JP6378649B2 - Chromatic dispersion estimation apparatus and optical transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、波長分散推定装置及び光伝送システムに関する。 The present invention relates to a chromatic dispersion estimation device and an optical transmission system.
光通信の伝搬路である光ファイバでは、光ファイバの屈折率の波長依存性のために、光ファイバ内を伝搬する光信号に伝搬速度の差が生じる。そのため、光ファイバを伝搬して受信装置で受信された光信号は、波形歪みを含んでいる。この波形歪みは、波長分散といわれる。波長分散は、伝搬路として用いられる光ファイバと逆特性を有する分散補償ファイバを用いることで補償されていた(例えば、非特許文献1)。 In an optical fiber which is a propagation path for optical communication, a difference in propagation speed occurs in an optical signal propagating in the optical fiber due to the wavelength dependence of the refractive index of the optical fiber. For this reason, the optical signal propagated through the optical fiber and received by the receiving device includes waveform distortion. This waveform distortion is called chromatic dispersion. The chromatic dispersion has been compensated by using a dispersion compensating fiber having a characteristic opposite to that of an optical fiber used as a propagation path (for example, Non-Patent Document 1).
しかし、分散補償ファイバを用いる場合には、伝搬路に用いられている光ファイバの特性を事前に測定し、当該伝送路における波長分散の特性を特定し、特定した特性に対して逆の特性を有する分散補償ファイバを選択する必要がある。伝搬路が複数ある場合には、伝送路ごとに補償分散ファイバを選ぶことで、補償量を調整しなければならず、運用性が損なわれていた。また、伝送路を切り替える際には、波長分散の特性を再度特定したり、分散補償ファイバを交換したりする作業が必要となり、保守性も損なわれていた。 However, when using a dispersion-compensating fiber, the characteristics of the optical fiber used in the propagation path are measured in advance, the characteristics of chromatic dispersion in the transmission path are specified, and the opposite characteristics to the specified characteristics are obtained. It is necessary to select a dispersion compensating fiber having the same. When there are a plurality of propagation paths, the compensation amount must be adjusted by selecting a compensation dispersion fiber for each transmission path, and the operability is impaired. Further, when switching the transmission line, it is necessary to specify the characteristics of chromatic dispersion again, or to exchange the dispersion compensating fiber, and maintainability is also impaired.
そこで、近年、デジタル信号処理によって波長分散を補償する方法が提案され、実用されている。この方法では、受信装置において受信された光信号から、光信号に生じた波長分散が推定され、推定された波長分散の特性と逆の特性を受信された光信号に適用することにより、波形歪みを除去又は低減することができる。 Therefore, in recent years, a method for compensating for chromatic dispersion by digital signal processing has been proposed and put into practical use. In this method, the chromatic dispersion generated in the optical signal is estimated from the optical signal received by the receiver, and the waveform distortion is obtained by applying a characteristic opposite to the estimated chromatic dispersion characteristic to the received optical signal. Can be removed or reduced.
伝搬路である光ファイバを伝搬した光信号から、光信号に生じた波長分散を推定するためには、送信側において光信号に冗長な信号を付与する方法と、光信号に冗長な信号を付与しない方法とがある。 In order to estimate the chromatic dispersion generated in the optical signal from the optical signal propagated through the optical fiber that is the propagation path, a method for adding a redundant signal to the optical signal on the transmission side and a redundant signal to the optical signal are provided. There is a way to not.
