JP5645632B2 - Optical transceiver and optical transmission / reception method - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバによるデジタル通信で用いられる光送受信器および光送受信方法に関する。 The present invention relates to an optical transceiver and an optical transmission / reception method used in digital communication using an optical fiber.
40Gb/sDBPSK(Differential Binary Phase−Shift Keying:差動2位相偏移変調)信号は、占有帯域が広く、ROADM(Reconfigurable Optical Add−drop Multiplexer)におけるスペクトル狭窄に弱い。従って、波長多重時の周波数間隔50GHzを実現することが困難であった。また、シンボルレートが高く、波長分散や偏波モード分散のようなファイバの分散特性に弱かった。 A 40 Gb / s DBPSK (Differential Binary Phase-Shift Keying) signal has a wide occupied band and is vulnerable to spectrum constriction in ROADM (Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer). Therefore, it has been difficult to realize a frequency interval of 50 GHz at the time of wavelength multiplexing. In addition, the symbol rate is high and the fiber dispersion characteristics such as chromatic dispersion and polarization mode dispersion are weak.
これらの課題を解決する技術として、いわゆるPartial DPSK(Partial Differential Phase−Shift Keying:部分差動位相偏移変調)方式が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。Partial DPSK方式は、DPSK方式受信器に備えられる1シンボル遅延干渉計の自由スペクトル間隔(FSR:Free Spectral Range)をシンボルレート1/T(Tはシンボル期間)に対して十分広くとる方式である。
As a technique for solving these problems, there is a so-called Partial DPSK (Partial Differential Phase-Shift Keying) system (for example, see Patent Document 1). The Partial DPSK scheme is a scheme in which a free spectral range (FSR) of a one-symbol delay interferometer provided in a DPSK receiver is sufficiently wide with respect to a
そして、このPartial DPSK方式は、光領域で半値全幅(FWHM)(Full Width Half Maximum)が1/Tを下回るほどの帯域狭窄が行われた場合、あるいは電気領域で半値全幅(FWHM)が0.5/Tを下回るほどの帯域狭窄が行われた場合においても、良好な受信特性を得ることが可能な方式である。 And this Partial DPSK system has a full width at half maximum (FWHM) (Full Width Half Maximum) of less than 1 / T in the optical region or a full width at half maximum (FWHM) of 0. This is a method capable of obtaining good reception characteristics even when band narrowing is performed so as to be less than 5 / T.
このPartial DPSK方式は、複素電界平面においてI軸(In−phase軸)上のみに信号点を取るDBPSK方式に対して、特に有効である。複素電界平面において、I軸とQ軸(Quadrature−phase軸)の両方に信号点を取るDQPSK方式では、DBPSK方式ほど光領域での帯域制限への耐力がないが、電気領域での帯域制限に対しては、DBPSK方式と同等の耐力がある。 This Partial DPSK system is particularly effective for the DBPSK system that takes signal points only on the I-axis (In-phase axis) in the complex electric field plane. In the complex electric field plane, the DQPSK system, which takes signal points on both the I axis and the Q axis (Quadrature-phase axis), is not as resistant to the band limitation in the optical region as the DBPSK method, but is limited in the band in the electric region. On the other hand, it has the same strength as the DBPSK method.
光ファイバ通信の送信端デジタル信号処理(DSP:Digital Signal Processing)に適用可能なDA変換器(DAC:Digital−to−Analog Converter)として、サンプリングレートが20Gsample/sを上回るものが開発されている(例えば、非特許文献1参照)。 A DA converter (DAC: Digital-to-Analog Converter) applicable to digital signal processing (DSP: Digital Signal Processing) of optical fiber communication has been developed with a sampling rate exceeding 20 Gsample / s ( For example, refer nonpatent literature 1).
サンプリングレートの増大は、回路規模、消費電力、波形歪み等とのトレードオフにより、非常に厳しく制限される。DA変換器を用いて波形生成を行う場合には、基本的には2倍のオーバーサンプリング比(=サンプリングレート対シンボルレート比)が必要である。これは、無線通信分野で広く知られているエイリアシングによる波形歪みを防止するためである。 The increase in sampling rate is very severely limited by tradeoffs with circuit scale, power consumption, waveform distortion, and the like. When waveform generation is performed using a DA converter, an oversampling ratio (= sampling rate to symbol rate ratio) of 2 times is basically required. This is to prevent waveform distortion due to aliasing that is widely known in the field of wireless communication.
図4は、従来技術に係る光送信系統の形態例(1)を示すブロック図である。具体的には、従来の光送信器において、2倍のオーバーサンプリングでデジタル演算処理およびDA変換を行う場合の、離散時間−連続時間変換に着目したブロック図と、各ブロック処理を受けた信号の周波数スペクトルの変化を示している。 FIG. 4 is a block diagram showing an example (1) of the optical transmission system according to the prior art. Specifically, in a conventional optical transmitter, when performing digital arithmetic processing and DA conversion with double oversampling, a block diagram focusing on discrete time-continuous time conversion, and a signal of each block processed The change of the frequency spectrum is shown.
