JP5995296B2 - Optical receiver, multi-core optical fiber, and optical transmission system - Google Patents

Optical receiver, multi-core optical fiber, and optical transmission system Download PDF

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本発明は、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムに関する。   The present invention relates to an optical transmission system using a multi-core optical fiber.

光伝送システムの大容量化を目指して、シングルコア光ファイバを用いた光伝送システムが研究されているのみならず、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムが研究されている。マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムでは、コアの間のクロストークが存在するが、コアの間のクロストークを低減する必要がある。   With the aim of increasing the capacity of optical transmission systems, optical transmission systems using single-core optical fibers are being studied, as well as optical transmission systems using multi-core optical fibers. In an optical transmission system using a multicore optical fiber, there is crosstalk between cores, but it is necessary to reduce crosstalk between cores.

従来の第１の光伝送システムの構成を図１に示す（非特許文献１を参照）。光伝送システムは、送信から受信までの順序で、信号１、・・・、ｎを入力して送信する光送信装置１１、複数の送信信号を結合する結合器１２、マルチコア光ファイバ１３、複数の受信信号を分離する分離器１４及び信号１’、・・・、ｎ’を受信して出力する光受信装置１５から構成される。光受信装置１５は、光信号を電気信号に変換する光電変換部１５１及び偏波分離や分散補償などの信号処理を行なう信号処理部１５２から構成される。信号処理部１５２は、必要がなければ構成から除外してもよい。コア数が増えるほど又は伝送距離が伸びるほど、コアの間のクロストークが増大するため、コア数が制限され又は伝送距離がシングルコア光ファイバを用いた光伝送システムと比べて制限される。   A configuration of a conventional first optical transmission system is shown in FIG. 1 (see Non-Patent Document 1). The optical transmission system includes an optical transmission device 11 that inputs and transmits signals 1,..., N in order from transmission to reception, a coupler 12 that combines a plurality of transmission signals, a multi-core optical fiber 13, and a plurality of It comprises a separator 14 that separates received signals and an optical receiver 15 that receives and outputs signals 1 ′,..., N ′. The optical receiver 15 includes a photoelectric conversion unit 151 that converts an optical signal into an electric signal, and a signal processing unit 152 that performs signal processing such as polarization separation and dispersion compensation. If not necessary, the signal processing unit 152 may be excluded from the configuration. As the number of cores increases or the transmission distance increases, the crosstalk between the cores increases. Therefore, the number of cores is limited or the transmission distance is limited as compared with an optical transmission system using a single core optical fiber.

一方、コア間クロストークの小さいトレンチ構造を有するマルチコア光ファイバの研究開発が進められている（非特許文献２を参照）。また、従来の第２の光伝送システムの構成を図２に示す（非特許文献３を参照）。光伝送システムは、送信から受信までの順序で、信号１、・・・、ｎを入力して送信する光送信装置１１、複数の送信信号を結合する結合器１２、マルチコア光ファイバ１３、複数の受信信号を分離する分離器１４及び信号１’、・・・、ｎ’を受信して出力する光受信装置１５から構成される。光受信装置１５は、光信号を電気信号に変換する光電変換部１５１、クロストーク除去部１５３及び偏波分離や分散補償などの信号処理を行なう信号処理部１５２から構成される。信号処理部１５２は、必要がなければ構成から除外してもよい。   On the other hand, research and development of a multi-core optical fiber having a trench structure with a small crosstalk between cores is underway (see Non-Patent Document 2). Moreover, the structure of the conventional 2nd optical transmission system is shown in FIG. 2 (refer nonpatent literature 3). The optical transmission system includes an optical transmission device 11 that inputs and transmits signals 1,..., N in order from transmission to reception, a coupler 12 that combines a plurality of transmission signals, a multi-core optical fiber 13, and a plurality of It comprises a separator 14 that separates received signals and an optical receiver 15 that receives and outputs signals 1 ′,..., N ′. The optical receiver 15 includes a photoelectric conversion unit 151 that converts an optical signal into an electric signal, a crosstalk removal unit 153, and a signal processing unit 152 that performs signal processing such as polarization separation and dispersion compensation. If not necessary, the signal processing unit 152 may be excluded from the configuration.

