JP5635923B2 - Optical signal quality monitoring apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、偏波多重された光信号の品質管理を行うための光信号品質監視装置及び方法に係り、特に、X及びY偏波のCSR(Carrier to Signal Ratio)またはX−Y偏波間のPDL(Polarization Dependent Loss)をモニタするための光信号品質監視装置及び方法に関する。 The present invention relates to an optical signal quality monitoring apparatus and method for performing quality control of polarization multiplexed optical signals, and more particularly, between X and Y polarization CSR (Carrier to Signal Ratio) or XY polarization. The present invention relates to an optical signal quality monitoring apparatus and method for monitoring PDL (Polarization Dependent Loss).
近年マルチメディアサービスの普及とICT (Information and Communication Technology)サービスの利用拡大に伴って基幹ネットワークを流れるトラフィックは年々増加の一途をたどっている。増加し続けるトラフィックをドライブする次世代の光通信技術としてデジタルコヒーレント技術が現在注目を浴びている。すでに商用化されている40 Gbps WDM (Wavelength Division Multiplexing)システムでは伝送路中に発生する光信号の歪みを補正するため、分散マネージメントや分散補償器などが広く用いられている。しかしながら100 Gbps超級のシステムではタイムスロットが狭くなり相対的な影響が大きくなるため、従来の分散補償技術では補償量及び補償精度に限界があった。そのため前記デジタルコヒーレント技術を導入することで、デジタル信号処理による伝送路中の歪みを推定及び補正することで高精度かつ広範囲の分散補償を行うことが可能になった。また前記デジタルコヒーレント技術を用いることで位相推定、偏波分離を信号処理により行うことが可能になったため、従来実現が困難であった多値変調や偏波多重などといった技術が広く用いられるようになった。次期100 GbpsシステムではDP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying)やDP-DQPSK (Dual Polarization Differential Quadrature Phase Shift Keying)といった多値変調と偏波多重の組み合わせを用いることにより、シンボルレートを抑えつつ100 Gbpsクラスの伝送を可能にしている。DP-QPSKの場合、4相の位相状態によって示される2ビットの情報を直交する偏波に載せて伝送するため、シンボルレートは25 Gbpsとなり、光及び電気部品に必要な帯域を低減し、波長分散、偏波モード分散等の各種伝送制限要因に対する耐力を向上させることが可能である。 In recent years, with the spread of multimedia services and the expansion of the use of ICT (Information and Communication Technology) services, traffic flowing through backbone networks has been increasing year by year. Digital coherent technology is currently attracting attention as the next generation optical communication technology that drives the ever-increasing traffic. In a 40 Gbps WDM (Wavelength Division Multiplexing) system that has already been commercialized, dispersion management, a dispersion compensator, and the like are widely used to correct distortion of an optical signal generated in a transmission path. However, since the time slot becomes narrow and the relative influence becomes large in a system exceeding 100 Gbps, the conventional dispersion compensation technique has a limit in the compensation amount and the compensation accuracy. Therefore, by introducing the digital coherent technology, it is possible to perform dispersion compensation with high accuracy and wide range by estimating and correcting distortion in the transmission path due to digital signal processing. In addition, phase estimation and polarization separation can be performed by signal processing by using the digital coherent technology, so that technologies such as multilevel modulation and polarization multiplexing, which have been difficult to realize in the past, are widely used. became. The next 100 Gbps system uses a combination of multi-level modulation and polarization multiplexing, such as DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying) and DP-DQPSK (Dual Polarization Differential Quadrature Phase Shift Keying). Gbps class transmission is possible. In the case of DP-QPSK, since the 2-bit information indicated by the four-phase phase state is transmitted on orthogonal polarization, the symbol rate is 25 Gbps, reducing the bandwidth required for optical and electrical components, and reducing the wavelength It is possible to improve the tolerance to various transmission limiting factors such as dispersion and polarization mode dispersion.
