JP5977211B2 - Optical transmission system and signal processing method - Google Patents

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Description

本発明は、光通信における信号対雑音電力比を算出するとともに、算出した信号対雑音電力比に基づいて送信方式の改善を図る光伝送システム、及び信号処理方法に関する。   The present invention relates to an optical transmission system and a signal processing method for calculating a signal-to-noise power ratio in optical communication and improving a transmission method based on the calculated signal-to-noise power ratio.

光通信において、光伝送路上で実現できる光信号の信号対雑音電力比(S/N)を検知することは以下の二つの点において有用である。一つ目は、全てのパスにおいて効率的な伝送が可能となる点があげられる。理論的にはそれぞれの光パスで伝送できる最大容量は信号S/Nによって決まるため、信号S/Nを検知することでそれぞれの光パス上で最大容量を実現する伝送方式を設定することができ、限りあるリソースを最大限効率的に使用できる。また、伝送容量が固定の場合、それぞれの光パス上の信号S/Nで実現できる最も効率のよい変調方式を選ぶことや冗長度を減らすことにより信号帯域の削減を行い、リソースを最大限効率的に使用することもできる。二つ目としては、誤りの発生を未然に防ぐことができる点があげられる。信号S/Nが光ファイバの損傷などによりある一定の閾値を下回るとその光パスでは誤りが生じるが、信号S/Nの低下を検知できると誤りが生じる前に原因を調べる機会を得ることができる。   In optical communication, detecting the signal-to-noise power ratio (S / N) of an optical signal that can be realized on an optical transmission line is useful in the following two points. The first is that efficient transmission is possible in all paths. Theoretically, the maximum capacity that can be transmitted on each optical path is determined by the signal S / N. Therefore, it is possible to set a transmission method that realizes the maximum capacity on each optical path by detecting the signal S / N. Use limited resources as efficiently as possible. In addition, when the transmission capacity is fixed, the signal band is reduced by selecting the most efficient modulation method that can be realized by the signal S / N on each optical path and reducing the redundancy, thereby maximizing the resource efficiency. Can also be used. Second, it is possible to prevent the occurrence of errors. If the signal S / N falls below a certain threshold value due to optical fiber damage or the like, an error occurs in the optical path. it can.

一般的には信号S/Nの測定方法には二つある。一つ目の方法は、偏波nulling方法であり、単一偏波伝送を行い、一方の偏波の信号電力とそれと直交関係にある偏波の雑音電力を比較する方法である。この信号S/Nの測定方法は、送信部において単一偏波面上に光信号を生成し、光伝送路を伝送後、受信部の偏波分離回路で各偏波成分を分離し、信号光が存在する偏波成分の電力と、直交関係にある偏波面の雑音成分の電力を比較することで伝送後の信号のS/Nを得ることができる。二つ目の方法は、同一偏波内において、信号成分の電力と信号帯域外の雑音成分の電力を比較する方法がある。この方法は、受信した信号の信号成分の電力と、隣接チャネルとの隙間から測定できる雑音電力の情報から信号のS/Nを求める方法である(非特許文献1)。   In general, there are two methods for measuring the signal S / N. The first method is a polarization nulling method, in which single-polarization transmission is performed, and the signal power of one polarization is compared with the noise power of a polarization orthogonal to the signal power. In this signal S / N measurement method, an optical signal is generated on a single polarization plane in a transmission unit, transmitted through an optical transmission line, and each polarization component is separated by a polarization separation circuit in a reception unit. The S / N of the signal after transmission can be obtained by comparing the power of the polarization component in which the noise exists and the power of the noise component of the polarization plane in the orthogonal relationship. The second method is a method of comparing the power of a signal component and the power of a noise component outside the signal band within the same polarization. This method is a method for obtaining the S / N of a signal from the power of the signal component of the received signal and the noise power information that can be measured from the gap between adjacent channels (Non-Patent Document 1).

Zhongqi Pan, Changyuan Yu, Alan E. Willner., “Optical performance monitoring for the next generation optical communication networks,” Optical Fiber Technology 16, pp.20-45, January 2010. <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1068520009000686>Zhongqi Pan, Changyuan Yu, Alan E. Willner., “Optical performance monitoring for the next generation optical communication networks,” Optical Fiber Technology 16, pp.20-45, January 2010. <http://www.sciencedirect.com/ science / article / pii / S1068520009000686>

現在、光通信においては、高速な100Gb/s伝送が現実化しており、伝送方式としては、偏波多重QPSK方式が採用されている。そのため、偏波多重を行うことは基本であり、偏波nulling方法を使用するのは現実的ではない。偏波nulling方法では、信号を単一偏波のみに載せ、直交偏波側を雑音測定のチャネルに設定している。偏波多重伝送においては、直交側の偏波にも信号が存在するため、雑音成分の測定をすることが不可能であり、信号のS/Nを算出することができないという問題がある。   Currently, in optical communication, high-speed 100 Gb / s transmission has become a reality, and the polarization multiplexing QPSK method is adopted as a transmission method. Therefore, it is fundamental to perform polarization multiplexing, and it is not practical to use the polarization nulling method. In the polarization nulling method, a signal is placed only on a single polarization, and the orthogonal polarization side is set as a noise measurement channel. In polarization multiplexing transmission, there is a problem that a noise component cannot be measured and the S / N of the signal cannot be calculated because a signal is also present on the orthogonal polarization.

上記に示した二つ目の方法の典型的な例として、隣接信号チャネル間の帯域より雑音電力を測定するOut of band法がある。この方法では、信号の変調速度が上がり、それとともに信号帯域が拡大すると、隣接チャネル間の周波数間隔が狭く高密度になるため、雑音成分の電力を測定するための周波数帯域を確保することが困難になる。中継系において用いられる再構成可能な光アド/ドロップマルチプレクサ(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer:ROADM)では、光フィルタにより信号帯域外の雑音成分が除去されてしまう。そのため、信号帯域外の雑音成分から雑音電力を測定することができないという問題がある。例えば、光通信では1チャネルあたり50GHzの周波数グリッドが使用されているが、近年の100Gb/s伝送においてはその帯域が40GHzを超えているため、信号帯域外の雑音成分は光フィルタにより除去されることになる。   As a typical example of the second method described above, there is an Out of band method for measuring noise power from a band between adjacent signal channels. In this method, if the signal modulation speed increases and the signal band is expanded along with it, the frequency interval between adjacent channels becomes narrower and the density becomes higher. Therefore, it is difficult to secure a frequency band for measuring the power of the noise component. become. In a reconfigurable optical add / drop multiplexer (ROADM) used in a relay system, noise components outside a signal band are removed by an optical filter. Therefore, there is a problem that noise power cannot be measured from noise components outside the signal band. For example, a frequency grid of 50 GHz per channel is used in optical communication, but in recent 100 Gb / s transmission, the band exceeds 40 GHz, so noise components outside the signal band are removed by an optical filter. It will be.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、光通信において偏波多重による伝送や伝送路における構成によらず信号対雑音電力比を得ることができる光伝送システム、及び信号処理方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical transmission system capable of obtaining a signal-to-noise power ratio regardless of transmission by polarization multiplexing or configuration in a transmission path in optical communication, and It is to provide a signal processing method.

上記問題を解決するために、本発明は、特定の周波数に電力が集中した特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された光信号を用いた伝送を行う光伝送システムにおいて、受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換するFFT部と、前記FFT部によって変換された周波数領域の信号における前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の電力値に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する区間特定部と、前記ディジタル信号系列から前記区間特定部が特定した区間におけるディジタル信号系列を抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部が抽出したディジタル信号系列から前記特定周波数信号系列の成分を除去して出力する特定周波数信号成分除去部と、前記特定周波数信号成分除去部が出力したディジタル信号系列に基づいて、受信した光信号に含まれる雑音の電力である雑音電力を算出する雑音電力算出部と、前記雑音電力算出部が算出した雑音電力に基づいて、送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する電力比算出部とを備えることを特徴とする光伝送システムである。   In order to solve the above problem, the present invention provides an optical transmission system that performs transmission using an optical signal in which a specific frequency signal sequence in which power is concentrated at a specific frequency and a transmission data sequence are time-division multiplexed. An FFT unit that converts a digital signal sequence obtained from an optical signal into a frequency domain signal, and a power value of a frequency at which the power of the specific frequency signal sequence in the frequency domain signal converted by the FFT unit is concentrated A section specifying unit for specifying a section in which the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence; a signal extracting unit for extracting a digital signal sequence in the section specified by the section specifying unit from the digital signal sequence; A specific frequency output by removing the component of the specific frequency signal sequence from the digital signal sequence extracted by the signal extraction unit; Based on the digital signal sequence output from the specific frequency signal component removal unit, a noise power calculation unit that calculates noise power that is noise power contained in the received optical signal, and the noise power An optical transmission system comprising: a power ratio calculation unit that calculates a ratio between the power of a transmission data sequence and the power of noise based on the noise power calculated by the calculation unit.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記FFT部は、前記特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数のFFTを行うことにより、前記受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換する、又は、前記区間特定部は、閾値電力を超える電力が前記FFT部によって変換された周波数領域の信号において存在する区間を、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間として特定する、或いは、前記FFT部は、前記特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数のFFTを行うことにより前記受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換し、前記区間特定部は、閾値電力を超える電力が前記FFT部によって変換された周波数領域の信号において存在する区間を、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間として特定することを特徴とする。   Further, the present invention provides the digital signal sequence obtained from the received optical signal by performing an FFT with a number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. The frequency domain signal is converted into the frequency domain signal, or the section identification unit includes a section in the frequency domain signal in which power exceeding the threshold power is converted by the FFT unit, and the specific frequency signal sequence is included in the digital signal sequence. The FFT section specifies a digital signal sequence obtained from the received optical signal by performing FFT with a number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. In the section specifying unit, power exceeding a threshold power is converted by the FFT unit. The section existing in the signal in the frequency domain, and identifies as a section in which the specific frequency signal sequence in the digital signal sequence is disposed.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記FFT部によって変換された周波数領域の信号から前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数近傍の信号を抽出するフィルタ部と、前記フィルタ部が抽出した信号を時間領域の信号に変換する第1のIFFT部と、前記第1のIFFT部によって変換された時間領域の信号の電力値をシンボルごとに算出する電力算出部と、前記電力算出部が算出する電力値の移動平均値を算出する平均化回路とを更に備え、前記区間特定部は、前記平均化回路が算出した移動平均値が最大となる時刻に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定することを特徴とする。   According to the present invention, in the above-described invention, a filter unit that extracts a signal in the vicinity of a frequency where the power of the specific frequency signal sequence is concentrated from the frequency domain signal converted by the FFT unit, and the filter unit includes: A first IFFT unit that converts the extracted signal into a time domain signal; a power calculation unit that calculates a power value of the time domain signal converted by the first IFFT unit for each symbol; and the power calculation unit Further comprising an averaging circuit that calculates a moving average value of the power value calculated by the interval specifying unit, based on a time at which the moving average value calculated by the averaging circuit is maximized, in the digital signal sequence A section in which the specific frequency signal sequence is arranged is specified.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記特定の周波数に電力が集中した第1特定周波数信号系列と、前記第1特定周波数信号系列の電力が集中する周波数と異なる周波数に電力が集中する第2特定周波数信号系列とを連結した信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部を更に備えることを特徴とすることを特徴とする。   According to the present invention, in the above-described invention, the power is concentrated on a first specific frequency signal sequence in which power is concentrated on the specific frequency and on a frequency different from a frequency on which the power of the first specific frequency signal sequence is concentrated. And a specific frequency signal sequence generation unit that generates a signal sequence obtained by concatenating the second specific frequency signal sequence to be generated as the specific frequency signal sequence.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記雑音電力算出部が前記雑音電力の算出に用いるディジタル信号系列を時間領域の信号に変換する第2のIFFT部を備え、前記雑音電力算出部は、前記第2のIFFT部によって変換された時間領域の信号に基づいて、前記雑音電力を算出することを特徴とする。   The present invention further includes a second IFFT unit that converts a digital signal sequence used by the noise power calculation unit to calculate the noise power into a time domain signal. Is characterized in that the noise power is calculated based on a time-domain signal converted by the second IFFT unit.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第1のIFFT部と前記第2のIFFT部とにおいてIFFTを行う演算機能を時分割で共用する又は、前記雑音電力算出部における電力値を算出する演算機能を時分割で共用して前記特定周波数信号系列の電力の算出と前記雑音電力の算出とを行う或いは、前記第1のIFFT部と前記第2のIFFT部とにおいてIFFTを行う演算機能を時分割で共用し、前記雑音電力算出部における電力値を算出する演算機能を時分割で共用して前記特定周波数信号系列の電力の算出と前記雑音電力の算出とを行うことを特徴とする。   In the invention described in the above, the present invention shares the arithmetic function for performing IFFT in the first IFFT unit and the second IFFT unit in a time division manner, or sets the power value in the noise power calculation unit. A calculation function for calculating the power of the specific frequency signal sequence and the calculation of the noise power by sharing the calculation function to be calculated in time division, or performing an IFFT in the first IFFT unit and the second IFFT unit The function is shared in time division, and the calculation function for calculating the power value in the noise power calculation unit is shared in time division to calculate the power of the specific frequency signal sequence and the noise power. To do.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号抽出部は、前記区間特定部が特定した区間以外からもディジタル信号系列を抽出する、又は、前記雑音電力算出部は、前記区間特定部が特定した区間以外のディジタル信号系列に基づいて前記送信データ系列が含まれるディジタル信号系列の電力である信号電力を算出し、前記電力比算出部は、該信号電力と前記雑音電力とから前記送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する、或いは、前記信号抽出部は、前記区間特定部が特定した区間以外からもディジタル信号系列を抽出し、前記雑音電力算出部は、前記信号抽出部により抽出された前記区間特定部が特定した区間以外のディジタル信号系列に基づいて前記送信データ系列が含まれるディジタル信号系列の電力である信号電力を算出し、前記電力比算出部は、該信号電力と前記雑音電力とから前記送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出することを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described invention, wherein the signal extraction unit extracts a digital signal sequence from a section other than the section specified by the section specifying section, or the noise power calculation section is the section specifying section The signal power, which is the power of the digital signal sequence including the transmission data sequence, is calculated based on a digital signal sequence other than the section specified by the power ratio, and the power ratio calculation unit calculates the transmission power from the signal power and the noise power. The ratio of the power of the data sequence and the power of the noise is calculated, or the signal extraction unit extracts a digital signal sequence from a section other than the section specified by the section specifying section, and the noise power calculation section A signal that is the power of a digital signal sequence including the transmission data sequence based on a digital signal sequence other than the interval specified by the interval specifying unit extracted by the extraction unit Calculating a force, the power ratio calculation unit, and calculates the ratio of the power and the noise power of the transmission data sequence from the said signal power and the noise power.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記特定周波数信号成分除去部が出力したディジタル信号系列に対して、低周波数帯域の成分を除去して出力する低周波数帯域成分除去部を更に備え、前記雑音電力算出部は、前記低周波数帯域成分除去部が出力するディジタル信号系列に基づいて、前記雑音電力を算出することを特徴とする。   The present invention further includes a low frequency band component removing unit that removes a low frequency band component from the digital signal sequence output from the specific frequency signal component removing unit and outputs the digital signal sequence. The noise power calculation unit calculates the noise power based on the digital signal sequence output from the low frequency band component removal unit.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記電力比算出部が算出する比に応じて、前記特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された信号系列に対して用いる変調方式、データレート、信号帯域、又は冗長度の少なくとも1つを決定する送信形式決定部と、前記送信形式決定部の決定に基づいて前記送信データ系列を符号化及び変調する光信号送信部と、前記光信号送信部において用いられる変調方式、データレート、信号帯域、及び冗長度に対応した復調復号を行う復調部とを更に備えることを特徴とする。   Further, the present invention provides the modulation method used for the signal sequence in which the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are time-division multiplexed in accordance with the ratio calculated by the power ratio calculation unit in the invention described above. A transmission format determination unit that determines at least one of a data rate, a signal band, or a redundancy, an optical signal transmission unit that encodes and modulates the transmission data sequence based on the determination of the transmission format determination unit, and And a demodulator that performs demodulation and decoding corresponding to the modulation scheme, data rate, signal band, and redundancy used in the optical signal transmitter.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された異なる2つの信号系列に対応する2つの光信号を互いに直交する偏波状態で多重して出力する偏波多重部と、前記受信した光信号を互いに偏波面が直交する第1の光信号と第2の光信号とに分離する偏波分離部とを更に備え、前記FFT部は、前記第1の光信号から得られたディジタル信号系列と、前記第2の光信号から得られたディジタル信号系列とを周波数領域の信号に変換することを特徴とする。   According to the present invention, in the invention described above, two optical signals corresponding to two different signal sequences in which the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are time-division multiplexed are multiplexed in a polarization state orthogonal to each other. A polarization multiplexing unit that outputs the received optical signal, and a polarization separation unit that separates the received optical signal into a first optical signal and a second optical signal whose polarization planes are orthogonal to each other, and the FFT unit includes: The digital signal sequence obtained from the first optical signal and the digital signal sequence obtained from the second optical signal are converted into frequency domain signals.

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信データ系列の周波数スペクトルの包絡線形状と、前記特定の周波数に集中する電力とが比例関係になる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部を更に備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信データ系列の周波数スペクトルの電力レベルと、前記特定の周波数の間隔の疎密とが比例関係になる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部を更に備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記特定の周波数に集中する電力値が自システムにおける周波数特性に応じた電力値となる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部を更に備えることを特徴とする。
Further, the present invention is the above-described invention, wherein the signal sequence in which the envelope shape of the frequency spectrum of the transmission data sequence and the power concentrated on the specific frequency are in a proportional relationship is generated as the specific frequency signal sequence. And a specific frequency signal sequence generation unit.
In the invention described above, the present invention generates, as the specific frequency signal sequence, a signal sequence in which the power level of the frequency spectrum of the transmission data sequence is proportional to the density of the specific frequency interval. A specific frequency signal sequence generation unit is further provided.
Further, the present invention provides the specific frequency signal sequence for generating, as the specific frequency signal sequence, a signal sequence in which the power value concentrated on the specific frequency is a power value corresponding to the frequency characteristic in the own system. It further has a generating part.

また、上記問題を解決するために、本発明は、特定の周波数に電力が集中した特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された光信号を用いた伝送を行う光伝送システムにおける信号処理方法であって、受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換するFFTステップと、前記FFTステップによって変換された周波数領域の信号における前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の電力値に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する区間特定ステップと、前記ディジタル信号系列から前記区間特定ステップで特定した区間におけるディジタル信号系列を抽出する信号抽出ステップと、前記信号抽出ステップにおいて抽出したディジタル信号系列から前記特定周波数信号系列の成分を除去して出力する特定周波数信号成分除去ステップと、前記特定周波数信号成分除去ステップにおいて出力されたディジタル信号系列に基づいて、受信した光信号に含まれる雑音の電力である雑音電力を算出する雑音電力算出ステップと、前記雑音電力算出ステップにおいて算出した雑音電力に基づいて、送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する電力比算出ステップとを有することを特徴とする信号処理方法である。   In order to solve the above problem, the present invention provides a signal in an optical transmission system that performs transmission using an optical signal in which a specific frequency signal sequence in which power is concentrated at a specific frequency and a transmission data sequence are time-division multiplexed. An FFT step for converting a digital signal sequence obtained from a received optical signal into a frequency domain signal, and the power of the specific frequency signal sequence in the frequency domain signal converted by the FFT step is concentrated. A section specifying step for specifying a section in which the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence based on a power value of a frequency to be transmitted, and a digital signal sequence in the section specified by the section specifying step from the digital signal sequence A signal extracting step for extracting the digital signal and a digital signal extracted in the signal extracting step Included in the received optical signal based on the digital signal sequence output in the specific frequency signal component removal step for removing the specific frequency signal sequence component from the signal signal sequence and outputting the signal. A noise power calculation step for calculating noise power, which is noise power, and a power ratio calculation step for calculating a ratio between the power of the transmission data sequence and the noise power based on the noise power calculated in the noise power calculation step; A signal processing method characterized by comprising:

この発明によれば、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数に基づいて、受信した光信号から得られたディジタル信号系列における特定周波数信号系列の区間を特定することにより、送信データ系列の成分が含まれないディジタル信号系列を得ることができる。
この送信データ系列の成分が含まれないディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換して特定周波数信号系列の周波数成分を除くことにより雑音の成分を得ることができ、送信データ系列の電力に対する雑音の電力比、すなわち信号対雑音電力比を得ることができる。
According to the present invention, by specifying the section of the specific frequency signal sequence in the digital signal sequence obtained from the received optical signal based on the frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated, the components of the transmission data sequence are determined. A digital signal sequence not included can be obtained.
By converting a digital signal sequence that does not include this transmission data sequence component into a frequency domain signal and removing the frequency component of the specific frequency signal sequence, a noise component can be obtained. The power ratio, i.e. the signal to noise power ratio, can be obtained.

第1の実施形態における光伝送システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical transmission system in 1st Embodiment. 同実施形態における光信号送信装置1の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical signal transmitter 1 in the embodiment. 同実施形態における送信データ系列生成回路13−1及び13−2において生成される送信データ系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the transmission data series produced | generated in the transmission data series production | generation circuits 13-1 and 13-2 in the embodiment. 同実施形態における特定周波数信号系列生成回路14−1が生成する特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the specific frequency signal series which the specific frequency signal series generation circuit 14-1 in the embodiment produces | generates. 同実施形態における光信号受信装置3の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical signal receiver 3 in the embodiment. 同実施形態におけるSN比算出装置4の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the SN ratio calculation apparatus 4 in the embodiment. 同実施形態におけるオーバーラップFFT演算回路42−1が行うFFTの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of FFT which the overlap FFT calculating circuit 42-1 in the embodiment performs. 同実施形態におけるSN比算出装置4に光信号受信装置3から入力されるディジタル信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the digital signal series input from the optical signal receiver 3 to the SN ratio calculation apparatus 4 in the same embodiment. 図8において示したディジタル信号系列に対して横軸を時間にし、縦軸を電力にして変換した概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram obtained by converting the digital signal series shown in FIG. 8 with time on the horizontal axis and power on the vertical axis. 同実施形態におけるトレーニング信号抽出回路44−1による信号処理の結果例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of a result of the signal processing by the training signal extraction circuit 44-1 in the same embodiment. 同実施形態におけるオーバーラップFFT演算回路45−1による信号処理の結果例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of a result of the signal processing by the overlap FFT calculating circuit 45-1 in the same embodiment. 同実施形態において雑音電力の算出に用いる区間の決定の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the determination of the area used for calculation of noise power in the embodiment. 第2の実施形態におけるSN比算出装置4Aの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of 4 A of SN ratio calculation apparatuses in 2nd Embodiment. 同実施形態において周波数帯域通過フィルタ回路404−11から出力される周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum output from the frequency bandpass filter circuit 404-11 in the same embodiment. 同実施形態における平均化回路408−1〜408−Nに入力される時間領域の信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal of the time domain input into the averaging circuit 408-1 to 408-N in the embodiment. 同実施形態における平均化回路408−1〜408−Nが出力する電力の移動平均値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the moving average value of the electric power which the averaging circuits 408-1 to 408-N in the embodiment output. 第1特定周波数信号系列と第2特定周波数信号系列とを用いた特定周波数信号系列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the specific frequency signal sequence using the 1st specific frequency signal sequence and the 2nd specific frequency signal sequence. 第3の実施形態におけるSN比算出装置4Bの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of SN ratio calculation apparatus 4B in 3rd Embodiment. 同実施形態におけるトレーニング信号区間検出ブロック40の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the training signal area detection block 40 in the embodiment. 同実施形態における電力比算出ブロック60の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the power ratio calculation block 60 in the embodiment. 非伝送時において信号抽出回路62−1及び62−2に入力されるディジタル信号系列のスペクトル例を示す図である。It is a figure which shows the spectrum example of the digital signal series input into the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 at the time of non-transmission. 非伝送時に抽出したトレーニング信号成分のスペクトル例を示す図である。It is a figure which shows the example of a spectrum of the training signal component extracted at the time of non-transmission. 実験において測定した伝送後の特定周波数信号系列のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the specific frequency signal series after transmission measured in experiment. マッハツェンダ型光変調器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a Mach-Zehnder type | mold optical modulator. 同実施形態におけるSN比算出装置4BによるSN比算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the SN ratio calculation process by the SN ratio calculation apparatus 4B in the same embodiment. 同実施形態のSN比算出装置4Bにおける回路規模低減の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the circuit scale reduction in the SN ratio calculation apparatus 4B of the embodiment. 送信データ系列と特定周波数信号系列との周波数スペクトルとが比例関係となる特定周波数信号系列の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the specific frequency signal sequence from which the frequency spectrum of a transmission data sequence and a specific frequency signal sequence becomes a proportional relationship. 特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の間隔の疎密と送信データ系列の電力レベルとが比例関係を有する特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the specific frequency signal sequence in which the density of the space | interval of the frequency where the electric power of a specific frequency signal sequence concentrates, and the power level of a transmission data sequence have a proportional relationship. 特定周波数信号系列の電力が集中する各周波数における電力レベルが、光伝送システムにおける周波数特性の損失率と比例関係になる特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the specific frequency signal sequence from which the power level in each frequency where the electric power of a specific frequency signal sequence concentrates becomes proportional to the loss factor of the frequency characteristic in an optical transmission system.

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における光伝送システム、及び信号処理方法を説明する。   Hereinafter, an optical transmission system and a signal processing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における光伝送システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態における光伝送システムは、光信号送信装置1、光伝送路2、光信号受信装置3、SN比算出装置4、及び、制御プレーン5を具備している。光信号送信装置1は、伝送すべき送信データを光信号に変換する。光信号送信装置1は、変換により得られた光信号を、光伝送路2を介して光信号受信装置3に送信する。光信号受信装置3は、光信号送信装置1から送信される光信号を受信する。光信号受信装置3は、受信した光信号を電気信号に変換し、当該電気信号から送信データを取得する。また、光信号受信装置3は、光信号を変換して得られた電気信号をSN比算出装置4に出力する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system according to the first embodiment. The optical transmission system according to this embodiment includes an optical signal transmission device 1, an optical transmission path 2, an optical signal reception device 3, an SN ratio calculation device 4, and a control plane 5. The optical signal transmitter 1 converts transmission data to be transmitted into an optical signal. The optical signal transmission device 1 transmits the optical signal obtained by the conversion to the optical signal reception device 3 through the optical transmission path 2. The optical signal receiver 3 receives the optical signal transmitted from the optical signal transmitter 1. The optical signal receiving device 3 converts the received optical signal into an electrical signal, and acquires transmission data from the electrical signal. Further, the optical signal receiving device 3 outputs an electrical signal obtained by converting the optical signal to the SN ratio calculating device 4.

