JP5888056B2

JP5888056B2 - デジタル光コヒーレント伝送装置

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Publication number: JP5888056B2
Application number: JP2012075172A
Authority: JP
Inventors: 祐一郎阪本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2016-03-16
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Also published as: JP2013207603A; US9031420B2; US20130259487A1; EP2645601B1; EP2645601A1

Description

以下の実施形態は、デジタル光コヒーレント伝送装置に関する。

通信回線におけるトラフィックの増大により、幹線系光伝送システムの信号伝送速度は年々上昇しており、近年では次世代の100Gbps光伝送システム導入の要求が高まっている。

信号伝送速度が上昇すると、
1) 光信号対雑音比（OSNR、Optical Signal to Noise Ratio)耐力の低下や、
2) WDM(Wavelength Division Multiplexing、波長分割多重)伝送時の波長フィルタの帯域不足、
3) 伝送路の波長分散や偏波モード分散、もしくは非線形効果などによる波形歪み、
といった各要因による、信号品質の劣化が大きくなるという問題が発生する。

これらの問題解決の手段の一つとして、OSNRおよび伝送路の波形歪みに対する耐力改善が見込める、デジタル光コヒーレント受信方式が近年、注目されている（D. Ly-Gagnon, IEEE JLT, vol.24, pp.12-21, 2006）。

図１は、デジタル光コヒーレント受信器の構成例を示す図である。
図1において、デジタル光コヒーレント受信器は信号光と局発光源１０からの局発光を偏光ビームスプリッタ(PBS、Polarization Beam Splitter)１１−１、１１−２により、各偏光軸に分離後、90度光ハイブリッド回路１２−１、１２−２で検波する。90度光ハイブリッド回路１２−１、１２−２から出力された光信号の振幅、位相に対応した光信号を電気信号に変換する光電変換器(O/E、Optical / Electrical converter; Photodiode)１３−１〜１３−４が設けられる。また、電気信号を量子化するためのアナログ／デジタル変換器(ADC、Analog / Digital converter)１４−１〜１４−４、量子化されたデジタルデータを用いて波形歪補償および信号復調を行うデジタル信号処理回路(DSP、Digital Signal Processor)１５が設けられる。ここで、PBS１１−１、１１−２、90度光ハイブリッド回路１２−１、１２−２、光電変換器１３−１〜１３−４を合わせて、後述する、受信側のO/E変換部（２５（図９）に対応するO/E変換部）１６を構成する。

デジタル光コヒーレント受信方式は、従来の10Gbps光伝送システムで主に用いられてきた光強度のON/OFFを2値信号に割り当てて直接検波する方式とは異なり、光強度と位相情報をコヒーレント受信方式により抽出する。そして、抽出された光強度と位相情報をADCにより量子化することによって、デジタル信号処理回路にて復調を行う。このため、M-ary PSK（Phase Shift Keying）やQAM（Quadrature Amplitude Modulation）等の多値変調方式や、FDM（Frequency Division Multiplexing）やOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の周波数分割多重方式に対応できるという特徴がある。

デジタル光コヒーレント受信器における信号品質の劣化要因の一つとして、各チャネルの信号の振幅バラツキが挙げられる。各チャネルの信号振幅のバラツキが発生する要因として、ADC入力段までの、各チャネルの経路をなす電気線路や、90度ハイブリッド回路やO/E等の各構成素子の個体差などが考えられる。ADC入力段にて、各信号の振幅が最適状態からずれている場合、ADCにおいてアナログ／デジタル変換される信号の品質に影響が及んでしまう。

図２〜図４は、A/D変換後の信号の品質とADC入力信号振幅の関係を示す図である。
ここでは例として、DP-QPSK(Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying、偏波多重数N=2の4QAMに相当)での例を挙げる。

図２および図３は、同相信号（I, In-phase）と直交信号（Q, Quadrature）間の信号振幅バラツキの有無による違いを示したものである。IQコンスタレーションマップ上での信号の配置について、図２（ａ）にてＩＱ信号の理想状態を、図３（ａ）および図４（ａ）にて信号振幅のバラツキが発生した状態を例示する。