クロストーク除去部１５３は、複数の入力信号を処理して複数の出力信号を生成するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術を用いて、コアの間のクロストークを除去する（非特許文献４を参照）。マルチコア光ファイバ１３がｎ個のコアを有するならば、複数の入力信号及び複数の出力信号はｎ次のチャネル行列で関連付けられる。つまり、複数の出力信号を示す列ベクトルは、複数の入力信号を示す列ベクトルにｎ次のチャネル行列を乗算したものとなる。よって、複数の入力信号を示す列ベクトルは、複数の出力信号を示す列ベクトルにｎ次のチャネル行列の逆行列を乗算したものとなる。このように、ｎ次のチャネル行列が分かれば、複数の出力信号に基づいて、複数の入力信号が分かり、コアの間のクロストークを除去することができる。   The crosstalk removing unit 153 removes crosstalk between cores using MIMO (Multi-Input Multi-Output) technology that processes a plurality of input signals to generate a plurality of output signals (Non-Patent Document 4). See). If the multi-core optical fiber 13 has n cores, a plurality of input signals and a plurality of output signals are related by an n-th order channel matrix. That is, a column vector indicating a plurality of output signals is obtained by multiplying a column vector indicating a plurality of input signals by an nth-order channel matrix. Therefore, a column vector indicating a plurality of input signals is obtained by multiplying a column vector indicating a plurality of output signals by an inverse matrix of an nth-order channel matrix. Thus, if the n-th order channel matrix is known, a plurality of input signals can be known based on a plurality of output signals, and crosstalk between cores can be eliminated.

Ｂ．Ｚｈｕ，ｅｔ ａｌ．，“Ｓｅｖｅｎ−ｃｏｒｅ ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ”，ＯＰＴＩＣＳ ＥＸＰＲＥＳＳ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１１１１７−１１１２２，２０１０．B. Zhu, et al. "Seven-core multicore fiber transmissions for passive optical network", OPTICS EXPRESS, Vol. 18, no. 11, pp. 11117-11122, 2010. Ｔ．Ｈａｙａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ−ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｕｌｔｒａ−ｌｏｎｇ−ｈａｕｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”，ＯＳＡ／ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ２０１１，ＰＤＰＣ２，２０１１．T.A. Hayashi et al. , “Ultra-low-cross multi-core fiber feasible to ultra-long-haul transmission”, OSA / OFC / NFOEC2011, PDPC2, 2011. Ｐ．Ｊ．Ｗｉｎｚｅｒ ｅｔ ａｌ．，“ＭＩＭＯ ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｏｕｔａｇｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｉｎ ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＯＰＴＩＣＳ ＥＸＰＲＥＳＳ，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１７，ｐｐ．１６６８０−１６６９６，２０１１．P. J. et al. Winzer et al. , “MIMO capacities and outout probabilities in spatially multiplexed optical transport systems”, OPTIC EXPRESS, Vol. 19, no. 17, pp. 16680-16696, 2011. 大鐘武雄 他著、「わかりやすいＭＩＭＯシステム技術」、オーム社、２００９．Takeo Ohgane et al., “Intuitive MIMO System Technology”, Ohmsha, 2009.

コア数又はチャネル数が増大すれば、伝送容量は向上するが、クロストーク除去部１５３において、回路規模や消費電力が増大し、行列演算が複雑になる。それも、コア数又はチャネル数が増大すれば、コア数又はチャネル数の自乗に比例して、行列演算が複雑になる。例えば、チャネル行列の逆行列を求めるために、偏波多重を考慮して、コア数又はチャネル数が４であれば、（４×２）×（４×２）＝６４回の演算で済むが、コア数又はチャネル数が１２であれば、（１２×２）×（１２×２）＝５７６回の演算が要る。   If the number of cores or the number of channels increases, the transmission capacity improves. However, in the crosstalk removing unit 153, the circuit scale and power consumption increase, and the matrix calculation becomes complicated. In addition, if the number of cores or the number of channels increases, the matrix operation becomes complicated in proportion to the square of the number of cores or the number of channels. For example, in order to obtain the inverse matrix of the channel matrix, if the number of cores or the number of channels is 4 in consideration of polarization multiplexing, (4 × 2) × (4 × 2) = 64 operations are sufficient. If the number of cores or the number of channels is 12, (12 × 2) × (12 × 2) = 576 operations are required.

ＭＩＭＯ技術は、無線通信で開発されており、光通信で応用されている。無線通信では、環境の変化に高速に対応するため、チャネル行列を常時更新しているが、光通信では、環境の変化は少ないにも関わらず、チャネル行列を常時更新している。よって、クロストーク除去部１５３において、無駄に処理負担が増大している。   MIMO technology has been developed by wireless communication and is applied by optical communication. In wireless communication, the channel matrix is constantly updated in order to respond to changes in the environment at high speed. However, in optical communication, the channel matrix is constantly updated in spite of small changes in the environment. Therefore, in the crosstalk removing unit 153, the processing load is increased.