一方で直交する2つの偏波に信号を乗せ伝送させた場合、偏波状態に依存する損失(PDL : Polarization Dependent Loss)が伝送路内で生じる。直交する同一周波数のキャリア光に信号を重畳し伝送するため、各偏波が受けるPDLを光の領域で測定すること困難である。しかしながら今後100 Gbpsシステムの実用化に向け、PDLに起因する伝送品質の劣化や故障の切り分けを行う必要がある。 On the other hand, when signals are transmitted with two orthogonal polarizations, a loss (PDL: Polarization Dependent Loss) depending on the polarization state occurs in the transmission path. Since signals are superimposed on the orthogonal carrier light having the same frequency and transmitted, it is difficult to measure the PDL received by each polarization in the light region. However, it is necessary to isolate transmission quality degradation and failure caused by PDL for practical application of 100 Gbps systems in the future.
従来技術では、キャリア光の周波数を偏波チャンネルごとに異なる周波数で変調することにより、受信側にてデータ変調光信号の変調帯域幅内の全域にわたって、単位光周波数ごとの強度を抽出することによって各偏波の品質をモニタリングしている。また、各偏波に異なる周波数でトーン変調をかけ、受信装置にてO/E変換後トーン変調の周波数に対応したスペクトル成分をフィルタ等で切り出すことにより各偏波の強度をそれぞれ測定する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 In the prior art, by modulating the frequency of the carrier light at a different frequency for each polarization channel, the receiving side extracts the intensity for each unit optical frequency over the entire area within the modulation bandwidth of the data modulated optical signal. The quality of each polarization is monitored. Also, there is a method of measuring the intensity of each polarization by applying tone modulation to each polarization at a different frequency and cutting out the spectrum component corresponding to the frequency of tone modulation after O / E conversion by a receiving device. Yes (see, for example, Patent Document 1).
従来技術ではキャリア光の周波数を偏波チャンネルごとに異なる周波数で変調しているため、偏波チャネルごとに異なる周波数で変調が可能な変調器が必要になる。また通常の偏波多重信号は同一周波数でそれぞれの偏波チャネルが変調されるため、提案されている構成をそのまま通常のシステムに適用することはできない。また前記特許文献1の技術では送信側にて伝送する信号にトーン変調を重畳するため伝送信号にペナルティが発生してしまう。ここで、ペナルティとは、Back-to-Back信号と比べてトーン変調後の信号がどれだけ劣化しているのかを示すものである。また、上記の特許文献1の光信号品質モニタはトーン変調用の変調器を別途各偏波に対して備える必要があるため、小型化及び省電力化といった点で課題が残る。
In the prior art, since the frequency of the carrier light is modulated with a different frequency for each polarization channel, a modulator capable of modulating with a different frequency for each polarization channel is required. Further, since each polarization channel is modulated at the same frequency in a normal polarization multiplexed signal, the proposed configuration cannot be applied to a normal system as it is. Further, in the technique disclosed in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、同一周波数のキャリア光及び同一のシンボルレートをもつ信号に対して各偏波信号の品質を測定し、かつ、外部変調器を必要としない簡易な構成で上記光信号品質のモニタリングを行うことが可能な光信号品質監視装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, measures the quality of each polarization signal for signals having the same frequency carrier light and the same symbol rate, and requires an external modulator. It is an object of the present invention to provide an optical signal quality monitoring apparatus and method capable of monitoring the optical signal quality with a simple configuration.
上記の課題を解決するため、本発明は、偏波多重された信号の品質を監視する光信号品質監視装置であって、
送信側に、
X偏波、Y偏波で異なる周期パターンを有するトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成手段と、
前記トレーニング信号が付与された偏波多重信号を送出する送信手段と、を有し、
受信側に、
前記送信手段から受信した信号を特定の偏波に分離する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段で偏波分離された光信号の増幅を行う光増幅手段と、
前記光増幅手段の増幅率を決定する制御手段と、
前記光増幅手段から出力された信号のX偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワー、Y偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワーを測定する第1及び第2のパワー測定手段と、
を有し、
前記トレーニング信号生成手段は、
キャリア光のパワー(Pc)に対する信号パワー(Ps)の比(CSR:Carrier to Signal Ratio)に基づいて前記トレーニング信号を生成する手段を含み、
前記第1及び第2のパワー測定手段は、
光軸に対してX偏波のなす角をθ、X偏波の特定の周波数帯域のパワーをX 0 、Y偏波のなす角をγ、Y偏波の特定の周波数帯域のパワーをY 0 とし、増幅前のX偏波のX軸成分のパワーをXo_X、Y軸成分のパワーをXo_Y、Y偏波のX軸成分のパワーをYo_X、Y軸成分のパワーをYo_Yとし、
前記制御手段は、
前記第1及び前記第2のパワー測定手段でそれぞれ測定された増幅後のX偏波の特定の周波数帯域のパワーα(X 0_X +Y 0_X )、増幅後のY偏波の特定の周波数帯域のパワーβ(X 0_Y +Y 0_Y )に基づいて、