また、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）の各状態における信号のアナログ／デジタル変換時の様子を概要図として、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）にそれぞれ示す。
図２（ａ）は、IQ間で信号振幅がADC入力振幅として適切に入力された理想的な状態である。図２（ｂ）に示すように、ADCの分解能の範囲に対して入力信号の振幅が適切な範囲にある為、デジタル信号として量子化しても信号情報が大きく損なわれる事は無い。

図３（ａ）は信号振幅が過大な状態を表したものであり、信号振幅が過大な場合にはコンスタレーションマップ上では四角の形状に変化する。すなわち、Ｉ信号とＱ信号が、ADCの上限出力を超えてしまい、リミットがかかってしまう状態となるので、コンスタレーションマップ上では、I方向とQ方向にある値で信号がカットされてしまうようになる。図３（ｂ）に示すように、入力信号がADCの分解能の範囲を超過した領域の信号情報は量子化の際に失われる為、結果としてADCの感度劣化、および、デジタル信号処理の際の誤判定を発生させる。

図４（ａ）は、信号振幅が過小な状態を表したものである。図４（ｂ）に示すように、ADCの分解能として有効な範囲が狭くなる為、量子化の際に信号情報が失われ、結果として振幅過大の場合と同様に、ADCの感度劣化、およびデジタル信号処理の際の誤判定を発生させる。

また、別の信号品質の劣化要因の一つとして、各チャネルの信号間スキュー（遅延時間差）が挙げられる。スキューが発生する要因として、上述の振幅バラツキと同様に、DSP（Digital Signal Processor）入力段までの、各チャネルの経路をなす電気線路や、90度ハイブリッド回路やO/E、ADC等の各構成素子の個体差などが考えられる。各信号間にスキューが存在する場合、DSPにおいて再生される信号の品質に影響が及んでしまう。

図５及び図６は、信号の再生品質とスキューの関係を示す図である。
ここでは例として、DP-QPSK方式での例を挙げる。
図５および図６は、Ｉ信号とQ信号間スキューの有無による違いを示したものであり、図５（ａ）および図６（ａ）にて各信号とADCサンプリングのタイミングの関係を、図５（ｂ）および図６（ｂ）にてIQコンスタレーションマップ上での信号の配置について例示する。

図５は、IQ間スキューが無い理想的な状態であり、図５（ａ）に示すように、I、Qの各信号はADCにて同一の位相タイミングにてサンプリングされ、信号点は、コンスタレーションマップ上では、図５（ｂ）のように位相状態の組合せによって4箇所に配置される。

一方、図６は、IQ間スキューが存在する場合であり、図６（ａ）に示すように、Q信号がI信号に対してδだけ遅れている場合、本来サンプリングされるべき点（図６（ａ）での白点）からずれたタイミングでサンプリングされてしまう。この時、コンスタレーションマップ上では、図６（ｂ）に示すように、信号は、本来の位置とは異なる箇所に配置される。

以下の実施形態では、信号品質の劣化を改善することのできるデジタル光コヒーレント伝送装置を提供する。

本実施形態の一側面におけるデジタル光コヒーレント伝送装置は、多値変調方式あるいは周波数分割多重方式を用いた光伝送システムにおけるデジタル光コヒーレント伝送装置であって、受信した光信号を光コヒーレント受信して電気信号に変換するO/E変換部と、該O/E変換部からの電気信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、該アナログ／デジタル変換部の出力デジタル信号について、第１のコンスタレーション情報を取得する第１のコンスタレーション取得部と、該第１のコンスタレーション情報より、該出力デジタル信号のＩ信号およびＱ信号の両方を合わせたベクトルの振幅が適切でないと判断された場合には、該O/E変換部からの電気信号の振幅を制御する振幅制御部と、前記第１のコンスタレーション取得部の後段に設けられ、前記出力デジタル信号に対してデジタル信号処理を施すことにより、信号の復調を行うデジタル信号処理部と、該デジタル信号処理部によって復調された信号について、第２のコンスタレーション情報を取得する第２のコンスタレーション取得部と、前記第２のコンスタレーション情報に基づいて、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とのスキューの補正を行うスキュー制御部とを備える。

