,i]とφyy[m,i]とを加算して複素位相回転量φy[m,i]=φyx[m,i]+φyy[m,i]を計算する第2の加算部と、
前記複素位相回転量φx[m,i]を複素信号exp(−jφx[m,i])に変換する第1の複素位相回転用信号生成部と、
前記複素位相回転量φy[m,i]を複素信号exp(−jφy[m,i])に変換する第2の複素位相回転用信号生成部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφx[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第1の複素位相回転部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφy[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第2の複素位相回転部と、
前記第1の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,x[m](f)の逆関数Hpre,x[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,x[m]*(f)を伝達関数Hpost,x[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第1の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第1の線形歪み除去部と、
前記第2の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,y[m](f)の逆関数Hpre,y[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,y[m]*(f)を伝達関数Hpost,y[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第2の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第2の線形歪み除去部とを有する、
非線形等化回路。 - N段(N≧2)のデジタル信号処理回路で構成された非線形等化回路であって、
前記N段のデジタル信号処理回路のうち、m(m<N)段目のデジタル信号処理回路は、
伝達関数Hpost,z[m](f)とHpre,z[m+1](f)で表される2つの線形フィルタ(z∈{x,y})を、単一の線形フィルタHjoint,z[m:m+1](f)として実現する
請求項3記載の非線形等化回路。 - 入力する第1の複素デジタル信号系列dx[m,i]に対し、伝達関数Hpre,x[m](f)の線形歪みを付加する第1の線形歪み付加部と、
入力する第2の複素デジタル信号系列dy[m,i]に対し、伝達関数Hpre,y[m](f)の線形歪みを付加する第2の線形歪み付加部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Px[m,i]を計算する第1の電力計算部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列の絶対値の二乗である、電力Py[m,i]を計算する第2の電力計算部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]=αxx[−a]Px[m,i−a]+αxx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αxx[0]Px[m,i]+・・・+αxx[b]Px[m,i+b]を計算する第1の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]=αxy[−a]Py[m,i−a]+αxy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αxy[0]Py[m,i]+・・・+αxy[b]Py[m,i+b]を計算する第2の重み付け平均部と、
前記電力Px[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]=αyx[−a]Px[m,i−a]+αyx[−a+1]Px[m,i−a+1]+・・・+αyx[0]Px[m,i]+・・・+αyx[b]Px[m,i+b]を計算する第3の重み付け平均部と、
前記電力Py[m,i]の重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]=αyy[−a]Py[m,i−a]+αyy[−a+1]Py[m,i−a+1]+・・・+αyy[0]Py[m,i]+・・・+αyy[b]Py[m,i+b]を計算する第4の重み付け平均部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xx[m,i]に第1の効率γxxを乗算して位相回転量φxx[m,i]=γxx[m,i]Pavg,xx[m,i]を生成する第1の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,xy[m,i]に第2の効率γxyを乗算して位相回転量φxy[m,i]=γxy[m,i]Pavg,xy[m,i]を生成する第2の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yx[m,i]に第3の効率γyxを乗算して位相回転量φyx[m,i]=γyx[m,i]Pavg,yx[m,i]を生成する第3の位相回転量生成部と、
前記重み付け平均電力Pavg,yy[m,i]に第4の効率γyyを乗算して位相回転量φyy[m,i]=γyy[m,i]Pavg,yy[m,i]を生成する第4の位相回転量生成部と、
前記位相回転量φxx[m,i]とφxy[m,i]とを加算して複素位相回転量φx[m,i]=φxx[m,i]+φxy[m,i]を計算する第1の加算部と、
前記位相回転量φyx[m,i]とφyy[m,i]とを加算して複素位相回転量φy[m,i]=φyx[m,i]+φyy[m,i]を計算する第2の加算部と、
前記複素位相回転量φx[m,i]を複素信号exp(−jφx[m,i])に変換する第1の複素位相回転用信号生成部と、
前記複素位相回転量φy[m,i]を複素信号exp(−jφy[m,i])に変換する第2の複素位相回転用信号生成部と、
線形歪みを付加された前記第1の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφx[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第1の複素位相回転部と、
線形歪みを付加された前記第2の複素デジタル信号系列に前記複素信号exp(−jφy[m,i])を乗算することで複素位相回転を与える第2の複素位相回転部と、
前記第1の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,x[m](f)の逆関数Hpre,x[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,x[m]*(f)を伝達関数Hpost,x[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第1の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第1の線形歪み除去部と、
前記第2の複素位相回転部により複素位相回転を与えられた複素デジタル信号に対して前記線形な波形歪みの伝達関数Hpre,y[m](f)の逆関数Hpre,y[m]-1(f)もしくは複素共役関数Hpre,y[m]*(f)を伝達関数Hpost,y[m](f)として有する波形歪みを付加することで、前記第2の線形歪み付加部における波形歪みを除去する第2の線形歪み除去部と
を有するデジタル信号処理回路。
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