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することを目的とする。   Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to reduce the processing load for removing crosstalk in an optical transmission system using a multi-core optical fiber.

複数のコアを１つのグループにまとめたコアグループ部を複数備え、コアグループ部の間のクロストークを遮断することとした。   A plurality of core group portions in which a plurality of cores are combined into one group are provided, and crosstalk between the core group portions is cut off.

具体的には、本発明は、複数のコアを１つのグループにまとめたコアグループ部を複数備え、前記コアグループ部の間のクロストークを遮断されたマルチコア光ファイバを接続され、前記マルチコア光ファイバからチャネル信号を受信するチャネル信号受信部と、前記コアグループ部毎の前記チャネル信号の間のクロストーク量を非対角要素として含む前記コアグループ部毎の前記チャネル信号についてのチャネル行列、及び前記チャネル信号受信部が受信した前記チャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置が送信した前記チャネル信号の電界または強度を演算するチャネル信号演算部と、を備え、前記チャネル行列は、最近接するコアの間については前記非対角要素が有限値であり、最近接しないコアの間については前記非対角要素が０であることを特徴とする光受信装置である。 Specifically, the present invention is provided with a plurality of core group parts in which a plurality of cores are grouped into one group, connected to a multi-core optical fiber in which crosstalk between the core group parts is blocked, and the multi-core optical fiber A channel matrix for the channel signal for each core group unit including a channel signal receiving unit for receiving a channel signal from the channel signal receiving unit and a crosstalk amount between the channel signals for each core group unit as a non-diagonal element , and A channel signal calculating unit that calculates the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the optical transmission device based on the electric field or intensity of the channel signal received by the channel signal receiving unit, and the channel matrix is closest The non-diagonal elements have a finite value between the cores, and the non-diagonal elements between the cores that are not closest to each other. Element is a light receiving device, wherein 0 der Rukoto.

この構成によれば、全コアをまとめてチャネル行列の演算をするのではなく、コアグループ部毎にチャネル行列の演算をするため、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することができる。   According to this configuration, since the channel matrix is calculated for each core group part instead of performing the calculation of the channel matrix for all cores, the crosstalk elimination process is performed in the optical transmission system using the multicore optical fiber. The burden can be reduced.

また、本発明は、複数のコアを１つのグループにまとめた複数のコアグループ部と、前記コアグループ部の間を他のコアを介することなく引き離すことにより、前記コアグループ部の間のクロストークを遮断するクロストーク遮断部と、を備えることを特徴とするマルチコア光ファイバである。   Further, the present invention provides a crosstalk between the core group units by separating a plurality of core group units in which a plurality of cores are combined into one group and the core group units without interposing other cores. A multi-core optical fiber.

この構成によれば、全コアをまとめてチャネル行列の演算をするのではなく、コアグループ部毎にチャネル行列の演算をするため、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することができる。   According to this configuration, since the channel matrix is calculated for each core group part instead of performing the calculation of the channel matrix for all cores, the crosstalk elimination process is performed in the optical transmission system using the multicore optical fiber. The burden can be reduced.

また、本発明は、前記クロストーク遮断部の屈折率は、前記コアの周囲に位置するクラッドの屈折率より小さいことを特徴とするマルチコア光ファイバである。   The present invention is also a multi-core optical fiber characterized in that the crosstalk blocking section has a refractive index smaller than that of a clad positioned around the core.

この構成によれば、チャネル信号の間のクロストーク量のうち、０としたい部分について、より確実に０とすることができるため、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担をさらに低減することができる。   According to this configuration, the portion of the crosstalk amount between the channel signals that can be set to 0 can be more reliably set to 0. Therefore, in the optical transmission system using the multicore optical fiber, the crosstalk removal process is performed. The burden can be further reduced.

また、本発明は、上記の光受信装置と、上記のマルチコア光ファイバと、を備えることを特徴とする光伝送システムである。   According to another aspect of the present invention, there is provided an optical transmission system comprising the above optical receiver and the multi-core optical fiber.

本発明は、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することができる。   The present invention can reduce the processing load for removing crosstalk in an optical transmission system using a multi-core optical fiber.