まず、予等化処理により表現したいアナログ信号(連続時間表現)S1があるとする。デジタル演算処理(DSP)のため、2倍オーバーサンプリング部12aで離散時間化すると、I−ch信号とQ−ch信号を合成して得られる複素ベースバンド信号S3aの周波数スペクトルは、2/T間隔で繰り返すことになる。このため、I−ch、Q−chの実時間電気信号は、1/Tの帯域を有するローパスフィルタ(LPF: Low−pass Filter)11aで信号S1の主成分をあらかじめ抜き出した信号S2aとして、2倍オーバーサンプリング部12aへ与える必要がある。
First, it is assumed that there is an analog signal (continuous time expression) S1 that is to be expressed by pre-equalization processing. For digital arithmetic processing (DSP), the frequency spectrum of the complex baseband signal S3a obtained by synthesizing the I-ch signal and the Q-ch signal when converted to discrete time by the
そして、信号S3aを同じ2倍オーバーサンプリングのDA変換器13aで連続時間信号S4aに変換する際には、やはり周波数スペクトルが2/T間隔で繰り返すことになる。このため、DA変換器13aの後で、1/T程度の帯域を有するローパスフィルタ14aにより帯域制限して、信号S5aとする必要がある。これにより、信号S1、S2a、S3a、S4a、S5aの各第1Null点まで、ほぼ所望のスペクトルの信号を実現できることがわかる。
When the signal S3a is converted to the continuous-time signal S4a by the same double
図5は、従来技術に係る光送信系統の形態例(2)を示すブロック図である。具体的には、従来の光送信器において、1倍オーバーサンプリングでデジタル演算処理およびDA変換を行う場合の、離散時間−連続時間変換に着目したブロック図と、各ブロックの処理を受けた信号の周波数スペクトルの変化を示している。ただし、ローパスフィルタ11a、14aの帯域は、先の図4の場合と同じである。
FIG. 5 is a block diagram showing an example (2) of the optical transmission system according to the prior art. Specifically, in a conventional optical transmitter, when performing digital arithmetic processing and DA conversion with 1-time oversampling, a block diagram focusing on discrete time-continuous time conversion, and the signal subjected to processing of each block The change of the frequency spectrum is shown. However, the bands of the low-
この図5の構成の場合も、予等化処理により表現したいアナログ信号(連続時間表現)S1があるとすると、信号S1が図1と同じローパスフィルタ11aを通過した後、1倍オーバーサンプリング部12bにより離散時間化される。離散時間化された後のI−ch信号とQ−ch信号を合成して得られる複素ベースバンド信号の周波数スペクトルは、1/T間隔で繰り返す。このため、信号S3bで示すようにデジタル領域でスペクトルに重なりが生じてしまうことがわかる。
Also in the case of the configuration of FIG. 5, if there is an analog signal (continuous time expression) S1 to be expressed by pre-equalization processing, the signal S1 passes through the same low-
I−ch、 Q−chの実時間電気信号を1/Tの帯域を有するローパスフィルタで抜き出した場合、デジタル領域でスペクトルに重なりが生じてしまうことがわかる。1倍オーバーサンプリング部12bの後段のDA変換器13bで連続時間信号に変換する際には、やはり周波数スペクトルが1/T間隔で繰り返すことになる。このため、DA変換器13bの後段において、1/Tの制限帯域を有するローパスフィルタ14aを含めて、いかなるローパスフィルタを用いても、もはやエイリアシングを除去できず、所望のスペクトルを実現できないことがわかる。
It can be seen that when the I-ch and Q-ch real-time electrical signals are extracted by a low-pass filter having a 1 / T band, the spectrum overlaps in the digital domain. When converting to a continuous time signal by the
図6は、従来技術に係る光送信系統の形態例(3)を示すブロック図である。具体的には、従来の光送信器において、1倍オーバーサンプリングでデジタル演算処理およびDA変換を行う場合の、離散時間−連続時間変換に着目したブロック図と、各ブロックの処理を受けた信号の周波数スペクトルの変化を示している。ただし、この図6の構成の場合には、ローパスフィルタ11bおよび14bの制限帯域を、先の図5の場合の半分(0.5/T)とした。
FIG. 6 is a block diagram showing an example (3) of the optical transmission system according to the prior art. Specifically, in a conventional optical transmitter, when performing digital arithmetic processing and DA conversion with 1-time oversampling, a block diagram focusing on discrete time-continuous time conversion, and the signal subjected to processing of each block The change of the frequency spectrum is shown. However, in the case of the configuration of FIG. 6, the limited bands of the low-
この図6の構成の場合も、予等化処理により表現したいアナログ信号(連続時間表現)S1があるとすると、信号S1がローパスフィルタ11bを通過した後、1倍オーバーサンプリング部12bにより離散時間化される。離散時間化された後のI−ch信号とQ−ch信号を合成して得られる複素ベースバンド信号S3cの周波数スペクトルは、図6に示すように、1/T間隔で繰り返すことになる。したがって、I−ch、Q−chの実時間電気信号は、0.5/Tの帯域を有するローパスフィルタ11bであらかじめ主成分を抜き出しておく必要がある。
In the case of the configuration of FIG. 6, if there is an analog signal (continuous time expression) S1 that is desired to be expressed by pre-equalization processing, the signal S1 passes through the low-
1倍オーバーサンプリング部12bの後続のDA変換器13bで連続時間信号に変換する際には、やはり周波数スペクトルが1/T間隔で繰り返すことになる。このため、DA変換器12bの後段において、0.5/T程度の帯域を有するローパスフィルタ14bにより帯域制限する必要がある。これにより、シンボルレートの半分程度に厳しく帯域狭窄された信号が生成されることがわかる。この場合、エイリアシングは生じない。
When the
近年、光ファイバ通信における1波長当たりのビットレートは、40Gb/sや100Gb/sに及ぶ。従って、20Gsample/sのDA変換器を用いて、2倍オーバーサンプリングを行うことは、DA変換器の動作速度限界により困難である。 In recent years, the bit rate per wavelength in optical fiber communication reaches 40 Gb / s and 100 Gb / s. Therefore, it is difficult to perform double oversampling using a 20 Gsample / s DA converter due to the operating speed limit of the DA converter.
これに対し、オーバーサンプリング比を1倍としてDA変換器により波形生成を行い、送信端および受信端でアンチエイリアシングフィルタによりエイリアシングを防止する方法が検討されている(例えば、非特許文献2参照)。
On the other hand, a method has been studied in which the oversampling ratio is set to 1 and waveform generation is performed by a DA converter, and antialiasing is prevented by an antialiasing filter at the transmission end and the reception end (see Non-Patent
しかしながら、上記の従来技術には、以下のような課題がある。
従来の光送受信機では、波長分散や周波数スペクトル狭窄化を、送信端デジタル信号処理により予等化し、アナログ的な光波形を生成し、受信端で非同期検波を行う方式を行っている。しかしながら、40Gb/s以上のビットレートで、入手可能なDA変換器を用いて、低消費電力かつ小さな回路規模で、上記方法を実現することは困難であった。
However, the above prior art has the following problems.
In a conventional optical transceiver, wavelength dispersion and frequency spectrum narrowing are pre-equalized by digital signal processing at the transmission end, an analog optical waveform is generated, and asynchronous detection is performed at the reception end. However, it has been difficult to realize the above method with a low power consumption and a small circuit scale by using an available DA converter at a bit rate of 40 Gb / s or more.