SN比算出装置4は、光信号受信装置3から出力される電気信号に基づいて、光伝送システムにおける光信号の信号対雑音電力比(SN比)を算出する。このSN比は送信データに関する値である。SN比算出装置4は、算出したSN比を示すSN比信号を制御プレーン5に出力する。制御プレーン5は、SN比信号が示すSN比に応じて、伝送量などを制御する。また、制御プレーン5は、SN比算出装置4から出力されたSN比信号を光信号送信装置1と光信号受信装置3とに出力する。光信号送信装置1と光信号受信装置3とは、SN比信号が示すSN比に応じて、光信号送信装置1と光信号受信装置3との間で用いられる変調方式、データレート、信号帯域、及び、前方誤り訂正符号化(Forward Error Collection:FEC)における冗長度などを設定する。   The SN ratio calculation device 4 calculates the signal-to-noise power ratio (SN ratio) of the optical signal in the optical transmission system based on the electrical signal output from the optical signal receiving device 3. This SN ratio is a value related to transmission data. The SN ratio calculation device 4 outputs an SN ratio signal indicating the calculated SN ratio to the control plane 5. The control plane 5 controls the transmission amount and the like according to the S / N ratio indicated by the S / N ratio signal. Further, the control plane 5 outputs the SN ratio signal output from the SN ratio calculation device 4 to the optical signal transmission device 1 and the optical signal reception device 3. The optical signal transmission device 1 and the optical signal reception device 3 are used in accordance with the S / N ratio indicated by the S / N ratio signal, the modulation method, data rate, and signal band used between the optical signal transmission device 1 and the optical signal reception device 3. And redundancy in forward error correction (FEC) is set.

なお、図1においては光伝送システムが光信号送信装置1と光信号受信装置3とそれぞれ1つ具備する例を示している。しかし、光信号送信装置1と光信号受信装置3とを複数の具備する構成であってもよい。この場合において、複数の組の光信号送信装置1と光信号受信装置3とが送信データの伝送に利用できるときには、制御プレーン5は送信データを伝送する際に用いる光信号送信装置1と光信号受信装置3との数をSN比に応じて定めるようにしてもよい。また、SN比算出装置4が制御プレーン5にSN比を出力する際には、SN比を電気信号又は光信号のいずれかにより伝送してもよい。また、図1に示した光伝送システムでは制御プレーン5を具備しているが、光伝送システムは制御プレーン5を具備していなくてもよい。この場合、SN比信号は光信号受信装置3に出力され、更に光信号受信装置3から光信号送信装置1に出力されるようにしてもよい。   FIG. 1 shows an example in which the optical transmission system includes one optical signal transmission device 1 and one optical signal reception device 3. However, the optical signal transmission device 1 and the optical signal reception device 3 may have a plurality of configurations. In this case, when a plurality of sets of optical signal transmitters 1 and optical signal receivers 3 can be used for transmission of transmission data, the control plane 5 uses the optical signal transmitters 1 and optical signals used for transmitting transmission data. You may make it determine the number with the receiver 3 according to SN ratio. Further, when the SN ratio calculation device 4 outputs the SN ratio to the control plane 5, the SN ratio may be transmitted by either an electric signal or an optical signal. In addition, although the optical transmission system illustrated in FIG. 1 includes the control plane 5, the optical transmission system may not include the control plane 5. In this case, the SN ratio signal may be output to the optical signal receiving device 3 and further output from the optical signal receiving device 3 to the optical signal transmitting device 1.

図2は、本実施形態における光信号送信装置1の構成例を示すブロック図である。光信号送信装置1は、SN比取得回路11、送信形式決定回路12−1及び12−2、送信データ系列生成回路13−1及び13−2、特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2、信号多重回路15−1及び15−2、電気/光変換回路16−1及び16−2、並びに、偏波多重回路17を備えている。光信号送信装置1には、送信形式決定回路12−1から電気/光変換回路16−1までの構成と、送信形式決定回路12−2から電気/光変換回路16−2までの構成とから2系統のブロックがある。それぞれのブロックで生成される2つの光信号は偏波多重されて伝送される。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical signal transmission device 1 according to the present embodiment. The optical signal transmitter 1 includes an SN ratio acquisition circuit 11, transmission format determination circuits 12-1 and 12-2, transmission data sequence generation circuits 13-1 and 13-2, and specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-. 2, signal multiplexing circuits 15-1 and 15-2, electrical / optical conversion circuits 16-1 and 16-2, and a polarization multiplexing circuit 17. The optical signal transmitter 1 includes a configuration from the transmission format determination circuit 12-1 to the electrical / optical conversion circuit 16-1, and a configuration from the transmission format determination circuit 12-2 to the electrical / optical conversion circuit 16-2. There are two blocks. Two optical signals generated in each block are polarization multiplexed and transmitted.

以下、互いに直交する偏波のうち一方の偏波の光信号を第1の光信号とし、他方の偏波の光信号を第2の光信号として説明する。また、第1の光信号を生成するための送信形式決定回路12−1から電気/光変換回路16−1までの構成と、第2の光信号を生成するための送信形式決定回路12−2から電気/光変換回路16−2までの構成とは同じ構成であるので、第1の光信号に対応する構成について説明し、第2の光信号に対応する構成について説明を省略する。   In the following description, an optical signal having one polarization among orthogonal polarizations will be described as a first optical signal, and an optical signal having the other polarization will be described as a second optical signal. Further, the configuration from the transmission format determining circuit 12-1 to the electrical / optical conversion circuit 16-1 for generating the first optical signal, and the transmission format determining circuit 12-2 for generating the second optical signal. To the electrical / optical conversion circuit 16-2, the configuration corresponding to the first optical signal will be described, and the description of the configuration corresponding to the second optical signal will be omitted.

SN比取得回路11は、制御プレーン5を介して出力されるSN比信号を受信し、受信したSN比信号が示すSN比を2つの送信形式決定回路12−1及び12−2それぞれに出力する。送信形式決定回路12−1は、SN比取得回路11から出力されるSN比に基づいて、送信データを光信号受信装置3に伝送する際に用いる変調方式、データレート、信号帯域、FEC冗長度(符号化率)などを決定する。送信形式決定回路12−1は、例えば、SN比に対して変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度が対応付け得られたテーブルを予め記憶し、SN比取得回路11から出力されるSN比に対応する変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度を用いることを決定する。送信形式決定回路12−1は、決定した変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度の組み合わせを送信データ系列生成回路13−1に出力する。   The S / N ratio acquisition circuit 11 receives the S / N ratio signal output via the control plane 5, and outputs the S / N ratio indicated by the received S / N ratio signal to each of the two transmission format determination circuits 12-1 and 12-2. . The transmission format determination circuit 12-1 is based on the S / N ratio output from the S / N ratio acquisition circuit 11 and uses the modulation method, data rate, signal band, and FEC redundancy used when transmitting transmission data to the optical signal receiver 3. (Coding rate) is determined. For example, the transmission format determination circuit 12-1 stores in advance a table in which the modulation scheme, data rate, signal band, and FEC redundancy are associated with the SN ratio, and is output from the SN ratio acquisition circuit 11. It is determined to use the modulation scheme, data rate, signal band, and FEC redundancy corresponding to the S / N ratio. The transmission format determination circuit 12-1 outputs a combination of the determined modulation scheme, data rate, signal band, and FEC redundancy to the transmission data sequence generation circuit 13-1.

あるいは、送信形式決定回路12−1は、1ビットあたりのSN比から予め設定した符号誤り率となる変調方式を決定するようにしてもよい。例えば、1ビットあたりのSN比が15dBの際に予め設定した符号誤り率に合致する変調方式がQPSKとなるように規定している場合、1ビットあたりのSNRが12dBであればBPSKに、19dBであれば16QAMに決定する。   Alternatively, the transmission format determination circuit 12-1 may determine a modulation scheme that provides a preset code error rate from the SN ratio per bit. For example, when the SNR per bit is specified to be QPSK when the modulation scheme that matches a preset code error rate is 15 dB, if the SNR per bit is 12 dB, the BPSK is set to 19 dB. If so, it is determined to be 16QAM.

例えば、SN比算出装置4を介して得られたSN比が光伝送システムに対して予め定められた要件に比べて高い値となっている場合、送信形式決定回路12−1は、変調方式を多値度の高い方式に切り替えたり、データレートを増加させたり、FEC冗長度を低くしたりする。すなわち、SN比が所定の要件以上である場合、送信形式決定回路12−1は、光信号送信装置1から光信号受信装置3に伝送する送信データの単位時間あたりのデータ量を増加させる。   For example, when the S / N ratio obtained via the S / N ratio calculation device 4 has a higher value than the predetermined requirement for the optical transmission system, the transmission format determination circuit 12-1 selects the modulation method. Switch to a high multilevel method, increase the data rate, or lower the FEC redundancy. That is, when the SN ratio is equal to or greater than the predetermined requirement, the transmission format determination circuit 12-1 increases the data amount per unit time of transmission data transmitted from the optical signal transmission device 1 to the optical signal reception device 3.

同様に、SN比算出装置4を介して得られたSN比が光伝送システムに対して予め定められた要件に比べて低い値となっている場合、送信形式決定回路12−1は、変調方式を多値度の低い方式に切り替えたり、データレートを低下させたり、FEC冗長度を高くしたりする。すなわち、SN比が所定の要件以下である場合、送信形式決定回路12−1は、光信号送信装置1から光信号受信装置3に伝送する送信データの単位時間あたりのデータ量を低減させる。   Similarly, when the S / N ratio obtained via the S / N ratio calculation device 4 has a low value as compared with the requirements predetermined for the optical transmission system, the transmission format determination circuit 12-1 selects the modulation method. Are switched to a low multi-value scheme, the data rate is lowered, or the FEC redundancy is increased. That is, when the SN ratio is less than or equal to the predetermined requirement, the transmission format determination circuit 12-1 reduces the data amount per unit time of transmission data transmitted from the optical signal transmission device 1 to the optical signal reception device 3.

また、SN比算出装置4を介して得られたSN比が光伝送システムに対して予め定められた要件に比べて高い値となっている場合、送信形式決定回路12−1は、伝送容量はそのままにして、変調方式を多値度の高い方式に切り替えたり、FEC冗長度を低くしたりすることができる。すなわち、SN比が所定の要件以上である場合、送信形式決定回路12−1は、光信号送信装置1から光信号受信装置3に伝送する送信データの信号帯域を削減する。   In addition, when the SN ratio obtained via the SN ratio calculation device 4 is a value higher than the requirement predetermined for the optical transmission system, the transmission format determination circuit 12-1 has a transmission capacity of As it is, the modulation scheme can be switched to a scheme with a high multilevel or the FEC redundancy can be lowered. That is, when the SN ratio is equal to or greater than the predetermined requirement, the transmission format determination circuit 12-1 reduces the signal band of transmission data transmitted from the optical signal transmission device 1 to the optical signal reception device 3.

また、SN比算出装置4を介して得られたSN比が光伝送システムに対して予め定められた要件に比べて低い値となっている場合、送信形式決定回路12−1は、伝送容量はそのままにして、変調方式を多値度の低い方式に切り替えたり、FEC冗長度を高くしたりすることができる。すなわち、SN比が所定の要件以下である場合、送信形式決定回路12−1は、光信号送信装置1から光信号受信装置3に伝送する送信データの信号帯域を増大する。   In addition, when the SN ratio obtained via the SN ratio calculation device 4 is a low value compared to the requirements predetermined for the optical transmission system, the transmission format determination circuit 12-1 has a transmission capacity of As it is, the modulation scheme can be switched to a scheme with a low multilevel, or the FEC redundancy can be increased. That is, when the SN ratio is less than or equal to the predetermined requirement, the transmission format determination circuit 12-1 increases the signal band of transmission data transmitted from the optical signal transmission device 1 to the optical signal reception device 3.

送信データ系列生成回路13−1は、送信形式決定回路12−1により決定された変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度に基づいて、光信号受信装置3に送信すべきデータを符号化及び変調して送信データ系列を生成する。送信データ系列生成回路13−1は、生成した送信データ系列を信号多重回路15−1に出力する。特定周波数信号系列生成回路14−1は、予め定められた周波数成分に集中した電力を有する特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)を生成する。特定周波数信号系列生成回路14−1は、生成した特定周波数信号系列を信号多重回路15−1に出力する。特定周波数信号系列の電力に基づいて、光信号受信装置3はSN比を算出する。   The transmission data sequence generation circuit 13-1 transmits data to be transmitted to the optical signal receiving device 3 based on the modulation method, data rate, signal band, and FEC redundancy determined by the transmission format determination circuit 12-1. A transmission data sequence is generated by encoding and modulation. Transmission data sequence generation circuit 13-1 outputs the generated transmission data sequence to signal multiplexing circuit 15-1. The specific frequency signal sequence generation circuit 14-1 generates a specific frequency signal sequence (training signal sequence) having power concentrated on a predetermined frequency component. The specific frequency signal sequence generation circuit 14-1 outputs the generated specific frequency signal sequence to the signal multiplexing circuit 15-1. Based on the power of the specific frequency signal sequence, the optical signal receiving device 3 calculates the SN ratio.

信号多重回路15−1には、送信データ系列生成回路13−1において生成された送信データ系列と、特定周波数信号系列生成回路14−1において生成された特定周波数信号系列とが入力される。信号多重回路15−1は、送信データ系列と特定周波数信号系列と時分割多重して、送信データ系列の間に周期的に特定周波数信号系列が現れる信号系列を生成する。信号多重回路15−1は、生成した信号系列を電気/光変換回路16−1に出力する。電気/光変換回路16−1は、信号多重回路15−1から出力される信号系列を光信号に変換し、得られた光信号を偏波多重回路17に出力する。   The signal multiplexing circuit 15-1 receives the transmission data sequence generated by the transmission data sequence generation circuit 13-1 and the specific frequency signal sequence generated by the specific frequency signal sequence generation circuit 14-1. The signal multiplexing circuit 15-1 time-division multiplexes the transmission data sequence and the specific frequency signal sequence to generate a signal sequence in which the specific frequency signal sequence periodically appears between the transmission data sequences. The signal multiplexing circuit 15-1 outputs the generated signal series to the electrical / optical conversion circuit 16-1. The electrical / optical conversion circuit 16-1 converts the signal series output from the signal multiplexing circuit 15-1 into an optical signal and outputs the obtained optical signal to the polarization multiplexing circuit 17.

偏波多重回路17には、2つの電気/光変換回路16−1及び16−2それぞれから出力された光信号が入力される。偏波多重回路17は、入力された2つの光信号を互いに直交する偏波状態で多重して出力する。偏波多重回路17には、例えば、偏波合成器などが用いられる。偏波多重回路17から出力される光信号は、光伝送路2を介して光信号受信装置3に伝送される。   The polarization multiplexing circuit 17 receives optical signals output from the two electric / optical conversion circuits 16-1 and 16-2. The polarization multiplexing circuit 17 multiplexes and outputs two input optical signals in a polarization state orthogonal to each other. For the polarization multiplexing circuit 17, for example, a polarization beam combiner is used. The optical signal output from the polarization multiplexing circuit 17 is transmitted to the optical signal receiving device 3 through the optical transmission path 2.

ここで、送信データ系列生成回路13−1及び13−2と、特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2とにおいて生成される信号系列について説明する。
図3は、本実施形態における送信データ系列生成回路13−1及び13−2において生成される送信データ系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。ここでは、送信データ系列の帯域幅を50GHzとし他場合の周波数スペクトルが示されている。
Here, signal sequences generated in the transmission data sequence generation circuits 13-1 and 13-2 and the specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-2 will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of transmission data sequences generated in the transmission data sequence generation circuits 13-1 and 13-2 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. Here, the frequency spectrum is shown in the other case where the bandwidth of the transmission data sequence is 50 GHz.

図4は、本実施形態における特定周波数信号系列生成回路14−1が生成する特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。ここでは、2つの周波数成分(±12.5GHz)に電力が集中する特定周波数信号系列の周波数スペクトルを示している。特定周波数信号系列生成回路14−1が(+S,−S,+S,−S,…)と振幅が繰り返される交番信号を特定周波数信号系列として生成することにより、図4に示すような周波数スペクトルを有する特定周波数信号系列を得ることができる。この特定周波数信号系列は振幅変調であり周期が2サンプルであるので、信号帯域が搬送波周波数から±25GHzであったとき、両側波帯信号が特定の周波数の電力ピーク成分として±12.5GHzに生成される。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence generated by the specific frequency signal sequence generation circuit 14-1 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. Here, a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence in which power is concentrated on two frequency components (± 12.5 GHz) is shown. The specific frequency signal sequence generation circuit 14-1 generates an alternating signal whose amplitude is repeated as (+ S, −S, + S, −S,...) As a specific frequency signal sequence, thereby generating a frequency spectrum as shown in FIG. It is possible to obtain a specific frequency signal sequence. Since this specific frequency signal series is amplitude-modulated and has a period of 2 samples, when the signal band is ± 25 GHz from the carrier frequency, a double-sideband signal is generated at ± 12.5 GHz as the power peak component of the specific frequency. Is done.

信号多重回路15−1及び15−2は、図3に示したような送信データ系列と、図4に示したような特定周波数信号系列とを時分割多重する。すなわち、図3に示した周波数スペクトルと図4に示した周波数スペクトルとを重ね合わせた周波数スペクトルが含まれる光信号が、光信号送信装置1から出力されることになる。   The signal multiplexing circuits 15-1 and 15-2 time division multiplex the transmission data series as shown in FIG. 3 and the specific frequency signal series as shown in FIG. That is, an optical signal including a frequency spectrum obtained by superimposing the frequency spectrum shown in FIG. 3 and the frequency spectrum shown in FIG. 4 is output from the optical signal transmitting apparatus 1.

更に補足すると、特定周波数信号系列は、電力が集中する周波数が2つである場合には、(0011)や(0101)などの交番信号を繰り返すことにより生成できる。例えば、32GBaudのシンボルに対して、(0101)の交番パターンからなる特定周波数信号系列を用いると、搬送波の中心周波数から±16GHz離れた周波数に電力が集中する。また、特定周波数信号系列は、送信データ系列に対して時分割多重されているので、特定周波数信号系列の電力のピークが現れる時刻では送信データ系列の成分が存在しないため、送信データ系列の成分と干渉することはない。これに対して、周波数多重により特定周波数信号系列と送信データ系列とを多重化すると、それぞれの成分が同時に現れてしまうため干渉が生じる。このように、特定周波数信号系列生成回路14−1により生成される特定周波数信号系列は、任意の周波数に生成することができ、送信データ系列と干渉しないようにすることができる。   Further supplementally, the specific frequency signal series can be generated by repeating alternating signals such as (0011) and (0101) when there are two frequencies where power is concentrated. For example, if a specific frequency signal sequence having an alternating pattern of (0101) is used for a 32 GBaud symbol, power is concentrated at a frequency that is ± 16 GHz away from the center frequency of the carrier wave. In addition, since the specific frequency signal sequence is time-division multiplexed with respect to the transmission data sequence, there is no transmission data sequence component at the time when the power peak of the specific frequency signal sequence appears. There is no interference. On the other hand, if the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are multiplexed by frequency multiplexing, interference occurs because respective components appear simultaneously. In this way, the specific frequency signal sequence generated by the specific frequency signal sequence generation circuit 14-1 can be generated at an arbitrary frequency, and can be prevented from interfering with the transmission data sequence.

図5は、本実施形態における光信号受信装置3の構成例を示すブロック図である。光信号受信装置3は、偏波分割回路31、光/電気変換回路32−1及び32−2、アナログ/ディジタル変換回路(A/D変換回路)33−1及び33−2、適応等化回路34、並びに、復調回路35−1及び35−2を備えている。光信号受信装置3が光/電気変換回路32とアナログ/ディジタル変換回路33と復調回路35とを2つずつ備えているのは、光信号送信装置1から出力される光信号に含まれる互いに直交する2つの偏波それぞれに対応する信号に対する処理を行うためである。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical signal receiving device 3 in the present embodiment. The optical signal receiving apparatus 3 includes a polarization split circuit 31, optical / electrical conversion circuits 32-1 and 32-2, analog / digital conversion circuits (A / D conversion circuits) 33-1 and 33-2, and an adaptive equalization circuit. 34, and demodulation circuits 35-1 and 35-2. The optical signal receiving device 3 is provided with two optical / electrical conversion circuits 32, analog / digital conversion circuits 33, and demodulation circuits 35, which are orthogonal to each other included in the optical signal output from the optical signal transmission device 1. This is because processing is performed on signals corresponding to the two polarized waves.

光信号受信装置3には、光/電気変換回路32−1、アナログ/ディジタル変換回路33−1、及び復調回路35−1の第1の系統と、光/電気変換回路32−2、アナログ/ディジタル変換回路33−2、及び復調回路35−2の第2の系統とのブロックがある。
それぞれの系統のブロックは、偏波多重されて伝送される2つの光信号に対応する。なお、各系統のブロックにおける構成は同じであるので、第1の系統のブロックに対して説明し、第2の系統のブロックに対する説明を省略する。
The optical signal receiving device 3 includes a first system of an optical / electrical conversion circuit 32-1, an analog / digital conversion circuit 33-1, and a demodulation circuit 35-1, an optical / electrical conversion circuit 32-2, an analog / digital conversion circuit 32-1, There are blocks of the second system of the digital conversion circuit 33-2 and the demodulation circuit 35-2.
Each system block corresponds to two optical signals transmitted by polarization multiplexing. In addition, since the structure in the block of each system | strain is the same, it demonstrates with respect to the block of a 1st system | strain, and abbreviate | omits description with respect to the block of a 2nd system | strain.

偏波分割回路31は、光伝送路2を介して伝送された光信号を受信する。偏波分割回路31は、受信した光信号に含まれる光信号であって偏波面が互いに直交する第1の光信号と第2の光信号とに分離する。偏波分割回路31は、第1の光信号を光/電気変換回路32−1に出力し、第2の光信号を光/電気変換回路32−2に出力する。光/電気変換回路32−1は、偏波分割回路31から出力される光信号をアナログの電気信号に変換してアナログ/ディジタル変換回路33−1に出力する。   The polarization split circuit 31 receives an optical signal transmitted via the optical transmission path 2. The polarization split circuit 31 separates an optical signal included in the received optical signal into a first optical signal and a second optical signal whose planes of polarization are orthogonal to each other. The polarization splitting circuit 31 outputs the first optical signal to the optical / electrical conversion circuit 32-1, and outputs the second optical signal to the optical / electrical conversion circuit 32-2. The optical / electrical conversion circuit 32-1 converts the optical signal output from the polarization splitting circuit 31 into an analog electrical signal and outputs the analog electrical signal to the analog / digital conversion circuit 33-1.

アナログ/ディジタル変換回路33−1は、光/電気変換回路32−1から出力される電気信号を、所定のサンプリング周波数でディジタル化した第1のディジタル信号系列に変換する。アナログ/ディジタル変換回路33−1は、変換により得られた第1のディジタル信号系列を適応等化回路34とSN比算出装置4とに出力する。適応等化回路34には、アナログ/ディジタル変換回路33−1から出力される第1のディジタル信号系列と、アナログ/ディジタル変換回路33−2から出力される第2のディジタル信号系列との2つのディジタル信号系列が入力される。適応等化回路34は、第1のディジタル信号系列に対して、光伝送路2などにおいて生じる波長分散、偏波モード分差、位相雑音、光伝送システムにおける周波数特性の歪みなどの補償を行う。適応等化回路34は、SN比信号に基づいて補償を行うようにしてもよい。適応等化回路34は、第1のディジタル信号系列に対する補償により得られたディジタル信号系列を復調回路35−1に出力する。また、適応等化回路34は、第2のディジタル信号系列に対する補償を行い、補償により得られたディジタル信号系列を復調回路35−2に出力する。   The analog / digital conversion circuit 33-1 converts the electrical signal output from the optical / electrical conversion circuit 32-1 into a first digital signal sequence digitized at a predetermined sampling frequency. The analog / digital conversion circuit 33-1 outputs the first digital signal sequence obtained by the conversion to the adaptive equalization circuit 34 and the SN ratio calculation device 4. The adaptive equalization circuit 34 includes two signals, a first digital signal sequence output from the analog / digital conversion circuit 33-1 and a second digital signal sequence output from the analog / digital conversion circuit 33-2. A digital signal sequence is input. The adaptive equalization circuit 34 compensates the first digital signal sequence for chromatic dispersion, polarization mode difference, phase noise, frequency characteristic distortion in the optical transmission system, and the like that occur in the optical transmission line 2 and the like. The adaptive equalization circuit 34 may perform compensation based on the S / N ratio signal. The adaptive equalization circuit 34 outputs a digital signal sequence obtained by compensation for the first digital signal sequence to the demodulation circuit 35-1. The adaptive equalization circuit 34 also performs compensation for the second digital signal sequence, and outputs the digital signal sequence obtained by the compensation to the demodulation circuit 35-2.

復調回路35−1は、適応等化回路34から出力されたディジタル信号系列に対して復調、復号を行い、送信データを取得する。また、復調回路35−2も同様に、適応等化回路34から出力されたディジタル信号系列に対して復調及び復号を行い、送信データを取得する。復調回路35−1及び35−2は、取得した送信データを、光信号受信装置3に接続されたデータ処理装置などに出力する。なお、復調回路35−1及び35−2は、送信形式決定回路12−1において決定された変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度に応じた復調及び復号を行う。   The demodulation circuit 35-1 demodulates and decodes the digital signal sequence output from the adaptive equalization circuit 34, and acquires transmission data. Similarly, the demodulation circuit 35-2 also demodulates and decodes the digital signal sequence output from the adaptive equalization circuit 34, and acquires transmission data. The demodulating circuits 35-1 and 35-2 output the acquired transmission data to a data processing device connected to the optical signal receiving device 3. Note that the demodulation circuits 35-1 and 35-2 perform demodulation and decoding according to the modulation scheme, data rate, signal band, and FEC redundancy determined by the transmission format determination circuit 12-1.

図6は、本実施形態におけるSN比算出装置4の構成例を示すブロック図である。SN比算出装置4には、光信号受信装置3のアナログ/ディジタル変換回路33−1から第1のディジタル信号系列が入力され、アナログ/ディジタル変換回路33−2から第2のディジタル信号系列が入力される。SN比算出装置4は、信号分配回路41−1及び41−2、オーバーラップFFT演算回路42−1及び42−2、ピーク電力時間算出回路43、トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2、オーバーラップFFT回路45−1及び45−2、合波回路46、信号電力算出回路47、特定周波数信号成分除去回路48、雑音電力算出回路49、並びに、SN比算出回路50を備えている。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the SN ratio calculation apparatus 4 in the present embodiment. The SN ratio calculation device 4 receives the first digital signal sequence from the analog / digital conversion circuit 33-1 of the optical signal reception device 3, and receives the second digital signal sequence from the analog / digital conversion circuit 33-2. Is done. The SN ratio calculation device 4 includes signal distribution circuits 41-1 and 41-2, overlap FFT calculation circuits 42-1 and 42-2, a peak power time calculation circuit 43, training signal extraction circuits 44-1 and 44-2, Overlap FFT circuits 45-1 and 45-2, a multiplexing circuit 46, a signal power calculation circuit 47, a specific frequency signal component removal circuit 48, a noise power calculation circuit 49, and an SN ratio calculation circuit 50 are provided.