従来の第１の光伝送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional 1st optical transmission system. 従来の第２の光伝送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd conventional optical transmission system. 実施形態１の光伝送システムの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an optical transmission system according to a first embodiment. 実施形態１のマルチコア光ファイバの断面を示す図である。1 is a diagram illustrating a cross section of a multi-core optical fiber according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１のマルチコア光ファイバの断面を示す図である。1 is a diagram illustrating a cross section of a multi-core optical fiber according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１のマルチコア光ファイバの断面を示す図である。1 is a diagram illustrating a cross section of a multi-core optical fiber according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２の光伝送システムの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical transmission system according to a second embodiment. 実施形態２のマルチコア光ファイバの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the multi-core optical fiber of Embodiment 2. FIG. 実施形態２のマルチコア光ファイバの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the multi-core optical fiber of Embodiment 2. FIG.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

（実施形態１）
実施形態１の光伝送システムの構成を図３に示す。光伝送システムは、送信から受信までの順序で、信号１、・・・、ｎを入力して送信する光送信装置１１、複数の送信信号を結合する結合器１２、マルチコア光ファイバ１３、複数の受信信号を分離する分離器１４及び信号１’、・・・、ｎ’を受信して出力する光受信装置１５から構成される。光受信装置１５は、光電変換部１５１、クロストーク量記憶部１５４、クロストーク除去部１５３及び偏波分離や分散補償などの信号処理を行なう信号処理部１５２から構成される。信号処理部１５２は、必要がなければ構成から除外してもよい。 (Embodiment 1)
The configuration of the optical transmission system according to the first embodiment is shown in FIG. The optical transmission system includes an optical transmission device 11 that inputs and transmits signals 1,..., N in order from transmission to reception, a coupler 12 that combines a plurality of transmission signals, a multi-core optical fiber 13, and a plurality of It comprises a separator 14 that separates received signals and an optical receiver 15 that receives and outputs signals 1 ′,..., N ′. The optical receiver 15 includes a photoelectric conversion unit 151, a crosstalk amount storage unit 154, a crosstalk removal unit 153, and a signal processing unit 152 that performs signal processing such as polarization separation and dispersion compensation. If not necessary, the signal processing unit 152 may be excluded from the configuration.

光電変換部１５１は、マルチコア光ファイバ１３を接続され、マルチコア光ファイバ１３からチャネル信号を受信し、チャネル信号受信部に対応する。クロストーク量記憶部１５４は、チャネル信号の間のクロストーク量を、チャネル信号についてのチャネル行列の非対角要素として、固定して記憶している。クロストーク除去部１５３は、クロストーク量記憶部１５４が固定して記憶しているチャネル信号の間のクロストーク量を非対角要素として含むチャネル信号についてのチャネル行列、及び光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を演算し、チャネル信号演算部に対応する。   The photoelectric conversion unit 151 is connected to the multi-core optical fiber 13, receives a channel signal from the multi-core optical fiber 13, and corresponds to the channel signal reception unit. The crosstalk amount storage unit 154 stores a fixed amount of crosstalk between channel signals as a non-diagonal element of the channel matrix for the channel signal. The crosstalk removing unit 153 receives the channel matrix of the channel signal including the crosstalk amount between the channel signals fixedly stored by the crosstalk amount storage unit 154 as a non-diagonal element, and the photoelectric conversion unit 151 receives the crosstalk amount. Based on the electric field or intensity of the channel signal, the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the optical transmitter 11 is calculated and corresponds to the channel signal calculation unit.

クロストーク量記憶部１５４は、マルチコア光ファイバ１３のうちコア間のクロストークが遮断されていないコアから受信されたチャネル信号の間のクロストーク量を、チャネル信号についてのチャネル行列の有限値である非対角要素として、固定して記憶してもよい。クロストーク量記憶部１５４は、マルチコア光ファイバ１３のうちコア間のクロストークが遮断されているコアから受信されたチャネル信号の間のクロストーク量を、チャネル信号についてのチャネル行列の０である非対角要素として、固定して記憶してもよい。   The crosstalk amount storage unit 154 indicates the crosstalk amount between channel signals received from the cores in which the crosstalk between the cores of the multicore optical fiber 13 is not blocked, as a finite value of the channel matrix for the channel signals. As a non-diagonal element, it may be fixed and stored. The crosstalk amount storage unit 154 stores the crosstalk amount between channel signals received from the cores in which the crosstalk between the cores of the multi-core optical fiber 13 is blocked, which is 0 of the channel matrix for the channel signals. The diagonal element may be stored in a fixed manner.