前者の方法は、例えば送信すべき情報系列に対して送信側でトレーニング信号などの既知の信号を付与し、受信側で受信した光信号から既知の信号を抽出することで波長分散を推定し、補償する。このような方法の一例が非特許文献2に記載されており、記載の方法によれば、2,000km以上の単一モードファイバの累積波長分散40,000ps/nmを±200ps/nm以内で推定し、補償可能であることが記載されている。しかし、この方法では、伝送すべきデータを所定の時間内に伝送するためには、ビットレートを上昇させる必要があり、電気及び光フィルタリングの影響を受けて光信号が劣化する問題がある。ビットレートを上昇させない場合には、実効伝送レートが下がってしまう問題がある。 The former method, for example, gives a known signal such as a training signal on the transmission side to the information sequence to be transmitted, and estimates the chromatic dispersion by extracting the known signal from the optical signal received on the reception side, To compensate. An example of such a method is described in Non-Patent Document 2, and according to the described method, a cumulative chromatic dispersion of 40,000 ps / nm of a single mode fiber of 2,000 km or more is estimated within ± 200 ps / nm. It is described that it can be compensated. However, in this method, in order to transmit data to be transmitted within a predetermined time, it is necessary to increase the bit rate, and there is a problem that the optical signal is deteriorated due to the influence of electricity and optical filtering. If the bit rate is not increased, there is a problem that the effective transmission rate decreases.
また、後者の方法は、光通信におけるデジタル信号処理で用いられている適応等化器のフィルタ係数から分散値を推定する。このような方法の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1には、信号処理システムが、信号における波長分散を含む偏波に依存しない信号歪を補償する第1のフィルタ部と、第1のフィルタ部の出力に対して偏波に依存する信号歪を適応等化フィルタを用いて補償する第2のフィルタ部と、第2のフィルタ部の適応等化フィルタにおいて用いられるタップ係数に基づいて偏波に依存しない信号歪に対応する伝達関数を算出し、算出した伝達関数に基づいて第1のフィルタ部におけるタップ係数を更新するフィードバック部とを備える、ことが記載されている。つまり、波長分散の分散値の推定は、第2のフィルタ部のタップ数に制限されることになり、分散値の推定範囲が制限される問題がある。
In the latter method, a variance value is estimated from filter coefficients of an adaptive equalizer used in digital signal processing in optical communication. An example of such a method is described in
上記事情に鑑み、本発明は、波長分散を推定するためのトレーニング信号を用いずに、推定範囲が制限されない波長分散の推定を行える波長分散推定装置及び光伝送システムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a chromatic dispersion estimation apparatus and an optical transmission system that can estimate chromatic dispersion without limiting the estimation range without using a training signal for estimating chromatic dispersion. .
本発明の一態様は、受信した光信号を光電気変換して得られる電気信号に対するフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、前記周波数領域の信号に対して一定の期間に亘る平均化を行う平均化部と、前記平均化部により平均化された前記周波数領域の信号を基準点に対して対称に反転させるスペクトル反転部と、前記スペクトル反転部により得られた信号と前記周波数領域の信号との乗算結果から前記光信号に生じた波長分散の周波数応答を推定する波長分散推定部と、を備える波長分散推定装置である。 One embodiment of the present invention includes a Fourier transform unit that transforms a received optical signal into a frequency domain signal by Fourier transform on the electrical signal obtained by opto-electrical conversion, and a certain period of time for the frequency domain signal. An averaging unit that performs averaging, a spectrum inversion unit that inverts the frequency domain signal averaged by the averaging unit symmetrically with respect to a reference point, a signal obtained by the spectrum inversion unit, and the frequency A chromatic dispersion estimation device comprising: a chromatic dispersion estimation unit that estimates a frequency response of chromatic dispersion generated in the optical signal from a multiplication result with a signal in a region.
また、本発明の一態様は、上記の波長分散推定装置において、前記波長分散推定部により推定された波長分散の周波数応答に基づいて、前記電気信号の波長分散を補償する補償部を備える。 According to another aspect of the present invention, the chromatic dispersion estimation apparatus includes a compensation unit that compensates the chromatic dispersion of the electrical signal based on a frequency response of the chromatic dispersion estimated by the chromatic dispersion estimation unit.