以下の説明では、信号分配回路41−1、オーバーラップFFT演算回路42−1、トレーニング信号抽出回路44−1、及び、オーバーラップFFT演算回路45−1が第1のディジタル信号系列に対する信号処理を行い、信号分配回路41−2、オーバーラップFFT演算回路42−2、トレーニング信号抽出回路44−2、及び、オーバーラップFFT演算回路45−2が第2のディジタル信号系列に対する信号処理を行う構成について説明する。信号分配回路41−1、オーバーラップFFT演算回路42−1、トレーニング信号抽出回路44−1、及び、オーバーラップFFT演算回路45−1の各回路と、信号分配回路41−2、オーバーラップFFT演算回路42−2、トレーニング信号抽出回路44−2、及び、オーバーラップFFT演算回路45−2の各回路との構成は同じであるので、第2のディジタル信号系列に対する信号処理を行う各回路の説明を省略する。なお、SN比算出装置4において特定周波数信号系列の電力が集中する周波数は既知である。   In the following description, the signal distribution circuit 41-1, the overlap FFT operation circuit 42-1, the training signal extraction circuit 44-1, and the overlap FFT operation circuit 45-1 perform signal processing on the first digital signal sequence. The signal distribution circuit 41-2, the overlap FFT operation circuit 42-2, the training signal extraction circuit 44-2, and the overlap FFT operation circuit 45-2 perform signal processing on the second digital signal sequence. explain. Each of the signal distribution circuit 41-1, the overlap FFT operation circuit 42-1, the training signal extraction circuit 44-1, and the overlap FFT operation circuit 45-1, the signal distribution circuit 41-2, and the overlap FFT operation Since the circuit 42-2, the training signal extraction circuit 44-2, and the overlap FFT operation circuit 45-2 have the same configuration, each circuit that performs signal processing on the second digital signal sequence will be described. Is omitted. Note that the frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated in the SN ratio calculation device 4 is known.

信号分配回路41−1には、光信号受信装置3から第1のディジタル信号系列が入力される。信号分配回路41−1は、入力される第1のディジタル信号系列を2つに複製する。信号分配回路41−1は、2つの第1のディジタル信号のうち、一方の第1のディジタル信号系列をオーバーラップFFT演算回路42−1に出力し、他方の第1のディジタル信号系列をトレーニング信号抽出回路44−1に出力する。   The first digital signal sequence is input from the optical signal receiving device 3 to the signal distribution circuit 41-1. The signal distribution circuit 41-1 duplicates the input first digital signal sequence into two. The signal distribution circuit 41-1 outputs one of the two first digital signals to the overlap FFT operation circuit 42-1, and outputs the other first digital signal sequence to the training signal. The data is output to the extraction circuit 44-1.

オーバーラップFFT演算回路42−1は、信号分配回路41−1から出力される第1のディジタル信号系列に対して、FFTを施すことにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。このとき、オーバーラップFFT演算回路42−1では、前回のFFTにおいて対象としたディジタル信号と一部分が重複するようにFFTの対象にするディジタル信号を第1のディジタル信号系列から切り出す。すなわち、FFTの対象がオーバーラップ(重なり合う)する処理を行う。FFTの対象をオーバーラップさせるオーバーラップ処理により分解能を高めることができる。   The overlap FFT operation circuit 42-1 performs FFT on the first digital signal sequence output from the signal distribution circuit 41-1, thereby converting the time domain signal to the frequency domain signal. At this time, the overlap FFT operation circuit 42-1 cuts out the digital signal to be subjected to the FFT from the first digital signal series so that the digital signal targeted in the previous FFT partially overlaps. In other words, processing is performed in which the FFT targets overlap. The resolution can be increased by the overlap processing for overlapping the FFT target.

また、オーバーラップFFT演算回路42−1におけるFFTのポイント数(ウインドウのサイズ)は、特定周波数信号系列生成回路14−1において生成される特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)のシンボル数より小さく設定されている。オーバーラップFFT演算回路42−1は、順次入力される第1のディジタル信号系列に対してFTTを行い、第1のディジタル信号系列においてFFTの対象にした区間と、FFTにより得られた周波数スペクトル(周波数と電力)とを含む3次元のデータを取得する。オーバーラップFFT演算回路42−1は、取得した3次元のデータをピーク電力時間算出回路43に出力する。なお、FFTの対象にした区間に代えて、当該区間の開始時刻が3次元のデータに含まれるようにしてもよい。また、オーバーラップFFT演算回路42−1におけるFFTのポイント数を特定周波数信号系列の周期長(サンプル数)の整数倍にしてもよい。   Further, the number of FFT points (window size) in the overlap FFT operation circuit 42-1 is set smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence (training signal sequence) generated in the specific frequency signal sequence generation circuit 14-1. Has been. The overlap FFT operation circuit 42-1 performs FTT on the first digital signal sequence that is sequentially input, and the section of the first digital signal sequence subjected to FFT and the frequency spectrum obtained by the FFT ( Three-dimensional data including frequency and power). The overlap FFT operation circuit 42-1 outputs the acquired three-dimensional data to the peak power time calculation circuit 43. Note that the start time of the section may be included in the three-dimensional data instead of the section targeted for FFT. Further, the number of FFT points in the overlap FFT operation circuit 42-1 may be an integral multiple of the period length (number of samples) of the specific frequency signal sequence.

図7は、本実施形態におけるオーバーラップFFT演算回路42−1が行うFFTの概要を示す図である。同図に示すように、オーバーラップFFT演算回路42−1は、特定周波数信号系列の長さより短いサイズのウインドウでFFTの対象となるディジタル信号を切り出してFFTを行う。このとき、オーバーラップFFT演算回路42−1が切り出すディジタル信号は、前後のFFTにおいて対象となるディジタル信号と重複(オーバーラップ)するように切り出される。これにより、FFTが特定周波数信号系列のディジタル信号のみを対象とするとき、特定周波数信号系列に対して定められた周波数成分に電力が集中した信号が得られる。この特定周波数信号系列に対応する周波数成分の電力が高いウインドウの区間が、第1のディジタル信号系列における特定周波数信号系列が配置されている区間と判定される。   FIG. 7 is a diagram showing an outline of FFT performed by the overlap FFT operation circuit 42-1 in the present embodiment. As shown in the figure, the overlap FFT operation circuit 42-1 cuts out a digital signal to be subjected to FFT in a window having a size shorter than the length of the specific frequency signal sequence, and performs FFT. At this time, the digital signal cut out by the overlap FFT operation circuit 42-1 is cut out so as to overlap (overlap) the target digital signal in the preceding and succeeding FFTs. As a result, when the FFT targets only the digital signal of the specific frequency signal sequence, a signal in which power is concentrated on the frequency component determined for the specific frequency signal sequence is obtained. The section of the window where the power of the frequency component corresponding to the specific frequency signal sequence is high is determined as the section where the specific frequency signal sequence in the first digital signal sequence is arranged.

オーバーラップFFT演算回路42−1が行うFFTにおいて、FFTの対象となるディジタル信号のオーバーラップ率が高ければ高いほど、時間軸上の分解能が高まり、特定周波数信号系列が配置されている区間の検出精度が高まる。また、オーバーラップ率が高いほど、送信データ系列の成分と周波数ピーク成分の比が大きくなり、特定周波数信号系列が配置されている区間の検出精度が高まる。特に、FFTのウインドウサイズが特定周波数信号系列の長さと等しい場合、FFTの対象なるディジタル信号系列と特定周波数信号系列とが一致すると、特定周波数信号系列に対して定められた周波数成分に電力が最大となるピークが現れるので、特定周波数信号系列が配置されている区間の検出が容易になる。なお、FFTのウインドウサイズが特定周波数信号系列の長さより長い場合、特定周波数信号系列のみをFFTの対象とすることができず、送信データ系列のディジタル信号も含んでしまうため、送信データ系列の成分が漏れ込んでしまい、送信データ系列成分と周波数ピーク成分の比が小さくなる。そのため、特定周波数信号系列が配置されている区間が検出しづらくなる。   In the FFT performed by the overlap FFT operation circuit 42-1, the higher the overlap rate of the digital signal that is the object of the FFT, the higher the resolution on the time axis and the detection of the section in which the specific frequency signal sequence is arranged. Increases accuracy. Further, as the overlap rate is higher, the ratio of the transmission data sequence component to the frequency peak component is increased, and the detection accuracy of the section in which the specific frequency signal sequence is arranged increases. In particular, when the FFT window size is equal to the length of the specific frequency signal sequence, if the digital signal sequence to be FFT and the specific frequency signal sequence match, power is maximized in the frequency component defined for the specific frequency signal sequence. Therefore, it becomes easy to detect the section where the specific frequency signal sequence is arranged. Note that if the FFT window size is longer than the length of the specific frequency signal sequence, only the specific frequency signal sequence cannot be subjected to the FFT, and a digital signal of the transmission data sequence is included. Leaks, and the ratio between the transmission data sequence component and the frequency peak component becomes small. Therefore, it is difficult to detect a section where the specific frequency signal sequence is arranged.

図6に戻って、SN比算出装置4の構成の説明を続ける。
ピーク電力時間算出回路43は、オーバーラップFFT演算回路42−1から出力される3次元のデータに基づいて、特定周波数信号系列に対応する周波数成分の電力が最も大きい3次元のデータの区間を含む第1の区間を検出する。この第1の区間は、第1のディジタル信号系列において特定周波数信号系列が含まれる区間である。すなわち、ピーク電力時間算出回路43は、3次元のデータに基づいて、特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)が含まれる第1の区間を特定する。ピーク電力時間算出回路43は、特定した第1の区間を示す第1区間情報をトレーニング信号抽出回路44−2に出力する。同様に、ピーク電力時間算出回路43は、オーバーラップFFT演算回路42−2から出力される3次元のデータに基づいて、第2のディジタル信号系列において特定周波数信号系列が含まれる第2の区間を特定する。また、ピーク電力時間算出回路43は、特定した第2の区間を示す第2区間情報をトレーニング信号抽出回路44−2に出力する。
Returning to FIG. 6, the description of the configuration of the SN ratio calculation device 4 will be continued.
The peak power time calculation circuit 43 includes a three-dimensional data section in which the power of the frequency component corresponding to the specific frequency signal sequence is the largest based on the three-dimensional data output from the overlap FFT calculation circuit 42-1. A first interval is detected. The first section is a section in which the specific frequency signal sequence is included in the first digital signal sequence. That is, the peak power time calculation circuit 43 specifies the first section including the specific frequency signal sequence (training signal sequence) based on the three-dimensional data. The peak power time calculation circuit 43 outputs the first section information indicating the identified first section to the training signal extraction circuit 44-2. Similarly, the peak power time calculation circuit 43 calculates the second interval in which the specific frequency signal sequence is included in the second digital signal sequence based on the three-dimensional data output from the overlap FFT operation circuit 42-2. Identify. Further, the peak power time calculation circuit 43 outputs second section information indicating the specified second section to the training signal extraction circuit 44-2.

特定周波数信号系列に対応する区間の特定は、例えば、特定周波数信号系列に対応する周波数成分に集中する電力を全帯域の平均電力に対してK倍以上としておくことにより、順次得られる3次元のデータに含まれる電力を比較することで行うことができる。具体的には、特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2において、特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)の全周波数帯域の周波数スペクトルを取得し、各周波数における電力を全て足し合わせてサンプル数で割ることにより1サンプルあたりの平均電力を算出する。特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2は、特定の周波数成分に集中する電力が1サンプルあたりの平均電力のK倍になる特定周波数信号系列を生成する。なお、Kは任意の正の実数である。このように特定周波数信号系列を生成することにより、ピーク電力時間算出回路43において第1のディジタル信号系列における特定周波数信号系列に対応する区間を特定することができる。同様に、ピーク電力時間算出回路43は、第2のディジタル信号系列における特定周波数信号系列に対応する区間を特定することができる。   The section corresponding to the specific frequency signal sequence is identified by, for example, three-dimensionally obtained sequentially by setting the power concentrated on the frequency component corresponding to the specific frequency signal sequence to K times or more of the average power of the entire band. This can be done by comparing the power contained in the data. Specifically, in the specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-2, the frequency spectrum of the entire frequency band of the specific frequency signal sequence (training signal sequence) is acquired, and all the power at each frequency is added and sampled. The average power per sample is calculated by dividing by the number. The specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-2 generate a specific frequency signal sequence in which the power concentrated on the specific frequency component is K times the average power per sample. K is an arbitrary positive real number. By generating the specific frequency signal sequence in this way, the peak power time calculation circuit 43 can specify the section corresponding to the specific frequency signal sequence in the first digital signal sequence. Similarly, the peak power time calculation circuit 43 can specify the section corresponding to the specific frequency signal sequence in the second digital signal sequence.

トレーニング信号抽出回路44−1には、信号分配回路41−1から出力される第1のディジタル信号系列と、ピーク電力時間算出回路43から第1のディジタル信号系列に対する第1区間情報とが入力される。トレーニング信号抽出回路44−1は、第1区間情報に基づいて、第1のディジタル信号系列において特定周波数信号系列が含まれる区間のディジタル信号系列を抽出する。トレーニング信号抽出回路44−1は、抽出したディジタル信号系列をオーバーラップFFT演算回路45−1に出力する。   The training signal extraction circuit 44-1 receives the first digital signal sequence output from the signal distribution circuit 41-1 and the first interval information for the first digital signal sequence from the peak power time calculation circuit 43. The Based on the first section information, the training signal extraction circuit 44-1 extracts a digital signal series in a section in which the specific frequency signal series is included in the first digital signal series. The training signal extraction circuit 44-1 outputs the extracted digital signal series to the overlap FFT operation circuit 45-1.

オーバーラップFFT演算回路45−1は、トレーニング信号抽出回路44−1から出力されるディジタル信号系列に対して、FFTを施すことにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。オーバーラップFFT演算回路45−1におけるFFTのポイント数は、オーバーラップFFT演算回路42−1と同様に、特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)のシンボル数より小さく設定されている。また、オーバーラップFFT演算回路45−1は、オーバーラップFFT演算回路42−1と同様に、前回のFFTにおいて対象としたディジタル信号が含まれるようにディジタル信号系列からFFTの対象にするディジタル信号を切り出す。オーバーラップFFT演算回路45−1は、FFTにより得られた周波数領域の信号(周波数スペクトル)を合波回路46に出力する。   The overlap FFT operation circuit 45-1 performs an FFT on the digital signal sequence output from the training signal extraction circuit 44-1, thereby converting the time domain signal to the frequency domain signal. Similar to the overlap FFT operation circuit 42-1, the number of FFT points in the overlap FFT operation circuit 45-1 is set smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence (training signal sequence). Similarly to the overlap FFT operation circuit 42-1, the overlap FFT operation circuit 45-1 converts the digital signal to be subjected to FFT from the digital signal sequence so that the digital signal targeted in the previous FFT is included. cut. The overlap FFT operation circuit 45-1 outputs a frequency domain signal (frequency spectrum) obtained by the FFT to the multiplexing circuit 46.

合波回路46には、オーバーラップFFT演算回路45−1において得られた周波数領域の信号と、オーバーラップFFT演算回路45−2において得られた周波数領域の信号とが入力される。合波回路46に入力される周波数領域の信号には、トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2において特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)に対応するディジタル信号を抽出しているので、送信データ系列が含まれない信号となっている。すなわち、入力される周波数領域の信号には、特定周波数信号系列の周波数成分と雑音の周波数成分とが含まれている。合波回路46は、オーバーラップFFT演算回路45−1から順次出力される周波数領域の信号と、オーバーラップFFT演算回路45−2から順次出力される周波数領域の信号とを合波する。合波回路46は、合波して得られた信号を信号電力算出回路47と特定周波数信号成分除去回路48とに出力する。   The frequency circuit signal obtained in the overlap FFT operation circuit 45-1 and the frequency domain signal obtained in the overlap FFT operation circuit 45-2 are input to the multiplexing circuit 46. Since the digital signal corresponding to the specific frequency signal sequence (training signal sequence) is extracted in the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 from the frequency domain signal input to the multiplexing circuit 46, the transmission data The signal does not include the series. That is, the input frequency domain signal includes a frequency component of a specific frequency signal sequence and a frequency component of noise. The multiplexing circuit 46 multiplexes the frequency domain signals sequentially output from the overlap FFT arithmetic circuit 45-1 and the frequency domain signals sequentially output from the overlap FFT arithmetic circuit 45-2. The multiplexing circuit 46 outputs the signal obtained by the multiplexing to the signal power calculation circuit 47 and the specific frequency signal component removal circuit 48.

信号電力算出回路47は、合波回路46から出力される信号に基づいて、特定周波数信号系列の電力である信号電力を算出する。信号電力算出回路47、算出した信号電力の電力値をSN比算出回路50に出力する。
特定周波数信号成分除去回路48は、合波回路46から出力される信号から特定周波数信号系列の成分を除去し、特定周波数信号系列の成分が除去された信号を雑音電力算出回路49に出力する。特定周波数信号成分除去回路48における特定周波数信号系列の成分の除去は、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数が既知であることから、バンドパスフィルタなどを用いることにより除去できる。なお、特定周波数信号成分除去回路48における信号処理は、周波数領域で行ってもよいし、時間領域で行ってもよい。雑音電力算出回路49は、特定周波数信号成分除去回路48から出力される信号に基づいて、雑音の電力である雑音電力を算出する。雑音電力算出回路49は、算出した雑音電力の電力値をSN比算出回路50に出力する。
Based on the signal output from the multiplexing circuit 46, the signal power calculation circuit 47 calculates signal power that is the power of the specific frequency signal series. The signal power calculation circuit 47 outputs the calculated power value of the signal power to the SN ratio calculation circuit 50.
The specific frequency signal component removal circuit 48 removes the component of the specific frequency signal sequence from the signal output from the multiplexing circuit 46, and outputs the signal from which the component of the specific frequency signal sequence is removed to the noise power calculation circuit 49. The removal of the components of the specific frequency signal sequence in the specific frequency signal component removal circuit 48 can be performed by using a band pass filter or the like since the frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated is known. The signal processing in the specific frequency signal component removal circuit 48 may be performed in the frequency domain or in the time domain. The noise power calculation circuit 49 calculates noise power, which is noise power, based on the signal output from the specific frequency signal component removal circuit 48. The noise power calculation circuit 49 outputs the calculated noise power value to the SN ratio calculation circuit 50.

SN比算出回路50は、雑音電力算出回路49が算出する雑音電力と、信号電力算出回路47が算出する信号電力とに基づいて、雑音電力に対する送信データ系列の電力の比としてのSN比を算出する。SN比算出回路50は、算出したSN比を示すSN比信号を光信号送信装置1と光信号受信装置3と制御プレーン5とに出力する。   Based on the noise power calculated by the noise power calculation circuit 49 and the signal power calculated by the signal power calculation circuit 47, the SN ratio calculation circuit 50 calculates an SN ratio as a ratio of the power of the transmission data sequence to the noise power. To do. The SN ratio calculation circuit 50 outputs an SN ratio signal indicating the calculated SN ratio to the optical signal transmitter 1, the optical signal receiver 3, and the control plane 5.

SN比算出回路50におけるSN比の算出は、特定周波数信号系列のSN比を算出した後に、換算を行うことで送信データ系列のSN比を算出する。換算の方法として、例えば、特定周波数信号系列と送信データ系列との単位時間あたりの電力比率を換算係数とし、特定周波数信号系列のSN比に換算係数を乗じることにより、送信データ系列のSN比を算出する。換算係数の導出は、例えば、送信データ系列と特定周波数信号系列と時分割多重する際の電力を比較して予め求めるようにする。又は、シミュレーションにおいて、送信データ系列長と特定周波数信号系列長との比に基づいて換算係数を導出するようにしてもよい。又は、スペクトルアナライザーなどを用いて測定した精度の高いSN比と、SN比算出装置4が算出するSN比とを比較して、SN比算出装置4が算出するSN比に対するキャリブレーションを行うことにより換算係数を決定するようにしてもよい。   The SN ratio calculation circuit 50 calculates the SN ratio of the transmission data sequence by calculating the SN ratio of the specific frequency signal sequence and then performing conversion. As a conversion method, for example, the power ratio per unit time between the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence is used as a conversion factor, and the SN ratio of the transmission data sequence is calculated by multiplying the SN ratio of the specific frequency signal sequence by the conversion factor. calculate. For example, the conversion coefficient is derived in advance by comparing the power when the transmission data sequence and the specific frequency signal sequence are time-division multiplexed. Alternatively, in the simulation, the conversion coefficient may be derived based on the ratio between the transmission data sequence length and the specific frequency signal sequence length. Or, by comparing the SN ratio with high accuracy measured using a spectrum analyzer or the like with the SN ratio calculated by the SN ratio calculation device 4, and performing calibration for the SN ratio calculated by the SN ratio calculation device 4. A conversion coefficient may be determined.

また、SN比算出回路50は、特定周波数信号系列の電力に代えて、光信号受信装置3から入力される第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列の電力を用いてSN比を算出するようにしてもよい。又は、ピーク電力時間算出回路43が特定した区間に基づいて送信データ系列の成分を含むディジタル信号を第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列から抽出し、抽出したディジタル信号から送信データ系列の電力を算出し、特定周波数信号系列の電力に代えて送信データ系列の電力を用いてSN比を算出するようにしてもよい。この場合、特定周波数信号系列の電力が除かれた電力を用いているため、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列の電力を用いたときに比べて精度を向上させることができる。   The SN ratio calculation circuit 50 calculates the SN ratio using the power of the first digital signal sequence and the second digital signal sequence input from the optical signal receiving device 3 instead of the power of the specific frequency signal sequence. You may make it do. Alternatively, a digital signal including components of the transmission data sequence is extracted from the first digital signal sequence and the second digital signal sequence based on the section specified by the peak power time calculation circuit 43, and the transmission data sequence is extracted from the extracted digital signal. The S / N ratio may be calculated using the power of the transmission data sequence instead of the power of the specific frequency signal sequence. In this case, since the power from which the power of the specific frequency signal sequence is removed is used, the accuracy can be improved as compared with the case where the power of the first digital signal sequence and the second digital signal sequence is used.

更に、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列の電力を、光信号受信装置3において入射する光信号のパワーを利用して求めることもできる。光信号受信装置3において受信する光信号における送信データ系列と特定周波数信号系列とのパワー比は送信データ系列が大部分を占めているので、例えば、光/電気変換回路32−1及び32−2に入射する光信号とみなしてもよい。雑音電力算出回路49において算出された雑音電力を、得られた光信号パワーから減算することで信号電力を求めることができる。   Furthermore, the power of the first digital signal sequence and the second digital signal sequence can be obtained using the power of the optical signal incident on the optical signal receiving device 3. Since the transmission data sequence occupies most of the power ratio between the transmission data sequence and the specific frequency signal sequence in the optical signal received by the optical signal receiving device 3, for example, the optical / electrical conversion circuits 32-1 and 32-2. May be regarded as an optical signal incident on the. The signal power can be obtained by subtracting the noise power calculated in the noise power calculation circuit 49 from the obtained optical signal power.

ここで、SN比算出装置4における信号処理について更に説明する。
図8は、本実施形態におけるSN比算出装置4に光信号受信装置3から入力されるディジタル信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示している。同図に示されている周波数スペクトルは、図3において示した周波数スペクトルに対応する送信データ系列と、図4において示した周波数スペクトルに対応する特定周波数信号系列とが時分割多重されて伝送された信号の周波数スペクトルに対応する。同図に示すように、周波数スペクトルは、送信データ系列の周波数成分と、特定周波数信号系列の周波数成分と、雑音の周波数成分とが混在している。
Here, the signal processing in the SN ratio calculation apparatus 4 will be further described.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of a digital signal sequence input from the optical signal receiving device 3 to the SN ratio calculating device 4 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. The frequency spectrum shown in the figure is transmitted by time-division multiplexing the transmission data sequence corresponding to the frequency spectrum shown in FIG. 3 and the specific frequency signal sequence corresponding to the frequency spectrum shown in FIG. Corresponds to the frequency spectrum of the signal. As shown in the figure, the frequency spectrum includes a frequency component of the transmission data sequence, a frequency component of the specific frequency signal sequence, and a frequency component of noise.

図9は、図8において示したディジタル信号系列に対して横軸を時間にし、縦軸を電力にして変換した概念図である。同図に示すように、ディジタル信号系列を時間軸方向にみると、特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)が送信データ系列に対して周期的に時分割多重されているとともに、雑音が含まれている。SN比算出装置4において、図9に示すような信号が信号分配回路41−1にてオーバーラップFFT演算回路42−1とトレーニング信号抽出回路44−1とに分配される。   FIG. 9 is a conceptual diagram obtained by converting the digital signal sequence shown in FIG. 8 with time on the horizontal axis and power on the vertical axis. As shown in the figure, when the digital signal sequence is viewed in the time axis direction, the specific frequency signal sequence (training signal sequence) is periodically time-division multiplexed with respect to the transmission data sequence and includes noise. Yes. In the S / N ratio calculation device 4, a signal as shown in FIG. 9 is distributed by the signal distribution circuit 41-1 to the overlap FFT calculation circuit 42-1 and the training signal extraction circuit 44-1.

ピーク電力時間算出回路43では、上述したように、オーバーラップFFT演算回路42−1から出力される3次元のデータに基づいて、特定周波数信号系列の成分が含まれる区間が特定される。トレーニング信号抽出回路44−1において、ピーク電力時間算出回路43が特定した特定周波数信号系列の区間に基づいた信号の抽出をすることにより、図9に示すような信号から図10に示すような信号が得られる。   In the peak power time calculation circuit 43, as described above, the section including the component of the specific frequency signal sequence is specified based on the three-dimensional data output from the overlap FFT calculation circuit 42-1. In the training signal extraction circuit 44-1, a signal as shown in FIG. 10 is extracted from the signal as shown in FIG. 10 by extracting a signal based on the section of the specific frequency signal sequence specified by the peak power time calculation circuit 43. Is obtained.

図10は、本実施形態におけるトレーニング信号抽出回路44−1による信号処理の結果例を示す概念図である。同図において、横軸は時間を示し縦軸は電力を示している。トレーニング信号抽出回路44−1により抽出された信号は、同図に示すように、送信データ系列の成分が除去され、特定周波数信号系列と、特定周波数信号系列が存在する区間における雑音とを含む信号となる。トレーニング信号抽出回路44−1により抽出された信号は、オーバーラップFFT演算回路45−1によって図11に示すような周波数スペクトルに変換される。   FIG. 10 is a conceptual diagram showing a result example of signal processing by the training signal extraction circuit 44-1 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates power. As shown in the figure, the signal extracted by the training signal extraction circuit 44-1 is a signal including a specific frequency signal sequence and noise in a section where the specific frequency signal sequence exists, with components of the transmission data sequence being removed. It becomes. The signal extracted by the training signal extraction circuit 44-1 is converted into a frequency spectrum as shown in FIG. 11 by the overlap FFT operation circuit 45-1.

図11は、本実施形態におけるオーバーラップFFT演算回路45−1による信号処理の結果例を示す概念図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示している。トレーニング信号抽出回路44−1の処理により、ディジタル信号系列に含まれていた送信データ系列の成分が除去されることになる。第1のディジタル信号系列から送信データ系列の成分が除去された信号と、第2のディジタル信号系列から送信データ系列の成分が除去された信号とは、合波回路46にて合波され信号電力算出回路47と特定周波数信号成分除去回路48とに入力される。   FIG. 11 is a conceptual diagram showing a result example of signal processing by the overlap FFT operation circuit 45-1 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. By the processing of the training signal extraction circuit 44-1, the component of the transmission data sequence included in the digital signal sequence is removed. The signal from which the transmission data sequence component has been removed from the first digital signal sequence and the signal from which the transmission data sequence component has been removed from the second digital signal sequence are combined by the multiplexing circuit 46 and signal power It is input to the calculation circuit 47 and the specific frequency signal component removal circuit 48.

