JP6009953B2 - Optical receiver - Google Patents
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本発明は、光通信システムで使用する光受信装置に関する。 The present invention relates to an optical receiver used in an optical communication system.
例えば、非特許文献1は、64QAM(直交振幅変調)の変調方式を使用する光通信システムを開示している。
For example, Non-Patent
例えば、光送信装置における変調器の不均衡により、光通信システムにおいては、光送信装置から光受信装置に向かう反射波が生じ得る。この反射光は、光送信装置から光受信装置に送信される本来の光信号から生じたものであり、本来の光信号に対して所定の時間だけ遅れて本来の光信号に重畳される。反射波の発生の一例として、マッハツェンダ光変調器に対してデータ値に応じた電気信号を印加するための回路のインピーダンス不整合がある。具体的には、この回路のインピーダンス不整合により、この回路に印加した電気信号の反射波である反射電気信号が生じ、これにより、連続光がこの反射電気信号によっても変調されることで反射波が生じる。 For example, in the optical communication system, a reflected wave from the optical transmission device to the optical reception device may be generated due to the imbalance of the modulator in the optical transmission device. The reflected light is generated from the original optical signal transmitted from the optical transmitter to the optical receiver, and is superimposed on the original optical signal with a predetermined time delay from the original optical signal. As an example of generation of a reflected wave, there is an impedance mismatch of a circuit for applying an electric signal corresponding to a data value to a Mach-Zehnder optical modulator. Specifically, the impedance mismatch of this circuit produces a reflected electrical signal that is a reflected wave of the electrical signal applied to this circuit, and as a result, the continuous light is also modulated by this reflected electrical signal. Occurs.
本発明は、光送信装置から反射光を含む光信号を受信したとしても、この反射光を抑圧してその影響を抑える光受信装置を提供するものである。 The present invention provides an optical receiver that suppresses the influence by suppressing the reflected light even when an optical signal including the reflected light is received from the optical transmitter.
本発明の一側面によると、光受信装置であって、受信した光信号のシンボルに対応し、複素平面上の信号位置を示す第1の複素値を、最後に受信したシンボルから、過去、所定のシンボル数だけ保持する第1の保持手段と、前記第1の保持手段が保持する第1の複素値それぞれの複素共役である第2の複素値を保持する第2の保持手段と、前記第1の複素値及び前記第2の複素値それぞれに乗ずる係数を決定する係数決定手段と、前記係数決定手段が決定した各係数と、前記第1の複素値及び前記第2の複素値とを乗じた値の和を、フィルタ後の前記複素平面上の信号位置として出力する出力手段と、を備えており、前記係数決定手段は、前記出力手段の出力値と、前記シンボルの基準位置との誤差に基づき、前記係数を更新することを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, an optical receiver is configured to receive a first complex value corresponding to a symbol of a received optical signal and indicating a signal position on a complex plane in the past from a symbol received last. First holding means for holding the number of symbols, second holding means for holding a second complex value that is a complex conjugate of each of the first complex values held by the first holding means, A coefficient determining means for determining a coefficient to be multiplied to each of the complex value of 1 and the second complex value; each coefficient determined by the coefficient determining means; and the first complex value and the second complex value. Output means for outputting the sum of the obtained values as a signal position on the complex plane after filtering, wherein the coefficient determining means is an error between the output value of the output means and the reference position of the symbol. The coefficient is updated based on To.