また、非特許文献2に示される方式では、受信端でコヒーレント検波を行い、受信端でデジタル信号処理による等化を組み合わせなければ、波形歪みが残留し、受信特性が劣化する問題があった。
Further, in the method disclosed in
このような受信特性劣化を避けるために、2倍オーバーサンプリングを前提とすると、40Gb/s以上のビットレートでは、DA変換器に非常に高速なサンプリングレートが要求される。この結果、消費電力、回路規模、波形品質、実現可能性、コスト、入手性等のハードウェアの点で、それぞれ課題があった。 In order to avoid such reception characteristic deterioration, assuming double oversampling, a DA converter requires a very high sampling rate at a bit rate of 40 Gb / s or more. As a result, there are problems in terms of hardware such as power consumption, circuit scale, waveform quality, feasibility, cost, and availability.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、40Gb/s以上のビットレートにおいても、オーバーサンプリング比を上げることなく、低消費電力化および小規模回路化を実現できるハードウェア的に優れた光送受信器および光送受信方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even at a bit rate of 40 Gb / s or more, low power consumption and a small-scale circuit can be realized without increasing the oversampling ratio. An object is to obtain an optical transceiver and an optical transmission / reception method excellent in hardware.
本発明に係る光送受信器は、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有するデジタル信号に対して、デジタル信号処理およびDA変換処理を1倍のオーバーサンプリング比で行うことでアナログ信号を生成し、アナログ信号に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する光送信器と、光伝送路を介して受信した変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔を概略2/T(ただし、Tは1シンボル時間)に設定して遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成し、加算成分および減算成分に基づいて、0.5/Tで帯域制限された電気信号を生成する光受信器とを備え、光送信器は、送信信号の符号間干渉抑圧のための予等化処理を行うとともに、制限帯域が概略0.5/Tのローパスフィルタによりエイリアシングを防止し、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有し、サンプリングレート対シンボルレート比に相当するオーバーサンプリング比を1Sample/Symbolとして離散化処理するデジタル信号処理部と、サンプリングレートおよびオーバーサンプリング比を有し、デジタル信号処理部で離散化処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器と、デジタル−アナログ変換器による変換後のアナログ信号に対して、エイリアシングを防ぐための低域帯域制限を行うアナログローパスフィルタと、アナログローパスフィルタの出力に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する変調器とを含み、光受信器は、光伝送路を介して受信した変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔が概略2/Tの遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成する遅延干渉計と、概略0.5/Tの電気帯域を有し、遅延干渉計により生成された加算成分および減算成分に基づいて、電気信号を生成するバランス型光子検出器と、バランス型光子検出器で生成された電気信号をもとに再生されたクロックに基づいて、電気信号の並列展開・データ識別を行い、並列展開・データ識別後の電気信号を出力するデータ識別部とを含むものである。 The optical transceiver according to the present invention generates an analog signal by performing digital signal processing and DA conversion processing at a 1-time oversampling ratio on a digital signal having a sampling rate of 20 Gsample / s or more. And an optical transmitter that modulates the light source output and sends the modulated optical signal through the optical transmission line, and the free spectral interval for the modulated optical signal received through the optical transmission line. 2 / T (where T is one symbol time) to give a delay amount, generate an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light, and based on the addition component and subtraction component, 0.5 An optical receiver that generates an electric signal band-limited at / T, and the optical transmitter performs pre-equalization processing for suppressing intersymbol interference of the transmission signal and has a band limit of approximately 0.5 / T A digital signal processing unit that prevents aliasing by a low-pass filter, has a sampling rate of 20 Gsample / s or more, and discretizes the oversampling ratio corresponding to the sampling rate to symbol rate ratio as 1 Sample / Symbol, and the sampling rate and oversampling In order to prevent aliasing of a digital-analog converter having a sampling ratio and converting a digital signal discretized by a digital signal processing unit into an analog signal and an analog signal converted by the digital-analog converter An analog low-pass filter that limits the low-frequency band of the optical modulator, and a modulator that modulates the light source output based on the output of the analog low-pass filter and transmits the modulated optical signal via the optical transmission path, Through the optical transmission line A delay interferometer that gives a delay amount having a free spectral interval of approximately 2 / T to the modulated optical signal received in step S1 and generates an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light; A balanced photon detector that has an electrical band of 5 / T and generates an electrical signal based on an addition component and a subtraction component generated by a delay interferometer, and an electrical signal generated by the balanced photon detector A data identification unit that performs parallel development and data identification of electrical signals based on the regenerated clock and outputs an electrical signal after parallel development and data identification is included.
また、本発明に係る光送受信方法は、光送信器および光受信器による光送受信方法であって、光送信機において、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有するデジタル信号に対して、デジタル信号処理およびDA変換処理を1倍のオーバーサンプリング比で行うことでアナログ信号を生成し、アナログ信号に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する光送信ステップと、光受信機において、光伝送路を介して受信した変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔を概略2/T(ただし、Tは1シンボル時間)に設定して遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成し、加算成分および減算成分に基づいて、0.5/Tで帯域制限された電気信号を生成する光受信ステップとを備え、光送信ステップは、送信信号の符号間干渉抑圧のための予等化処理を行うとともに、制限帯域が概略0.5/Tのローパスフィルタによりエイリアシングを防止し、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有し、サンプリングレート対シンボルレート比に相当するオーバーサンプリング比を1Sample/Symbolとして離散化処理するデジタル信号処理ステップと、サンプリングレートおよびオーバーサンプリング比を有し、デジタル信号処理ステップで離散化処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換ステップと、デジタル−アナログ変換ステップによる変換後のアナログ信号に対して、エイリアシングを防ぐための低域帯域制限を行うフィルタリングステップと、フィルタリングステップの出力に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する変調ステップとを含み、光受信ステップは、光伝送路を介して受信した変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔が概略2/Tの遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成する遅延干渉ステップと、概略0.5/Tの電気帯域を有し、遅延干渉ステップにより生成された加算成分および減算成分に基づいて、電気信号を生成する電気信号生成ステップと、電気信号生成ステップで生成された電気信号をもとに再生されたクロックに基づいて、電気信号の並列展開・データ識別を行い、並列展開・データ識別後の電気信号を出力するデータ識別ステップとを含むものである。 An optical transmission / reception method according to the present invention is an optical transmission / reception method using an optical transmitter and an optical receiver, and in the optical transmitter , digital signal processing and digital signal processing for a digital signal having a sampling rate of 20 Gsample / s or more. An optical transmission step of generating an analog signal by performing DA conversion processing at an oversampling ratio of 1 ×, modulating a light source output based on the analog signal, and transmitting the modulated optical signal via an optical transmission path; In the optical receiver, the modulated optical signal received via the optical transmission line is given a delay amount by setting the free spectral interval to approximately 2 / T (where T is one symbol time), and the delayed light An optical reception step that generates an addition component and a subtraction component of the non-delayed light and generates an electrical signal band-limited at 0.5 / T based on the addition component and the subtraction component. The optical transmission step performs pre-equalization processing for suppressing intersymbol interference of the transmission signal and prevents aliasing by a low-pass filter having a limit band of approximately 0.5 / T, and is 20 Gsample / s or more. A digital signal processing step for discretizing the oversampling ratio corresponding to the sampling rate to symbol rate ratio as 1 Sample / Symbol, and having a sampling rate and an oversampling ratio and being discrete at the digital signal processing step A digital-to-analog conversion step for converting the digitized digital signal into an analog signal, a filtering step for performing low-frequency band limitation for preventing aliasing on the analog signal after conversion by the digital-to-analog conversion step, A modulation step of modulating the light source output based on the output of the tapping step and transmitting the modulated optical signal via the optical transmission line, and the optical reception step includes the modulated light received via the optical transmission line A delay interference step for giving a delay amount having a free spectral interval of approximately 2 / T to a signal, generating an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light, and an electrical band of approximately 0.5 / T An electrical signal generation step for generating an electrical signal based on the addition component and the subtraction component generated by the delay interference step, and a clock reproduced based on the electrical signal generated in the electrical signal generation step And a data identification step of performing parallel development and data identification of the electric signal and outputting an electric signal after the parallel development and data identification .