On the sending side,
Training signal generating means for generating training signals having different periodic patterns in X polarization and Y polarization;
Transmitting means for transmitting a polarization multiplexed signal to which the training signal is attached,
On the receiving side,
Polarization separation means for separating the signal received from the transmission means into a specific polarization;
An optical amplification means for amplifying the optical signal polarized by the polarization separation means;
Control means for determining an amplification factor of the optical amplification means;
With the periodic pattern of the training signal X polarization of the signal output from the optical amplifying means, a particular frequency band of the power, with the periodic pattern of the training signal Y polarization, measuring the power of a specific frequency band First and second power measuring means to perform,
Have
The training signal generation means includes
Means for generating the training signal based on a ratio of signal power (Ps) to carrier light power (Pc) (CSR: Carrier to Signal Ratio);
The first and second power measuring means include
The angle formed by the X polarization with respect to the optical axis is θ, the power in the specific frequency band of the X polarization is X 0 , the angle formed by the Y polarization is γ, and the power in the specific frequency band of the Y polarization is Y 0 X-axis component power before amplification is X o_X , Y-axis component power is X o_Y , Y-polarization X-axis component power is Y o_X , Y-axis component power is Y o_Y ,
The control means includes
The first and the second power of a specific frequency band of X polarized waves amplified measured respectively by the power measuring means α (X 0_X + Y 0_X) , in a specific frequency band of Y polarized wave of the amplified Based on power β (X 0_Y + Y 0_Y ) ,
上記のような構成とすることにより、同一周波数のキャリア光及び同一のシンボルレートをもつ信号に対して、各偏波信号の品質を測定し、かつ、外部変調器を必要としないため、簡易な構成で光信号の品質を監視することが可能となる。 With the above configuration, the quality of each polarization signal is measured for signals having the same frequency carrier light and the same symbol rate, and no external modulator is required. The quality of the optical signal can be monitored by the configuration.
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態における光品質監視装置の構成を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration of a light quality monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
同図に示す光品質監視装置は、送信側にトレーニング信号生成部10、送信部20が、受信側に偏波分離部30、第1のパワー測定部41、第2のパワー測定部42が備えられている。
The optical quality monitoring apparatus shown in the figure includes a training
送信側のトレーニング信号生成部10では偏波多重される信号にそれぞれ異なる周期のトレーニング信号を生成する。送信部20にて前記トレーニング信号を偏波多重される信号に付与し、光信号を送出する。モニタを行う受信側では、偏波多重された光信号を偏波分離部30にて特定の偏波成分に分離し、分離された偏波成分のパワーをそれぞれ第1及び第2のパワー測定部41、42にて測定する。トレーニング信号はX偏波、Y偏波で異なる周期のパターンを持つため、特定の周波数帯域のパワーを観測することにより各偏波のOSNRをリアルタイムに測定することが可能である。
The transmission-side training
原理の詳細について説明する。 Details of the principle will be described.
図2は、本発明の一実施の形態における10G NRZ信号のスペクトルを示す。同図では、10G NRZ信号を80 GS/sでフーリエ変換した時の信号スペクトルを示している。 FIG. 2 shows the spectrum of a 10G NRZ signal in one embodiment of the present invention. In the figure, the signal spectrum when the 10G NRZ signal is Fourier-transformed at 80 GS / s is shown.
トレーニング信号生成部10は、トレーニング信号に001100110011…及び000111000111…の繰り返しビットパターン512ビットを挿入し、ペイロードはPN11段の擬似ランダム信号を挿入している。第1、第2のパワー測定部41、42では、前記001100110011…の繰り返し周期をもつ信号はシンボルレートの1/4 周期のスペクトル成分を含むため、シンボルレートが10 Gbpsの場合 2.5 GHzのスペクトル成分が検出される(図2のa)。またトレーニング信号の繰り返しパターンが000111000111…の場合、シンボルレートの1/6 周期のスペクトル成分を含むため1.67 GHzのスペクトル成分が検出される(図2のb)。
The
図3は、本発明の第1の実施の形態におけるCSR (Carrier to Signal Ratio : キャリア信号比)のビット数依存性を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the bit number dependency of CSR (Carrier to Signal Ratio) in the first embodiment of the present invention.