信号電力算出回路47は、合波回路46から入力される周波数スペクトルの周波数成分ごとに、周波数成分の電力が平均電力に対してK倍以上の電力か否かを判定する。信号電力算出回路47は、平均電力に対してK倍以上の電力を有する周波数成分の電力の平均値を算出する。信号電力算出回路47は、算出した電力の平均値を信号電力としてSN比算出回路50出力する。   The signal power calculation circuit 47 determines, for each frequency component of the frequency spectrum input from the multiplexing circuit 46, whether the power of the frequency component is K times or more of the average power. The signal power calculation circuit 47 calculates the average value of the power of the frequency component having power K times or more of the average power. The signal power calculation circuit 47 outputs the calculated average value of the power as signal power to the SN ratio calculation circuit 50.

雑音電力算出回路49は、特定周波数信号成分除去回路48から入力される周波数スペクトルの周波数成分ごとに、周波数成分の電力が平均電力に対してK倍以上の電力か否かを判定する。雑音電力算出回路49は、平均電力に対してK倍未満の電力を有する周波数成分の電力の平均値を算出する。雑音電力算出回路49は、算出した電力の平均値を雑音電力としてSN比算出回路50に出力する。なお、雑音電力算出回路49は、上記の判定を行わずに、特定周波数信号成分除去回路48から入力される信号から周波数成分の電力の平均値を算出するようにしてもよい。   The noise power calculation circuit 49 determines, for each frequency component of the frequency spectrum input from the specific frequency signal component removal circuit 48, whether the power of the frequency component is K times or more of the average power. The noise power calculation circuit 49 calculates an average value of frequency component power having power less than K times the average power. The noise power calculation circuit 49 outputs the average value of the calculated power to the SN ratio calculation circuit 50 as noise power. The noise power calculation circuit 49 may calculate the average value of the frequency component power from the signal input from the specific frequency signal component removal circuit 48 without performing the above determination.

本実施形態におけるSN比算出装置4は、上述した構成及び処理により、偏波多重による光伝送を行う場合や、高密度周波数多重により雑音電力の測定用の周波数帯域を確保できない場合においても、特定周波数信号系列の成分を含むディジタル信号系列からSN比を安定して算出、測定することができる。また、本実施形態で用いている特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)は、送信データ系列との干渉が低く抑えられているため、偏波多重による光伝送を行う場合や、高密度周波数多重、高速変調などにより送信データ系列が広帯域を占有する場合においても安定してSN比を算出することができる。   The SN ratio calculation apparatus 4 in the present embodiment is specified even when optical transmission by polarization multiplexing is performed or when a frequency band for measurement of noise power cannot be secured by high-density frequency multiplexing by the configuration and processing described above. It is possible to stably calculate and measure the SN ratio from the digital signal sequence including the frequency signal sequence components. In addition, since the specific frequency signal sequence (training signal sequence) used in this embodiment has low interference with the transmission data sequence, when performing optical transmission by polarization multiplexing, high density frequency multiplexing, Even when the transmission data series occupies a wide band due to high-speed modulation or the like, the SN ratio can be calculated stably.

また、本実施形態における光伝送システムでは、SN比算出装置4が算出したSN比に基づいて、送信データに対する変調方式、データレート、信号帯域、及び、FEC冗長度を送信形式決定回路12−1及び12−2が決定することにより、伝送路の品質に応じた光伝送を行うことができる。すなわち、伝送路の品質が高い場合には伝送容量を増加させ、伝送路の品質が低い場合には伝送容量を減少させることにより、伝送路の品質に応じた適応的な光伝送を行うことができる。例えば、変調方式にQPSKを用いている場合において、安定した伝送を行うことができる以上のSN比が得られているときには、変調方式を8QAMや16QAMに多値化したり、FEC冗長度を減らしたりして周波数利用効率を増大させる。   Further, in the optical transmission system according to the present embodiment, based on the SN ratio calculated by the SN ratio calculation device 4, the transmission format determining circuit 12-1 determines the modulation scheme, data rate, signal band, and FEC redundancy for the transmission data. And 12-2 are determined, it is possible to perform optical transmission according to the quality of the transmission path. That is, when the quality of the transmission path is high, the transmission capacity is increased, and when the quality of the transmission path is low, the transmission capacity is decreased to perform adaptive optical transmission according to the quality of the transmission path. it can. For example, in the case where QPSK is used as the modulation method, if the S / N ratio is higher than that capable of performing stable transmission, the modulation method is multi-valued to 8QAM or 16QAM, or the FEC redundancy is reduced. Thus, the frequency utilization efficiency is increased.

更に、光伝送システムにおいて複数の光伝送路2が存在する場合には、制御プレーン5が各光伝送路2のSN比に応じて送信データを各光伝送路2に分散させて伝送するようにしてもよい。また、SN比算出装置4が算出するSN比と送信データのデータ量の変化とに基づいて、SN比に余裕がなくなる状態を事前に把握して対処することができる。   Furthermore, when there are a plurality of optical transmission lines 2 in the optical transmission system, the control plane 5 transmits transmission data distributed to each optical transmission line 2 according to the SN ratio of each optical transmission line 2. May be. Further, based on the SN ratio calculated by the SN ratio calculation device 4 and the change in the data amount of the transmission data, it is possible to grasp and deal with a state in which there is no margin in the SN ratio in advance.

また、SN比算出装置4においてFFTを行う際には、FFTの対象にするディジタル信号をオーバーラップさせて選択するオーバーラップ処理を行っている。これにより、信号が歪むウインドウ端の影響を抑えることができSN比を推定する際の精度を向上させることができる。また、ウインドウ端の歪みを減らす窓関数を用いた場合に比べても、窓関数よりも信号が歪むウインドウ端を除去できることからSN比の推定精度を向上させることができる。   In addition, when performing the FFT in the SN ratio calculation device 4, an overlap process is performed in which digital signals to be subjected to the FFT are selected by being overlapped. Thereby, the influence of the window edge which a signal distorts can be suppressed, and the precision at the time of estimating an S / N ratio can be improved. In addition, even when a window function that reduces window edge distortion is used, the window edge where the signal is distorted more than the window function can be removed, so that the SN ratio estimation accuracy can be improved.

なお、本実施形態のオーバーラップFFT演算回路42−1及び42−2と、オーバーラップFFT演算回路45−1及び45−2とにおいて、FFTの対象とするディジタル信号の切り出しにおいて前回のFFTにおけるディジタル信号と一部が重複するように選択するオーバーラップ処理を行わずに、ハミング窓やブラックマン窓などの窓関数を使用した切り出しを行うようにしてもよい。   In the overlap FFT operation circuits 42-1 and 42-2 and the overlap FFT operation circuits 45-1 and 45-2 according to the present embodiment, the digital signal in the previous FFT is cut out in the extraction of the digital signal to be subjected to FFT. It is also possible to perform clipping using a window function such as a Hamming window or a Blackman window without performing an overlap process for selecting the signal to partially overlap.

また、本実施形態では、2つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列を用いる構成について説明した。しかし、特定周波数信号系列において電力が集中する周波数が1つであってもよいし、4つ以上であってもよい。ただし、1つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列を用いる場合には分散が生じると当該周波数以外における特定周波数信号系列が存在する区間がずれるため、雑音を抽出する際に送信データ系列が含まれてしまうことがある。この場合には、分散が生じない、もしくはごく弱い条件下、又は伝送を行わないBack−to−backで用いることが好ましい。また、例えば4つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列としては、(+S,+S,−S,−S,+S,+S,−S,−S,…)と1つの振幅を2回ずつ繰り返される交番信号を用いることになる。
また、本実施形態では、互いに直交する2つの偏波を多重する構成について説明した。
しかし、単一偏波による光伝送であってもよい。
In the present embodiment, the configuration using a specific frequency signal sequence in which power is concentrated on two frequencies has been described. However, there may be one frequency where power is concentrated in the specific frequency signal sequence, or four or more frequencies. However, when a specific frequency signal sequence in which power is concentrated on one frequency is used, a section in which the specific frequency signal sequence other than the frequency exists shifts when dispersion occurs. Therefore, a transmission data sequence is included when extracting noise. It may be lost. In this case, it is preferable to use a back-to-back in which no dispersion occurs or under extremely weak conditions, or transmission is not performed. For example, as a specific frequency signal series in which power is concentrated on four frequencies, (+ S, + S, -S, -S, + S, + S, -S, -S, ...) and one amplitude are repeated twice. The alternating signal is used.
In the present embodiment, the configuration in which two polarizations orthogonal to each other are multiplexed has been described.
However, optical transmission using a single polarization may be used.

また、本実施形態では、光信号送信装置1から光信号受信装置3への一方向の光伝送を行う構成について説明した。しかし、光信号送信装置1が備える各回路と、光信号受信装置3が備える各回路とを備えた光信号通信装置を光伝送路2の両端に具備し、双方向の光伝送を行う構成であってもよい。この場合、いずれか一方の光信号通信装置にSN比算出装置4を接続して制御プレーン5にSN比信号を出力してもよいし、それぞれの光信号通信装置に個別のSN比算出装置4を接続して各SN比算出装置4が制御プレーン5にSN比信号を出力してもよい。   Further, in the present embodiment, the configuration for performing one-way optical transmission from the optical signal transmission device 1 to the optical signal reception device 3 has been described. However, an optical signal communication device including each circuit included in the optical signal transmission device 1 and each circuit included in the optical signal reception device 3 is provided at both ends of the optical transmission line 2 to perform bidirectional optical transmission. There may be. In this case, the S / N ratio calculation device 4 may be connected to any one of the optical signal communication devices to output the S / N ratio signal to the control plane 5, or the individual S / N ratio calculation device 4 may be provided to each optical signal communication device. May be connected, and each SN ratio calculation device 4 may output an SN ratio signal to the control plane 5.

また、本実施形態では、SN比算出装置4が算出したSN比を光信号送信装置1及び光信号受信装置3や、制御プレーン5にフィードバックする構成について説明した。しかし、算出したSN比を光信号送信装置1及び光信号受信装置3にフィードバックせずに、算出したSN比をモニタして伝送状態を把握するようにしてもよい。この場合、光信号送信装置1は、SN比取得回路11と送信形式決定回路12−1及び12−2とを備えずともよい。また、変調方式、データレート、信号帯域、前方誤り訂正符号化における冗長度などは、シミュレーションや実測値などに基づいて予め定めるようにする。   In the present embodiment, the configuration in which the SN ratio calculated by the SN ratio calculation device 4 is fed back to the optical signal transmission device 1, the optical signal reception device 3, and the control plane 5 has been described. However, the calculated SN ratio may be monitored to grasp the transmission state without feeding back the calculated SN ratio to the optical signal transmitting apparatus 1 and the optical signal receiving apparatus 3. In this case, the optical signal transmission device 1 may not include the SN ratio acquisition circuit 11 and the transmission format determination circuits 12-1 and 12-2. The modulation method, data rate, signal band, redundancy in forward error correction coding, and the like are determined in advance based on simulations and actual measurement values.

また、本実施形態では、ディジタル信号系列において特定周波数信号系列が含まれる区間をピーク電力時間算出回路43が特定する構成について説明した。しかし、ピーク電力時間算出回路43は、3次元のデータに基づいて、特定周波数信号系列に対応する周波数成分の電力が最も大きい3次元のデータの区間を特定し、当該区間を第1の区間としてもよい。これにより、ピーク電力時間算出回路43より後段の処理における演算量を抑えることができる。   In the present embodiment, the configuration in which the peak power time calculation circuit 43 specifies a section in which the specific frequency signal sequence is included in the digital signal sequence has been described. However, the peak power time calculation circuit 43 specifies the section of the three-dimensional data having the largest power of the frequency component corresponding to the specific frequency signal sequence based on the three-dimensional data, and sets the section as the first section. Also good. Accordingly, it is possible to suppress the amount of calculation in the processing subsequent to the peak power time calculation circuit 43.

また、本実施形態では、信号電力算出回路47及び雑音電力算出回路49が特定周波数信号系列の成分であるか否かを判定する際に、平均電力に対してK倍の電力を基準として判定する構成について説明した。しかし、これに限ることなく、予め定められた閾値電力を基準として、特定周波数信号系列の成分であるか否かを判定するようにしてもよい。また、信号電力算出回路47において特定周波数信号系列の電力を算出する際に、雑音電力算出回路49において算出された雑音電力を減算するようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, when the signal power calculation circuit 47 and the noise power calculation circuit 49 determine whether or not they are components of a specific frequency signal sequence, the determination is based on the power that is K times the average power. The configuration has been described. However, the present invention is not limited to this, and it may be determined whether or not it is a component of a specific frequency signal sequence with reference to a predetermined threshold power. Further, when the signal power calculation circuit 47 calculates the power of the specific frequency signal sequence, the noise power calculated by the noise power calculation circuit 49 may be subtracted.

また、本実施形態では、SN比算出装置4の各回路は、送信データ系列の周波数帯域(例えば、図2における−25GHzから25GHzまでの周波数帯域)を処理対象とする構成について説明した。SN比算出装置4の各回路における処理対象を、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数が含まれる周波数帯域(例えば、図3における−12.5GHzから12.5GHzまでの周波数帯域)を処理の対象としてもよい。このとき、雑音電力の算出には、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の中間周波数近傍の周波数帯域(例えば、図3における0GHzを含む12.5GHzの帯域)を対象としてもよい。12.5GHzの帯域は、例えば、−6.75GHzから6.75GHzまでの帯域を選択する。これは、光SN比(Optical Signal to Noise Ratio:OSNR)を求めるためで、OSNRは光通信において信号の状態を表すためによく用いられ、その定義は12.5GHzの対域内の雑音電力と信号電力との比である。なお、OSNRは次式(1)を用いて算出される。
OSNR=(全信号電力)/(12.5GHz帯域の雑音電力) …(1)
Further, in the present embodiment, each circuit of the SN ratio calculation device 4 has been described with respect to a configuration in which the frequency band of the transmission data sequence (for example, the frequency band from −25 GHz to 25 GHz in FIG. 2) is a processing target. The processing target in each circuit of the S / N ratio calculation device 4 is processed in a frequency band (for example, a frequency band from -12.5 GHz to 12.5 GHz in FIG. 3) including a frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated. It may be a target. At this time, the noise power may be calculated using a frequency band near the intermediate frequency of the frequency at which the power of the specific frequency signal series is concentrated (for example, a 12.5 GHz band including 0 GHz in FIG. 3). As the band of 12.5 GHz, for example, a band from −6.75 GHz to 6.75 GHz is selected. This is to obtain an optical signal-to-noise ratio (OSNR), and OSNR is often used to represent the state of a signal in optical communication, and its definition is the noise power and signal within 12.5 GHz. It is the ratio with electric power. The OSNR is calculated using the following equation (1).
OSNR = (total signal power) / (noise power of 12.5 GHz band) (1)

また、本実施形態では、信号電力算出回路47及び雑音電力算出回路49は、処理対象の帯域において電力の平均値を算出し、信号電力と雑音電力とにする構成について説明した。しかし、これに限ることなく、1サンプルあたりの信号電力と雑音電力とを求めて1サンプルあたりのSN比を算出するようにしてもよい。このとき、サンプル間の間隔に応じて12.5GHz相当に拡張又は縮小することにより、OSNRを算出するようにしてもよい。例えば、サンプル間の間隔が10MHzに対応するとき、1250倍して12.5GHzに相当する値に換算する。   In the present embodiment, the signal power calculation circuit 47 and the noise power calculation circuit 49 have been described with respect to the configuration in which the average value of power is calculated in the processing target band to obtain the signal power and the noise power. However, the present invention is not limited to this, and the S / N ratio per sample may be calculated by obtaining the signal power and noise power per sample. At this time, the OSNR may be calculated by expanding or contracting to 12.5 GHz corresponding to the interval between samples. For example, when the interval between samples corresponds to 10 MHz, it is multiplied by 1250 and converted to a value corresponding to 12.5 GHz.

また、本実施形態では、雑音電力算出回路49が特定周波数信号系列の含まれる区間における雑音成分に基づいて雑音電力を算出する構成について説明した。しかし、光伝送路2における分散が大きい場合、周波数によって光伝送路2内を進む速度が異なる。そのため、ディジタル信号系列において特定周波数信号系列の成分が含まれる区間と、SN比の算出に用いるべき雑音成分が含まれる区間とには差が生じる。このような場合においては、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数に基づいて、雑音電力の算出に用いる区間を決定するようにしてもよい。具体的には、図12に示すように雑音電力を算出する区間を決定する。   In the present embodiment, the configuration in which the noise power calculation circuit 49 calculates the noise power based on the noise component in the section including the specific frequency signal sequence has been described. However, when the dispersion in the optical transmission line 2 is large, the speed of traveling in the optical transmission line 2 varies depending on the frequency. Therefore, there is a difference between a section in the digital signal series that includes the component of the specific frequency signal series and a section that includes the noise component to be used for calculating the SN ratio. In such a case, the section used for calculating the noise power may be determined based on the frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated. Specifically, the section for calculating the noise power is determined as shown in FIG.

図12は、本実施形態において雑音電力の算出に用いる区間の決定の概要を示す図である。同図においては、横軸は時間を示し縦軸は周波数を示す。同図に示す例では、特定周波数信号系列の電力は周波数fa及びfbに集中している。周波数faにおける分散値をDaとし、周波数fbにおける分散値をDbとする。分散の影響により特定周波数信号系列のみが含まれる区間は周波数に応じて異なる。周波数faにおいて特定周波数信号系列の成分が現れる時刻taと、周波数fbにおいて特定周波数信号系列の成分が現れる時刻tbとは異なる。しかし、時刻ta及びtbを用いることにより、周波数faと周波数fbとの中間の周波数において送信データ系列が含まれない区間の開始時刻を((ta+tb)/2)として得ることができる。また、中間の周波数における分散も((Da+Db)/2)として得ることができる。時刻((ta+tb)/2)を開始時刻として特定周波数信号系列の長さと同じ長さの区間において雑音電力を測定することにより、送信データ系列A又は送信データ系列Bの成分を含むことなく、雑音電力を取得することができる。また、中間の周波数((fa+fb)/2)に限らず、時刻ta及びtb、並びに分散Da及びDbを用いることにより、周波数fa及びfb以外の周波数における雑音電力を取得することができる。
また、時刻ta及びtbの情報を使用することで、受信した光信号の分散を補償することができる。分散の補償を行うことにより、周波数ごとの光信号の時刻差がなくなるので、周波数ごとに分ける必要なく、全帯域の特定周波数信号系列を抽出することができる。
FIG. 12 is a diagram showing an outline of determination of a section used for calculation of noise power in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. In the example shown in the figure, the power of the specific frequency signal series is concentrated on the frequencies fa and fb. The dispersion value at the frequency fa is Da, and the dispersion value at the frequency fb is Db. The section including only the specific frequency signal series varies depending on the frequency due to the influence of dispersion. The time ta at which the component of the specific frequency signal sequence appears at the frequency fa is different from the time tb at which the component of the specific frequency signal sequence appears at the frequency fb. However, by using the times ta and tb, it is possible to obtain the start time of the section in which the transmission data sequence is not included in the intermediate frequency between the frequency fa and the frequency fb as ((ta + tb) / 2). Further, dispersion at an intermediate frequency can also be obtained as ((Da + Db) / 2). By measuring the noise power in the section having the same length as the length of the specific frequency signal sequence with the time ((ta + tb) / 2) as the start time, the noise is not included in the transmission data sequence A or the transmission data sequence B. Electric power can be acquired. Further, not only the intermediate frequency ((fa + fb) / 2) but also using the times ta and tb and the variances Da and Db, noise power at frequencies other than the frequencies fa and fb can be acquired.
Further, by using the information on the times ta and tb, it is possible to compensate for the dispersion of the received optical signal. By performing dispersion compensation, the time difference of the optical signal for each frequency is eliminated, so that it is possible to extract a specific frequency signal sequence in the entire band without having to divide each frequency.

この場合、ピーク電力時間算出回路43は、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数ごとに区間を特定するとともに、SN比を算出する際に用いる雑音電力を測定する周波数帯域に対する区間を特定することになる。またトレーニング信号抽出回路44−1及び44−2は、特定周波数信号系列の各周波数に対応する区間と雑音に対する区間とを個別に抽出し、オーバーラップFFT演算回路45−1及び45−2に出力する。また、オーバーラップFFT演算回路45−1及び45−2は、特定周波数信号系列に対するFFTと雑音に対するFFTとに分けて処理をし、処理結果を合波回路46に出力する。これにより、分散が大きい場合においても、送信データ系列の成分を含むことなく雑音電力を精度よく取得することができ、SN比の精度を向上させることができる。   In this case, the peak power time calculation circuit 43 specifies a section for each frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated, and specifies a section for a frequency band for measuring noise power used when calculating the SN ratio. become. The training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 individually extract sections corresponding to the respective frequencies of the specific frequency signal series and sections for noise, and output them to the overlap FFT calculation circuits 45-1 and 45-2. To do. The overlap FFT arithmetic circuits 45-1 and 45-2 perform processing separately for FFT for a specific frequency signal sequence and FFT for noise, and output the processing result to the multiplexing circuit 46. As a result, even when the variance is large, noise power can be obtained with high accuracy without including components of the transmission data sequence, and the accuracy of the SN ratio can be improved.

(第2の実施形態)
第1の実施形態におけるSN比算出装置4では、光信号受信装置3から入力される第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列に含まれる特定周波数信号系列の区間を特定する際に用いるFFTのポイント数(ウインドウのサイズ)が特定周波数信号系列のシンボル数より小さい構成であった。第2の実施形態では、特定周波数信号系列の区間を特定する際に用いるFFTのポイント数が特定周波数信号系列のシンボル数より多い場合の構成について説明する。また、本実施形態では、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の数をNとして説明する。例えば、図4に示した周波数スペクトルが得られる特定周波数信号系列ではN=2となる。
(Second Embodiment)
The SN ratio calculation device 4 according to the first embodiment is used when specifying a section of a specific frequency signal sequence included in the first digital signal sequence and the second digital signal sequence input from the optical signal reception device 3. The number of FFT points (window size) is smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. In the second embodiment, a configuration will be described in which the number of FFT points used when specifying a specific frequency signal sequence section is greater than the number of symbols in the specific frequency signal sequence. In the present embodiment, the number of frequencies where the power of the specific frequency signal sequence is concentrated is described as N. For example, N = 2 in the specific frequency signal sequence from which the frequency spectrum shown in FIG. 4 is obtained.

図13は、第2の実施形態におけるSN比算出装置4Aの構成例を示すブロック図である。SN比算出装置4Aは、第1の実施形態において説明した光伝送システム(図1)におけるSN比算出装置4に代えて具備される。SN比算出装置4Aは、信号分配回路401−1及び401−2、オーバーラップFFT回路402−1及び402−2、信号分配回路403−1及び403−2、周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1N及び404−21〜404−2N、オーバーラップIFFT回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2N、電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2N、合波回路407−1〜407−N、平均化回路408−1〜408−N、ピーク電力時間算出回路409、トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2、オーバーラップFFT演算回路45−1及び45−2、合波回路46、信号電力算出回路47、特定周波数信号成分除去回路48、雑音電力算出回路49、並びに、SN比算出回路50を備えている。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the SN ratio calculation apparatus 4A according to the second embodiment. The SN ratio calculation device 4A is provided in place of the SN ratio calculation device 4 in the optical transmission system (FIG. 1) described in the first embodiment. The signal to noise ratio calculation device 4A includes signal distribution circuits 401-1 and 401-2, overlap FFT circuits 402-1 and 402-2, signal distribution circuits 403-1 and 403-2, and frequency bandpass filter circuits 404-11 to 404-11. 404-1N and 404-21 to 404-2N, overlap IFFT circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 to 405-2N, power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406-2N , Multiplexing circuits 407-1 to 407-N, averaging circuits 408-1 to 408-N, peak power time calculation circuit 409, training signal extraction circuits 44-1 and 44-2, overlap FFT operation circuit 45-1 45-2, multiplexing circuit 46, signal power calculation circuit 47, specific frequency signal component removal circuit 48, noise power calculation circuit 49 And, a SN ratio calculating circuit 50.

なお、ピーク電力時間算出回路409の後段の処理を行う、トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2と、オーバーラップFFT演算回路45−1及び45−2と、合波回路46と、信号電力算出回路47と、特定周波数信号成分除去回路48と、雑音電力算出回路49と、SN比算出回路50とは、第1の実施形態のSN比算出装置4(図6)における各回路と同じであるので、同じ符号を付してその説明を省略する。また、以下において、信号分配回路401−1、オーバーラップFFT演算回路402−1、信号分配回路403−1、周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1N、オーバーラップIFFT演算回路405−11〜405−1N、並びに、電力算出回路406−11〜406−1Nが第1のディジタル信号系列に対する信号処理を行い、信号分配回路401−2、オーバーラップFFT演算回路402−2、信号分配回路403−2、周波数帯域通過フィルタ回路404−21〜404−2N、オーバーラップIFFT演算回路405−21〜405−2N、並びに、電力算出回路406−21〜406−2Nが第2のディジタル信号系列に対する信号処理を行う構成について説明する。また、第2のディジタル信号系列に対する信号処理を行う各回路は、第1のディジタル信号系列に対する信号処理を行う各回路と同じ構成であるので、第2のディジタル信号系列に対する信号処理を行う各回路の説明を省略する。   Note that the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2, the overlap FFT operation circuits 45-1 and 45-2, the multiplexing circuit 46, and the signal power, which perform processing subsequent to the peak power time calculation circuit 409, are performed. The calculation circuit 47, the specific frequency signal component removal circuit 48, the noise power calculation circuit 49, and the SN ratio calculation circuit 50 are the same as the circuits in the SN ratio calculation apparatus 4 (FIG. 6) of the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. In the following, the signal distribution circuit 401-1, the overlap FFT operation circuit 402-1, the signal distribution circuit 403-1, the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1N, and the overlap IFFT operation circuits 405-11 to 405-11. 405-1N and power calculation circuits 406-11 to 406-1N perform signal processing on the first digital signal series, and a signal distribution circuit 401-2, an overlap FFT operation circuit 402-2, and a signal distribution circuit 403- 2. Frequency band pass filter circuits 404-21 to 404-2N, overlap IFFT operation circuits 405-21 to 405-2N, and power calculation circuits 406-21 to 406-2N are used for signal processing on the second digital signal series. The structure which performs is demonstrated. In addition, each circuit that performs signal processing on the second digital signal sequence has the same configuration as each circuit that performs signal processing on the first digital signal sequence, so each circuit that performs signal processing on the second digital signal sequence The description of is omitted.