本発明に係る光送受信器および光送受信方法によれば、送信端では、デジタル信号処理およびDA変換処理を1倍のオーバーサンプリング比で行い、受信端では、遅延干渉計の自由スペクトル間隔を概略2/Tに設定し、バランス型光子検出器を0.5/Tで帯域制限することで、送信端の電気領域での帯域狭窄化ペナルティを低減することで、40Gb/s以上のビットレートにおいても、オーバーサンプリング比を上げることなく、低消費電力化および小規模回路化を実現できるハードウェア的に優れた光送受信器および光送受信方法を得ることができる。 According to the optical transceiver and the optical transmission / reception method of the present invention, digital signal processing and DA conversion processing are performed at an oversampling ratio of 1 at the transmission end, and the free spectral interval of the delay interferometer is approximately 2 at the reception end. Even if the bit rate is 40 Gb / s or higher by reducing the bandwidth narrowing penalty in the electrical domain at the transmitting end by setting the bandwidth to 0.5 / T and setting the balanced photon detector to 0.5 / T. Therefore, it is possible to obtain an optical transceiver and an optical transmission / reception method excellent in hardware that can realize low power consumption and a small-scale circuit without increasing the oversampling ratio.
以下、本発明に係る光送受信器および光送受信方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical transceiver and an optical transmission / reception method according to the invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る光送受信器を示すブロック図であり、同図(a)は、光送信器を示し、同図(b)は、光受信器を示している。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical transceiver according to
光送信器は、多重部(MUX)101、符号化部(ENC)102、デジタル信号処理部(DSP)103、DA変換器(DAC)104−1、104−2、ドライバ105−1、105−2、ローパスフィルタ(LPF)106−1、106−2、光源(TLD)107、および変調器108を備えて構成されており、光伝送路120−1を介して変調後の光信号が出力される。
The optical transmitter includes a multiplexing unit (MUX) 101, an encoding unit (ENC) 102, a digital signal processing unit (DSP) 103, DA converters (DACs) 104-1 and 104-2, and drivers 105-1 and 105-. 2. Low-pass filters (LPF) 106-1 and 106-2, a light source (TLD) 107, and a
一方、光受信器は、遅延干渉計(DLI:Delay Interferometer)130、バランス型光子検出器(Balanced Receiver)131−1、131−2、およびクロック再生・多重分離部132を備えて構成されており、光伝送路120−2を介して光送信器からの出力信号を受信し、信号処理を行い、後述する並列展開・データ識別後の電気信号を出力する。
On the other hand, the optical receiver includes a delay interferometer (DLI: Delay Interferometer) 130, balanced photon detectors (Balanced Receivers) 131-1 and 131-2, and a clock regeneration /
次に、各構成要素の接続関係について、説明する。
光送信器においては、入力信号に対して、多重部101と符号化部102とデジタル信号処理部103とが直列接続されている。また、デジタル信号処理部103は、I−chとQ−chにおいて、DA変換器104−1と104−2が接続され、それぞれさらにドライバ105−1と105−2を介してローパスフィルタ106−1と106−2に接続されている。
Next, the connection relationship of each component will be described.
In the optical transmitter, a
ローパスフィルタ106−1と106−2は、変調器108に接続されている。また、変調器108は、光源107の光信号を変調して、光伝送路120−1に出力するように構成されている。
The low pass filters 106-1 and 106-2 are connected to the
一方、光受信器においては、光伝送路120−2に遅延干渉計130が接続されている。そして、この遅延干渉計130は、I−chとQ−chにおいてバランス型光子検出器131−1と131−2にそれぞれ接続されている。さらに、バランス型光子検出器131−1と131−2の出力は、クロック再生・多重分離部132に送られて、データ識別が行われるように構成されている。
On the other hand, in the optical receiver, a
次に、図1(a)に示す光送信器の動作について説明する。なお、ここでは、ビットレート40Gb/sの入力信号を想定するが、これに制限されるものではない。また、変調器108の変調方式は、DQPSK方式を使用するものとするが、DP(Dual−polarized:偏波多重)−DBPSK方式やDP−DQPSK方式であってもよい。
Next, the operation of the optical transmitter shown in FIG. Here, an input signal with a bit rate of 40 Gb / s is assumed, but the present invention is not limited to this. The modulation scheme of the
まず、多重部101は、図示しない外部から入力した2.5Gb/sで16並列のSFI−5(Serdes Framer Interface Level 5)信号を多重化して、40Gb/s信号を生成し、符号化部102に出力する。
First, the
符号化部102は、多重部101から入力した40Gb/s信号を、変調器108でのDQPSK変調方式用に差動符号化し、差動符号化後の40Gb/s信号をデジタル信号処理部103に出力する。
The
デジタル信号処理部103は、例えば、伝送路光ファイバの波長分散や非線形性を予等化し、0.5/T相当の帯域を有するローパスフィルタ106−1、106−2によりアンチエイリアシングフィルタリングを行う。そして、フィルタリング後のデジタル信号の内、I−ch成分をDA変換器104−1に出力し、Q−ch成分をDA変換器104−2に出力する。