以下の実施形態によれば、信号品質の劣化を改善することのできるデジタル光コヒーレント伝送装置を提供することができる。

デジタル光コヒーレント受信器の構成例を示す図である。 A/D変換後の信号の品質とADC入力信号振幅の関係を示す図（その１）である。 A/D変換後の信号の品質とADC入力信号振幅の関係を示す図（その２）である。 A/D変換後の信号の品質とADC入力信号振幅の関係を示す図（その３）である。信号の再生品質とスキューの関係を示す図（その１）である。信号の再生品質とスキューの関係を示す図（その２）である。 A/D変換後の信号がコンスタレーションマップ上で最適な範囲にあるかどうかを判定する方法の一例を示した図である。 A/D変換後の信号がコンスタレーションマップ上で最適な範囲にあるかどうかを判定する方法の一例を示したものである。本実施形態のデジタル光コヒーレント伝送システムのブロック構成図である。本実施形態の全体の処理の流れを示すフローチャートである。図９の振幅制御量決定部の処理の流れを示すフローチャートである。図９のＥＶＭ判定部の処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態では、デジタル信号処理部へのADCからの信号の入力段と、デジタル信号処理部の出力段において、信号のコンスタレーションマップの情報を取得し、これを用いて、信号の振幅とスキューを補正する。

図７は、A/D変換後の信号がコンスタレーションマップ上で最適な範囲にあるかどうかを判定する方法の一例を示した図である。
図７に示すように、３種類のマスクを用いて判定する。マスクAはコンスタレーションマップ上の座標m,−m, n, −nを通る四角形を表す。ここで、m,nは、ADCのI信号及びQ信号の出力上限値である。また、マスクBはコンスタレーションマップ上の座標m,-m, n, -nを通る円形もしくは8N点数からなる多角形を表し、マスクCはコンスタレーションマップ上の座標m/2,−m/2, n/2, −n/2を通る円形もしくは8N点数からなる多角形を表す（N:任意の数）。ここで、8N点数からなる多角形というのは、デジタル処理する場合に、円形だと処理が複雑になるので、円形の近似形として、たとえば、8N多角形を用いるものである。しかし、理想的には、円形であるので、円形のマスクで容易に処理可能であれば、円形のマスクを使うのが好ましい。また、マスクCの座標は、m,nを２分の１を用いているが、必ずしもこれに限定されず、ここでは、例示として、座標値m,nを２分の１を用いた場合を示している。

ここで、各マスク内に分布する信号点数を計数し、これらの比を計算する。すなわち、振幅過大が発生したことを判定する値として、（マスクA内の分布点数）／（マスクB内の分布点数）を、振幅過小が発生したことを判定する値として、（マスクC内の分布点数）／（マスクB内の分布点数）を用いる。

各マスク内に分布する信号点数の関係として、マスクA内の分布点数とマスクB内の分布点数の比率が1に近ければ近いほど、振幅が最適な状態に近づき、また、１よりも大きくなればなるほど、振幅過大な状態に近くなる。一方、マスクC内の分布点数とマスクB内の分布点数の比率が１よりもある程度小さな値になると、振幅が最適な状態に近づき、また、１に近くなればなるほど、振幅過小な状態に近づく。この関係を利用し、比率の値を予め定めた閾値と比較する事で、振幅過大あるいは振幅過小が発生しているかどうかを判定する事が出来る。

上記閾値は、振幅過大判定のための比の値については、１に近づけば近づくほど、振幅過大が起こっていないことになるので、１とすることが考えられる。振幅過小判定のための比の値については、閾値は、１よりある程度小さい値だと振幅過小が起こっていないことになるので、１よりある程度小さい値を設定しなくてはならない。この１より小さい閾値は、装置を設計する際に、ADCの出力振幅を変化させてやり、得られる信号のビットエラーレートを測定して、どの程度の閾値ならばビットエラーレートに悪影響を与えないかを実験して得ることができる。

図８は、A/D変換後の信号がコンスタレーションマップ上で最適な範囲にあるかどうかを判定する方法の一例を示したものである。
ここではEVM (Error Vector Magnitude)を用いる判定方法について述べる。