信号分配回路401−1には、光信号受信装置3から第1のディジタル信号系列が入力される。信号分配回路401−1は、入力される第1のディジタル信号系列を2つに複製する。信号分配回路401−1は、2つの第1のディジタル信号系列のうち、一方の第1のディジタル信号系列をオーバーラップFFT演算回路402−1に出力し、他方の第1のディジタル信号系列をトレーニング信号抽出回路44−1に出力する。   The first digital signal series is input from the optical signal receiving device 3 to the signal distribution circuit 401-1. The signal distribution circuit 401-1 duplicates the input first digital signal sequence into two. The signal distribution circuit 401-1 outputs one of the two first digital signal sequences to the overlap FFT operation circuit 402-1, and trains the other first digital signal sequence. It outputs to the signal extraction circuit 44-1.

オーバーラップFFT演算回路402−1は、信号分配回路401−1から出力される第1のディジタル信号系列に対して、FFTを施すことにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。このとき、オーバーラップFFT演算回路402−1では、FFTの対象となるディジタル信号が前回のFFTにおいて対象にしたディジタル信号の一部分と重複するように第1のディジタル信号系列から切り出される。   Overlap FFT operation circuit 402-1 performs FFT on the first digital signal sequence output from signal distribution circuit 401-1, thereby converting a time domain signal to a frequency domain signal. At this time, the overlap FFT operation circuit 402-1 cuts out the first digital signal sequence so that the digital signal to be subjected to FFT overlaps with a part of the digital signal targeted in the previous FFT.

オーバーラップFFT演算回路402−1におけるFFTのポイント数は、上述したように、特定周波数信号系列のシンボル数より多く設定されている。オーバーラップFFT演算回路402−1は、順次入力される第1のディジタル信号系列に対してFFTを行い、FFTの対象にしたディジタル信号を示す区間又は開始時刻と、FFTにより得られた周波数スペクトル(周波数と電力)とを含む3次元データ信号を信号分配回路403−1に出力する。   As described above, the number of FFT points in the overlap FFT operation circuit 402-1 is set to be larger than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. The overlap FFT operation circuit 402-1 performs FFT on the first digital signal sequence that is sequentially input, and the section or start time indicating the digital signal that is the subject of the FFT, and the frequency spectrum ( 3D data signal including frequency and power) is output to the signal distribution circuit 403-1.

信号分配回路403−1は、オーバーラップFFT演算回路402−1から出力される3次元データ信号を複製してN個の3次元データ信号を生成する。信号分配回路403−1は、生成したN個の3次元データ信号を周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1Nそれぞれに出力する。   The signal distribution circuit 403-1 duplicates the three-dimensional data signal output from the overlap FFT operation circuit 402-1 to generate N three-dimensional data signals. The signal distribution circuit 403-1 outputs the generated N three-dimensional data signals to the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1N, respectively.

周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1Nは、それぞれが特定周波数信号系列の電力が集中する周波数近傍の成分を通過させるバンドパスフィルタである。周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1Nそれぞれが通過させる周波数帯域の中心周波数及び周波数幅は、光伝送システムにおいて用いられる特定周波数信号系列に基づいて予め定められる。また、周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1Nそれぞれが通過させる中心周波数は、回路ごとに異なる周波数が割り当てられる。   The frequency bandpass filter circuits 404-11 to 404-1N are bandpass filters that pass components in the vicinity of frequencies where the power of the specific frequency signal series is concentrated. The center frequency and the frequency width of the frequency band that each of the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1N passes through are determined in advance based on a specific frequency signal sequence used in the optical transmission system. In addition, a different frequency is assigned to each circuit as the center frequency that each of the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1N passes.

例えば、図4に示す周波数スペクトルを有する特定周波数信号系列(N=2)が用いられる場合、SN比算出装置4Aは、第1のディジタル信号系列に対する周波数帯域通過フィルタ回路404−11及び404−12と、第2のディジタル信号系列に対する周波数帯域通過フィルタ回路404−21及び404−22とを備えることになる。また、周波数帯域通過フィルタ回路404−11及び404−21は、−12.5GHzを中心周波数とした周波数帯域の成分を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。周波数帯域通過フィルタ回路404−12及び404−22は、12.5GHzを中心周波数とした周波数帯域の成分を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。   For example, when the specific frequency signal sequence (N = 2) having the frequency spectrum shown in FIG. 4 is used, the SN ratio calculation device 4A uses the frequency bandpass filter circuits 404-11 and 404-12 for the first digital signal sequence. And frequency band pass filter circuits 404-21 and 404-22 for the second digital signal sequence. Further, the frequency band pass filter circuits 404-11 and 404-21 are configured as band pass filters that pass components in a frequency band having a central frequency of -12.5 GHz. The frequency band pass filter circuits 404-12 and 404-22 are configured as band pass filters that pass a frequency band component having a center frequency of 12.5 GHz.

周波数帯域通過フィルタ回路404−11は、信号分配回路403−1から出力される3次元データ信号に含まれる周波数スペクトルに対して、自回路に対して割り当てられた周波数を中心とする周波数帯域の周波数スペクトルを通過させる。周波数帯域通過フィルタ回路404−11は、通過させた周波数スペクトルと、3次元データ信号に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた情報をオーバーラップIFFT演算回路405−11に出力する。また、周波数帯域通過フィルタ回路404−12〜404−1Nは、周波数帯域通過フィルタ回路404−11と同様に、通過させた周波数スペクトルと、3次元データ信号に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた情報をオーバーラップIFFT演算回路405−12〜405−1Nに出力する   The frequency band pass filter circuit 404-11 has a frequency band centered on the frequency allocated to the own circuit with respect to the frequency spectrum included in the three-dimensional data signal output from the signal distribution circuit 403-1. Let the spectrum pass. The frequency band pass filter circuit 404-11 outputs information obtained by combining the passed frequency spectrum and the section or start time included in the three-dimensional data signal to the overlap IFFT arithmetic circuit 405-11. Further, the frequency band pass filter circuits 404-12 to 404-1N combine the passed frequency spectrum and the section or start time included in the three-dimensional data signal, similarly to the frequency band pass filter circuit 404-11. Information is output to overlap IFFT arithmetic circuits 405-12 to 405-1N

オーバーラップIFFT演算回路405−11は、周波数帯域通過フィルタ回路404−11から出力される情報に含まれる周波数スペクトルに対してIFFTを行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。オーバーラップIFFT演算回路405−11におけるIFFTでは、IFFTの対象とする周波数区間を、前回のIFFTにおいて対象とした周波数区間と一部が重複するように周波数スペクトルから切り出す。すなわち、IFFTの対象がオーバーラップ(重なり合う)する処理を行う。オーバーラップIFFT演算回路405−11は、時間領域の信号に変換したディジタル信号系列と、入力される情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた情報を電力算出回路406−11に出力する。   The overlap IFFT arithmetic circuit 405-11 performs IFFT on the frequency spectrum included in the information output from the frequency bandpass filter circuit 404-11, and converts the frequency domain signal into a time domain signal. In the IFFT in the overlap IFFT arithmetic circuit 405-11, the frequency section targeted for IFFT is cut out from the frequency spectrum so that the frequency section targeted for the previous IFFT partially overlaps. That is, a process for overlapping IFFT targets is performed. The overlap IFFT arithmetic circuit 405-11 outputs information obtained by combining the digital signal sequence converted into the time domain signal and the section or start time included in the input information to the power calculation circuit 406-11.

また、オーバーラップIFFT演算回路405−12〜405−1Nは、オーバーラップIFFT演算回路405−11と同様に、周波数帯域通過フィルタ回路404−12〜404−1Nから出力される情報に含まれる周波数スペクトルを時間領域の信号に変換する。オーバーラップIFFT演算回路405−12〜405−1Nは、時間領域の信号に変換したディジタル信号系列と、入力される情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた情報を電力算出回路406−12〜406−1Nに出力する。   The overlap IFFT arithmetic circuits 405-12 to 405-1N, like the overlap IFFT arithmetic circuit 405-11, are frequency spectra included in information output from the frequency bandpass filter circuits 404-12 to 404-1N. Into a time domain signal. Overlapping IFFT arithmetic circuits 405-12 to 405-1N combine information obtained by combining a digital signal sequence converted into a time-domain signal and a section or start time included in input information into power calculation circuits 406-12 to 406-12. Output to 406-1N.

電力算出回路406−11は、オーバーラップIFFT演算回路405−11から出力される情報に含まれる時間領域の信号に対して、サンプル(シンボル)ごとの電力値を算出する。電力算出回路406−11は、算出したサンプルごとの電力値と、入力される情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた電力情報を合波回路407−1に出力する。また、電力算出回路406−12〜406−1Nは、電力算出回路406−11と同様に、オーバーラップIFFT演算回路405−12〜405−1Nから出力される情報に含まれる時間領域の信号に対して、サンプルごとの電力値を算出する。電力算出回路406−12〜406−1Nは、算出したサンプル後との電力値と、入力される情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた電力情報を合波回路407−2〜407−Nに出力する。   The power calculation circuit 406-11 calculates a power value for each sample (symbol) with respect to the signal in the time domain included in the information output from the overlap IFFT arithmetic circuit 405-11. The power calculation circuit 406-11 outputs power information obtained by combining the calculated power value for each sample and the section or start time included in the input information to the multiplexing circuit 407-1. Similarly to the power calculation circuit 406-11, the power calculation circuits 406-12 to 406-1N perform time domain signals included in the information output from the overlap IFFT arithmetic circuits 405-12 to 405-1N. Then, the power value for each sample is calculated. The power calculation circuits 406-12 to 406-1 N combine power information obtained by combining the calculated power value after the sample and the section or start time included in the input information with the multiplexing circuits 407-2 to 407 -N. Output to.

合波回路407−1〜407−Nは、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数に対して一対一に対応付けられている。合波回路407−1〜407−Nは、第1のディジタル信号系列から得られた時間領域の信号であって自回路に対応する周波数近傍の成分を含む時間領域の信号と、第2のディジタル信号系列から得られた時間領域の信号であって自回路に対応する周波数近傍の成分を含む時間領域の信号とを合成する。   The multiplexing circuits 407-1 to 407-N are associated one-to-one with respect to the frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated. The multiplexing circuits 407-1 to 407 -N are time-domain signals obtained from the first digital signal sequence and include a time-domain signal including a component in the vicinity of the frequency corresponding to the own circuit, and the second digital signal A time-domain signal obtained from the signal sequence and a time-domain signal including a component in the vicinity of the frequency corresponding to the own circuit is synthesized.

合波回路407−1には、電力算出回路406−11から出力される電力情報と、電力算出回路406−21から出力される電力情報とが入力される。電力算出回路406−21から出力される電力情報は、第2のディジタル信号系列に対応する電力情報である。合波回路407−1は、2つの電力情報それぞれに含まれる区間又は開始時刻に基づいて時刻を揃えて、各電力情報に含まれるサンプルごとの電力値を加算する合成を行う。合波回路407−1は、合成により得られたサンプルごとの電力値と、区間又は開始時刻とを組み合わせた合成後電力情報を平均化回路408−1に出力する。   The power information output from the power calculation circuit 406-11 and the power information output from the power calculation circuit 406-21 are input to the multiplexing circuit 407-1. The power information output from the power calculation circuit 406-21 is power information corresponding to the second digital signal series. The multiplexing circuit 407-1 performs synthesis by aligning the times based on the sections or start times included in each of the two pieces of power information and adding the power values for each sample included in each piece of power information. The multiplexing circuit 407-1 outputs the combined power information obtained by combining the power value for each sample obtained by combining and the section or the start time to the averaging circuit 408-1.

また、合波回路407−2〜407−Nには、合波回路407−1と同様に、電力算出回路406−12〜407−1Nから出力される電力情報と、電力算出回路406−22〜406−2Nから出力される電力情報とが入力される。合波回路407−2〜407−Nは、合波回路407−1と同様に、2つの電力情報それぞれに含まれる区間又は開始時刻に基づいて時刻を揃えて、各電力情報に含まれるサンプルごとの電力値を加算する合成を行う。合波回路407−2〜407−Nは、合波回路407−1と同様に、合成により得られたサンプルごとの電力値と、区間又は開始時刻とを組み合わせた合成後電力情報を平均化回路408−2〜408−Nに出力する。   Similarly to the multiplexing circuit 407-1, the multiplexing circuits 407-2 to 407-N include the power information output from the power calculation circuits 406-12 to 407-1N and the power calculation circuits 406-22 to 407-22. Power information output from 406-2N is input. Similarly to the multiplexing circuit 407-1, the multiplexing circuits 407-2 to 407-N align the time based on the sections or start times included in each of the two pieces of power information, and for each sample included in each piece of power information. The combination of adding the power values is performed. Similarly to the multiplexing circuit 407-1, the multiplexing circuits 407-2 to 407-N are circuits that average the combined power information obtained by combining the power value for each sample obtained by combining and the section or the start time. 408-2 to 408-N.

平均化回路408−1〜408−Nは、合波回路407−1〜407−Nと同様に、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数に対して一対一に対応付けられている。平均化回路408−1は、合波回路407−1から出力される合成後電力情報に含まれるサンプルごとの電力値に対して移動平均値を算出する。平均化回路408−1は、算出した移動平均値と、合成後電力情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた平均電力情報をピーク電力時間算出回路409に出力する。平均化回路408−2〜408−Nは、平均化回路408−1と同様に、合波回路407−2〜407−Nから出力される合成後電力情報に含まれるサンプルごとの電力値に対して移動平均値を算出する。平均化回路408−2〜408−Nは、平均化回路408−1と同様に、算出した移動平均値と、合成後電力情報に含まれる区間又は開始時刻とを組み合わせた平均電力情報をピーク電力時間算出回路409に出力する。   As with the multiplexing circuits 407-1 to 407-N, the averaging circuits 408-1 to 408-N are associated one-to-one with the frequencies where the power of the specific frequency signal series is concentrated. The averaging circuit 408-1 calculates a moving average value for the power value for each sample included in the combined power information output from the multiplexing circuit 407-1. The averaging circuit 408-1 outputs average power information obtained by combining the calculated moving average value and the section or start time included in the combined power information to the peak power time calculation circuit 409. The averaging circuits 408-2 to 408 -N are similar to the averaging circuit 408-1 for the power value for each sample included in the combined power information output from the multiplexing circuits 407-2 to 407 -N. To calculate the moving average. The averaging circuits 408-2 to 408 -N, like the averaging circuit 408-1, use the average power information obtained by combining the calculated moving average value and the section or start time included in the combined power information as the peak power. The result is output to the time calculation circuit 409.

ピーク電力時間算出回路409には、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数ごとの平均電力情報が平均化回路408−1〜408−Nから入力される。ピーク電力時間算出回路409は、各平均電力情報に含まれる電力の移動平均値に基づいて、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列において特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する。ピーク電力時間算出回路409は、特定した区間を示す区間情報をトレーニング信号抽出回路44−1及び44−2に出力する。
トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2以降の各回路の構成は第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
The average power information for each frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated is input to the peak power time calculation circuit 409 from the averaging circuits 408-1 to 408 -N. The peak power time calculation circuit 409 specifies a section where the specific frequency signal sequence is arranged in the first digital signal sequence and the second digital signal sequence based on the moving average value of the power included in each average power information. To do. The peak power time calculation circuit 409 outputs section information indicating the identified section to the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2.
Since the configuration of each circuit after the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

ここで、SN比算出装置4Aにおける信号処理について更に説明する。
SN比算出装置4Aには、第1の実施形態におけるSN比算出装置4と同様に、光信号受信装置3から図8に示したような周波数スペクトルを有する第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列が入力される。第1のディジタル信号系列に対するオーバーラップFFT演算回路402−1と周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1Nとによる信号処理により、図14に示すような周波数スペクトルが得られる。図14は、本実施形態において周波数帯域通過フィルタ回路404−11から出力される周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。また、同図に示されている周波数スペクトルは、図8に示した周波数スペクトルを有するディジタル信号系列がSN比算出装置4Aに入力された場合に対応する周波数スペクトルである。
Here, the signal processing in the SN ratio calculation apparatus 4A will be further described.
Similarly to the SN ratio calculation apparatus 4 in the first embodiment, the SN ratio calculation apparatus 4A includes the first digital signal sequence having the frequency spectrum as shown in FIG. A digital signal sequence is input. A frequency spectrum as shown in FIG. 14 is obtained by signal processing by the overlap FFT operation circuit 402-1 and the frequency bandpass filter circuits 404-11 to 404-1N for the first digital signal sequence. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum output from the frequency bandpass filter circuit 404-11 in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. Further, the frequency spectrum shown in the figure is a frequency spectrum corresponding to a case where a digital signal sequence having the frequency spectrum shown in FIG. 8 is input to the SN ratio calculation device 4A.

オーバーラップIFFT演算回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2Nにおいて図14に示したような周波数スペクトルが時間領域の信号に変換され、電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nから合波回路407−1〜407−Nまでの信号処理が行われることにより、図15に示すような時間領域の信号が得られる。図15は、本実施形態における平均化回路408−1〜408−Nに入力される時間領域の信号の一例を示す図である。同図において、横軸は時間軸を示し縦軸は電力を示す。周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1及び404−21〜404−2Nにおけるフィルタリングにより送信データ系列に対応する成分は抑圧されているものの、同図に示すように送信データ系列の成分が残留している。図15に示したような時間領域の信号を用いてSN比を算出すると、雑音に送信データ系列の成分が含まれているため、誤差の大きいSN比が算出されてしまう。   In the overlap IFFT arithmetic circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 to 405-2N, the frequency spectrum as shown in FIG. 14 is converted into a time domain signal, and the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and Signal processing in the time domain as shown in FIG. 15 is obtained by performing signal processing from 406-21 to 406-2N to the multiplexing circuits 407-1 to 407-N. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a time-domain signal input to the averaging circuits 408-1 to 408 -N in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the time axis and the vertical axis represents the power. Although the components corresponding to the transmission data sequence are suppressed by the filtering in the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1 and 404-21 to 404-2N, the components of the transmission data sequence remain as shown in FIG. doing. If the S / N ratio is calculated using a signal in the time domain as shown in FIG. 15, the S / N ratio with a large error is calculated because the noise contains the component of the transmission data sequence.

SN比算出装置4Aでは、図15に示したような時間領域の信号に対して、平均化回路408−1〜408−Nが電力値の移動平均値を算出する。図16は、本実施形態における平均化回路408−1〜408−Nが出力する電力の移動平均値の一例を示す図である。同図において、横軸は時間軸を示し縦軸は電力を示す。平均化回路408−1〜408−Nにより電力値の移動平均値を求めることにより、特定周波数信号系列が配置されている区間に三角形状の電力値が得られる。ピーク電力時間算出回路409は、特定周波数信号系列が配置されている区間に現れる三角形状の電力値のピークが現れるピーク電力時刻を検出する。ピーク電力時間算出回路409は、ピーク電力時刻を中心とした特定周波数信号系列のシンボル数分の区間を特定周波数信号系列が配置されているとして特定し、当該区間を示す区間情報をトレーニング信号抽出回路44−1及び44−2に出力する。   In the SN ratio calculation device 4A, the averaging circuits 408-1 to 408-N calculate the moving average value of the power value with respect to the signal in the time domain as shown in FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a moving average value of power output from the averaging circuits 408-1 to 408 -N in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the time axis and the vertical axis represents the power. By obtaining the moving average value of the power value by the averaging circuits 408-1 to 408 -N, a triangular power value is obtained in the section where the specific frequency signal sequence is arranged. The peak power time calculation circuit 409 detects the peak power time at which the peak of the triangular power value that appears in the section where the specific frequency signal sequence is arranged. The peak power time calculation circuit 409 specifies a section corresponding to the number of symbols of the specific frequency signal sequence centered on the peak power time as the specific frequency signal sequence is arranged, and sets the section information indicating the section as a training signal extraction circuit. Output to 44-1 and 44-2.

トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2は、ピーク電力時間算出回路409から出力される区間情報に基づいて、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列において特定周波数信号系列の成分が含まれるディジタル信号系列を抽出する。これにより、トレーニング信号抽出回路44−1及び44−2において抽出されるディジタル信号系列は、図10において示したような、送信データ系列の電力を含まないディジタル信号系列であって特定周波数信号系列と雑音とのみが含まれるディジタル信号系列になる。このディジタル信号系列に対して、各回路が信号処理を行うことにより第1の実施形態と同様にSN比を算出することができる。   Based on the section information output from the peak power time calculation circuit 409, the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 have components of the specific frequency signal series in the first digital signal series and the second digital signal series. Extract the included digital signal sequence. As a result, the digital signal sequence extracted by the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 is a digital signal sequence not including the power of the transmission data sequence as shown in FIG. It becomes a digital signal sequence including only noise. Each circuit performs signal processing on this digital signal series, whereby the SN ratio can be calculated in the same manner as in the first embodiment.

本実施形態において説明したように、FFTを行う際に対象とするディジタル信号の数(ウインドウのサイズ)が特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)のシンボル数より多い構成であっても、第1の実施形態と同様に、光信号受信装置3において受信される光信号に含まれる送信データ系列に関するSN比を算出することができる。   As described in the present embodiment, even if the number of digital signals (window size) to be subjected to FFT is larger than the number of symbols of the specific frequency signal sequence (training signal sequence), the first Similar to the embodiment, the S / N ratio related to the transmission data series included in the optical signal received by the optical signal receiving device 3 can be calculated.

なお、本実施形態において説明した光伝送システムに対して、第1の実施形態において説明した変更や変形を施してもよい。   Note that the optical transmission system described in the present embodiment may be modified or modified as described in the first embodiment.

また、本実施形態において、特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2それぞれが生成する特定周波数信号系列として、2つの異なる周波数特定信号系列を組み合わせてもよい。具体的には、N個の特定周波数成分に集中した電力を有する第1特定周波数信号系列の前後に、第1特定周波数信号系列の電力が集中する周波数と異なる周波数に電力が集中する第2特定周波数信号系列を配置した信号系列を、信号多重回路15−1及び15−2に出力する特定周波数信号系列とする。この場合、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列からトレーニング信号抽出回路44−1及び44−2がディジタル信号系列を切り出す区間の特定には、第1特定周波数信号系列を用いる。   In the present embodiment, two different frequency specific signal sequences may be combined as the specific frequency signal sequence generated by each of the specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-2. Specifically, before and after the first specific frequency signal sequence having power concentrated in N specific frequency components, the second specific in which power is concentrated at a frequency different from the frequency at which the power of the first specific frequency signal sequence is concentrated. The signal sequence in which the frequency signal sequence is arranged is set as a specific frequency signal sequence to be output to the signal multiplexing circuits 15-1 and 15-2. In this case, the first specific frequency signal sequence is used to specify the section in which the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 cut out the digital signal sequence from the first digital signal sequence and the second digital signal sequence.

図17は、第1特定周波数信号系列と第2特定周波数信号系列とを用いた特定周波数信号系列の一例を示す図である。このような特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)を送信データ系列に対して周期的に時分割多重する。この場合、周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1N及び404−21〜404−2Nにおいて第1特定周波数信号系列の電力が集中する周波数帯域の周波数スペクトルを抽出する際に、第2特定周波数信号系列の成分を取り除くことが可能となる。また、第1特定周波数信号系列と送信データ系列とは第2特定周波数信号系列のシンボル数分隔てられているため、送信データ系列の成分の残留を抑えることができる。これにより、平均化回路408−1〜408−Nに入力される時間領域の信号における送信データ系列の成分を削減することができ、ピーク電力時間算出回路409において第1特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する精度を向上させることができる。これにより、SN比の算出精度を向上させることができる。なお、第1特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する精度に対する要求が低い場合には、第2特定周波数信号系列を第1特定周波数信号系列の前だけ又は後ろだけに配置するようにしてもよい。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a specific frequency signal sequence using the first specific frequency signal sequence and the second specific frequency signal sequence. Such a specific frequency signal sequence (training signal sequence) is periodically time-division multiplexed with respect to the transmission data sequence. In this case, when extracting the frequency spectrum of the frequency band where the power of the first specific frequency signal sequence is concentrated in the frequency band pass filter circuits 404-11 to 404-1N and 404-21 to 404-2N, the second specific frequency is extracted. It is possible to remove the components of the signal sequence. In addition, since the first specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are separated by the number of symbols of the second specific frequency signal sequence, residual transmission data sequence components can be suppressed. Thereby, the components of the transmission data sequence in the time domain signals input to the averaging circuits 408-1 to 408 -N can be reduced, and the first specific frequency signal sequence is arranged in the peak power time calculation circuit 409. It is possible to improve the accuracy of identifying a section that is present. Thereby, the calculation accuracy of the SN ratio can be improved. In addition, when the requirement for the accuracy of specifying the section in which the first specific frequency signal sequence is arranged is low, the second specific frequency signal sequence is arranged only before or after the first specific frequency signal sequence. May be.

(第3の実施形態)
図18は、第3の実施形態におけるSN比算出装置4Bの構成例を示すブロック図である。本実施形態のSN比算出装置4Bは、第1の実施形態において説明した光伝送システム(図1)におけるSN比算出装置4(図6)に代えて具備される。SN比算出装置4Bは、トレーニング信号区間検出ブロック40と、電力比算出ブロック60とを備える。
(Third embodiment)
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of the SN ratio calculation apparatus 4B according to the third embodiment. The SN ratio calculation device 4B of this embodiment is provided in place of the SN ratio calculation device 4 (FIG. 6) in the optical transmission system (FIG. 1) described in the first embodiment. The SN ratio calculation device 4B includes a training signal section detection block 40 and a power ratio calculation block 60.

SN比算出装置4Bには、SN比算出装置4と同様に、光信号受信装置3のアナログ/ディジタル変換回路33−1から第1のディジタル信号系列が入力され、アナログ/ディジタル変換回路33−2から第2のディジタル信号系列が入力される。トレーニング信号区間検出ブロック40は、入力される第1及び第2のディジタル信号系列において特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)が含まれる区間を特定する。電力比算出ブロック60は、トレーニング信号区間検出ブロック40が特定した区間に基づいて、第1及び第2のディジタル信号系列に含まれる送信データ系列と雑音とのSN比を算出する。   Similarly to the SN ratio calculation device 4, the SN ratio calculation device 4B receives the first digital signal sequence from the analog / digital conversion circuit 33-1 of the optical signal reception device 3, and the analog / digital conversion circuit 33-2. To the second digital signal sequence. The training signal section detection block 40 specifies a section in which the specific frequency signal series (training signal series) is included in the input first and second digital signal series. The power ratio calculation block 60 calculates the SN ratio between the transmission data series and the noise included in the first and second digital signal series based on the section specified by the training signal section detection block 40.

図19は、本実施形態におけるトレーニング信号区間検出ブロック40の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、トレーニング信号区間検出ブロック40は、信号分配回路401−1及び401−2、オーバーラップFFT回路402−1及び402−2、信号分配回路403−1及び403−2、周波数帯域通過フィルタ回路404−11〜404−1N及び404−21〜404−2N、オーバーラップIFFT回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2N、電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2N、合波回路407−1〜407−N、平均化回路408−1〜408−N、並びに、ピーク電力時間算出回路409を備えている。   FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of the training signal section detection block 40 in the present embodiment. As shown in the figure, the training signal section detection block 40 includes signal distribution circuits 401-1 and 401-2, overlap FFT circuits 402-1 and 402-2, signal distribution circuits 403-1 and 403-2, and a frequency. Band pass filter circuits 404-11 to 404-1N and 404-21 to 404-2N, overlap IFFT circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 to 405-2N, power calculation circuits 406-11 to 406-1N 406-21 to 406-2N, multiplexing circuits 407-1 to 407-N, averaging circuits 408-1 to 408-N, and a peak power time calculation circuit 409.