横軸がペイロードのビット数2nであり、縦軸がCSRである。トレーニング信号には前記001100110011…と000111000111…の繰り返しパターン512ビットを用いペイロードはPN n段の擬似ランダム信号を用いている。CSRとはキャリア光のパワー(Pc)に対する信号パワー(Ps)の比
The horizontal axis is the number of
図4は、本発明の第1の実施の形態における伝送路前後の偏波状態とパワーの関係を示す。 FIG. 4 shows the relationship between the polarization state before and after the transmission line and the power in the first embodiment of the present invention.
伝送前は図4(a)に示すように、X偏波及びY偏波ともに直交しパワーは同一である。伝送路中に偏波に依存した損失及び屈折率差を受け、偏波分離部30に入力されるX偏波及びY偏波の偏波状態は互いに直交しているとは限らず、またパワーもそれぞれ異なる(図4(b))。例えば、偏波分離部30に偏波ビームスプリッタを用いた場合、偏波ビームスプリッタ通過後は図4(c)に示すようにX偏波及びY偏波は偏波ビームスプリッタの光軸上にX軸成分及びY軸成分に分離される。偏波ビームスプリッタの光軸に対してX偏波のなす角をθ、パワーをXO、Y偏波のなす角をγ、パワーをYOとし、偏波ビームスプリッタ直後のX偏波のX軸成分のパワーをXO_X、Y軸成分のパワーをXO_Y 、Y偏波のX軸成分のパワーをYO_X、Y軸成分のパワーをYO_Yとすると以下の関係式が成り立つ。
Before transmission, as shown in FIG. 4A, both the X polarization and the Y polarization are orthogonal and the power is the same. Due to the loss and refractive index difference depending on the polarization in the transmission path, the polarization states of the X polarization and the Y polarization input to the
なおトレーニング信号に用いるビットパターンは説明したパターンのみに限らず周期性を持っていれば他のビットパターンでも構わない。また偏波分離部30は前記偏波ビームスプリッタや偏波分離ファイバなど、特定の偏波に分離できるものであればこの限りではない。
The bit pattern used for the training signal is not limited to the described pattern, and other bit patterns may be used as long as they have periodicity. The
[第2の実施の形態]
図5は、本発明の第2の実施の形態における光信号監視装置の構成図(受信側)である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a configuration diagram (receiving side) of the optical signal monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
同図に示す光信号監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1の分岐部51、第2の分岐部52、第1のフィルタ61、第2のフィルタ62、第3のフィルタ63、第4のフィルタ64、第1のパワー測定部71、第2のパワー測定部72、第3のパワー測定部73、第4のパワー測定部75が備えられている。
On the receiving side of the optical signal monitoring apparatus shown in the figure, the
偏波多重された信号を偏波分離部30で特定の偏波成分に分離した後、第1、第二の分岐部51、52で分岐されたX偏波が持つ特定周波数帯域Fxのスペクトルを切り出すため第1のフィルタ61及び第3のフィルタ63を用いる。第2のフィルタ62及び第4のフィルタ64は、Y偏波がもつ特定周波数帯域FYのスペクトルを切り出すために用いる。それぞれのフィルタで特定の周波数帯域のみを切り出したのち第1、第2、第3、第4のパワー測定部71〜74にてパワー測定することで各偏波のX成分及びY成分のパワーXO_X、XO_Y、YO_X 、YO_Yを求めることが可能である。
After the polarization-multiplexed signal is separated into a specific polarization component by the
[第3の実施の形態]
図6は、本発明の第3の実施の形態における光信号監視装置の構成図(受信側)である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a configuration diagram (receiving side) of the optical signal monitoring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
同図に示す光信号監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1の光スペクトル測定部81、第2の光スペクトル測定部82が備えられている。
On the receiving side of the optical signal monitoring apparatus shown in the figure, a
第2の実施の形態との違いは、光信号品質監視装置の受信側に光スペクトル測定部81、82を用いている点である。
The difference from the second embodiment is that optical
第2の実施の形態同様に、偏波多重された信号を偏波分離部30で特定の偏波成分に分離した後、光スペクトル測定部81、82にて各偏波が持つ特定周波数帯域Fx及びFYのパワーを観測する。Fx≠Fxであるため光スペクトル測定部81、82上で各偏波のX成分及びY成分のパワーXO_X、XO_Y、YO_X 、YO_Yを求めることが可能である。
Similarly to the second embodiment, after the polarization multiplexed signal is separated into specific polarization components by the
[第4の実施の形態]
図7は、本発明の第4の実施の形態における光信号監視装置の構成図(受信側)である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a configuration diagram (receiving side) of the optical signal monitoring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
同図に示す光信号監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1の光・電気変換部91、第2の光・電気変換部92、第1の電気スペクトル測定部101、第2の電気スペクトル測定部102が備えられている。
On the receiving side of the optical signal monitoring apparatus shown in the figure, the
第2、第3の実施の形態との違いは、電気信号に変換後のスペクトルを測定している点である。 The difference from the second and third embodiments is that the spectrum after conversion into an electric signal is measured.