For example, the digital
DA変換器104−1は、デジタル信号処理部103から入力したI−chデジタル信号をアナログ信号に変換してドライバ105−1に出力する。一方、DA変換器104−2は、デジタル信号処理部103から入力したQ−chデジタル信号をアナログ信号に変換してドライバ105−2に出力する。
The DA converter 104-1 converts the I-ch digital signal input from the digital
ドライバ105−1は、DA変換器104−1から入力したI−chアナログ信号を、変調器108の駆動に必要な振幅まで増幅し、ローパスフィルタ106−1に出力する。一方、ドライバ105−2は、DA変換器104−2から入力したQ−chアナログ信号を、変調器108の駆動に必要な振幅まで増幅し、ローパスフィルタ106−2に出力する。
The driver 105-1 amplifies the I-ch analog signal input from the DA converter 104-1 to an amplitude necessary for driving the
ローパスフィルタ106−1は、ドライバ105−1から入力したI−ch増幅後信号を、エイリアシングを防ぐために、概略半値全幅(FWHM)=1/Tの低域帯域制限を行い、I−ch帯域制限信号として変調器108に出力する。一方、ローパスフィルタ106−2は、ドライバ105−2から入力したQ−ch増幅後信号を、エイリアシングを防ぐために、概略半値全幅(FWHM)=1/Tの低域帯域制限を行い、Q−ch帯域制限信号として変調器108に出力する。
The low-pass filter 106-1 performs a low-frequency band limitation of approximately full width at half maximum (FWHM) = 1 / T to prevent aliasing of the I-ch amplified signal input from the driver 105-1, and the I-ch band limitation The signal is output to the
光源107は、無変調光を生成して変調器108に出力するものである。光源としては、例えば、波長可変を用いて、C帯1550.2nm、+16dBmの光を生成すればよい。
The
変調器108は、ローパスフィルタ106−1から入力したI−ch帯域制限信号と、ローパスフィルタ106−2から入力したQ−ch帯域制限信号とを用いて、光源107から入力した光信号を変調して、光伝送路120−1に送出する。変調器としては、例えば、2並列Mach−Zehnder変調器を用いればよい。
The
光伝送路120−1は、光増幅器、合分波装置、伝送路光ファイバ、中継装置等からなり、変調器108から出力された光信号を、光受信器へ伝送する。
The optical transmission line 120-1 includes an optical amplifier, a multiplexing / demultiplexing device, a transmission line optical fiber, a relay device, and the like, and transmits the optical signal output from the
次に、図1(b)に示す光受信器の動作を説明する。
光伝送路120−2は、光増幅器、合分波装置、伝送路光ファイバ、中継装置等からなり、例えば、上述した光送信器から出力された光信号を伝送して遅延干渉計130に与える。
Next, the operation of the optical receiver shown in FIG.
The optical transmission line 120-2 includes an optical amplifier, a multiplexing / demultiplexing device, a transmission line optical fiber, a relay device, and the like. For example, the optical transmission line 120-2 transmits the optical signal output from the above-described optical transmitter and supplies the optical signal to the
遅延干渉計130は、光伝送路120−2から入力した光信号を、I−ch用遅延干渉前光信号とQ−ch用遅延干渉前光信号とに分岐する。
The
I−ch用遅延干渉前光信号は、遅延量T1が与えられた光(遅延光)と、遅延量T2が与えられた光(非遅延光)とに分けられる。そして、遅延干渉計130は、遅延光の光位相をπ/4ずらした「π/4位相ずれ遅延光」を生成するとともに、このπ/4位相ずれ遅延光と、非遅延光との加算成分(I−ch用遅延干渉後信号加算成分)および同減算成分(I−ch用遅延干渉後信号減算成分)を生成する。ただし、T1>T2とする。ここで、T3=T1−T2の逆数1/T3が、遅延干渉計130の自由スペクトル間隔(FSR)に相当する。
The optical signal before delayed interference for I-ch is divided into light (delayed light) given a delay amount T1 and light (non-delayed light) given a delay amount T2. Then, the
同様に、Q−ch用遅延干渉前光信号は、遅延量T1が与えられた光(遅延光)と、遅延量T2が与えられた光(非遅延光)とに分けられる。そして、遅延干渉計130は、遅延光の光位相を−π/4ずらした「−π/4位相ずれ遅延光」を生成するとともに、この−π/4位相ずれ遅延光と非遅延光との加算成分(Q−ch遅延干渉後信号加算成分)および同減算成分(Q−ch遅延干渉後信号減算成分)を生成する。Q−chについても、自由スペクトル間隔(FSR)は1/T3である。
Similarly, the optical signal before delay interference for Q-ch is divided into light (delayed light) given a delay amount T1 and light (non-delayed light) given a delay amount T2. The
なお、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成する際には、I−chとQ−chの内、一方のch(ここでは、I−chに相当)の位相差をπ/4ずらし、他方のch(ここでは、Q−chに相当)の位相差を一方のchの位相差とは逆符号となる−π/4ずらすことが重要であり、上述したように、遅延光の位相をπ/4ずらすことには限定されない。 In addition, when generating the addition component and subtraction component of delayed light and non-delayed light, the phase difference of one ch (corresponding to I-ch here) of I-ch and Q-ch is π. It is important that the phase difference of the other channel (corresponding to Q-ch here) is shifted by -π / 4, which is opposite in sign to the phase difference of one channel, as described above. It is not limited to shifting the phase of light by π / 4.