光送信装置から反射光を含む光信号を受信したとしても、この反射光を抑圧してその影響を抑えることが可能になる。 Even if an optical signal including reflected light is received from the optical transmitter, the reflected light can be suppressed to suppress the influence thereof.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
図1は、本実施形態による光受信装置の概略的な構成図である。本実施形態による光受信装置2は、光送信装置1から、例えば、64直交振幅変調(QAM)といった、任意の変調方式に従い変調された光信号を受信する。なお、この光信号には、光送信装置1における不均衡により、送信すべき光信号の複数の反射波が、所定の時間だけ遅れた状態で重畳されている可能性があるものとする。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical receiver according to the present embodiment. The
本実施形態による光受信装置2は、光/電気(O/E)変換部21と、等化部22と、フィルタ部23と、を備えている。光/電気(O/E)変換部21は、受信した光信号を電気信号に変換し、同相成分(I)の振幅情報を示す信号と、直交成分(Q)の振幅情報を示す信号を出力する。つまり、O/E変換部21は、複素(IQ)平面上の位置を示す信号を出力する。なお、以下の説明において、IQ平面上の位置を示す信号を複素信号と呼ぶものとする。
The
等化部22は、種々の公知のアルゴリズムを使用して、O/E変換部21から受信する複素信号を等化する。つまり、O/E変換部21から受信する複素信号が示すIQ平面上の位置を、そのときの等化情報に基づき変換して、IQ平面上の同じ又は他の位置を示す複素信号を出力する。なお、等価部22は、例えば、定包絡線基準アルゴリズム(CMA:Constant−Modulus Algorithm)や、半径指向アルゴリズム(RDA:Radius−Directed Algorithm)を使用することができる。なお、等化部22の等化対象は、光伝送路で生じる信号の変化である。
The
フィルタ部23は、等化部22から受信する複素信号に対してディジタル・フィルタ処理を行い反射成分の除去を行う。ここで、本実施形態のフィルタ部23の構成について説明する前に非特許文献1が開示しているフィルタ部の構成について説明する。
The
図2は、非特許文献1が開示しているフィルタ部の概略的な構成を示す図である。シフトレジスタ50には、等化後の複素信号が入力される。図2に示す様に、シフトレジスタ50はN個のレジスタを有し、各レジスタには、受信した光信号の1つのシンボルに対応する複素信号の複素値が保持される。係数処理部51は、シフトレジスタ50の各レジスタに対応する乗算部を有し(図では三角形で表示)、各乗算部は、対応するレジスタの値と、そのときに設定されている係数とを乗じた値を出力する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a filter unit disclosed in Non-Patent
加算部52は、係数処理部51が出力する各値を加算して出力する。加算部52の出力は、フィルタ部でのフィルタ後の出力であり、フィルタ後の出力は、フィルタ部の下流にある復号部において、変調方式に応じた各信号位置と比較されて復号される。一方、係数更新部53は、加算部52が出力するフィルタ後の複素値と、変調方式に応じた理想的な信号位置である基準位置との差である誤差を求め、この誤差に基づき、係数処理部51の各係数、図2ではa1〜aNの値を更新する。なお、係数の更新には、等化器で使用する公知のアルゴリズム、例えば、最小平均二乗法(LMS:Least−Mean−Square)を使用することができる。
The adding
例えば、反射波がNシンボルだけ遅れて重畳し、その振幅が元の信号の0.1倍であるとすると、図2の係数aNを−0.1とすることでこの反射波を除去することができる。この様に、反射光が、元の信号の振幅だけが変化したものであり、その位相が元の信号と同じであるのであれば、図2の構成において反射光を除去することができる。しかしながら、元の信号に対する反射光の振幅の比が、同相(I)方向と直交(Q)方向で異なり、よって、反射光の位相が、元の信号に対して変化するのであれば、図2の構成で反射光を除去することはできない。 For example, if the reflected wave is superimposed with a delay of N symbols and its amplitude is 0.1 times the original signal, the reflected wave is removed by setting the coefficient a N in FIG. 2 to −0.1. be able to. In this way, if the reflected light has only the amplitude of the original signal changed and the phase thereof is the same as that of the original signal, the reflected light can be removed in the configuration of FIG. However, if the ratio of the amplitude of the reflected light to the original signal is different in the in-phase (I) direction and the quadrature (Q) direction, and therefore the phase of the reflected light changes with respect to the original signal, FIG. The reflected light cannot be removed with this configuration.