EVMは測定信号についてコンスタレーションを算出し、測定信号と基準理想信号のVectorの差分（Error Vector）を取る事で算出する。Vectorの差分を取る事で、測定信号の振幅方向と位相方向のエラーを数値化でき、測定信号の信号品質を定量的に表す事ができる。

図８に示すように、コンスタレーションのIQ平面上に測定信号(IQ実測)と基準理想信号(IQ基準)をプロットし、その差分をError Vectorと定義する。n番目のシンボルのEVMはError VectorのI成分(I誤差(n))、Q成分(Q誤差(ｎ))から以下のように計算される。

このEVMの値が大きいほど、信号劣化が大きくなると判定することができる。
Error VectorのI成分及びQ成分から、I信号とQ信号の振幅の補正量を得ることができ、IQ実測とIQ基準の位相誤差から、スキューの補正量を得ることができる。

図９は、本実施形態のデジタル光コヒーレント伝送システムのブロック構成図である。
以下では、DP-QPSK方式のケースを例として記載している。
送信側のフレーマ処理部２０は、Client側から入力される信号を終端する。誤り訂正符号化処理部２１は、誤り訂正符号を信号に付加する。多重化部２２は、信号と光の位相および偏波を対応づける為の信号の多重化を行い、X偏波、Y偏波それぞれにI,Q信号を生成する。E/O変換部２３は、電気/光変換を行う為に、光変調器などを備える。受信側の局発光源２４は、コヒーレント検波を行う為の局発光を発生する。O/E変換部２５は、光／電気変換を行う為の構成であって、図１のO/E変換部１６と同様の構成を有する。アナログ／デジタル変換部(ADC)２６は、入力されたアナログ信号をデジタル変換する。デジタル信号処理部（DSP）２７は、デジタル信号処理により信号を復調する。誤り訂正復号化処理部２８は、付加された誤り訂正符号から、信号の誤り訂正をする。デフレーマ処理部２９は、フレームを解体して、Client側へ信号を送出する。

また、DSP部２７の入力段に、アナログ／デジタル変換後のIQコンスタレーションを抽出する為のキャプチャ部Ａ３０が設けられる。また、DSP部２７の出力段に、デジタル信号処理によって復調された信号のIQコンスタレーションを抽出する為のキャプチャ部B３１が設けられる。

キャプチャ部Ａ３０において検出したIQコンスタレーション情報（各信号間信号バラツキ）を元に、振幅制御量決定部３２を通して振幅制御部３３にてO/E変換部２５の出力段での信号振幅補償を行う。O/E変換部２５は、通常、光信号を電気信号に変換する回路内に、出力する電気信号の振幅を調整する機能を有しているので、振幅制御部３３は、この機能を使って、O/E変換部２５の出力電気信号の振幅を調整する。

キャプチャ部B３１において検出したIQコンスタレーション情報（IQ間スキュー情報）を元に、EVM判定部３４を通してスキュー制御部３５が、O/E変換部２５の出力段および送信側の多重化部２２の出力段でのIQ間スキュー補償を行う。また、EVM判定部３４は、振幅制御部33を通して、I,Q信号の振幅誤差を補償する。EVM判定部３４は、前述したError Vectorを計算し、I、Q信号の振幅誤差や、位相誤差を演算して、補正量として振幅制御部33及びスキュー制御部３５に与える事により、振幅とスキューの補正を行う。スキューの補正は、受信側のO/E変換部２５内の電気段に遅延素子を設け、適切な遅延を電気信号に与えるようにする。また、同様に、送信側の多重化部２２内でも、電気段に遅延素子を設け、適切な遅延を電気信号に与えるようにする。

なお、IQコンスタレーション情報は、キャプチャ部A３０、キャプチャ部B３１のいずれにおいても、I-Q平面の座標値として、I信号の信号値とQ信号の信号値を組として保持することにより取得される。

また、受信側のスキュー制御部３５から送信側の多重化部２２へのスキュー制御のための制御信号の送信方法の一例としては、OTN（Optical Transport Network）フレーム内のGCC（General Communication Channel）を用いる事が考えられる。