トレーニング信号区間検出ブロック40が備える各回路は、第2の実施形態におけるSN比算出装置4A(図13)が備える信号分配回路401−1及び401−2からピーク電力時間算出回路409までの各回路と同じ構成を有している。対応する回路には同じ符号を付して、当該回路の説明を省略する。トレーニング信号区間検出ブロック40において、信号分配回路401−1及び401−2からピーク電力時間算出回路409までの各回路が動作することにより、第1及び第2のディジタル信号系列を複製したディジタル信号系列と、当該ディジタル信号系列において特定周波数信号系列(トレーニング信号系列)が含まれる区間を示す区間情報とが電力比算出ブロック60に出力される。   The circuits included in the training signal section detection block 40 are the circuits from the signal distribution circuits 401-1 and 401-2 included in the SN ratio calculation device 4 </ b> A (FIG. 13) in the second embodiment to the peak power time calculation circuit 409. It has the same configuration. Corresponding circuits are denoted by the same reference numerals, and description of the circuits is omitted. In the training signal section detection block 40, each circuit from the signal distribution circuits 401-1 and 401-2 to the peak power time calculation circuit 409 operates, so that the digital signal series obtained by duplicating the first and second digital signal series. And section information indicating a section including the specific frequency signal sequence (training signal sequence) in the digital signal sequence is output to the power ratio calculation block 60.

図20は、本実施形態における電力比算出ブロック60の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、電力比算出ブロック60は、実行回数付与回路61−1及び61−2、信号抽出回路62−1及び62−2、オーバーラップFFT演算回路63−1及び63−2、合波回路64、特定周波数信号成分除去回路65、低周波数帯域成分除去回路66、オーバーラップIFFT演算回路67、信号/雑音電力算出回路68、バッファ回路69、並びに、SN比算出回路70を備えている。   FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of the power ratio calculation block 60 in the present embodiment. As shown in the figure, the power ratio calculation block 60 includes execution frequency giving circuits 61-1 and 61-2, signal extraction circuits 62-1 and 62-2, overlap FFT operation circuits 63-1 and 63-2, A multiplexing circuit 64, a specific frequency signal component removal circuit 65, a low frequency band component removal circuit 66, an overlap IFFT calculation circuit 67, a signal / noise power calculation circuit 68, a buffer circuit 69, and an SN ratio calculation circuit 70 are provided. Yes.

実行回数付与回路61−1は、信号抽出回路62−1が第1のディジタル信号系列から信号を抽出した回数(m)をカウントする。また、実行回数付与回路61−1は、カウント値(m)を信号抽出回路62−1に出力する。実行回数付与回路61−2は、実行回数付与回路61−1と同様に、信号抽出回路62−2が第2のディジタル信号系列から信号を抽出した回数(m)をカウントする。また、実行回数付与回路61−2は、カウント値(m)を信号抽出回路62−2に出力する。   The execution number giving circuit 61-1 counts the number of times (m) that the signal extraction circuit 62-1 has extracted a signal from the first digital signal series. Further, the execution number giving circuit 61-1 outputs the count value (m) to the signal extraction circuit 62-1. Similar to the execution number giving circuit 61-1, the execution number giving circuit 61-2 counts the number of times (m) that the signal extraction circuit 62-2 has extracted a signal from the second digital signal series. In addition, the execution number giving circuit 61-2 outputs the count value (m) to the signal extraction circuit 62-2.

信号抽出回路62−1には、トレーニング信号区間検出ブロック40が出力する第1のディジタル信号系列及び区間情報と、実行回数付与回路61−1が出力するカウント値(m)とが入力される。信号抽出回路62−1は、区間情報とカウント値(m)とに基づいて、第1のディジタル信号系列から信号系列を抽出し、抽出した信号系列をオーバーラップFFT演算回路63−1に出力する。信号抽出回路62−1によって抽出される信号系列は、特定周波数信号系列と送信データ系列とのいずれかの信号系列である。また、信号抽出回路62−1は、抽出した信号系列にカウント値(m)を付与して出力する。このカウント値は、後段の処理において、信号系列が特定周波数信号系列に基づくものであるか、送信データ系列に基づくものであるかの識別に用いられる。   The signal extraction circuit 62-1 receives the first digital signal series and section information output from the training signal section detection block 40, and the count value (m) output from the execution number giving circuit 61-1. The signal extraction circuit 62-1 extracts a signal sequence from the first digital signal sequence based on the section information and the count value (m), and outputs the extracted signal sequence to the overlap FFT operation circuit 63-1. . The signal sequence extracted by the signal extraction circuit 62-1 is either a specific frequency signal sequence or a transmission data sequence. The signal extraction circuit 62-1 adds a count value (m) to the extracted signal series and outputs the result. This count value is used in the subsequent processing to identify whether the signal sequence is based on a specific frequency signal sequence or a transmission data sequence.

信号抽出回路62−2には、トレーニング信号区間検出ブロック40が出力する第1のディジタル信号系列及び区間情報と、実行回数付与回路61−2が出力するカウント値(m)とが入力される。信号抽出回路62−2は、信号抽出回路62−1と同様に、区間情報とカウント値(m)とに基づいて、第2のディジタル信号系列から信号系列を抽出し、抽出した信号系列をオーバーラップFFT演算回路63−2に出力する。信号抽出回路62−1がトレーニング信号系列の区間から信号系列を抽出するときには、信号抽出回路62−2はトレーニング信号系列の区間から信号系列を抽出する。また、信号抽出回路62−1が送信データ系列の区間から信号系列を抽出するときには、信号抽出回路62−2は送信データ系列の区間から信号系列を抽出する。また、信号抽出回路62−2は、信号抽出回路62−1と同様に、抽出した信号系列にカウント値(m)を付与して出力する。   The signal extraction circuit 62-2 receives the first digital signal series and section information output from the training signal section detection block 40, and the count value (m) output from the execution number giving circuit 61-2. Similarly to the signal extraction circuit 62-1, the signal extraction circuit 62-2 extracts a signal sequence from the second digital signal sequence based on the section information and the count value (m), and exceeds the extracted signal sequence. The result is output to the wrap FFT operation circuit 63-2. When the signal extraction circuit 62-1 extracts a signal sequence from a section of the training signal sequence, the signal extraction circuit 62-2 extracts a signal sequence from the section of the training signal sequence. When the signal extraction circuit 62-1 extracts a signal sequence from the transmission data sequence interval, the signal extraction circuit 62-2 extracts the signal sequence from the transmission data sequence interval. Similarly to the signal extraction circuit 62-1, the signal extraction circuit 62-2 gives a count value (m) to the extracted signal series and outputs it.

図21は、非伝送時において信号抽出回路62−1及び62−2に入力されるディジタル信号系列のスペクトル例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し、縦軸はパワー(電力)を示している。同図に示すように、非伝送時に信号抽出回路62−1及び62−2に入力されるディジタル信号系列には、信号成分と雑音成分とトレーニング信号成分とが含まれている。   FIG. 21 is a diagram illustrating a spectrum example of a digital signal series input to the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 at the time of non-transmission. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power (electric power). As shown in the figure, the digital signal series input to the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 at the time of non-transmission includes a signal component, a noise component, and a training signal component.

図22は、非伝送時に抽出したトレーニング信号成分のスペクトル例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し、縦軸はパワー(電力)を示している。同図に示すように、非伝送時に信号抽出回路62−1又は62−2において特定周波数信号系列の区間を抽出した信号系列には、雑音成分とトレーニング信号成分とが含まれている。   FIG. 22 is a diagram illustrating a spectrum example of a training signal component extracted during non-transmission. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power (electric power). As shown in the figure, the signal sequence obtained by extracting the section of the specific frequency signal sequence in the signal extraction circuit 62-1 or 62-2 during non-transmission includes a noise component and a training signal component.

信号抽出回路62−1において、特定周波数信号系列と送信データ系列とのいずれから所定の長さの信号系列を抽出するかは、カウント値(m)に基づいて定める。例えば、200回の電力測定に基づいてSN比を算出する場合、カウント値(m)が偶数のときに送信データ系列を抽出し、カウント値(m)が奇数のときに特定周波数信号系列を抽出する。トレーニング信号区間検出ブロック40から入力される区間情報に基づいて、信号抽出回路62−1は、入力される第1のディジタル信号系列においていずれの区間にトレーニング信号系列が含まれ、いずれの区間においてトレーニング信号系列が含まれない、すなわち送信データ系列が含まれているかを判定する。   It is determined based on the count value (m) whether the signal extraction circuit 62-1 extracts a signal sequence having a predetermined length from the specific frequency signal sequence or the transmission data sequence. For example, when calculating the S / N ratio based on 200 power measurements, a transmission data sequence is extracted when the count value (m) is an even number, and a specific frequency signal sequence is extracted when the count value (m) is an odd number. To do. Based on the section information input from the training signal section detection block 40, the signal extraction circuit 62-1 includes a training signal sequence in any section in the input first digital signal series, and training is performed in any section. It is determined whether a signal sequence is not included, that is, whether a transmission data sequence is included.

また、カウント値(m)が1から100までのときに送信データ系列を抽出し、カウント値(m)が101から200までのときに特定周波数信号系列を抽出するようにしてもよい。すなわち、信号抽出回路62−1は、カウント値(m)に基づいて、特定周波数信号系列と送信データ系列とのいずれかを選択して信号系列を抽出する。   Alternatively, the transmission data sequence may be extracted when the count value (m) is 1 to 100, and the specific frequency signal sequence may be extracted when the count value (m) is 101 to 200. That is, the signal extraction circuit 62-1 selects a specific frequency signal sequence and a transmission data sequence based on the count value (m) and extracts a signal sequence.

なお、トレーニング信号区間検出ブロック40が、区間情報に代えて、特定周波数信号系列に対応する特定の周波数に電力が集中する時刻を示す時刻情報を信号抽出回路62−1及び62−2に入力する場合、信号抽出回路62−1及び62−2は次のように動作する。信号抽出回路62−1及び62−2は、時刻情報が示す時刻を起点としてトレーニング信号系列長の区間の信号系列を第1のディジタル信号系列から抽出したり、それ以外の区間を起点として信号系列を送信データ系列として第1のディジタル信号系列から抽出したりする。例えば、電力を算出する際に抽出する信号系列長(ポイント数)が512である場合、特定周波数信号系列の成分を含まないように信号系列を抽出するために、電力が集中する時刻(ピーク電力時刻)から512ポイント以上前のポイントから抽出する、又はピーク電力時間から512ポイント以上後から抽出を始めるようにする。   The training signal section detection block 40 inputs time information indicating the time at which power is concentrated on a specific frequency corresponding to the specific frequency signal series to the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 instead of the section information. In this case, the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 operate as follows. The signal extraction circuits 62-1 and 62-2 extract the signal sequence of the training signal sequence length interval from the first digital signal sequence starting from the time indicated by the time information, or the signal sequence starting from the other interval. Is extracted from the first digital signal sequence as a transmission data sequence. For example, when the signal sequence length (number of points) extracted when calculating the power is 512, the time when the power is concentrated (peak power) in order to extract the signal sequence so as not to include the component of the specific frequency signal sequence Extraction is started from a point 512 points or more before (time), or extraction is started 512 points or more after the peak power time.

信号抽出回路62−1及び62−2において抽出する信号系列の信号長(サンプル数)は、トレーニング信号系列長より短い長さであってもよい。具体的には、区間情報が示す開始点からNサンプル間隔をあけてトレーニング信号系列を取得し始め、トレーニング信号系列より2Nサンプル短いサンプル長だけサンプルを抽出する。これは、伝送中に生じる偏波間の遅延である群遅延や残留分散の影響によって、トレーニング信号系列(特定周波数信号系列)と送信データ系列とが重畳している可能性のある信号系列の抽出を避けるためである。   The signal length (number of samples) of the signal sequences extracted by the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 may be shorter than the training signal sequence length. Specifically, a training signal sequence is acquired at intervals of N samples from the start point indicated by the section information, and samples are extracted by a sample length that is 2N samples shorter than the training signal sequence. This is because extraction of a signal sequence that may overlap a training signal sequence (specific frequency signal sequence) and a transmission data sequence due to the influence of group delay or residual dispersion, which is a delay between polarizations occurring during transmission, is performed. This is to avoid it.

例えば、群遅延が生じていると、ピーク電力時間算出回路409で算出された、第1の光信号と第2の光信号とにおける区間情報(又はトレーニング信号系列の開始時刻)は異なるものとなる。信号帯域50GHzの信号をPMD(Polarization Mode Dispersion:偏波モード分散)0.5ps/km^(1/2)の光ファイバに入力して、1000kmの伝送を行うと、その群遅延は15psとなる。変調速度が32GBaudのシステムの場合、1サンプル時刻は31.25psとなるため、上記伝送条件ではトレーニング信号の先頭と末尾とそれぞれ1サンプル程度、トレーニング信号系列より短いサンプル長の信号系列を抽出することにより、残留分散の影響を防ぐことができる。   For example, when group delay occurs, the section information (or the start time of the training signal sequence) between the first optical signal and the second optical signal calculated by the peak power time calculation circuit 409 is different. . When a signal with a signal bandwidth of 50 GHz is input to a PMD (Polarization Mode Dispersion) 0.5 ps / km ^ (1/2) optical fiber and transmitted at 1000 km, the group delay becomes 15 ps. . In the case of a system with a modulation rate of 32 GBaud, since one sample time is 31.25 ps, a signal sequence having a sample length shorter than that of the training signal sequence is extracted at the beginning and end of the training signal under the above transmission conditions. Thus, the influence of residual dispersion can be prevented.

また、残留分散存在下では、トレーニング信号系列に送信データ系列が漏れ込んでくるため、トレーニング信号系列の成分のみを抽出することができない。例えば、変調速度が32GBaud、信号帯域が64GHzのシステムの場合、残留分散が100ps/nm存在下では信号対域内で50psの残留分散が生じる。1サンプル時刻は31.25psとなるため、上記残留分散の条件ではトレーニング信号系列の先頭と末尾とそれぞれ2サンプル程度、トレーニング信号系列より短いサンプル長を抽出することで残留分散の影響を防ぐことができる。   In addition, in the presence of residual dispersion, the transmission data sequence leaks into the training signal sequence, so that only the training signal sequence component cannot be extracted. For example, in the case of a system with a modulation rate of 32 GBaud and a signal band of 64 GHz, a residual dispersion of 50 ps occurs in the signal band when the residual dispersion is 100 ps / nm. Since one sample time is 31.25 ps, it is possible to prevent the influence of residual dispersion by extracting a sample length of about 2 samples at the beginning and end of the training signal sequence under the condition of the residual dispersion, and shorter than the training signal sequence. it can.

図20に戻り、電力比算出ブロック60の構成の説明を続ける。
オーバーラップFFT演算回路63−1は、信号抽出回路62−1から出力される信号系列に対して、FFTを行うことにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。このとき、オーバーラップFFT演算回路63−1は、オーバーラップFFT演算回路402−1と同様に、FFTの対象となるディジタル信号を前回のFFTにおいて対象にしたディジタル信号の一部分と重複するように信号系列から切り出す。オーバーラップFFT演算回路63−1は、FFTにより得られた周波数領域の信号を合波回路64に出力する。
Returning to FIG. 20, the description of the configuration of the power ratio calculation block 60 will be continued.
The overlap FFT operation circuit 63-1 performs an FFT on the signal series output from the signal extraction circuit 62-1, thereby converting the signal in the time domain to the signal in the frequency domain. At this time, similar to the overlap FFT operation circuit 402-1, the overlap FFT operation circuit 63-1 performs a signal so that the digital signal to be subjected to FFT overlaps with a part of the digital signal targeted in the previous FFT. Cut out from the series. The overlap FFT operation circuit 63-1 outputs the frequency domain signal obtained by the FFT to the multiplexing circuit 64.

オーバーラップFFT演算回路63−2は、オーバーラップFFT演算回路63−1と同様に、信号抽出回路62−2から出力される信号系列に対して、FFTを行うことにより時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。オーバーラップFFT演算回路63−2は、FFTにより得られた周波数領域の信号を合波回路64に出力する。   Similar to the overlap FFT operation circuit 63-1, the overlap FFT operation circuit 63-2 performs FFT on the signal series output from the signal extraction circuit 62-2 to convert the time domain signal into the frequency domain. Convert to a signal. The overlap FFT operation circuit 63-2 outputs the frequency domain signal obtained by the FFT to the multiplexing circuit 64.

合波回路64は、オーバーラップFFT演算回路63−1及び63−2それぞれから入力される周波数領域の信号を合成し、合成により得られた周波数領域の信号を特定周波数信号成分除去回路65に出力する。信号抽出回路62−1及び62−2においてトレーニング信号系列から信号系列が抽出された場合には、合波回路64において合成される周波数領域の信号、及び合波回路64から出力される周波数領域の信号には、送信データ系列の成分が含まれず、トレーニング信号系列及び雑音の成分が含まれるものとなっている。また、信号抽出回路62−1及び62−2において送信データ系列から信号系列が抽出された場合には、合波回路64において合成される周波数領域の信号、及び合波回路64から出力される周波数領域の信号には、トレーニング信号系列の成分が含まれず、送信データ系列及び雑音の成分が含まれるものとなっている。   The multiplexing circuit 64 synthesizes the frequency domain signals input from the overlap FFT arithmetic circuits 63-1 and 63-2, and outputs the frequency domain signal obtained by the synthesis to the specific frequency signal component removal circuit 65. To do. When a signal sequence is extracted from the training signal sequence in the signal extraction circuits 62-1 and 62-2, the frequency domain signal synthesized in the multiplexing circuit 64 and the frequency domain signal output from the multiplexing circuit 64 are extracted. The signal does not include a component of the transmission data sequence, but includes a training signal sequence and a noise component. In addition, when a signal sequence is extracted from the transmission data sequence in the signal extraction circuits 62-1 and 62-2, the frequency domain signal synthesized in the multiplexing circuit 64 and the frequency output from the multiplexing circuit 64 The signal in the region does not include a training signal sequence component, but includes a transmission data sequence and a noise component.

特定周波数信号成分除去回路65は、合波回路64から入力される周波数領域の信号から、特定周波数信号系列の周波数成分を除去して低周波数帯域成分除去回路66に出力する。特定周波数信号成分除去回路65から出力される周波数領域の信号は、信号抽出回路62−1及び62−2においてトレーニング信号系列から信号系列が抽出される場合、雑音成分が含まれる信号となる。一方、信号抽出回路62−1及び62−2において送信データ系列から信号系列が抽出される場合、送信データ系列の成分と雑音成分とが含まれる信号となる。   The specific frequency signal component removal circuit 65 removes the frequency component of the specific frequency signal series from the frequency domain signal input from the multiplexing circuit 64 and outputs the result to the low frequency band component removal circuit 66. The frequency domain signal output from the specific frequency signal component removal circuit 65 becomes a signal including a noise component when the signal extraction circuit 62-1 and 62-2 extract the signal sequence from the training signal sequence. On the other hand, when a signal sequence is extracted from the transmission data sequence in the signal extraction circuits 62-1 and 62-2, the signal includes a component of the transmission data sequence and a noise component.

特定周波数信号成分除去回路65における信号処理は、周波数領域で行われる。特定周波数信号成分除去回路65において除去する周波数成分は、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の成分である。特定周波数信号系列の電力が集中する周波数は既知であるので、特定周波数信号成分除去回路65をバンドパスフィルタにより構成して、電力が集中する周波数の成分を除去するようにしてもよい。また、特定周波数信号成分除去回路65をローパスフィルタにより構成して、電力が集中する周波数の成分を含まない低周波数帯域の成分を抽出するようにしてもよい。   The signal processing in the specific frequency signal component removal circuit 65 is performed in the frequency domain. The frequency component removed by the specific frequency signal component removal circuit 65 is a frequency component at which the power of the specific frequency signal series is concentrated. Since the frequency at which the power of the specific frequency signal series is concentrated is known, the specific frequency signal component removal circuit 65 may be configured by a bandpass filter to remove the frequency component at which the power is concentrated. Alternatively, the specific frequency signal component removal circuit 65 may be configured by a low-pass filter to extract a component in a low frequency band that does not include a frequency component at which power is concentrated.

低周波数帯域成分除去回路66は、特定周波数信号成分除去回路65から入力される周波数領域の信号から、直流付近の周波数成分を除去してオーバーラップIFFT演算回路67に出力する。低周波数帯域成分除去回路66により除去される成分の周波数範囲は、直流(0Hz)から予め定められた所定周波数までの範囲である。例えば所定周波数は送信データ系列に含まれる周波数成分などに基づいて定められる。   The low frequency band component removal circuit 66 removes the frequency component near the direct current from the frequency domain signal input from the specific frequency signal component removal circuit 65 and outputs the frequency component to the overlap IFFT operation circuit 67. The frequency range of the component removed by the low frequency band component removal circuit 66 is a range from direct current (0 Hz) to a predetermined frequency. For example, the predetermined frequency is determined based on a frequency component included in the transmission data series.

ここで直流付近の周波数成分を除去するのは、光信号送信装置1における変調器を駆動しているバイアスが時間的に揺らぐことにより、送信信号に生じる直流成分を除去するためである。雑音電力を測定する際に、この直流付近の周波数成分の電力が実際の電力よりも大きく算出されることがあり、SN比算出の精度を劣化させてしまうためである。   The reason why the frequency component near the direct current is removed here is to remove the direct current component generated in the transmission signal when the bias driving the modulator in the optical signal transmission apparatus 1 fluctuates in time. This is because when measuring the noise power, the power of the frequency component near the direct current may be calculated to be larger than the actual power, thereby degrading the accuracy of the SN ratio calculation.

図23は、実験において測定した伝送後の特定周波数信号系列のスペクトルを示す図である。同図において、横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示している。同図に示すように、搬送波周波数に対応する周波数において直流成分の電力が現れていることが観測できる。光通信で使用する変調器の例としては、マッハツェンダ型光変調器がある。図24は、マッハツェンダ型光変調器の構成を示す図である。同図に示すように、マッハツェンダ型光変調器は、二つの振幅変調器と一つの位相変調器とを備えており、シングルサイドバンド変調を行う。   FIG. 23 is a diagram illustrating a spectrum of a specific frequency signal sequence after transmission measured in an experiment. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. As shown in the figure, it can be observed that DC component power appears at a frequency corresponding to the carrier frequency. An example of a modulator used in optical communication is a Mach-Zehnder type optical modulator. FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a Mach-Zehnder optical modulator. As shown in the figure, the Mach-Zehnder type optical modulator includes two amplitude modulators and one phase modulator, and performs single sideband modulation.

シングルサイドバンド変調は、単側波帯変調ともいい、90°位相の異なる二つの振幅変調成分を合波することで、両側波帯変調に比べて半分の帯域で変調する方式である。同図において、二つの振幅変調器それぞれから振幅変調信号が出力される。二つの振幅変調信号のうち一方の振幅変調信号は、位相変調器によって他方の振幅変調信号に対して位相が90°異なるように変調される。直流成分を打ち消すためには、二つの振幅変調器におけるバイアスが適切に制御されている必要がある。しかし、温度変化などにより変調器を駆動しているバイアスは揺らぐため、直流成分を完璧に取り除くことは難しい。更に、送信側及び受信側のレーザが線幅を有しているため、その周波数は直流ではなく線幅に応じた周波数帯域となる。   Single sideband modulation is also referred to as single sideband modulation, and is a method of modulating in half the band as compared with double sideband modulation by combining two amplitude modulation components having a phase difference of 90 °. In the figure, an amplitude modulation signal is output from each of two amplitude modulators. One of the two amplitude modulation signals is modulated by the phase modulator so that the phase is 90 ° different from that of the other amplitude modulation signal. In order to cancel the DC component, the biases in the two amplitude modulators need to be appropriately controlled. However, since the bias driving the modulator fluctuates due to a temperature change or the like, it is difficult to completely remove the DC component. Furthermore, since the lasers on the transmission side and the reception side have a line width, the frequency is not a direct current but a frequency band corresponding to the line width.

直流付近の低周波数成分を除去する方法として、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタを用いる方法がある。バンドストップフィルタを用いる場合、低周波数帯域成分除去回路66に入力される周波数領域の信号に対して、直流付近の低周波数成分を抑圧する周波数特性を有するフィルタを低周波数帯域成分除去回路66に適用する。バンドパスフィルタを用いる場合、低周波数帯域成分除去回路66に入力される周波数領域の信号に対して、特定周波数信号系列の成分と直流付近の低周波数の成分とを含まない周波数特性を有するフィルタを適用する。バンドパスフィルタを用いる場合には、特定周波数信号成分除去回路65と低周波数帯域成分除去回路66とを一つの回路で構成することができる。低周波数帯域成分除去回路66は、特定周波数信号成分除去回路65と同様に、周波数領域において信号処理を行う。   As a method for removing low frequency components near the direct current, there is a method using a band stop filter or a band pass filter. When a band stop filter is used, a filter having a frequency characteristic for suppressing a low frequency component near DC is applied to the low frequency band component removal circuit 66 for a frequency domain signal input to the low frequency band component removal circuit 66. To do. When a bandpass filter is used, a filter having a frequency characteristic that does not include a specific frequency signal sequence component and a low-frequency component near a direct current with respect to a frequency-domain signal input to the low-frequency band component removal circuit 66. Apply. When the band pass filter is used, the specific frequency signal component removal circuit 65 and the low frequency band component removal circuit 66 can be configured by one circuit. Similar to the specific frequency signal component removal circuit 65, the low frequency band component removal circuit 66 performs signal processing in the frequency domain.

図20に戻り、電力比算出ブロック60の構成の説明を続ける。
オーバーラップIFFT演算回路67は、低周波数帯域成分除去回路66から入力される周波数領域の信号に対して、IFFTを行うことにより時間領域の信号に変換する。オーバーラップIFFT演算回路67は、IFFTにより得られた時間領域の信号を信号/雑音電力算出回路68に出力する。オーバーラップIFFT演算回路67におけるIFFTでは、オーバーラップIFFT演算回路405−11と同様に、IFFTの対象とする周波数区間を、前回のIFFTにおいて対象とした周波数区間と一部が重複するように周波数スペクトルから切り出す。
Returning to FIG. 20, the description of the configuration of the power ratio calculation block 60 will be continued.
The overlap IFFT arithmetic circuit 67 converts the frequency domain signal input from the low frequency band component removal circuit 66 into a time domain signal by performing IFFT. The overlap IFFT operation circuit 67 outputs a time-domain signal obtained by IFFT to the signal / noise power calculation circuit 68. In the IFFT in the overlap IFFT operation circuit 67, as in the overlap IFFT operation circuit 405-11, the frequency spectrum so that the frequency section targeted for IFFT overlaps with the frequency section targeted for the previous IFFT. Cut out from.