したがって、本実施形態では、図3に示す様にフィルタ部23を構成する。図3のフィルタ部23において、等化部22からの複素値は2分岐され、一方は、シフトレジスタ50に入力される。また、他方は、変換部54において共役複素値に変換されてシフトレジスタ55に入力される。つまり、入力される複素値がa+jbである場合、変換部54は、a−jbを出力する。シフトレジスタ50及びシフトレジスタ55は、N個のレジスタを有している。なお、レジスタ数Nは、光受信装置が受信する信号に含まれる反射光の遅延量の最大値に対応するシンボル数より大きくする。シフトレジスタ50の各レジスタには、変調信号の1つのシンボルに対応する複素信号の複素値が保持され、シフトレジスタ55の各レジスタには、シフトレジスタ50の対応するレジスタの複素共役が保持される。
Therefore, in this embodiment, the
係数処理部51は、シフトレジスタ50の各レジスタに対応する乗算部を有し(図では三角形で表示)、各乗算部は、対応するレジスタの値と、そのときに設定されている係数とを乗じた値を出力する。同様に、係数処理部56は、シフトレジスタ55の各レジスタに対応する乗算部を有し、各乗算部は、対応するレジスタの値と、そのときに設定されている係数とを乗じた値を出力する。
The
加算部52は、係数処理部51及び56が出力する各値を加算して出力する。加算部52の出力は、フィルタ部23でのフィルタ後の出力であり、フィルタ後の出力は、フィルタ部の下流にある復号部において、変調方式に応じた各信号位置と比較されて復号される。一方、係数更新部53は、加算部52が出力するフィルタ後の複素値と、変調方式に応じた理想的な信号位置である基準位置との差である誤差を求め、この誤差に基づき、係数処理部51及び56の各係数、図3ではa1〜aN及びb1〜bNを更新する。なお、係数の更新には、等化器で使用する公知のアルゴリズム、例えば、最小平均二乗法(LMS:Least−Mean−Square)を使用することができる。
The
例えば、反射波がNシンボルだけ遅れて重畳し、その振幅がI方向においては0.1倍であり、Q方向においては0.2倍であるものとする。例えば、図3のレジスタSNに格納されている複素値が8+4jであるとすると、レジスタS1に格納されている複素値に重畳されている反射光は0.8+0.8jとなる。この場合、図3の係数aNを−0.15とし、係数bNを+0.05とする。その場合、係数aNの乗算器からは、−1.2−0.6jが出力され、係数bNの乗算器からは、0.4−0.2jが出力され、よって、両値の和は、−0.8−0.8jと反射光を除去することができる。 For example, the reflected wave is superimposed with a delay of N symbols, and the amplitude thereof is 0.1 times in the I direction and 0.2 times in the Q direction. For example, the complex values stored in the register S N in Figure 3 is assumed to be 8 + 4j, reflected light superimposed on the complex values stored in the register S 1 becomes 0.8 + 0.8 J. In this case, the coefficient a N in FIG. 3 is set to −0.15, and the coefficient b N is set to +0.05. In that case, from the multiplier factor a N, -1.2-0.6j is output from the multiplier coefficients b N, 0.4-0.2j is output, therefore, the sum of the two values Can remove reflected light of -0.8-0.8j.
以上の構成により、反射波が同相方向と直交方向で異なったとしても受信側において反射波の影響を除去することができる。なお、上記実施形態は、シフトレジスタと乗算器を使用する形態であったが本発明はその様な形態に限定されない。つまり、受信した過去のN個のシンボルに対応する複素値と、その共役複素値をメモリ等に記憶し、さらに、乗算器の各係数に対応する値もメモリ等に記憶し、プロセッサにより乗算及び加算処理を行ってフィルタ後の複素値を出力し、かつ、係数の更新を行う形態とすることもできる。 With the above configuration, even if the reflected wave is different between the in-phase direction and the orthogonal direction, the influence of the reflected wave can be removed on the reception side. In the above embodiment, a shift register and a multiplier are used. However, the present invention is not limited to such a form. That is, the complex value corresponding to the received N symbols in the past and the conjugate complex value thereof are stored in a memory or the like, and further, the value corresponding to each coefficient of the multiplier is also stored in the memory or the like. An addition process may be performed to output a filtered complex value, and a coefficient may be updated.
Claims (4)
受信した光信号のシンボルに対応し、複素平面上の信号位置を示す第1の複素値を、最後に受信したシンボルから、過去、所定のシンボル数だけ保持する第1の保持手段と、
前記第1の保持手段が保持する第1の複素値それぞれの複素共役である第2の複素値を保持する第2の保持手段と、
前記第1の複素値及び前記第2の複素値それぞれに乗ずる係数を決定する係数決定手段と、
前記係数決定手段が決定した各係数と、前記第1の複素値及び前記第2の複素値とを乗じた値の和を、フィルタ後の前記複素平面上の信号位置として出力する出力手段と、
を備えており、
前記係数決定手段は、前記出力手段の出力値と、前記シンボルの基準位置との誤差に基づき、前記係数を更新することを特徴とする光受信装置。 An optical receiver,
First holding means for holding a first complex value corresponding to a symbol of a received optical signal and indicating a signal position on a complex plane from the last received symbol by a predetermined number of symbols in the past;
Second holding means for holding a second complex value that is a complex conjugate of each of the first complex values held by the first holding means;
Coefficient determining means for determining a coefficient to be multiplied to each of the first complex value and the second complex value;
An output means for outputting a sum of values obtained by multiplying each coefficient determined by the coefficient determination means and the first complex value and the second complex value as a signal position on the complex plane after filtering;
With
The optical reception apparatus, wherein the coefficient determination unit updates the coefficient based on an error between an output value of the output unit and a reference position of the symbol.
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