キャプチャ部A３０は、ADC２６の出力信号の振幅が適切になっているか否かを検出するためにコンスタレーション情報を取得する。しかし、キャプチャ部A３０で取得されるコンスタレーション情報は、信号値の伝送路における劣化等のため、I-Q平面内で信号点がさまざまに回転伸縮したものの集合となっている。したがって、キャプチャ部A３０でのコンスタレーション情報では、信号値のI,Q信号両方を合わせたベクトルの振幅が適正か否かしか分からない。そこで、さらに、キャプチャ部B３１を設けている。キャプチャ部B３１は、DSP２７で復調後の信号値でコンスタレーション情報を生成する。このコンスタレーション情報は、復調後の信号値を用いているので、QPSKであれば、I-Q平面の各象限に１つずつの信号点が現れるようになる。したがって、この信号点を理想的な信号点の位置と比較することにより、I成分とQ成分の振幅のバランスや、位相誤差が検出できる。したがって、キャプチャ部A３０のコンスタレーション情報は、DSP２７での復調が正確にできるように、ADC２６の出力を適正に補正するために用いられる。一方、キャプチャ部B３１のコンスタレーション情報は、受信端でのビットエラーレートを改善するための、振幅及びスキューの誤差を補正するために用いられる。

図１０は、本実施形態の全体の処理の流れを示すフローチャートである。
ここでは２つの偏波を直交させた場合（Ｘ軸およびＹ軸）を例としている。
まず、ステップＳ１０において、キャプチャ部A３０およびキャプチャ部B３１にて検出する、各IQコンスタレーションについてそれぞれの最適範囲および誤差許容範囲の設定を行う。

次に、ステップＳ１１において、キャプチャ部Ａ３０を用いてＸ偏波、Y偏波それぞれのIQコンスタレーションを抽出し、取得値として保持する。ステップＳ１２において、IQコンスタレーション内の各信号の取得値の振幅が予め設定した最適範囲内にあるかどうかを図７にて示したような判定方法を用いて判定する。ステップＳ１２で、もし最適範囲内に無いと判定された場合には、該当するXI,XQ,YI,YQ信号の信号振幅が最適範囲内に収まるように、振幅制御部３３を通して補償を行って、ステップＳ１１に戻り、コンスタレーションの抽出、および、各信号振幅が最適範囲内にあるかどうかの判定を繰り返す。

振幅補償制御が完了し、ステップＳ１２の判断がＹｅｓとなったときは、ステップＳ１４で、キャプチャ部B３１を用いてＸ偏波、Y偏波それぞれのIQコンスタレーションを抽出し、取得値として保持する。ステップＳ１５で、各信号の取得値のIQ間スキューが予め設定した最適範囲内にあるかどうかを図８で説明したような判定方法を用いて判定する。ステップＳ１５の判定がＮｏで、最適範囲内に無い場合には、ステップＳ１６において、該当するXI,XQ,YI,YQ信号のスキュー量を最適範囲内に収まるように、スキュー制御部３５を通して補償を行う。このとき、IQの位相差の補償量を２分の１にして、送信側の多重化部２２と、受信側のO/E変換部２５でそれぞれ半分ずつスキューを補償するようにする。次に、ステップＳ１７において、XI,XQ,YI,YQの各信号について、振幅制御部３３を介して受信側のO/E変換部２５の出力での信号振幅を最適範囲に調整し、ステップＳ１４に戻る。コンスタレーションの抽出、および、各信号のIQ間スキュー最適範囲内にあるかどうかの判定を繰り返し、ステップＳ１５での判定がＹｅｓになったら、処理を終了する。

図１１は、図９の振幅制御量決定部の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ２０において、初期設定として、振幅判定マスクＡの範囲を示す設定値を変数Mask_Cons_Aに格納する。また、振幅判定マスクBの範囲を示す設定値を変数Mask_Cons_Bに格納する。振幅判定マスクCの範囲を示す設定値を変数Mask_Cons_Cに格納する。振幅過大判定用の閾値を変数Amp_Std_Coeff_overに格納する。振幅過小判定用の閾値を変数Amp_Std_Coeff_underに格納する。