実施形態１のマルチコア光ファイバの断面を図４から図６までに示す。図４に示したマルチコア光ファイバ１３は、通常の１２芯のマルチコア光ファイバである。図５に示したマルチコア光ファイバ１３は、１２芯を有しクロストーク遮断部１３２を有するマルチコア光ファイバである。図６に示したマルチコア光ファイバ１３は、１２芯を有しクロストーク遮断部１３２に低屈折率部１３３を有するマルチコア光ファイバである。図４から図６まででは、１２芯のマルチコア光ファイバについて、本発明を適用しているが、任意の芯数のマルチコア光ファイバについて、本発明を適用してもよい。   The cross section of the multi-core optical fiber of Embodiment 1 is shown in FIGS. The multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 4 is a normal 12-core multi-core optical fiber. The multi-core optical fiber 13 illustrated in FIG. 5 is a multi-core optical fiber having 12 cores and a crosstalk blocking unit 132. The multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 6 is a multi-core optical fiber having 12 cores and having a low refractive index portion 133 in the crosstalk blocking portion 132. 4 to 6, the present invention is applied to a 12-core multicore optical fiber, but the present invention may be applied to a multicore optical fiber having an arbitrary number of cores.

図４に示したマルチコア光ファイバ１３では、あるコア１３１に最近接するコア１３１は、最大で６芯である。図５に示したマルチコア光ファイバ１３では、クロストーク遮断部１３２は、コア１３１の間を他のコア１３１を介することなく引き離すことにより、コア１３１の間のクロストークを遮断し、あるコア１３１に最近接するコア１３１は、最大で３芯に留まる。図６に示したマルチコア光ファイバ１３では、低屈折率部１３３の屈折率は、コア１３１の周囲に位置するクラッドの屈折率より小さく、クロストーク遮断効果が高く、あるコア１３１に最近接するコア１３１は、最大で３芯に留まる。   In the multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 4, the core 131 closest to a certain core 131 has a maximum of 6 cores. In the multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 5, the crosstalk blocking unit 132 blocks the crosstalk between the cores 131 by separating the cores 131 without passing through the other cores 131. The closest core 131 stays at a maximum of 3 cores. In the multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 6, the refractive index of the low refractive index portion 133 is smaller than the refractive index of the clad positioned around the core 131, has a high crosstalk blocking effect, and is closest to a certain core 131. Stays up to 3 cores.

次に、クロストーク除去部１５３及びクロストーク量記憶部１５４の処理について説明する。光伝送システムの設置時点から光伝送システムの使用時点まで、環境の変化が少ないため、チャネル信号の間のクロストーク量の変化も少ない。そこで、光受信装置１５は、光伝送システムの設置時点で、チャネル信号の間のクロストーク量を測定又は計算で求めておく。そして、クロストーク量記憶部１５４は、光伝送システムの設置時点で、チャネル信号の間のクロストーク量を、チャネル信号についてのチャネル行列の非対角要素として、固定して記憶しておく。最近接するコア１３１の間については、チャネル行列の非対角要素を有限値として固定して記憶することができる。最近接しないコア１３１の間については、チャネル行列の非対角要素を０として固定して記憶することができる。チャネル行列の逆行列を計算して記憶することもできる。   Next, processing of the crosstalk removing unit 153 and the crosstalk amount storage unit 154 will be described. Since the change in the environment is small from the installation point of the optical transmission system to the use point of the optical transmission system, the change in the amount of crosstalk between channel signals is also small. Therefore, the optical receiver 15 obtains the amount of crosstalk between channel signals by measurement or calculation at the time of installation of the optical transmission system. Then, the crosstalk amount storage unit 154 stores the crosstalk amount between channel signals fixedly as a non-diagonal element of the channel matrix for the channel signal at the time of installation of the optical transmission system. Between the closest cores 131, off-diagonal elements of the channel matrix can be fixed and stored as finite values. Between the cores 131 not closest to each other, the non-diagonal elements of the channel matrix can be fixed as 0 and stored. An inverse matrix of the channel matrix can be calculated and stored.