第2、第3の実施の形態と同様に、偏波多重された信号を偏波分離部30で特定の偏波成分に分離した後、本実施の形態では第1及び第2の光・電気変換部91、92にて光信号を電気信号に変換し、変換後の電気信号を電気スペクトル測定部101、102により観測する。
As in the second and third embodiments, after the polarization multiplexed signal is separated into specific polarization components by the
一般的に電気スペクトル測定部は光スペクトル測定部に比べダイナミックレンジが広く周波数分解能が高いため、X偏波が持つ特定周波数のスペクトルとY偏波が持つ特定周波数のスペクトルを容易に分離することが可能である。第1の電気スペクトル測定部101にてX偏波及びY偏波のX軸成分のパワーXO_X、YO_Xを測定し、第2の電気スペクトル測定部102にてX偏波及びY偏波のY軸成分のパワーXO_Y、YO_Yを測定することで各偏波のパワー及び直交性を算出することが可能である。
Generally, the electrical spectrum measurement unit has a wider dynamic range and higher frequency resolution than the optical spectrum measurement unit, so it is easy to separate the spectrum of the specific frequency of the X polarization and the spectrum of the specific frequency of the Y polarization. Is possible. The first electric
[第5の実施の形態]
図8は、本発明の第5の実施の形態における光信号品質監視装置の構成図(受信側)である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a configuration diagram (reception side) of the optical signal quality monitoring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
同図に示す光信号品質監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1の遅延干渉系111、第2の遅延干渉系112、第1のフィルタ61、第2のフィルタ62、第1のパワー測定部71、第2のパワー測定部72、第3のパワー測定部73、第4のパワー測定部74が備えられている。
On the receiving side of the optical signal quality monitoring apparatus shown in the figure, the
第2、第3、第4の実施の形態との違いは偏波多重された信号が位相変調である場合の光信号品質監視装置である。前記実施の形態と同様に、偏波多重された信号を偏波分離部30で特定の偏波成分に分離した後、本実施の形態では第1及び第2の遅延干渉系111、112を用いて位相変調信号を強度変調信号に変換する。強度変調に変換後は特定の周波数帯域のパワーを観測するためフィルタ61〜64及びパワー測定部71〜74にて各偏波のX成分及びY成分のパワーを計測する。なお位相変調に限らず変調フォーマットはASK (Amplitude Shift Keying)、PSK (Phase Shift Keying)、QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)、QAM (Quadrature Amplitude Modulation)等いずれの変調フォーマットにも対応可能で、この限りではない。また、フィルタ61〜64及びパワー測定部71〜74ではなく、遅延干渉系と光スペクトル測定部、または遅延干渉系と電気スペクトル測定部と組み合わせて各偏波のパワーを観測することが可能であり、組み合わせはこの限りではない。
The difference from the second, third, and fourth embodiments is an optical signal quality monitoring apparatus when the polarization multiplexed signal is phase modulated. As in the previous embodiment, after the polarization multiplexed signal is separated into specific polarization components by the
[第6の実施の形態]
図9は、本発明の第6の実施の形態における光信号品質監視装置の構成図(受信側)である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a configuration diagram (reception side) of the optical signal quality monitoring apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
同図に示す光信号品質監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1の増幅部121、第2の増幅部122、第1のパワー測定部71、第2のパワー測定部72、制御部130が備えられている。
On the receiving side of the optical signal quality monitoring apparatus shown in the figure, the
前記の実施の形態との違いはX偏波及びY偏波の信号光パワーを補償できる点である。各偏波の信号光は伝送路中に受けるPDLにより受信側に到達した時点でパワーがそれぞれ異なる。本実施の形態では前記第1〜第5の実施の形態に記載の方法で各偏波のパワー検出し、検出したパワーを制御部130に通知する。制御部130では通知された各偏波のパワーをもとに第1の増幅部121及び第2の増幅部122の増幅率を決定する。第1の増幅部121から出力されるパワーをα(X 0_X +Y 0_X )、第2の増幅器122の増幅器122から出力されるパワーをβ(X 0_Y +Y 0_Y )とし、