遅延干渉計130は、I−ch用遅延干渉前光信号から生成される加算成分(I−ch用遅延干渉後信号加算成分)および同減算成分(I−ch用遅延干渉後信号減算成分)をバランス型光子検出器131−1に出力し、Q−ch用遅延干渉前光信号から生成される加算成分(Q−ch遅延干渉後信号加算成分)および同減算成分(Q−ch遅延干渉後信号減算成分)をバランス型光子検出器131−2に与える。
The
バランス型光子検出器131−1は、遅延干渉計130から入力したI−ch遅延干渉後信号加算成分およびI−ch遅延干渉後信号減算成分をそれぞれ二乗検波し、電気信号に変換した上で差分をとる。さらに、バランス型光子検出器131−1は、差分結果に対して電流−電圧変換および増幅した電気信号(I−ch検波後信号)を生成し、クロック再生・多重分離部132に出力する。
The balanced photon detector 131-1 square-detects each of the I-ch delayed interfering signal addition component and the I-ch post-interfering signal subtraction component input from the
バランス型光子検出器131−2は、遅延干渉計130から入力したQ−ch遅延干渉後信号加算成分およびI−ch遅延干渉後信号減算成分をそれぞれ二乗検波し、電気信号に変換した上で差分をとる。さらに、バランス型光子検出器131−2は、差分結果に対して電流−電圧変換および増幅した電気信号(Q−ch検波後信号)を生成し、クロック再生・多重分離部132に出力する。
The balanced photon detector 131-2 square-detects the signal addition component after Q-ch delay interference and the signal subtraction component after I-ch delay interference input from the
クロック再生・多重分離部132は、バランス型光子検出器131−1から出力されたI−ch検波後信号と、バランス型光子検出器131−2から出力されたQ−ch検波後信号を元に、クロック成分を再生する。さらに、クロック再生・多重分離部132は、この再生クロックに基づいて、I−ch検波後信号とQ−ch検波後信号のデータ識別を行う。
The clock regeneration /
クロック再生・多重分離部132において、データ識別は、並列展開されて行われ(あるいはデータ識別後に並列展開され)、並列展開・データ識別後の電気信号が、図示しない外部へ出力される。
In the clock recovery /
なお、本実施の形態1における図1の構成では、ローパスフィルタ106−1、106−2を、ドライバ105−1、105−2の直後に配置して示したが、ドライバ105−1、105−2の直前に配置してもよい。また、ドライバ105−1、105−2の帯域制限がアンチエイリアシングフィルタの役割を果たせば(すなわち、不要成分を除去できれば)、ローパスフィルタ106−1、106−2は除去してもよい。 In the configuration of FIG. 1 according to the first embodiment, the low-pass filters 106-1 and 106-2 are arranged immediately after the drivers 105-1 and 105-2, but the drivers 105-1 and 105- are shown. You may arrange | position just before 2. Further, if the band limitation of the drivers 105-1 and 105-2 serves as an anti-aliasing filter (that is, if unnecessary components can be removed), the low-pass filters 106-1 and 106-2 may be removed.
次に、この図1の構成を備えた本実施の形態1の光送受信器において、各素子の最適な諸元を求めるために行ったシミュレーション結果について、図2、図3を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る光送受信器のシミュレーション結果(1)を示す説明図である。また、図3は、本発明の実施の形態1に係る光送受信器のシミュレーション結果(2)を示す説明図である。 Next, simulation results performed to obtain optimum specifications of each element in the optical transceiver according to the first embodiment having the configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a simulation result (1) of the optical transceiver according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a simulation result (2) of the optical transceiver according to the first embodiment of the present invention.
まず、図2の計算条件を以下に示す。
・光送信器の入力信号のビットレート:40 Gb/s
・変調器108の変調方式:DQPSK
・デジタル信号処理部103に含まれる波長分散予等化のためのFIR(Finite Impulse Response)フィルタのタップ長:17シンボル
・デジタル信号処理部103およびDA変換器104−1、104−2のオーバーサンプリング比:1倍
・DA変換器104−1、104−2の分解能:6ビット
・光フィルタの半値全幅(FWHM):20 GHz
・DA変換後の電気帯域制限:12GHz
・光受信器の電気帯域制限:12GHz(バランス型光子検出器131−1、131−2を概略0.5/Tで帯域制限することに相当)
・光受信器の遅延干渉計130の自由スペクトル間隔(FSR):1/T
First, the calculation conditions of FIG. 2 are shown below.
-Bit rate of input signal of optical transmitter: 40 Gb / s
Modulation method of modulator 108: DQPSK
-Tap length of FIR (Finite Impulse Response) filter for chromatic dispersion pre-equalization included in the digital signal processing unit 103: 17 symbols-Oversampling of the digital
-Electric bandwidth limit after DA conversion: 12 GHz
-Electric band limitation of optical receiver: 12 GHz (equivalent to band limitation of balanced photon detectors 131-1 and 131-2 at approximately 0.5 / T)
Free spectral interval (FSR) of
図2のシミュレーションにおいては、伝送路120−2の波長分散に関しては、0ps/nm、若しくは400ps/nmの2通りとした。また、予等化に関しては、デジタル信号処理により波長分散予等化を完全等化するもの(図2中では、「予等化あり」と記載)、若しくは全く等化しないもの(図2中では、「予等化なし」と記載)の2通りとした。また、光帯域制限に対する予等化は、行っていない。 In the simulation of FIG. 2, regarding the chromatic dispersion of the transmission line 120-2, two types of 0 ps / nm or 400 ps / nm are used. As for pre-equalization, digital signal processing is used to completely equalize chromatic dispersion pre-equalization (described as “pre-equalization” in FIG. 2), or not equalized at all (in FIG. 2). , Described as “No pre-equalization”). In addition, pre-equalization for the optical band limitation is not performed.
図2(a1)、(a2)に示す波長分散ゼロ(0ps/nm)の場合には、予等化の有無に関わらずアイが半分以上閉じていることがわかる。また、図2(b1)、(b2)に示す波長分散400ps/nmの場合には、予等化の有無に関わらずアイが完全に閉じていることがわかる。 In the case of zero chromatic dispersion (0 ps / nm) shown in FIGS. 2 (a1) and (a2), it can be seen that the eye is closed more than half irrespective of the presence or absence of pre-equalization. In addition, in the case of the chromatic dispersion of 400 ps / nm shown in FIGS. 2 (b1) and (b2), it can be seen that the eye is completely closed regardless of the presence or absence of pre-equalization.
一方、図3の計算条件は、光受信器の遅延干渉計130の自由スペクトル間隔(FSR)を、1/Tではなく1.8/Tとした以外は、先の図2の計算条件と同じである。また、伝送路120−2の波長分散、および予等化に関しても、先の図2と同様に、それぞれ2通りとして、シミュレーションを行った。また、光帯域制限に対する予等化も、先の図2と同様に、行っていない。
On the other hand, the calculation conditions of FIG. 3 are the same as the calculation conditions of FIG. 2 except that the free spectral interval (FSR) of the
図3(a1)、(a2)に示す波長分散ゼロ(0ps/nm)の場合には、良好なアイ開口が得られていることがわかる。また、波長分散400ps/nmの場合には、図2(b2)のように予等化がないと、ペナルティはあるものの、図2(b1)に示すように、波長分散予等化を行うとアイが開くことがわかる。 In the case of zero chromatic dispersion (0 ps / nm) shown in FIGS. 3A1 and 3A2, it can be seen that a good eye opening is obtained. In the case of chromatic dispersion 400 ps / nm, there is a penalty if there is no pre-equalization as shown in FIG. 2 (b2), but if chromatic dispersion pre-equalization is performed as shown in FIG. 2 (b1). You can see that the eyes open.