信号/雑音電力算出回路68は、オーバーラップIFFT演算回路67から入力される時間領域の信号の電力を算出する。信号/雑音電力算出回路68は、入力される時間領域の信号がトレーニング信号系列(特定周波数信号系列)に基づく信号である場合、算出した電力を雑音電力としてバッファ回路69に記憶させる。また、信号/雑音電力算出回路68は、入力される時間領域の信号が送信データ系列に基づく信号である場合、算出した電力を信号電力としてバッファ回路69に記憶させる。
バッファ回路69には、信号/雑音電力算出回路68によって算出される信号電力及び雑音電力が記憶される。
The signal / noise power calculation circuit 68 calculates the power of the time domain signal input from the overlap IFFT calculation circuit 67. When the input time domain signal is a signal based on a training signal sequence (specific frequency signal sequence), the signal / noise power calculation circuit 68 stores the calculated power in the buffer circuit 69 as noise power. In addition, when the input time domain signal is a signal based on the transmission data series, the signal / noise power calculation circuit 68 stores the calculated power in the buffer circuit 69 as signal power.
The buffer circuit 69 stores the signal power and noise power calculated by the signal / noise power calculation circuit 68.

SN比算出回路70は、信号/雑音電力算出回路68において所定の回数(M)の電力の算出が行われると、すなわち信号電力及び雑音電力がM個算出されると、バッファ回路69に記憶されている信号電力及び雑音電力に基づいて、SN比を算出する。SN比算出回路70は、SN比を算出する際に、バッファ回路69に記憶されている信号電力を読み出して信号電力の平均値を算出し、バッファ回路69に記憶されている雑音電力を読み出して雑音電力の平均値を算出する。また、バッファ回路69に記憶されている信号電力には雑音成分の電力が含まれているため、SN比算出回路70は、信号電力の平均値から雑音電力の平均値を減算し、減算結果と雑音電力の平均値とからSN比を算出する。なお、雑音電力の平均値が信号電力の平均値に対して小さい場合には、前述の減算を行わずにSN比を算出するようにしてもよい。   When the signal / noise power calculation circuit 68 calculates a predetermined number of times (M) of power, that is, when the signal power and noise power are calculated, the S / N ratio calculation circuit 70 is stored in the buffer circuit 69. The S / N ratio is calculated based on the signal power and the noise power. When calculating the SN ratio, the SN ratio calculation circuit 70 reads the signal power stored in the buffer circuit 69 to calculate the average value of the signal power, and reads the noise power stored in the buffer circuit 69. The average value of noise power is calculated. Further, since the signal power stored in the buffer circuit 69 includes the power of the noise component, the SN ratio calculation circuit 70 subtracts the average value of the noise power from the average value of the signal power, The SN ratio is calculated from the average value of the noise power. In addition, when the average value of noise power is smaller than the average value of signal power, the SN ratio may be calculated without performing the above-described subtraction.

図25は、本実施形態におけるSN比算出装置4BによるSN比算出処理を示すフローチャートである。SN比算出装置4Bにおいて、SN比算出処理が開始されると、実行回数付与回路61−1及び61−2は、カウント値mに「1」を代入することにより、カウンタを初期化する(ステップS11)。   FIG. 25 is a flowchart showing an SN ratio calculation process performed by the SN ratio calculation apparatus 4B in the present embodiment. In the S / N ratio calculation device 4B, when the S / N ratio calculation process is started, the execution frequency assignment circuits 61-1 and 61-2 initialize the counter by substituting “1” for the count value m (step S1). S11).

トレーニング信号区間検出ブロック40は、光信号受信装置3から入力される第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列それぞれにおけるトレーニング信号系列が含まれる区間を検出する。トレーニング信号区間検出ブロック40は、検出した区間を示す区間情報と、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列とを電力比算出ブロック60に出力する(ステップS12)。   The training signal section detection block 40 detects a section including the training signal series in each of the first digital signal series and the second digital signal series input from the optical signal receiving device 3. The training signal section detection block 40 outputs section information indicating the detected section, and the first digital signal sequence and the second digital signal sequence to the power ratio calculation block 60 (step S12).

電力比算出ブロック60において、信号抽出回路62−1及び62−2は、実行回数付与回路61−1及び61−2から出力されるカウント値(m)に基づいて、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列からトレーニング信号系列又は送信データ系列を抽出する(ステップS13)。   In the power ratio calculation block 60, the signal extraction circuits 62-1 and 62-2, based on the count value (m) output from the execution number giving circuits 61-1 and 61-2, A training signal sequence or a transmission data sequence is extracted from the second digital signal sequence (step S13).

信号抽出回路62−1及び62−2それぞれで抽出された信号系列は、オーバーラップFFT演算回路63−1及び63−2において周波数領域の信号に変換される。これらの周波数領域の信号は、合波回路64において合成され、特定周波数信号成分除去回路65においてトレーニング信号系列の周波数成分が除去され、低周波数帯域成分除去回路66において直流付近の成分が除去される。直流付近の成分が除去された周波数領域の信号は、更に、オーバーラップIFFT演算回路67において時間領域の信号に変換され、信号/雑音電力算出回路68において電力が算出される(ステップS14)。   The signal sequences extracted by the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 are converted into frequency domain signals by the overlap FFT calculation circuits 63-1 and 63-2. These frequency domain signals are synthesized by the multiplexing circuit 64, the frequency components of the training signal series are removed by the specific frequency signal component removal circuit 65, and the components near the direct current are removed by the low frequency band component removal circuit 66. . The frequency domain signal from which the component near DC is removed is further converted into a time domain signal by the overlap IFFT arithmetic circuit 67, and the power is calculated by the signal / noise power calculation circuit 68 (step S14).

信号/雑音電力算出回路68において算出された電力値は、付与されているカウント値(m)に基づいて識別される。信号/雑音電力算出回路68は、算出した電力値を信号電力又は雑音電力のいずれかとしてバッファ回路69に記憶させる(ステップS15)。
SN比算出回路70は、電力値の算出回数(m)が所定の回数(M)に達したか否かを判定し(ステップS16)、算出回数が所定の回数に達していない場合(ステップS16:NO)、実行回数付与回路61−1及び61−2におけるカウント値(m)を「1」インクリメントして(ステップS17)、処理をステップS13に戻して信号系列の抽出及び電力値の算出を繰り返し行わせる。
The power value calculated by the signal / noise power calculation circuit 68 is identified based on the assigned count value (m). The signal / noise power calculation circuit 68 stores the calculated power value in the buffer circuit 69 as either signal power or noise power (step S15).
The SN ratio calculation circuit 70 determines whether or not the number of power value calculations (m) has reached a predetermined number (M) (step S16). If the number of calculations has not reached the predetermined number (step S16). : NO), the count value (m) in the execution frequency assignment circuits 61-1 and 61-2 is incremented by "1" (step S17), the process returns to step S13, and the signal series extraction and the power value calculation are performed. Let it be repeated.

一方、実行回数が所定の回数に達した場合(ステップS16:YES)、SN比算出回路70は、バッファ回路69に記憶されている信号電力及び雑音電力それぞれの平均値を算出し(ステップS18)、算出した平均値からSN比を算出し(ステップS19)、SN比算出処理を終了させる。   On the other hand, when the number of executions reaches a predetermined number (step S16: YES), the SN ratio calculation circuit 70 calculates the average values of the signal power and the noise power stored in the buffer circuit 69 (step S18). Then, the SN ratio is calculated from the calculated average value (step S19), and the SN ratio calculation process is terminated.

以上のように、SN比算出装置4Bでは、電力値の算出する際にその対象を送信データ系列とトレーニング信号系列と切り替えることにより、送信データ系列から送信電力を算出するための回路と、トレーニング信号系列から雑音電力を算出するための回路との共通化することができ、回路規模の削減を図ることができる。また、SN比算出装置4Bでは、低周波数帯域成分除去回路66を備えているため、光信号送信装置1において光信号に含まれてしまう直流付近の成分を除去することができ、雑音電力の測定精度を安定させてSN比の精度を向上させることができる。   As described above, the SN ratio calculation apparatus 4B switches the target between the transmission data sequence and the training signal sequence when calculating the power value, thereby calculating the transmission power from the transmission data sequence, and the training signal. The circuit can be shared with a circuit for calculating noise power from the series, and the circuit scale can be reduced. In addition, since the S / N ratio calculation device 4B includes the low frequency band component removal circuit 66, it is possible to remove components near the direct current that are included in the optical signal in the optical signal transmission device 1, and to measure noise power. The accuracy can be stabilized and the SN ratio accuracy can be improved.

また、SN比算出装置4Bでは、信号/雑音電力算出回路68の前にオーバーラップIFFT演算回路67を設ける構成とし、トレーニング信号区間検出ブロック40における演算処理と、電力比算出ブロック60における演算処理との手順を同じようにしている。すなわち、オーバーラップFFT処理、フィルタ処理、オーバーラップIFFT処理、電力算出の順に信号処理を行う構成としている。これにより、トレーニング信号区間検出ブロック40と電力比算出ブロック60とにおける各回路の共用化を図ることができ、SN比算出装置4Bの回路規模の削減を図ることができる。   Further, in the SN ratio calculation device 4B, an overlap IFFT calculation circuit 67 is provided in front of the signal / noise power calculation circuit 68, and calculation processing in the training signal section detection block 40, calculation processing in the power ratio calculation block 60, The procedure is the same. That is, the signal processing is performed in the order of overlap FFT processing, filter processing, overlap IFFT processing, and power calculation. Thereby, it is possible to share each circuit in the training signal section detection block 40 and the power ratio calculation block 60, and it is possible to reduce the circuit scale of the SN ratio calculation device 4B.

図26は、本実施形態のSN比算出装置4Bにおける回路規模低減の効果を示す図である。同図における各ブロックには、図19及び図20における各回路に対応する符号が付されている。図19及び図20に示したように、送信データ系列に対応する信号電力と、雑音成分の雑音電力とを求めてSN比を算出する場合、信号電力を算出するための回路構成と雑音電力を算出するための回路構成とが重複していた。具体的には、トレーニング信号区間検出ブロック40におけるオーバーラップFFT演算回路402−1及び402−2から電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nまでの演算処理と、電力比算出ブロック60におけるオーバーラップFFT演算回路63−1及び63−2から信号/雑音電力算出回路68までの演算処理とが重複していた。   FIG. 26 is a diagram illustrating the effect of reducing the circuit scale in the SN ratio calculation apparatus 4B of the present embodiment. Each block in the figure is given a symbol corresponding to each circuit in FIGS. 19 and 20. As shown in FIG. 19 and FIG. 20, when calculating the SN ratio by obtaining the signal power corresponding to the transmission data series and the noise power of the noise component, the circuit configuration and noise power for calculating the signal power are calculated. The circuit configuration for calculation overlapped. Specifically, the calculation processing from the overlap FFT calculation circuits 402-1 and 402-2 to the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406-2N in the training signal section detection block 40, and the power The calculation processing from the overlap FFT calculation circuits 63-1 and 63-2 to the signal / noise power calculation circuit 68 in the ratio calculation block 60 overlapped.

図26上図においても同様に、TS区間検出部におけるFFT演算回路402から電力算出回路406までの回路が、信号電力及び雑音電力算出回路におけるFFT演算回路63から電力算出回路68までの回路と重複している。FFT演算回路402から電力導出回路406までと、電力比算出ブロック60におけるFFT演算回路63から電力算出回路68までとは時系列が異なるため、回路の共通化を行うことが容易である。そこで、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、実行回数付与回路61−1及び61−2が電力の算出回数をカウントし、当該算出回数に応じて信号抽出回路62−1及び62−2がトレーニング信号系列と送信データ系列とを切り替えて抽出する。   Similarly, in the upper diagram of FIG. 26, the circuit from the FFT calculation circuit 402 to the power calculation circuit 406 in the TS section detection unit overlaps the circuit from the FFT calculation circuit 63 to the power calculation circuit 68 in the signal power and noise power calculation circuit. doing. Since the FFT operation circuit 402 to the power deriving circuit 406 and the FFT operation circuit 63 to the power calculation circuit 68 in the power ratio calculation block 60 have different time series, it is easy to share the circuits. Therefore, in the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, the execution number giving circuits 61-1 and 61-2 count the number of power calculations, and the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 correspond to the number of calculations. A training signal sequence and a transmission data sequence are switched and extracted.

これにより、図18に示すトレーニング信号区間検出ブロック40と電力比算出ブロック60とを共通化することができ、回路規模の低減を図ることができる。具体的には、トレーニング信号区間検出ブロック40における、オーバーラップFFT演算回路402−1及び402−2から電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nまでの演算処理と、電力比算出ブロック60におけるオーバーラップFFT演算回路63−1及び63−2から信号/雑音電力算出回路68までの演算処理との共通化を図り、時分割に信号処理を行うことにより更なる低減を図ることができる。   Thereby, the training signal section detection block 40 and the power ratio calculation block 60 shown in FIG. 18 can be shared, and the circuit scale can be reduced. Specifically, in the training signal section detection block 40, calculation processing from the overlap FFT calculation circuits 402-1 and 402-2 to the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406-2N, In the power ratio calculation block 60, the calculation processing from the overlap FFT calculation circuits 63-1 and 63-2 to the signal / noise power calculation circuit 68 is made common, and further reduction is achieved by performing signal processing in time division. Can be planned.

図26の下図は、TS区間検出のFFT402とBPF404とIFFT405、電力導出406を、信号電力に関するFFT63とBPF65、66とIFFT67、電力導出68それぞれと共用化している構成であるが、TS区間検出と雑音電力に関するものを共用化してもよいし、信号電力に関するものと雑音電力に関するものを共用化してもよいし、TS区間検出と信号電力に関するものと雑音電力に関すものの3つを共用してもよい。また、信号電力側はTS区間内外から抽出できるため図26の上図においてTS外抽出62と記載しているが、雑音電力側のTS抽出62や、図20における信号抽出回路62であってもよい。   The lower diagram of FIG. 26 shows the configuration in which the FFT 402, BPF 404, IFFT 405, and power derivation 406 for TS section detection are shared with the FFT 63, BPF 65, 66, IFFT 67, and power derivation 68 for signal power, respectively. You may share things related to noise power, you may share things related to signal power and noise power, or you may share three things related to TS section detection and signal power and noise power. Good. In addition, since the signal power side can be extracted from inside and outside the TS section, it is described as TS outside extraction 62 in the upper diagram of FIG. 26, but the noise extraction side TS extraction 62 and the signal extraction circuit 62 in FIG. Good.

なお、本実施形態において、SN比算出装置4Bに入力する第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列に対して分散補償を行うようにしてもよい。分散補償の方法としては、分散補償ファイバを使用して光伝送路2上で補償する方法と、ディジタル領域で補償する方法や、光信号送信装置1においてプリディストーションを行う方法などがあるが、いずれの方法を用いてもよい。光伝送路2上で分散補償を行う場合には、分散補償ファイバを使用する方法以外の方法を用いてもよい。   In the present embodiment, dispersion compensation may be performed on the first digital signal sequence and the second digital signal sequence input to the SN ratio calculation device 4B. As a dispersion compensation method, there are a method of compensating on the optical transmission line 2 using a dispersion compensation fiber, a method of compensating in the digital domain, a method of performing predistortion in the optical signal transmission apparatus 1, and the like. The method may be used. When dispersion compensation is performed on the optical transmission line 2, a method other than a method using a dispersion compensating fiber may be used.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、実行回数付与回路61−1及び61−2が出力するカウント値(m)に基づいて、信号電力の算出と雑音電力の算出とを行う構成を説明したが、1フレームごとに交互に行うようにしてもよい。この場合、32640シンボル/フレームのOTU4、変調速度32GBaudとしたとき、1.02×10−6秒ごとに信号電力の算出と雑音電力の算出とが切り替えられることになる。 Further, in the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, the signal power calculation and the noise power calculation are performed based on the count value (m) output from the execution number giving circuits 61-1 and 61-2. Although described, it may be performed alternately every frame. In this case, when OTU4 of 32640 symbols / frame and modulation rate of 32 GBaud are used, calculation of signal power and calculation of noise power are switched every 1.02 × 10 −6 seconds.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、信号電力と雑音電力とを交互に算出する構成を説明したが、オーバーラップIFFT演算回路67が算出した時間領域の信号から信号電力と雑音電力とを同時に算出するようにしてもよい。   Further, in the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, the configuration in which the signal power and the noise power are calculated alternately has been described. However, the signal power and the noise power are calculated from the time domain signal calculated by the overlap IFFT arithmetic circuit 67. May be calculated simultaneously.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、信号/雑音電力算出回路68が算出する信号電力及び雑音電力をバッファ回路69にそのまま記憶させる構成を説明したが、複数回の算出の平均値をバッファ回路69に記憶させてもよいし、移動平均や指数平均により得られた値をバッファ回路69に記憶させるようにしてもよい。   In the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, the configuration in which the signal power and noise power calculated by the signal / noise power calculation circuit 68 are stored in the buffer circuit 69 as they are has been described. You may make it memorize | store in the buffer circuit 69, and may make it memorize | store in the buffer circuit 69 the value obtained by the moving average and the exponential average.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、信号電力と雑音電力との測定時間及び測定頻度は同等にしている。しかし、雑音電力が信号電力に比べて小さい場合には、測定精度を信号電力と雑音電力とで同程度にするために雑音電力の測定時間(サンプル数)又は測定頻度を電力比に応じて大きくしてもよい。   Further, in the S / N ratio calculation device 4B of the present embodiment, the measurement time and measurement frequency of the signal power and the noise power are made equal. However, when the noise power is small compared to the signal power, the noise power measurement time (number of samples) or the measurement frequency is increased according to the power ratio in order to make the measurement accuracy comparable between the signal power and the noise power. May be.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、電力比算出ブロック60にオーバーラップIFFT演算回路67を設けて、IFFTにより時間信号に変換されたディジタル信号系列より、信号電力及び雑音電力を算出した。しかし、電力比算出ブロック60が、オーバーラップIFFT演算回路67を備えず、周波数領域の信号から信号電力及び雑音電力を算出する構成であってもよい。   Further, in the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, an overlap IFFT arithmetic circuit 67 is provided in the power ratio calculation block 60, and signal power and noise power are calculated from a digital signal sequence converted into a time signal by IFFT. . However, the power ratio calculation block 60 may be configured not to include the overlap IFFT arithmetic circuit 67 but to calculate the signal power and the noise power from the frequency domain signal.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、図25においてIFFTを行う演算機能を時分割で共用し、電力値を算出する演算機能を時分割で共用する構成を示したが、いずれか一方のみ共用してもよい。   In addition, in the S / N ratio calculation apparatus 4B of the present embodiment, the configuration in which the calculation function for performing IFFT is shared in time division and the calculation function for calculating the power value is shared in time division in FIG. You may share only.

また、本実施形態のSN比算出装置4Bでは、トレーニング信号区間検出ブロック40が特定した区間以外から信号抽出部62−1及び62−2を用いて抽出されたディジタル信号系列より信号電力を算出する信号/雑音電力算出回路68と、信号電力と雑音電力とから送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出するSN比算出回路70とを備える構成を例示したが、いずれか一つを備え他は異なる構成としてもよいし、信号抽出部62−1及び62−2と信号/雑音電力算出回路68とSN比算出回路70とのうちの少なくとも一つを第1又は第2の実施形態に適用してもよい。   In the SN ratio calculation device 4B of the present embodiment, the signal power is calculated from the digital signal sequence extracted by using the signal extraction units 62-1 and 62-2 from other than the section specified by the training signal section detection block 40. The configuration including the signal / noise power calculation circuit 68 and the S / N ratio calculation circuit 70 that calculates the ratio between the power of the transmission data sequence and the power of the noise from the signal power and the noise power is exemplified. The other configurations may be different, or at least one of the signal extraction units 62-1 and 62-2, the signal / noise power calculation circuit 68, and the SN ratio calculation circuit 70 may be the first or second embodiment. You may apply to.

以上の各実施形態におけるSN比算出装置を用いることにより、光通信において偏波多重による伝送や伝送路における構成によらず信号対雑音電力比を得ることができる。また、第1の実施形態におけるSN比算出装置4によれば、オーバーラップFFT演算回路42−1及び42−2においてトレーニング信号系列のシンボル数より少ないポイント数のFFTを行うため、送信データ系列が漏れ込むことを抑えてトレーニング信号系列を抽出することができる。そのため、周波数帯域通過フィルタ回路や、オーバーラップIFFT回路、電力算出回路などを設けずとも、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列におけるトレーニング信号系列が含まれる区間の特定を行うことができる。   By using the S / N ratio calculation apparatus in each of the above embodiments, the signal-to-noise power ratio can be obtained regardless of the transmission by polarization multiplexing or the configuration in the transmission path in optical communication. Further, according to the SN ratio calculation apparatus 4 in the first embodiment, the overlap FFT calculation circuits 42-1 and 42-2 perform FFT with the number of points smaller than the number of symbols of the training signal sequence, so that the transmission data sequence is A training signal sequence can be extracted while preventing leakage. Therefore, it is possible to specify a section including the training signal sequence in the first digital signal sequence and the second digital signal sequence without providing a frequency band pass filter circuit, an overlap IFFT circuit, a power calculation circuit, or the like. it can.

また、第2の実施形態におけるSN比算出装置4Aによれば、トレーニング信号系列が含まれる区間を特定する際のオーバーラップFFTのポイント数をトレーニング信号系列のシンボル数より多くしているので、オーバーラップFFTの演算回数を削減することができる。また、第3の実施形態におけるSN比算出装置4Bによれば、第2の実施形態と同様にオーバーラップFFTのポイント数をトレーニング信号系列のシンボル数より多くしているので、オーバーラップFFTの演算回数を削減することができ、更に、回路規模を小さくすることができる。   Further, according to the SN ratio calculation device 4A in the second embodiment, the number of overlap FFT points when specifying a section including the training signal sequence is larger than the number of symbols in the training signal sequence, so The number of lap FFT operations can be reduced. Further, according to the SN ratio calculation device 4B in the third embodiment, the number of overlap FFT points is larger than the number of training signal sequence symbols as in the second embodiment. The number of times can be reduced, and the circuit scale can be reduced.

なお、第1及び第2の実施形態のトレーニング信号抽出回路44−1及び44−2においても、第3の実施形態の信号抽出回路62−1及び62−2と同様に、第1のディジタル信号系列及び第2のディジタル信号系列から抽出する信号系列長を、トレーニング信号系列長より短い信号系列としてもよい。これにより、分散残留の影響を抑えることができる。また、第1及び第2の実施形態において、第3の実施形態と同様に、直流付近の成分を除去する低周波数帯域成分除去回路66を設けるようにしてもよい。これにより、光信号送信装置1において光信号に含まれてしまう直流付近の成分を除去することができ、雑音電力の測定精度を安定させてSN比の精度を向上させることができる。   In the training signal extraction circuits 44-1 and 44-2 of the first and second embodiments, the first digital signal is the same as the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 of the third embodiment. The signal sequence length extracted from the sequence and the second digital signal sequence may be a signal sequence shorter than the training signal sequence length. Thereby, the influence of dispersion | distribution residual can be suppressed. In the first and second embodiments, as in the third embodiment, a low frequency band component removal circuit 66 that removes components near the direct current may be provided. As a result, it is possible to remove a component in the vicinity of a direct current that is included in the optical signal in the optical signal transmission device 1, stabilize the noise power measurement accuracy, and improve the SN ratio accuracy.

また、第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態において、以下に説明するような特定周波数信号系列を特定周波数信号系列生成回路14−1及び14−2に生成させるようにしてもよい。例えば、送信データ系列の周波数スペクトルの包絡線形状と、特定周波数信号系列の周波数スペクトルとが比例関係になる特定周波数信号系列を生成させるようにしてもよい。図27は、送信データ系列と特定周波数信号系列との周波数スペクトルとが比例関係となる特定周波数信号系列の例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。同図には、8つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列(N=8)の周波数スペクトルが示されている。このような特定周波数信号系列を用いることにより、光伝送システムにおいて用いられるフィルタ等の特性などによって周波数ごとにSN比の劣化の程度が異なる状況においても、各周波数において異なる劣化の影響を反映したSN比を算出することができる。また、算出するSN比の精度を向上させることができる。
なお、図27に示したような周波数スペクトルを有する特定周波数信号系列は、交番信号の振幅値を調整することにより得ることができる。また、送信データ系列の周波数スペクトルの包絡線は、シミュレーションにより得ることができる。
In the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the specific frequency signal sequence described below is generated by the specific frequency signal sequence generation circuits 14-1 and 14-2. It may be. For example, a specific frequency signal sequence in which the envelope shape of the frequency spectrum of the transmission data sequence and the frequency spectrum of the specific frequency signal sequence are in a proportional relationship may be generated. FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a specific frequency signal sequence in which the transmission data sequence and the frequency spectrum of the specific frequency signal sequence are in a proportional relationship. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. The figure shows a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence (N = 8) in which power is concentrated on eight frequencies. By using such a specific frequency signal sequence, even in a situation where the degree of degradation of the SN ratio differs for each frequency depending on the characteristics of a filter or the like used in the optical transmission system, the SN that reflects the influence of different degradation at each frequency is reflected. The ratio can be calculated. Further, the accuracy of the calculated S / N ratio can be improved.
Note that the specific frequency signal sequence having the frequency spectrum as shown in FIG. 27 can be obtained by adjusting the amplitude value of the alternating signal. The envelope of the frequency spectrum of the transmission data series can be obtained by simulation.

また、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の間隔の疎密が、送信データ系列の電力レベルと比例関係になる特定周波数信号系列を生成させるようにしてもよい。図28は、特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の間隔の疎密と送信データ系列の電力レベルとが比例関係を有する特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。同図には、6つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列(N=6)の周波数スペクトルが示されている。このような特定周波数信号系列は、送信データ系列信号の周波数スペクトルに基づいて、交番信号の間隔を変更することにより電力が集中する周波数間隔の疎密を調整することができる。   Further, a specific frequency signal sequence may be generated in which the density of the frequency interval at which the power of the specific frequency signal sequence concentrates is proportional to the power level of the transmission data sequence. FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence in which the density of intervals between frequencies where the power of the specific frequency signal sequence is concentrated and the power level of the transmission data sequence have a proportional relationship. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. The figure shows a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence (N = 6) in which power is concentrated on six frequencies. Such a specific frequency signal sequence can adjust the density of frequency intervals where power is concentrated by changing the interval of alternating signals based on the frequency spectrum of the transmission data sequence signal.