The difference from the above-described embodiment is that the signal light power of the X polarization and the Y polarization can be compensated. The signal light of each polarization has different power when it reaches the receiving side due to PDL received in the transmission path. In the present embodiment, the power of each polarization is detected by the method described in the first to fifth embodiments, and the detected power is notified to the control unit 130. The control unit 130 determines the amplification factors of the
第1の増幅部121、第2の増幅部122にはファイバ増幅器、半導体光増幅器などを用いることができるが、これらの限定されるものではない。
[第7の実施の形態]
図10は、本発明の第7の実施の形態における光信号品質監視装置の構成図(受信側)である。
For the
[Seventh Embodiment]
FIG. 10 is a configuration diagram (reception side) of the optical signal quality monitoring apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
同図に示す光信号品質監視装置の受信側には、偏波分離部30、第1のパワー測定部71、第2のパワー測定部72、偏波状態通知部150、信号処理部141を有する信号受信部140が備えられている。
The receiving side of the optical signal quality monitoring apparatus shown in the figure has a
前記の実施の形態との違いは、偏波状態通知部150が、X偏波及びY偏波の信号光パワー及び偏波状態を信号受信部140の信号処理部141に通知し、信号処理部141のパラメータ設定に反映できる点である。
The difference from the above-described embodiment is that the polarization
100 Gb/s級の大容量光通信システムでは、伝送路中に受けた分散並びに位相変動を信号処理部141内で補償している。信号処理部141では適応等化器を用いて信号の補償を行うが、各偏波の位相並びに偏波状態に応じて補償の最適化を行うため、適応等化器のタップ数並びにタップ係数を適宜更新する必要がある。そのため本実施の形態では適応等化器のパラメータ更新時に各偏波のパワー及び偏波状態を通知し適応等化器の補償精度を向上させることが可能である。またシステム立ち上げ時に適応等化器の初期値を設定する必要があるが、通知される各偏波の偏波状態及びパワーをもとに初期値を設定することで、信号処理部141の収束時間を短縮することも可能である。
In a 100 Gb / s class large-capacity optical communication system, dispersion and phase fluctuation received in the transmission path are compensated in the
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形および変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Variations and changes are possible.
10 トレーニング信号生成部
20 送信部
30 偏波分離部
41 第1のパワー測定部
42 第2のパワー測定部
51 第1の分岐部
52 第2の分岐部
61 第1のフィルタ
62 第2のフィルタ
63 第3のフィルタ
64 第4のフィルタ
71 第1のパワー測定部
72 第2のパワー測定部
73 第3のパワー測定部
74 第4のパワー測定部
81 第1の光スペクトル測定部
82 第2の光スペクトル測定部
91 第1の光・電気変換部
92 第2の光・電気変換部
101 第1の電気スペクトル測定部
102 第2の電気スペクトル測定部
111 第1の遅延干渉系
112 第2の遅延干渉系
121 第1の増幅部
122 第2の増幅部
130 制御部
140 信号受信部
141 信号処理部
150 偏波状態通知部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
送信側に、
X偏波、Y偏波で異なる周期パターンを有するトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成手段と、
前記トレーニング信号が付与された偏波多重信号を送出する送信手段と、を有し、
受信側に、
前記送信手段から受信した信号を特定の偏波に分離する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段で偏波分離された光信号の増幅を行う光増幅手段と、
前記光増幅手段の増幅率を決定する制御手段と、
前記光増幅手段から出力された信号のX偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワー、Y偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワーを測定する第1及び第2のパワー測定手段と、
を有し、
前記トレーニング信号生成手段は、
キャリア光のパワー(Pc)に対する信号パワー(Ps)の比(CSR:Carrier to Signal Ratio)に基づいて前記トレーニング信号を生成する手段を含み、
前記第1及び第2のパワー測定手段は、
光軸に対してX偏波のなす角をθ、X偏波の特定の周波数帯域のパワーをX 0 、Y偏波のなす角をγ、Y偏波の特定の周波数帯域のパワーをY 0 とし、増幅前のX偏波のX軸成分のパワーをXo_X、Y軸成分のパワーをXo_Y、Y偏波のX軸成分のパワーをYo_X、Y軸成分のパワーをYo_Yとし、
前記制御手段は、
前記第1及び前記第2のパワー測定手段でそれぞれ測定された増幅後のX偏波の特定の周波数帯域のパワーα(X 0_X +Y 0_X )、増幅後のY偏波の特定の周波数帯域のパワーβ(X 0_Y +Y 0_Y )に基づいて、
ことを特徴とする光信号品質監視装置。 An optical signal quality monitoring device for monitoring the quality of a polarization multiplexed signal,
On the sending side,
Training signal generating means for generating training signals having different periodic patterns in X polarization and Y polarization;
Transmitting means for transmitting a polarization multiplexed signal to which the training signal is attached,