クロストーク除去部１５３は、クロストーク量記憶部１５４が固定して記憶しているチャネル信号の間のクロストーク量を非対角要素として含むチャネル信号についてのチャネル行列、及び光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を演算する。具体的には、複数の光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルは、複数の光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルに、チャネル行列を乗算したものとなる。よって、複数の光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルは、複数の光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルに、チャネル行列の逆行列を乗算したものとなる。これにより、クロストーク除去部１５３は、最近接するコア１３１の間のクロストークを除去することができる。   The crosstalk removing unit 153 receives the channel matrix of the channel signal including the crosstalk amount between the channel signals fixedly stored by the crosstalk amount storage unit 154 as a non-diagonal element, and the photoelectric conversion unit 151 receives the crosstalk amount. Based on the electric field or intensity of the channel signal, the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the optical transmitter 11 is calculated. Specifically, the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal received by the plurality of photoelectric conversion units 151 is changed to the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the plurality of optical transmitters 11, and the channel matrix is changed. Multiplication. Therefore, the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the plurality of optical transmitters 11 is obtained by applying an inverse matrix of the channel matrix to the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal received by the plurality of photoelectric conversion units 151. Multiplication. Thereby, the crosstalk removing unit 153 can remove the crosstalk between the cores 131 that are closest to each other.

以上に説明したように、チャネル信号の間のクロストーク量を、常時更新することなく固定して記憶しており、チャネル信号の間のクロストーク量を、一部のみ有限値として他の一部は０とするため、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することができる。コア数又はチャネル数が大幅に増大しても、クロストーク除去の処理負担は大幅には増大しない。   As described above, the amount of crosstalk between channel signals is fixed and stored without being constantly updated, and the amount of crosstalk between channel signals is limited to a part of the finite value. Therefore, the processing load for removing crosstalk can be reduced in an optical transmission system using a multi-core optical fiber. Even if the number of cores or the number of channels is significantly increased, the processing load for removing crosstalk is not significantly increased.

（実施形態２）
実施形態２の光伝送システムの構成を図７に示す。光伝送システムは、送信から受信までの順序で、信号１、・・・、ｎを入力して送信する光送信装置１１、複数の送信信号を結合する結合器１２、マルチコア光ファイバ１３、複数の受信信号を分離する分離器１４及び信号１’、・・・、ｎ’を受信して出力する光受信装置１５から構成される。光受信装置１５は、光電変換部１５１、クロストーク除去部１５３及び偏波分離や分散補償などの信号処理を行なう信号処理部１５２から構成される。信号処理部１５２は、必要がなければ構成から除外してもよい。 (Embodiment 2)
FIG. 7 shows the configuration of the optical transmission system according to the second embodiment. The optical transmission system includes an optical transmission device 11 that inputs and transmits signals 1,..., N in order from transmission to reception, a coupler 12 that combines a plurality of transmission signals, a multi-core optical fiber 13, and a plurality of It comprises a separator 14 that separates received signals and an optical receiver 15 that receives and outputs signals 1 ′,..., N ′. The optical receiver 15 includes a photoelectric conversion unit 151, a crosstalk removal unit 153, and a signal processing unit 152 that performs signal processing such as polarization separation and dispersion compensation. If not necessary, the signal processing unit 152 may be excluded from the configuration.

光電変換部１５１は、マルチコア光ファイバ１３を接続され、マルチコア光ファイバ１３からチャネル信号を受信し、チャネル信号受信部に対応する。マルチコア光ファイバ１３は、複数のコアを１つのグループにまとめたコアグループ部を複数備え、コアグループ部の間のクロストークを遮断される。クロストーク除去部１５３は、コアグループ部毎のチャネル信号についてのチャネル行列、及び光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を演算し、チャネル信号演算部に対応する。   The photoelectric conversion unit 151 is connected to the multi-core optical fiber 13, receives a channel signal from the multi-core optical fiber 13, and corresponds to the channel signal reception unit. The multi-core optical fiber 13 includes a plurality of core group portions in which a plurality of cores are combined into one group, and crosstalk between the core group portions is blocked. The crosstalk removing unit 153 uses the channel matrix for the channel signal for each core group unit and the electric field or intensity of the channel signal received by the photoelectric conversion unit 151 to transmit the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the optical transmitter 11. Corresponding to the channel signal calculation unit.