なお、本シミュレーション結果は、FIRフィルタのタップ係数を最適化したものではないため、無線通信で知られているMMSE(Minimum Mean Square Error)等のアルゴリズムを用いたタップ係数最適化により、良好なアイ開口が得られることとなる。 This simulation result is not an optimization of the tap coefficient of the FIR filter. Therefore, a good eye is obtained by optimizing the tap coefficient using an algorithm such as MMSE (Minimum Mean Square Error) known in wireless communication. An opening will be obtained.
従って、FSR=1/Tでのシミュレーション結果を示した図2と、FSR=1.8/Tでのシミュレーション結果を示した図3との比較からわかるように、遅延干渉計の自由スペクトル間隔を概略2/Tに設定することで、送信端の電気領域での帯域狭窄化ペナルティを低減することができる。 Therefore, as can be seen from a comparison between FIG. 2 showing the simulation result at FSR = 1 / T and FIG. 3 showing the simulation result at FSR = 1.8 / T, the free spectral interval of the delay interferometer is By setting it to approximately 2 / T, it is possible to reduce the band narrowing penalty in the electrical region of the transmitting end.
以上のように、実施の形態1によれば、送信端では、デジタル信号処理およびDA変換処理を1倍のオーバーサンプリング比で行っている。さらに、受信端では、アンチエイリアシングフィルタにより電気領域での厳しい帯域制限を行う代わりに、遅延干渉計の自由スペクトル間隔を概略2/Tに設定し、バランス型光子検出器を概略0.5/Tで帯域制限している。 As described above, according to the first embodiment, digital signal processing and DA conversion processing are performed at a 1 × oversampling ratio at the transmission end. Furthermore, at the receiving end, instead of severely limiting the band in the electrical domain by the anti-aliasing filter, the free spectral interval of the delay interferometer is set to approximately 2 / T, and the balanced photon detector is approximately 0.5 / T. Bandwidth is limited.
この結果、送信端の電気領域での帯域狭窄化ペナルティを低減することができ、40Gb/s以上のビットレートにおいても、オーバーサンプリング比を上げることなく、低消費電力化および小規模回路化を実現できるハードウェア的に優れた光送受信器および光送受信方法を得ることができる。 As a result, the bandwidth narrowing penalty in the electrical domain at the transmitting end can be reduced, and even at a bit rate of 40 Gb / s or higher, low power consumption and a small-scale circuit can be realized without increasing the oversampling ratio. An optical transceiver and an optical transmission / reception method excellent in hardware can be obtained.
さらに、DQPSK方式の電気領域での帯域制限は、自由スペクトル間隔をシンボルレートよりも十分大きく設定することで解決可能である。このため、変調方式としては、DBPSK方式やDP−DBPSK方式のほかに、DQPSK方式も採用可能である。 Furthermore, the band limitation in the electrical domain of the DQPSK method can be solved by setting the free spectral interval sufficiently larger than the symbol rate. For this reason, as a modulation method, in addition to the DBPSK method and the DP-DBPSK method, a DQPSK method can also be adopted.
さらに、DP−DBPSK方式やDQPSK方式により多値度を向上させることにより、シンボルレートを低減可能である。このため、DA変換器に求められるサンプリングレートの低減にも寄与する。 Furthermore, the symbol rate can be reduced by improving the multilevel by the DP-DBPSK method or the DQPSK method. For this reason, it contributes also to the reduction of the sampling rate calculated | required by DA converter.
101 多重部(MUX)、102 符号化部(ENC)、103 デジタル信号処理部(DSP)、104−1、104−2 DA変換器(DAC)、105−1、105−2 ドライバ、106−1、106−2 ローパスフィルタ(LPF)、107 光源(TLD)、108 光変調器、120−1、120−2 光伝送路、130 遅延干渉計(DLI)、131−1、131−2 バランス型光子検出器、132 クロック再生・多重分離部(DEMUX)。 101 Multiplexer (MUX), 102 Encoder (ENC), 103 Digital Signal Processor (DSP), 104-1, 104-2 DA Converter (DAC), 105-1, 105-2 Driver, 106-1 , 106-2 low-pass filter (LPF), 107 light source (TLD), 108 optical modulator, 120-1, 120-2 optical transmission line, 130 delay interferometer (DLI), 131-1, 131-2 balanced photon Detector, 132 clock recovery / demultiplexing unit (DEMUX).