まず、Ｘ偏波成分について処理を行う。ステップＳ２１において、XI信号の振幅設定値（O/E変換部２５の出力振幅に対する設定値）を変数AMP_XIに格納する。XQ信号の振幅設定値（O/E変換部２５の出力振幅に対する設定値）を変数AMP_XQに格納する。XI信号の振幅変化量設定値を変数AMP_Step_XIに格納する。XQ信号の振幅変化量設定値を変数AMP_Step_XQに格納する。

ステップＳ２２において、キャプチャ部A３０から読み出したX偏波のコンスタレーション情報を変数Meas_Cons_Xへ格納する。ステップＳ２３において、Meas_Cons_Xについて、Mask_Cons_A、Mask_Cons_B、Mask_Cons_Cを用いて、各マスク内の信号点の数を計数し、図７で説明した２つの比を求める。振幅過大判定用の比を変数Amp_Meas_Coeff_overに、振幅過小判定用の比をAmp_Meas_Coeff_underに格納する。

ステップＳ２４において、Amp_Meas_Coeff_overがAmp_Std_Coeff_overより大きいか否かを判断する。ステップＳ２４の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２５において、Amp_XI＝Amp_XI-Amp_Step_XIとして設定値を更新し、Amp_XQ=Amp_XQ-Amp_Step_XQとして設定値を更新し、更新したAmp_XI、Amp_XQによって振幅制御部で振幅制御する。そして、ステップＳ２１に戻って、振幅制御を繰り返す。ステップＳ２４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ２６において、Amp_Meas_Coeff_underがAmp_Std_Coeff_underより小さいか否かを判断する。

ステップＳ２６の判断がＹｅｓの場合には、Amp_XI=Amp_XI+Amp_Step_XI、Amp_XQ＝Amp_XQ+Amp_Step_XQとして設定値を更新し、更新したAmp_XI、Amp_XQによって振幅制御部で振幅制御を行いステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２６の判断がＮｏの場合には、ステップＳ２８において、Ｙ偏波成分についてもステップＳ２１〜ステップＳ２７と同様の処理（処理Ａ）を行い、振幅が適切になったら処理を終了する。

図１２は、図９のＥＶＭ判定部の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ３０において、初期設定として、理想的な信号点位置を表すベクトルを基準ベクトルとして設定し、変数Std_Vectorに格納する。

まず、X偏波成分から処理をする。ステップＳ３１において、キャプチャ部B３１から読み出したX偏波のコンスタレーション情報より、実測ベクトルを算出し、変数Meas_Vector_Xへ格納する。ここで、たとえば、QPSKでは、I-Q平面に４つの信号点が現れるが、実測ベクトルとしては、第１象限のベクトルのみを取得すればよい。その場合には、基準ベクトルも第１象限の理想的な信号点のベクトルをあらわしたものを使う。

ステップＳ３２において、Std_VectorとMeas_Vector_Xより、ベクトル差分を算出し、変数EVM_Vector_Xへ格納する。ステップＳ３３において、EVM_Vector_Xより、XI振幅誤差を算出し、変数Amp_Error_XIへ格納する。また、XQ振幅誤差を算出し、変数Amp_Error_XQへ格納する。また、IQ間位相誤差を算出し、変数Phase_Error_Xへ格納する。

ステップＳ３４において、Phase_Error_Xの半分の値を補償量として、送信側多重化部２２において、XI,XQ信号の位相を調整する。ステップＳ３５において、Phase_Error_Xの半分の値を補償量として、受信側O/E変換部２５において、XI,XQ信号の位相を調整する。ステップＳ３６において、Amp_Error_XI、Amp_Error_XQの値を補償量として、振幅制御部３３を使って、O/E変換部２５において振幅制御して、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、Y偏波の信号についても、ステップＳ３１〜Ｓ３６と同様の処理（処理Ａ）を行って、処理を終了する。

本実施形態により、キャプチャ部から抽出したコンスタレーション情報を用いて各信号の振幅バラツキおよびIQ間スキュー量を各偏波単位で検出する事が可能となる。また、これらのパラメータを用いて振幅補償あるいはIQ間スキュー補償を実施する事で、デジタル光コヒーレント送受信器の性能を改善する事ができるという利点がある。