実施形態２のマルチコア光ファイバの断面を図８から図９までに示す。図８に示したマルチコア光ファイバ１３は、３つのコアグループ部１３４からなる１２芯を有し、クロストーク遮断部１３５を有するマルチコア光ファイバである。図９に示したマルチコア光ファイバ１３は、３つのコアグループ部１３４からなる１２芯を有し、クロストーク遮断部１３５に低屈折率部１３６を有するマルチコア光ファイバである。図８から図９まででは、１２芯のマルチコア光ファイバについて、本発明を適用しているが、任意の芯数のマルチコア光ファイバについて、本発明を適用してもよい。   Sections of the multi-core optical fiber according to the second embodiment are shown in FIGS. The multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 8 is a multi-core optical fiber having 12 cores composed of three core group parts 134 and a crosstalk blocking part 135. The multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 9 is a multi-core optical fiber having 12 cores composed of three core group parts 134 and having a low refractive index part 136 in the crosstalk blocking part 135. 8 to 9, the present invention is applied to a 12-core multicore optical fiber, but the present invention may be applied to a multicore optical fiber having an arbitrary number of cores.

図８に示したマルチコア光ファイバ１３では、クロストーク遮断部１３５は、コアグループ部１３４の間を他のコア１３１を介することなく引き離すことにより、コアグループ部１３４の間のクロストークを遮断し、あるコア１３１に最近接するコア１３１は、最大で３芯に留まる。図９に示したマルチコア光ファイバ１３では、低屈折率部１３６の屈折率は、コア１３１の周囲に位置するクラッドの屈折率より小さく、クロストーク遮断効果が高く、あるコア１３１に最近接するコア１３１は、最大で３芯に留まる。   In the multicore optical fiber 13 shown in FIG. 8, the crosstalk blocking unit 135 blocks the crosstalk between the core group units 134 by separating the core group units 134 without passing through the other cores 131. The core 131 that is closest to a certain core 131 stays at a maximum of 3 cores. In the multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 9, the refractive index of the low refractive index portion 136 is smaller than the refractive index of the cladding positioned around the core 131, has a high crosstalk blocking effect, and is closest to a certain core 131. Stays up to 3 cores.

次に、クロストーク除去部１５３の処理について説明する。クロストーク除去部１５３は、コアグループ部１３４毎のチャネル信号についてのチャネル行列、及び光電変換部１５１が受信したチャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置１１が送信したチャネル信号の電界または強度を演算する。具体的には、複数の光電変換部１５１が受信したコアグループ部１３４毎のチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルは、複数の光送信装置１１が送信したコアグループ部１３４毎のチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルに、コアグループ部１３４毎のチャネル行列を乗算したものとなる。よって、複数の光送信装置１１が送信したコアグループ部１３４毎のチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルは、複数の光電変換部１５１が受信したコアグループ部１３４毎のチャネル信号の電界または強度を示す列ベクトルに、コアグループ部１３４毎のチャネル行列の逆行列を乗算したものとなる。これにより、クロストーク除去部１５３は、最近接するコア１３１の間のクロストークを除去することができる。   Next, processing of the crosstalk removing unit 153 will be described. Based on the channel matrix for the channel signal for each core group unit 134 and the electric field or intensity of the channel signal received by the photoelectric conversion unit 151, the crosstalk removing unit 153 receives the electric field of the channel signal transmitted by the optical transmitter 11 or Calculate the intensity. Specifically, the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal for each core group unit 134 received by the plurality of photoelectric conversion units 151 is the channel vector for each core group unit 134 transmitted by the plurality of optical transmitters 11. The column vector indicating the electric field or intensity is multiplied by the channel matrix for each core group unit 134. Therefore, the column vector indicating the electric field or intensity of the channel signal for each core group unit 134 transmitted by the plurality of optical transmitters 11 is the electric field or intensity of the channel signal for each core group unit 134 received by the plurality of photoelectric conversion units 151. Is multiplied by the inverse matrix of the channel matrix for each core group unit 134. Thereby, the crosstalk removing unit 153 can remove the crosstalk between the cores 131 that are closest to each other.

図４に示したマルチコア光ファイバ１３を用いると、チャネル行列の逆行列を求めるために、偏波多重を考慮して、（１２×２）×（１２×２）＝５７６回の演算が要る。図８又は図９に示したマルチコア光ファイバ１３を用いると、チャネル行列の逆行列を求めるために、偏波多重を考慮して、（４×２）×（４×２）＝６４回の演算で済む。コアグループ部１３４毎のチャネル行列を、光伝送システムの設置時点で、測定又は計算で求めて固定して記憶してもよい。クロストーク除去の処理負担をさらに低減することができる。   When the multicore optical fiber 13 shown in FIG. 4 is used, (12 × 2) × (12 × 2) = 576 operations are required in consideration of polarization multiplexing in order to obtain an inverse matrix of the channel matrix. . When the multi-core optical fiber 13 shown in FIG. 8 or FIG. 9 is used, in order to obtain the inverse matrix of the channel matrix, (4 × 2) × (4 × 2) = 64 operations in consideration of polarization multiplexing. Just do it. The channel matrix for each core group unit 134 may be obtained by measurement or calculation and fixed and stored at the time of installation of the optical transmission system. The processing load for crosstalk removal can be further reduced.