On the receiving side,
Polarization separation means for separating the signal received from the transmission means into a specific polarization;
An optical amplification means for amplifying the optical signal polarized by the polarization separation means;
Control means for determining an amplification factor of the optical amplification means;
With the periodic pattern of the training signal X polarization of the signal output from the optical amplifying means, a particular frequency band of the power, with the periodic pattern of the training signal Y polarization, measuring the power of a specific frequency band First and second power measuring means to perform,
Have
The training signal generation means includes
Means for generating the training signal based on a ratio of signal power (Ps) to carrier light power (Pc) (CSR: Carrier to Signal Ratio);
The first and second power measuring means include
The angle formed by the X polarization with respect to the optical axis is θ, the power in the specific frequency band of the X polarization is X 0 , the angle formed by the Y polarization is γ, and the power in the specific frequency band of the Y polarization is Y 0 X-axis component power before amplification is X o_X , Y-axis component power is X o_Y , Y-polarization X-axis component power is Y o_X , Y-axis component power is Y o_Y ,
The control means includes
The first and the second power of a specific frequency band of X polarized waves amplified measured respectively by the power measuring means α (X 0_X + Y 0_X) , in a specific frequency band of Y polarized wave of the amplified Based on power β (X 0_Y + Y 0_Y ) ,
信号光パワーを分岐する第1、第2の分岐手段と、
前記特定の前記周波数帯域のパワーのみを通過させる第1、第2、第3、第4のフィルタと、
を有する請求項1記載の光信号品質監視装置。 The first and second power measuring means include
First and second branching means for branching the signal light power;
First, second, third, and fourth filters that pass only power in the specific frequency band ; and
The optical signal quality monitoring apparatus according to claim 1, comprising:
信号光の特定の周波数帯域のスペクトルを測定する光スペクトル測定手段を
有する請求項1記載の光信号品質監視装置。 The first and second power measuring means include
2. The optical signal quality monitoring apparatus according to claim 1, further comprising optical spectrum measuring means for measuring a spectrum of a specific frequency band of the signal light.
信号光を光から電気に変換する第1及び第2の光・電気変換手段と、
変換された電気信号の特定の周波数帯域のスペクトルを測定する電気スペクトル測定手段と、
を有する請求項1記載の光信号品質監視装置。 The first and second power measuring means include
First and second optical / electrical conversion means for converting signal light from light to electricity;
Electrical spectrum measurement means for measuring a spectrum of a specific frequency band of the converted electrical signal;
The optical signal quality monitoring apparatus according to claim 1, comprising:
位相変調された信号を強度変調に変換する第1及び第2の遅延干渉計を有する
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光信号品質監視装置。 The first and second power measuring means include
The optical signal quality monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising first and second delay interferometers for converting the phase-modulated signal into intensity modulation.