Claims (4)
前記光伝送路を介して受信した前記変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔を概略2/T(ただし、Tは1シンボル時間)に設定して遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成し、前記加算成分および前記減算成分に基づいて、概略0.5/Tで帯域制限された電気信号を生成する光受信器と
を備え、
前記光送信器は、
送信信号の符号間干渉抑圧のための予等化処理を行うとともに、制限帯域が概略0.5/Tのローパスフィルタによりエイリアシングを防止し、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有し、サンプリングレート対シンボルレート比に相当する前記オーバーサンプリング比を1Sample/Symbolとして離散化処理するデジタル信号処理部と、
前記サンプリングレートおよび前記オーバーサンプリング比を有し、前記デジタル信号処理部で離散化処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器と、
前記デジタル−アナログ変換器による変換後の前記アナログ信号に対して、エイリアシングを防ぐための低域帯域制限を行うアナログローパスフィルタと、
前記アナログローパスフィルタの出力に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する変調器と
を含み、
前記光受信器は、
前記光伝送路を介して受信した前記変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔が概略2/Tの遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成する遅延干渉計と、
概略0.5/Tの電気帯域を有し、前記遅延干渉計により生成された前記加算成分および前記減算成分に基づいて、電気信号を生成するバランス型光子検出器と、
前記バランス型光子検出器で生成された前記電気信号をもとに再生されたクロックに基づいて、前記電気信号の並列展開・データ識別を行い、並列展開・データ識別後の電気信号を出力するデータ識別部と
を含む
ことを特徴とする光送受信器。 A digital signal having a sampling rate of 20 Gsample / s or more is subjected to digital signal processing and DA conversion processing at an oversampling ratio of 1 time to generate an analog signal, and a light source output is modulated based on the analog signal. An optical transmitter for sending the modulated optical signal through an optical transmission line;
For the modulated optical signal received via the optical transmission path, a free spectral interval is set to approximately 2 / T (where T is one symbol time) to give a delay amount, and delayed light and non-delayed An optical receiver that generates an addition component and a subtraction component with light, and generates an electric signal band-limited at approximately 0.5 / T based on the addition component and the subtraction component ;
The optical transmitter is
A pre-equalization process for suppressing intersymbol interference of a transmission signal is performed, aliasing is prevented by a low-pass filter whose band is approximately 0.5 / T, a sampling rate of 20 Gsample / s or more is provided, and a sampling rate pair A digital signal processing unit that discretizes the oversampling ratio corresponding to the symbol rate ratio as 1 Sample / Symbol;
A digital-analog converter having the sampling rate and the oversampling ratio, and converting the digital signal discretized by the digital signal processing unit into an analog signal;
An analog low-pass filter that performs low-frequency band limitation to prevent aliasing with respect to the analog signal after conversion by the digital-analog converter;
A modulator that modulates the light source output based on the output of the analog low-pass filter, and sends the modulated optical signal via an optical transmission line;
Including
The optical receiver is:
A delay that gives a delay amount having a free spectral interval of approximately 2 / T to the modulated optical signal received via the optical transmission line, and generates an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light. An interferometer,
A balanced photon detector having an electrical band of approximately 0.5 / T and generating an electrical signal based on the addition component and the subtraction component generated by the delay interferometer;
Data that performs parallel development and data identification of the electrical signal based on the clock regenerated based on the electrical signal generated by the balanced photon detector, and outputs the electrical signal after parallel development and data identification With the identification part
An optical transceiver characterized by comprising:
前記光送信器内の前記変調器は、変調方式が偏波多重差動4位相偏移変調(DP−DQPSK)であることを特徴とする光送受信器。 The optical transceiver according to claim 1 ,
The optical transmitter / receiver characterized in that the modulator in the optical transmitter has a modulation scheme of polarization multiplexed differential four phase shift keying (DP-DQPSK).
前記光送信器内の前記変調器は、変調方式が偏波多重差動2位相偏移変調(DP−DBPSK)であることを特徴とする光送受信器。 The optical transceiver according to claim 1 ,
The optical transmitter / receiver is characterized in that the modulator in the optical transmitter has a modulation scheme of polarization multiplexed differential two phase shift keying (DP-DBPSK).
前記光送信機において、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有するデジタル信号に対して、デジタル信号処理およびDA変換処理を1倍のオーバーサンプリング比で行うことでアナログ信号を生成し、前記アナログ信号に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する光送信ステップと、
前記光受信機において、前記光伝送路を介して受信した前記変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔を概略2/T(ただし、Tは1シンボル時間)に設定して遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成し、前記加算成分および前記減算成分に基づいて、概略0.5/Tで帯域制限された電気信号を生成する光受信ステップと
を備え、
前記光送信ステップは、
送信信号の符号間干渉抑圧のための予等化処理を行うとともに、制限帯域が概略0.5/Tのローパスフィルタによりエイリアシングを防止し、20Gsample/s以上のサンプリングレートを有し、サンプリングレート対シンボルレート比に相当する前記オーバーサンプリング比を1Sample/Symbolとして離散化処理するデジタル信号処理ステップと、
前記サンプリングレートおよび前記オーバーサンプリング比を有し、前記デジタル信号処理ステップで離散化処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換ステップと、
前記デジタル−アナログ変換ステップによる変換後の前記アナログ信号に対して、エイリアシングを防ぐための低域帯域制限を行うフィルタリングステップと、
前記フィルタリングステップの出力に基づいて光源出力を変調し、変調後の光信号を光伝送路を介して送出する変調ステップと
を含み、
前記光受信ステップは、
前記光伝送路を介して受信した前記変調後の光信号に対して、自由スペクトル間隔が概略2/Tの遅延量を与え、遅延光と非遅延光との加算成分および減算成分を生成する遅延干渉ステップと、
概略0.5/Tの電気帯域を有し、前記遅延干渉ステップにより生成された前記加算成分および前記減算成分に基づいて、電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
前記電気信号生成ステップで生成された前記電気信号をもとに再生されたクロックに基づいて、前記電気信号の並列展開・データ識別を行い、並列展開・データ識別後の電気信号を出力するデータ識別ステップと
を含む
ことを特徴とする光送受信方法。 An optical transmission / reception method using an optical transmitter and an optical receiver,
In the optical transmitter, an analog signal is generated by performing digital signal processing and DA conversion processing at a 1 × oversampling ratio on a digital signal having a sampling rate of 20 Gsample / s or more, and based on the analog signal An optical transmission step of modulating the light source output and transmitting the modulated optical signal via an optical transmission path;
In the optical receiver, for the modulated optical signal received via the optical transmission line, a free spectral interval is set to approximately 2 / T (where T is one symbol time) to give a delay amount. An optical reception step of generating an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light, and generating an electric signal band-limited at approximately 0.5 / T based on the addition component and the subtraction component; Prepared ,
The optical transmission step includes
A pre-equalization process for suppressing intersymbol interference of a transmission signal is performed, aliasing is prevented by a low-pass filter whose band is approximately 0.5 / T, a sampling rate of 20 Gsample / s or more is provided, and a sampling rate pair A digital signal processing step of discretizing the oversampling ratio corresponding to the symbol rate ratio as 1 Sample / Symbol;
A digital-to-analog conversion step of converting the digital signal having the sampling rate and the oversampling ratio and discretized in the digital signal processing step into an analog signal;
A filtering step for performing low-frequency band limitation for preventing aliasing with respect to the analog signal after the conversion by the digital-analog conversion step;
A modulation step of modulating the light source output based on the output of the filtering step, and transmitting the modulated optical signal via an optical transmission line;
Including
The optical receiving step includes
A delay that gives a delay amount having a free spectral interval of approximately 2 / T to the modulated optical signal received via the optical transmission line, and generates an addition component and a subtraction component of delayed light and non-delayed light. An interference step;
An electrical signal generating step having an electrical band of approximately 0.5 / T and generating an electrical signal based on the addition component and the subtraction component generated by the delay interference step;
Data identification for performing parallel development and data identification of the electric signal based on the clock regenerated based on the electric signal generated in the electric signal generation step, and outputting the electric signal after parallel development and data identification Step and
Light transmission and reception method, which comprises a.
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