以上に説明したように、全コアをまとめてチャネル行列の演算をするのではなく、コアグループ部毎にチャネル行列の演算をするため、マルチコア光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、クロストーク除去の処理負担を低減することができる。コア数又はチャネル数が大幅に増大しても、クロストーク除去の処理負担は大幅には増大しない。   As described above, since the channel matrix is calculated for each core group part instead of performing the calculation of the channel matrix for all the cores, the crosstalk elimination is performed in the optical transmission system using the multicore optical fiber. The processing burden can be reduced. Even if the number of cores or the number of channels is significantly increased, the processing load for removing crosstalk is not significantly increased.

本発明に係る光受信装置、マルチコア光ファイバ及び光伝送システムは、光伝送システムの大容量化を目指すにあたり、コア数又はチャネル数を増大させても、クロストーク除去の処理負担を増大させないことができる。   The optical receiver, multi-core optical fiber, and optical transmission system according to the present invention may not increase the processing load for crosstalk removal even if the number of cores or the number of channels is increased in order to increase the capacity of the optical transmission system. it can.

１１：光送信装置
１２：結合器
１３：マルチコア光ファイバ
１４：分離器
１５：光受信装置
１３１：コア
１３２：クロストーク遮断部
１３３：低屈折率部
１３４：コアグループ部
１３５：クロストーク遮断部
１３６：低屈折率部
１５１：光電変換部
１５２：信号処理部
１５３：クロストーク除去部
１５４：クロストーク量記憶部

11: Optical transmitter 12: Coupler 13: Multi-core optical fiber 14: Separator 15: Optical receiver 131: Core 132: Crosstalk blocking unit 133: Low refractive index unit 134: Core group unit 135: Crosstalk blocking unit 136 : Low refractive index unit 151: Photoelectric conversion unit 152: Signal processing unit 153: Crosstalk removal unit 154: Crosstalk amount storage unit

Claims (2)

複数のコアを１つのグループにまとめたコアグループ部を複数備え、前記コアグループ部の間のクロストークを遮断されたマルチコア光ファイバを接続され、前記マルチコア光ファイバからチャネル信号を受信するチャネル信号受信部と、
前記コアグループ部毎の前記チャネル信号の間のクロストーク量を非対角要素として含む前記コアグループ部毎の前記チャネル信号についてのチャネル行列、及び前記チャネル信号受信部が受信した前記チャネル信号の電界または強度に基づいて、光送信装置が送信した前記チャネル信号の電界または強度を演算するチャネル信号演算部と、
を備え、
前記チャネル行列は、最近接するコアの間については前記非対角要素が有限値であり、最近接しないコアの間については前記非対角要素が０であることを特徴とする光受信装置。 Channel signal reception comprising a plurality of core group units each including a plurality of cores combined into one group, connected to a multi-core optical fiber in which crosstalk between the core group units is blocked, and receiving a channel signal from the multi-core optical fiber And
A channel matrix for the channel signal for each core group part including a crosstalk amount between the channel signals for each core group part as a non-diagonal element , and an electric field of the channel signal received by the channel signal receiving part Alternatively, based on the intensity, a channel signal calculation unit that calculates the electric field or intensity of the channel signal transmitted by the optical transmission device;
Equipped with a,
The channel matrix is a finite value the non-diagonal elements for between core closest, the optical receiving apparatus the off-diagonal elements and wherein 0 Der Rukoto about between the core which is not in contact recently. 複数のコアを１つのグループにまとめた複数のコアグループ部、並びに、前記コアグループ部の間を他のコアを介することなく引き離すことにより、前記コアグループ部の間のクロストークを遮断するクロストーク遮断部を備えるマルチコア光ファイバと、
請求項１に記載の光受信装置と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。 A plurality of core group portions in which a plurality of cores are grouped into one group, and crosstalk that blocks crosstalk between the core group portions by separating the core group portions without passing through another core. A multi-core optical fiber including a blocking unit;
An optical receiver according to claim 1;
An optical transmission system comprising:
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