１０、２４局発光源
１１−１、１１−２偏波ビームスプリッタ
１２−１、１２−２９０度光ハイブリッド回路
１３−１〜１３−４光電変換器
１４−１〜１４−４ ADC
１５ DSP
２０フレーマ処理部
２１誤り訂正符号化処理部
２２多重化部
２３ E/O変換部
２５ O/E変換部
２６アナログ/デジタル変換部（ADC）
２７デジタル信号処理部（DSP）
２８誤り訂正復号化処理部
２９デフレーマ処理部
３０キャプチャ部A
３１キャプチャ部B
３２振幅制御量決定部
３３振幅制御部
３４ EVM判定部
３５スキュー制御部

Claims

多値変調方式あるいは周波数分割多重方式を用いた光伝送システムにおけるデジタル光コヒーレント伝送装置であって、
受信した光信号を光コヒーレント受信して電気信号に変換するO/E変換部と、
該O/E変換部からの電気信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、
該アナログ／デジタル変換部の出力デジタル信号について、第１のコンスタレーション情報を取得する第１のコンスタレーション取得部と、
該第１のコンスタレーション情報より、該出力デジタル信号のＩ信号およびＱ信号の両方を合わせたベクトルの振幅が適切でないと判断された場合には、該O/E変換部からの電気信号の振幅を制御する振幅制御部と、
前記第１のコンスタレーション取得部の後段に設けられ、前記出力デジタル信号に対してデジタル信号処理を施すことにより、信号の復調を行うデジタル信号処理部と、
該デジタル信号処理部によって復調された信号について、第２のコンスタレーション情報を取得する第２のコンスタレーション取得部と、
前記第２のコンスタレーション情報に基づいて、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とのスキューの補正を行うスキュー制御部と、
を備えることを特徴とするデジタル光コヒーレント伝送装置。
前記第２のコンスタレーション情報より、復調された信号の振幅が適切か否かを検出し、適切でない場合には、前記振幅制御部に、前記O/E変換部からの電気信号の振幅を制御させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル光コヒーレント伝送装置。
前記第２のコンスタレーション情報より、前記復調された信号の位相が適切か否かを検出し、適切でない場合には、信号の位相が適切になるように制御する位相制御部、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のデジタル光コヒーレント伝送装置。
前記位相の制御は、前記O/E変換部内の電気信号に遅延を付加する事によりなされることを特徴とする請求項３に記載のデジタル光コヒーレント伝送装置。
前記位相の制御は、前記O/E変換部内の電気信号への遅延の付加に加え、光信号の送信側の伝送装置内の電気信号に遅延を付加する事によりなされることを特徴とする請求項４に記載のデジタル光コヒーレント伝送装置。
前記送信側の伝送装置に位相の制御をかける際には、前記第２のコンスタレーション情報より得られた、位相の制御信号をOTN(Optical Transport Network)フレームのGCC（General Communication Channel）を使って、該送信側の伝送装置に送信することを特徴とする請求項５に記載のデジタル光コヒーレント伝送装置。
多値変調方式あるいは周波数分割多重方式を用いた光伝送システムにおけるデジタル光コヒーレント伝送装置における制御方法であって、
受信した光信号を光コヒーレント受信して電気信号に変換し、
変換された電気信号をデジタル信号に変換し、
変換された出力デジタル信号について、第１のコンスタレーション情報を取得し、
該第１のコンスタレーション情報より、該出力デジタル信号のＩ信号およびＱ信号の両方を合わせたベクトルの振幅が適切でないと判断された場合には、前記電気信号に変換する際に電気信号の振幅を制御し、
前記出力デジタル信号に対してデジタル信号処理を施すことにより、信号の復調を行い、
復調された信号について、第２のコンスタレーション情報を取得し、
前記第２のコンスタレーション情報に基づいて、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とのスキューの補正を行う、
ことを特徴とする制御方法。
前記第２のコンスタレーション情報より、復調された信号の振幅が適切か否かを検出し、適切でない場合には、前記電気信号に変換する際に電気信号の振幅を制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
前記第２のコンスタレーション情報より、前記復調された信号の位相が適切か否かを検出し、適切でない場合には、信号の位相が適切になるように制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。