前記通知された偏波状態及びパワーをもとに受信した信号の補償を行う信号処理手段と、
を更に有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光信号品質監視装置。 A polarization state notifying means for calculating a polarization state of each polarization from the measured power of the specific frequency band , and notifying the polarization state of each polarization and the power of each polarization;
Signal processing means for compensating a received signal based on the notified polarization state and power;
The optical signal quality monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
送信側において、
トレーニング信号生成手段が、X偏波、Y偏波で異なる周期パターンを有するトレーニング信号を付与するトレーニング信号生成ステップと、
送信手段が、前記トレーニング信号が付与された偏波多重信号を送出する送出ステップと、
受信側において、
偏波分離手段が、受信した信号を特定の偏波に分離する偏波分離ステップと、
光増幅手段が、前記偏波分離ステップで偏波分離された光信号の増幅を行う光増幅ステップと、
制御手段が、前記光増幅ステップにおける増幅率を決定する制御ステップと、
パワー測定手段が、前記光増幅手段から出力された信号のX偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワー、Y偏波のトレーニング信号の周期パターンのもつ、特定の周波数帯域のパワーを測定するパワー測定ステップと、
偏波状態通知手段が、前記パワー測定ステップで測定された前記特定の周波数帯域のパワーから各偏波の偏波状態を算出し、各偏波の偏波状態及び各偏波のパワーを通知する偏波状態通知ステップと、
信号処理手段が、前記通知された偏波状態及びパワーをもとに受信した信号の補償を行う信号処理ステップと、
を行い、
前記トレーニング信号生成ステップにおいて、
キャリア光のパワー(Pc)に対する信号パワー(Ps)の比(CSR:Carrier to Signal Ratio)に基づいて前記トレーニング信号を生成し、
前記パワー測定ステップにおいて、
光軸に対してX偏波のなす角をθ、X偏波の特定の周波数帯域のパワーをXo、Y偏波のなす角をγ、Y偏波の特定の周波数帯域のパワーをYoとし、増幅前のX偏波のX軸成分のパワーをXo_X、Y軸成分のパワーをXo_Y、Y偏波のX軸成分のパワーをYo_X、Y軸成分のパワーをYo_Yとし、
前記制御ステップにおいて、
前記パワー測定ステップでそれぞれ測定された増幅後のX偏波の特定の周波数帯域のパワーα(X 0_X +Y 0_X )、増幅後のY偏波の特定の周波数帯域のパワーβ(X 0_Y +Y 0_Y )に基づいて、
ことを特徴とする光信号品質監視方法。 An optical signal quality monitoring method for monitoring the quality of a polarization multiplexed signal,
On the sending side,
A training signal generation step in which the training signal generation means gives a training signal having different periodic patterns for X polarization and Y polarization, and
A transmission step of transmitting a polarization multiplexed signal to which the training signal is added; and
On the receiving side,
A polarization separation step in which the polarization separation means separates the received signal into a specific polarization; and
An optical amplification step in which an optical amplification means amplifies the optical signal polarized in the polarization separation step;
A control step, wherein the control means determines an amplification factor in the optical amplification step;
The power measurement means has a specific frequency band power and a specific frequency band of the periodic pattern of the Y-polarized training signal, which is included in the periodic pattern of the X-polarized training signal of the signal output from the optical amplifying means. A power measurement step for measuring the power of
Is polarization state notifying means, wherein the calculating the polarization state of the polarization from power measuring the power of a specific frequency band measured in step, notifying the polarization state and the power of each polarization of each polarization A polarization state notification step,
A signal processing step, wherein the signal processing means compensates the received signal based on the notified polarization state and power;
And
In the training signal generation step,
The training signal is generated based on the ratio (CSR: Carrier to Signal Ratio) of the signal power (Ps) to the power (Pc) of the carrier light,
In the power measurement step,
The angle formed by the X polarization relative to the optical axis is θ, the power in the specific frequency band of the X polarization is Xo, the angle formed by the Y polarization is γ, and the power in the specific frequency band of the Y polarization is Yo. the power of the X-axis component of the X-polarization before amplification X O_x, the power of the Y-axis component X O_Y, the power of the X-axis component of the Y polarization Y O_x, the power of the Y-axis component and Y O_Y,
In the control step,
Said power measuring step at a particular frequency band of X polarized waves amplified measured respectively power α (X 0_X + Y 0_X) , the power of a specific frequency band of Y polarized wave of the amplified β (X 0_Y + Y 0_Y )
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