光信号の伝送中において用いられるフィルタによっては送信データ系列の周波数スペクトルとともに特定周波数信号系列の周波数スペクトルも狭窄化されることがある。この場合、狭窄化されて電力レベルの変わった特定周波数信号系列を用いて信号電力を推定すると精度が落ちてしまう。例えば、搬送波を中心として片側2本ずつの電力が集中するスペクトルを有する特定周波数信号系列を用いる場合において、フィルタの影響により高周波側の2本が3dBずつ電力低下したとする。1本の特定周波数信号系列の電力を1とすると、フィルタの影響がないときには合計4の電力が得られるが、フィルタの影響があるときには合計3の電力しか得られない。そうすると、推定される信号電力もフィルタの影響がないときに比べて電力が3/4となる。フィルタの影響により送信データ系列の電力も低下するが、送信データ系列の電力は中心部に集中するため3/4までは低下しないことが多い。このような場合には、図28に示したような特定周波数信号系列を用いることにより、電力の周波数依存性の影響を抑えることができ、算出するSN比の精度を向上させることができる。   Depending on the filter used during transmission of the optical signal, the frequency spectrum of the specific frequency signal sequence may be narrowed together with the frequency spectrum of the transmission data sequence. In this case, if the signal power is estimated using a specific frequency signal sequence that has been narrowed and whose power level has changed, the accuracy is reduced. For example, in the case of using a specific frequency signal sequence having a spectrum in which power on each side is concentrated around a carrier wave, it is assumed that the power on the high frequency side is decreased by 3 dB due to the influence of the filter. If the power of one specific frequency signal sequence is 1, a total of 4 powers can be obtained when there is no filter effect, but only 3 powers can be obtained when there is a filter effect. As a result, the estimated signal power also becomes 3/4 of the power compared to when the filter is not affected. Although the power of the transmission data sequence is also reduced due to the influence of the filter, the power of the transmission data sequence is concentrated in the central part and often does not decrease to 3/4. In such a case, by using the specific frequency signal sequence as shown in FIG. 28, the influence of the frequency dependency of the power can be suppressed, and the accuracy of the calculated S / N ratio can be improved.

また、特定周波数信号系列の電力が集中する各周波数における電力レベルが、光伝送システムにおける周波数特性の損失率と比例関係になる特定周波数信号系列を生成させるようにしてもよい。図29は、特定周波数信号系列の電力が集中する各周波数における電力レベルが、光伝送システムにおける周波数特性の損失率と反比例関係になる特定周波数信号系列の周波数スペクトルの一例を示す図である。同図において、横軸は周波数を示し縦軸は電力を示す。同図には、4つの周波数に電力が集中する特定周波数信号系列(N=4)の周波数スペクトルが示されている。   Further, a specific frequency signal sequence in which the power level at each frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated is proportional to the loss rate of the frequency characteristic in the optical transmission system may be generated. FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence in which the power level at each frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated is inversely proportional to the loss rate of the frequency characteristic in the optical transmission system. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power. The figure shows a frequency spectrum of a specific frequency signal sequence (N = 4) in which power is concentrated on four frequencies.

光伝送システムの周波数特性は、例えば、光信号送信装置1と光伝送路2と光信号受信装置3と同様の周波数特性を有する計算機シミュレーションにおいて、光信号受信装置3において使用されるFIRフィルタのタップ係数などから求めることができる。あるいは、光伝送システムにおいて、送信データ系列の伝送に利用する全ての周波数帯域に同レベルの周波数成分を有する信号系列を伝送し、光信号受信装置3において各周波数成分を分析することにより求めるようにしてもよい。図29に示したような特定周波数信号系列を用いることにより特定周波数信号系列の電力が集中する各周波数における電力を等しくして、信号電力を推定する際に受ける周波数特性の影響を抑えることができ、算出するSN比の精度を向上させることができる。   The frequency characteristics of the optical transmission system are, for example, taps of FIR filters used in the optical signal receiving apparatus 3 in a computer simulation having the same frequency characteristics as the optical signal transmitting apparatus 1, the optical transmission path 2, and the optical signal receiving apparatus 3. It can be obtained from the coefficient. Alternatively, in the optical transmission system, a signal sequence having the same level of frequency components is transmitted in all frequency bands used for transmission of the transmission data sequence, and each frequency component is analyzed in the optical signal receiving device 3. May be. By using the specific frequency signal sequence as shown in FIG. 29, it is possible to equalize the power at each frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated, and to suppress the influence of the frequency characteristics received when estimating the signal power. The accuracy of the calculated SN ratio can be improved.

また、第1の実施形態では、オーバーラップFFT部42−1及び42−2が特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数でFFTを行い、特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数によるFFTで得られた周波数領域の信号に基づいてピーク電力時間算出回路43が特定周波数信号系列の配置されている区間を特定する構成を説明した。しかし、この構成に限ることなく、オーバーラップIFFT演算回路42−1及び42−2は特定周波数信号系列のシンボル数以上のポイント数でFFTを行ってもよい。また、ピーク電力時間算出回路43は特定周波数信号系列のシンボル数以上のポイント数によるFFTで得られた周波数領域の信号に基づいて特定周波数信号系列の配置されている区間を特定するようにしてもよい。   In the first embodiment, the overlap FFT units 42-1 and 42-2 perform FFT with the number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence, and the FFT with the number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. The configuration in which the peak power time calculation circuit 43 specifies the section where the specific frequency signal sequence is arranged based on the signal in the frequency domain obtained in the above has been described. However, without being limited to this configuration, the overlap IFFT arithmetic circuits 42-1 and 42-2 may perform FFT with the number of points equal to or greater than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. Further, the peak power time calculation circuit 43 may specify a section in which the specific frequency signal sequence is arranged based on a frequency domain signal obtained by FFT with the number of points equal to or greater than the number of symbols of the specific frequency signal sequence. Good.

また、第2の実施形態では、電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nの前段において、オーバーラップIFFT演算回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2Nを設ける構成を説明した。しかし、この構成に限ることなく、オーバーラップIFFT演算回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2Nを設けずに、電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nが周波数領域の信号から電力値を算出するようにしてもよい。   In the second embodiment, the overlap IFFT arithmetic circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 to 405 are provided before the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406-2N. The configuration for providing 2N has been described. However, without being limited to this configuration, the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406 are not provided without providing the overlap IFFT arithmetic circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 to 405-2N. -2N may calculate the power value from the signal in the frequency domain.

また、第3の実施形態では、オーバーラップIFFT演算回路67が変換した時間領域の信号に基づいて信号/雑音電力算出回路68が信号電力と雑音電力とを算出する構成を説明した。しかし、この構成に限ることなく、信号/雑音電力算出回路68は、オーバーラップIFFT演算回路67において変換された時間領域の信号を用いずに、低周波数帯域成分除去回路66が出力する周波数領域の信号から信号電力と雑音電力とのいずれか一方あるいは両方を算出するようにしてもよい。   In the third embodiment, the configuration in which the signal / noise power calculation circuit 68 calculates the signal power and the noise power based on the time domain signal converted by the overlap IFFT arithmetic circuit 67 has been described. However, the signal / noise power calculation circuit 68 is not limited to this configuration, and the signal / noise power calculation circuit 68 does not use the time domain signal converted by the overlap IFFT calculation circuit 67, and the frequency domain output circuit 66 outputs the frequency domain signal. Either or both of signal power and noise power may be calculated from the signal.

また、第3の実施形態では、図26に示したように、トレーニング信号区間検出ブロック40とSN比算出ブロック60との間で、オーバーラップIFFT演算回路405−11〜405−1N及び405−21〜405−2NとオーバーラップIFFT演算回路67とがIFFTを行う演算機能を共用し、かつ電力算出回路406−11〜406−1N及び406−21〜406−2Nと信号/雑音電力算出回路68とが電力値を算出する演算機能を共用する構成を説明した。しかし、IFFTを行う演算機能の共用と、電力値を算出する演算機能の共用とのいずれか一方のみを行うようにしてもよい。   In the third embodiment, as shown in FIG. 26, overlap IFFT arithmetic circuits 405-11 to 405-1N and 405-21 between the training signal section detection block 40 and the SN ratio calculation block 60 are used. 405-2N and the overlap IFFT calculation circuit 67 share the calculation function for performing IFFT, and the power calculation circuits 406-11 to 406-1N and 406-21 to 406-2N and the signal / noise power calculation circuit 68 Explained the configuration sharing the calculation function for calculating the power value. However, only one of the sharing of the calculation function for performing IFFT and the sharing of the calculation function for calculating the power value may be performed.

また、第3の実施形態では、トレーニング信号区間検出ブロック40において算出された区間情報に基づいて、信号抽出回路62−1及び62−2が特定周波数信号系列が含まれる区間のディジタル信号系列と特定周波数信号系列が含まれる区間以外のディジタル信号系列とを抽出し、信号/雑音電力算出回路68が前者のディジタル信号系列に基づいて雑音電力を算出し、後者のディジタル信号系列に基づいて信号電力を算出する構成を説明した。しかし、これに限ることなく、第3の実施形態において第1の実施形態や第2の実施形態と同様に信号電力と雑音電力とを算出するようにしてもよい。また、第1の実施形態及び第2の実施形態においても、特定周波数信号系列が含まれる区間と含まれない区間との2種類のディジタル信号系列を抽出する同様の構成を適用してもよい。   In the third embodiment, based on the section information calculated in the training signal section detection block 40, the signal extraction circuits 62-1 and 62-2 specify the digital signal series in the section including the specific frequency signal series. A signal / noise power calculation circuit 68 calculates a noise power based on the former digital signal sequence and extracts a signal power based on the latter digital signal sequence. The structure to calculate was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and in the third embodiment, signal power and noise power may be calculated in the same manner as in the first embodiment and the second embodiment. Also in the first embodiment and the second embodiment, a similar configuration may be applied to extract two types of digital signal sequences, a section including a specific frequency signal sequence and a section not including it.

なお、上述の実施形態におけるSN比算出装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりSN比を算出する処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   A program for realizing the function of the SN ratio calculation apparatus in the above-described embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the process which calculates S / N ratio. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

1…光信号送信装置
2…光伝送路
3…光信号受信装置
4、4A、4B…SN比算出装置
5…制御プレーン
11…SN比取得回路
12−1、12−2…送信形式決定回路
13−1、13−2…送信データ系列生成回路
14−1、14−2…特定周波数信号系列生成回路
15−1、15−2…信号多重回路
16−1、16−2…電気/光変換回路
17…偏波多重回路
31…偏波分割回路
32−1、32−2…光/電気変換回路
33−1、33−2…アナログ/ディジタル変換回路
34…適応等化回路
35−1、35−2…復調回路
41−1、41−2…信号分配回路
42−1、42−2…オーバーラップFFT演算回路
43…ピーク電力時間算出回路
44−1、44−2…トレーニング信号抽出回路
45−1、45−2オーバーラップFFT演算回路
46…合波回路
47…信号電力算出回路
48…特定周波数信号成分除去回路
49…雑音電力算出回路
50…SN比算出回路
40…トレーニング信号区間検出ブロック
60…電力比算出ブロック
61−1、61−2…実行回数付与回路
62−1、62−2…信号抽出回路
63−1、63−2…オーバーラップFFT演算回路
64…合波回路
65…特定周波数信号成分除去回路
66…低周波数帯域成分除去回路
67…オーバーラップIFFT演算回路
68…信号/雑音電力算出回路
69…バッファ回路
70…SN比算出回路
401−1、401−2…信号分配回路
402−1、402−2…オーバーラップFFT演算回路
403−1、403−2…信号分配回路
404−11、404−12、404−1N、404−21、404−2N…周波数帯域通過フィルタ回路
405−11、405−12、405−1N、405−21、405−2N…オーバーラップIFFT演算回路
406−11、406−12、406−1N、406−21、406−22、406−2N…電力算出回路
407−1、407−2、407−N…合波回路
408−1、408−2、408−N…平均化回路
409…ピーク電力時間算出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical signal transmitter 2 ... Optical transmission line 3 ... Optical signal receiver 4, 4A, 4B ... SN ratio calculation device 5 ... Control plane 11 ... SN ratio acquisition circuit 12-1, 12-2 ... Transmission format decision circuit 13 -1, 13-2: Transmission data sequence generation circuit 14-1, 14-2: Specific frequency signal sequence generation circuit 15-1, 15-2 ... Signal multiplexing circuit 16-1, 16-2 ... Electric / optical conversion circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Polarization multiplexing circuit 31 ... Polarization division circuit 32-1, 32-2 ... Optical / electrical conversion circuit 33-1, 33-2 ... Analog / digital conversion circuit 34 ... Adaptive equalization circuit 35-1, 35- 2 ... Demodulation circuit 41-1, 41-2 ... Signal distribution circuit 42-1, 42-2 ... Overlap FFT operation circuit 43 ... Peak power time calculation circuit 44-1, 44-2 ... Training signal extraction circuit 45-1 45-2 Oval FFT calculation circuit 46... Multiplexing circuit 47... Signal power calculation circuit 48... Specific frequency signal component removal circuit 49 .. noise power calculation circuit 50 .. SN ratio calculation circuit 40... Training signal section detection block 60. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 61-2 ... Execution frequency giving circuit 62-1, 62-2 ... Signal extraction circuit 63-1, 63-2 ... Overlap FFT operation circuit 64 ... Multiplexing circuit 65 ... Specific frequency signal component removal circuit 66 ... Low Frequency band component removal circuit 67 ... Overlap IFFT calculation circuit 68 ... Signal / noise power calculation circuit 69 ... Buffer circuit 70 ... SN ratio calculation circuit 401-1 and 401-2 ... Signal distribution circuit 402-1 and 402-2 ... Over Lap FFT arithmetic circuit 403-1, 403-2 ... Signal distribution circuit 404-11, 404-12, 404-1N, 4 4-21, 404-2N: Frequency band pass filter circuits 405-11, 405-12, 405-1N, 405-21, 405-2N ... Overlapping IFFT arithmetic circuits 406-11, 406-12, 406-1N, 406-21, 406-22, 406-2N: power calculation circuit 407-1, 407-2, 407-N: multiplexing circuit 408-1, 408-2, 408-N: averaging circuit 409: peak power time Calculation circuit

Claims (14)

特定の周波数に電力が集中した特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された光信号を用いた伝送を行う光伝送システムにおいて、
受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換するFFT部と、
前記FFT部によって変換された周波数領域の信号における前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の電力値に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する区間特定部と、
前記ディジタル信号系列から前記区間特定部が特定した区間におけるディジタル信号系列を抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部が抽出したディジタル信号系列から前記特定周波数信号系列の成分を除去して出力する特定周波数信号成分除去部と、
前記特定周波数信号成分除去部が出力したディジタル信号系列に基づいて、受信した光信号に含まれる雑音の電力である雑音電力を算出する雑音電力算出部と、
前記雑音電力算出部が算出した雑音電力に基づいて、送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する電力比算出部と
を備えることを特徴とする光伝送システム。
In an optical transmission system that performs transmission using an optical signal in which a specific frequency signal sequence in which power is concentrated at a specific frequency and a transmission data sequence are time-division multiplexed,
An FFT unit for converting a digital signal sequence obtained from the received optical signal into a frequency domain signal;
A section for identifying a section in which the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence based on a power value of a frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated in the frequency domain signal converted by the FFT unit A specific part,
A signal extraction unit for extracting a digital signal sequence in the section specified by the section specifying unit from the digital signal sequence;
A specific frequency signal component removing unit that removes and outputs the component of the specific frequency signal sequence from the digital signal sequence extracted by the signal extracting unit;
Based on the digital signal sequence output by the specific frequency signal component removal unit, a noise power calculation unit that calculates noise power that is the power of noise included in the received optical signal;
An optical transmission system comprising: a power ratio calculation unit that calculates a ratio of power of transmission data series and noise power based on the noise power calculated by the noise power calculation unit.
請求項1に記載の光伝送システムにおいて、
前記FFT部は、前記特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数のFFTを行うことにより、前記受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換する、
又は、前記区間特定部は、閾値電力を超える電力が前記FFT部によって変換された周波数領域の信号において存在する区間を、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間として特定する、
或いは、前記FFT部は、前記特定周波数信号系列のシンボル数より少ないポイント数のFFTを行うことにより前記受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換し、前記区間特定部は、閾値電力を超える電力が前記FFT部によって変換された周波数領域の信号において存在する区間を、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間として特定する
ことを特徴とする光伝送システム。
The optical transmission system according to claim 1,
The FFT unit converts the digital signal sequence obtained from the received optical signal into a frequency domain signal by performing FFT with a number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence.
Alternatively, the section specifying unit specifies a section in the frequency domain signal in which power exceeding a threshold power is converted by the FFT section as a section in which the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence. ,
Alternatively, the FFT unit converts a digital signal sequence obtained from the received optical signal into a frequency domain signal by performing FFT with a number of points smaller than the number of symbols of the specific frequency signal sequence, and the interval specifying unit Specifies a section where power exceeding a threshold power is present in a frequency domain signal converted by the FFT unit as a section where the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence. Transmission system.
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光伝送システムにおいて、
前記FFT部によって変換された周波数領域の信号から前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数近傍の信号を抽出するフィルタ部と、
前記フィルタ部が抽出した信号を時間領域の信号に変換する第1のIFFT部と、
前記第1のIFFT部によって変換された時間領域の信号の電力値をシンボルごとに算出する電力算出部と、
前記電力算出部が算出する電力値の移動平均値を算出する平均化回路と
を更に備え、
前記区間特定部は、
前記平均化回路が算出した移動平均値が最大となる時刻に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する
ことを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to claim 1 or 2,
A filter unit that extracts a signal in the vicinity of a frequency at which power of the specific frequency signal sequence is concentrated from a signal in a frequency domain converted by the FFT unit;
A first IFFT unit for converting the signal extracted by the filter unit into a time domain signal;
A power calculator that calculates, for each symbol, the power value of the signal in the time domain converted by the first IFFT unit;
An averaging circuit that calculates a moving average value of the power value calculated by the power calculation unit;
The section specifying unit is
An optical transmission system, wherein a section in which the specific frequency signal sequence is arranged is specified in the digital signal sequence based on a time when the moving average value calculated by the averaging circuit becomes maximum.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記特定の周波数に電力が集中した第1特定周波数信号系列と、前記第1特定周波数信号系列の電力が集中する周波数と異なる周波数に電力が集中する第2特定周波数信号系列とを連結した信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部
を更に備えることを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 3,
A signal sequence obtained by connecting the first specific frequency signal sequence in which power is concentrated at the specific frequency and the second specific frequency signal sequence in which power is concentrated at a frequency different from the frequency at which the power of the first specific frequency signal sequence is concentrated. An optical transmission system, further comprising: a specific frequency signal sequence generation unit that generates a specific frequency signal sequence as the specific frequency signal sequence.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記雑音電力算出部が前記雑音電力の算出に用いるディジタル信号系列を時間領域の信号に変換する第2のIFFT部
を備え、
前記雑音電力算出部は、
前記第2のIFFT部によって変換された時間領域の信号に基づいて、前記雑音電力を算出する
ことを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 4,
A second IFFT unit for converting the digital signal sequence used by the noise power calculation unit to calculate the noise power into a time domain signal;
The noise power calculator is
The optical transmission system, wherein the noise power is calculated based on a time-domain signal converted by the second IFFT unit.
請求項5に記載の光伝送システムにおいて、
前記第1のIFFT部と前記第2のIFFT部とにおいてIFFTを行う演算機能を時分割で共用する
又は、前記雑音電力算出部における電力値を算出する演算機能を時分割で共用して前記特定周波数信号系列の電力の算出と前記雑音電力の算出とを行う
或いは、前記第1のIFFT部と前記第2のIFFT部とにおいてIFFTを行う演算機能を時分割で共用し、前記雑音電力算出部における電力値を算出する演算機能を時分割で共用して前記特定周波数信号系列の電力の算出と前記雑音電力の算出とを行う
ことを特徴とする光伝送システム。
The optical transmission system according to claim 5,
The first IFFT unit and the second IFFT unit share an arithmetic function for performing IFFT in a time division manner, or the arithmetic function for calculating a power value in the noise power calculation unit is shared in a time division manner for the identification. The calculation of the power of the frequency signal sequence and the calculation of the noise power are performed. Alternatively, the arithmetic function for performing the IFFT in the first IFFT unit and the second IFFT unit is shared in a time division manner, and the noise power calculation unit. An optical transmission system characterized in that a calculation function for calculating a power value at the same time is shared in a time-sharing manner to calculate the power of the specific frequency signal sequence and the noise power.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記信号抽出部は、前記区間特定部が特定した区間以外からもディジタル信号系列を抽出する、
又は、前記雑音電力算出部は、前記区間特定部が特定した区間以外のディジタル信号系列に基づいて前記送信データ系列が含まれるディジタル信号系列の電力である信号電力を算出し、前記電力比算出部は、該信号電力と前記雑音電力とから前記送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する、
或いは、前記信号抽出部は、前記区間特定部が特定した区間以外からもディジタル信号系列を抽出し、前記雑音電力算出部は、前記信号抽出部により抽出された前記区間特定部が特定した区間以外のディジタル信号系列に基づいて前記送信データ系列が含まれるディジタル信号系列の電力である信号電力を算出し、前記電力比算出部は、該信号電力と前記雑音電力とから前記送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する
ことを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 6,
The signal extraction unit extracts a digital signal sequence from other than the section specified by the section specifying unit;
Alternatively, the noise power calculation unit calculates signal power that is power of a digital signal sequence including the transmission data sequence based on a digital signal sequence other than the interval specified by the interval specifying unit, and the power ratio calculation unit Calculates the ratio of the power of the transmission data sequence and the power of noise from the signal power and the noise power,
Alternatively, the signal extraction unit extracts a digital signal sequence from other than the section specified by the section specifying unit, and the noise power calculation unit is other than the section specified by the section specifying unit extracted by the signal extracting unit. A signal power that is a power of a digital signal sequence including the transmission data sequence based on the digital signal sequence of the transmission data sequence, and the power ratio calculation unit calculates the power of the transmission data sequence from the signal power and the noise power. An optical transmission system characterized by calculating a ratio of noise power.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記特定周波数信号成分除去部が出力したディジタル信号系列に対して、低周波数帯域の成分を除去して出力する低周波数帯域成分除去部
を更に備え、
前記雑音電力算出部は、
前記低周波数帯域成分除去部が出力するディジタル信号系列に基づいて、前記雑音電力を算出する
ことを特徴とする光伝送システム。
The optical transmission system according to any one of claims 1 to 7,
A low frequency band component removing unit that removes and outputs a low frequency band component from the digital signal sequence output by the specific frequency signal component removing unit;
The noise power calculator is
The optical transmission system, wherein the noise power is calculated based on a digital signal sequence output from the low frequency band component removing unit.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記電力比算出部が算出する比に応じて、前記特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された信号系列に対して用いる変調方式、データレート、信号帯域、又は冗長度の少なくとも1つを決定する送信形式決定部と、
前記送信形式決定部の決定に基づいて前記送信データ系列を符号化及び変調する光信号送信部と、
前記光信号送信部において用いられる変調方式、データレート、信号帯域、及び冗長度に対応した復調復号を行う復調部と
を更に備えることを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 8,
According to the ratio calculated by the power ratio calculation unit, at least one of a modulation scheme, a data rate, a signal band, and a redundancy used for a signal sequence in which the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are time-division multiplexed. A transmission format determination unit for determining
An optical signal transmitter that encodes and modulates the transmission data sequence based on the determination of the transmission format determiner;
An optical transmission system, further comprising: a demodulation unit that performs demodulation and decoding corresponding to a modulation scheme, a data rate, a signal band, and redundancy used in the optical signal transmission unit.
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された異なる2つの信号系列に対応する2つの光信号を互いに直交する偏波状態で多重して出力する偏波多重部と、
前記受信した光信号を互いに偏波面が直交する第1の光信号と第2の光信号とに分離する偏波分離部と
を更に備え、
前記FFT部は、
前記第1の光信号から得られたディジタル信号系列と、前記第2の光信号から得られたディジタル信号系列とを周波数領域の信号に変換する
ことを特徴とする光伝送システム。
The optical transmission system according to any one of claims 1 to 9,
A polarization multiplexing unit that multiplexes and outputs two optical signals corresponding to two different signal sequences in which the specific frequency signal sequence and the transmission data sequence are time-division multiplexed in orthogonal polarization states;
A polarization separation unit that separates the received optical signal into a first optical signal and a second optical signal whose polarization planes are orthogonal to each other;
The FFT unit is
An optical transmission system, wherein a digital signal sequence obtained from the first optical signal and a digital signal sequence obtained from the second optical signal are converted into signals in the frequency domain.
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記送信データ系列の周波数スペクトルの包絡線形状と、前記特定の周波数に集中する電力とが比例関係になる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部
を更に備えることを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 10,
A specific frequency signal sequence generation unit configured to generate, as the specific frequency signal sequence, a signal sequence in which an envelope shape of a frequency spectrum of the transmission data sequence and power concentrated on the specific frequency are in a proportional relationship; And optical transmission system.
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記送信データ系列の周波数スペクトルの電力レベルと、前記特定の周波数の間隔の疎密とが比例関係になる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部
を更に備えることを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 10,
A specific frequency signal sequence generation unit for generating, as the specific frequency signal sequence, a signal sequence in which a power level of a frequency spectrum of the transmission data sequence and a density of the specific frequency interval are proportional to each other; Optical transmission system.
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
前記特定の周波数に集中する電力値が自システムにおける周波数特性に応じた電力値となる信号系列を前記特定周波数信号系列として生成する特定周波数信号系列生成部
を更に備えることを特徴とする光伝送システム。
In the optical transmission system according to any one of claims 1 to 10,
An optical transmission system further comprising: a specific frequency signal sequence generation unit that generates a signal sequence in which a power value concentrated on the specific frequency is a power value corresponding to a frequency characteristic in the own system as the specific frequency signal sequence .
特定の周波数に電力が集中した特定周波数信号系列と送信データ系列とが時分割多重された光信号を用いた伝送を行う光伝送システムにおける信号処理方法であって、
受信した光信号から得られたディジタル信号系列を周波数領域の信号に変換するFFTステップと、
前記FFTステップによって変換された周波数領域の信号における前記特定周波数信号系列の電力が集中する周波数の電力値に基づいて、前記ディジタル信号系列において前記特定周波数信号系列が配置されている区間を特定する区間特定ステップと、
前記ディジタル信号系列から前記区間特定ステップで特定した区間におけるディジタル信号系列を抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップにおいて抽出したディジタル信号系列から前記特定周波数信号系列の成分を除去して出力する特定周波数信号成分除去ステップと、
前記特定周波数信号成分除去ステップにおいて出力されたディジタル信号系列に基づいて、受信した光信号に含まれる雑音の電力である雑音電力を算出する雑音電力算出ステップと、
前記雑音電力算出ステップにおいて算出した雑音電力に基づいて、送信データ系列の電力と雑音の電力との比を算出する電力比算出ステップと
を有することを特徴とする信号処理方法。
A signal processing method in an optical transmission system that performs transmission using an optical signal in which a specific frequency signal sequence in which power is concentrated at a specific frequency and a transmission data sequence are time-division multiplexed,
An FFT step for converting a digital signal sequence obtained from the received optical signal into a frequency domain signal;
A section that identifies a section in which the specific frequency signal sequence is arranged in the digital signal sequence based on a power value of a frequency at which the power of the specific frequency signal sequence is concentrated in the frequency domain signal converted by the FFT step Specific steps,
A signal extraction step of extracting a digital signal sequence in the section identified in the section identification step from the digital signal sequence;
A specific frequency signal component removing step of removing and outputting the component of the specific frequency signal sequence from the digital signal sequence extracted in the signal extracting step;
Based on the digital signal sequence output in the specific frequency signal component removal step, a noise power calculation step for calculating a noise power that is a noise power included in the received optical signal;
A signal processing method comprising: a power ratio calculation step of calculating a ratio between the power of the transmission data sequence and the noise power based on the noise power calculated in the noise power calculation step.
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