また、本発明の一態様は、上記の波長分散推定装置において、前記波長分散推定部は、推定した波長分散の周波数応答に基づいた補償信号を生成し、前記補償部は、前記周波数領域の信号と前記補償信号とを乗算することにより、波長分散を補償する。 Further, according to one aspect of the present invention, in the chromatic dispersion estimation apparatus, the chromatic dispersion estimation unit generates a compensation signal based on the estimated frequency response of the chromatic dispersion, and the compensation unit is a signal in the frequency domain. Is multiplied by the compensation signal to compensate for chromatic dispersion.
また、本発明の一態様は、上記の波長分散推定装置において、前記周波数領域の信号と前記補償信号との乗算結果に対して逆フーリエ変換を行うことにより、波長分散が補償された前記電気信号を生成する逆フーリエ変換部を備える。 According to another aspect of the present invention, in the above chromatic dispersion estimation apparatus, the electrical signal in which chromatic dispersion is compensated by performing inverse Fourier transform on a multiplication result of the signal in the frequency domain and the compensation signal. The inverse Fourier transform part which produces | generates is provided.
また、本発明の一態様は、送信するデータに応じた光信号を光ファイバ伝送路に出力する送信装置と、前記光ファイバ伝送路を伝搬した光信号を受信する受信装置とを備える光伝送システムであって、前記送信装置は、前記データに基づいた1次元変調を無変調光に対して行い、前記光信号を生成する1次元光変調部、を備え、前記受信装置は、受信した前記光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、前記電気信号に対するフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、前記周波数領域の信号に対して一定の期間に亘る平均化を行う平均化部と前記平均化部により平均化された前記周波数領域の信号を基準点に対して対称に反転させるスペクトル反転部と、前記スペクトル反転部により得られた信号と前記周波数領域の信号との乗算結果から前記光信号に生じた波長分散の周波数応答を推定する波長分散推定部と、前記波長分散推定部により推定された波長分散の周波数応答に基づいて、前記電気信号の波長分散を補償する補償部と、を備える、光伝送システムである。 According to another aspect of the present invention, an optical transmission system includes a transmission device that outputs an optical signal corresponding to data to be transmitted to an optical fiber transmission line, and a reception device that receives the optical signal propagated through the optical fiber transmission line. The transmission device includes a one-dimensional light modulation unit that performs one-dimensional modulation on the unmodulated light based on the data and generates the optical signal, and the reception device receives the received light An opto-electric conversion unit that converts a signal into an electrical signal, a Fourier transform unit that converts the signal into a frequency domain signal by Fourier transform on the electrical signal, and an average that averages the frequency domain signal over a certain period A spectrum inversion unit that inverts the frequency domain signal averaged by the averaging unit and the averaging unit symmetrically with respect to a reference point, the signal obtained by the spectrum inversion unit, and the frequency domain A wavelength dispersion estimation unit for estimating a frequency response of chromatic dispersion generated in the optical signal from a multiplication result of the signal of the signal, and a wavelength of the electrical signal based on the frequency response of chromatic dispersion estimated by the chromatic dispersion estimation unit An optical transmission system comprising: a compensation unit that compensates for dispersion.
本発明によれば、波長分散を推定するためのトレーニング信号を用いずに、推定範囲が制限されない波長分散の推定を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to estimate chromatic dispersion without limiting the estimation range without using a training signal for estimating chromatic dispersion.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における波長分散推定補償装置及び光伝送システムを説明する。図1は、本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。光伝送システムは、送信装置1と光ファイバ伝送路2と受信装置3とを備える。送信装置1は、入力される送信データに基づいて送信光信号を生成し、生成した送信光信号を光ファイバ伝送路2へ出力する。送信光信号は、光ファイバ伝送路2により伝搬され、受信装置3へ到達する。受信装置3は、光ファイバ伝送路2により伝搬された送信光信号を受信光信号として受信する。受信装置3は、受信した受信光信号を電気信号へ変換し、電気信号に対する信号処理を行うことにより受信データを取得する。受信データは、光伝送システムにおける伝送品質が一定以上である場合、送信データと一致する。
Hereinafter, a chromatic dispersion estimation compensation device and an optical transmission system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system according to the present embodiment. The optical transmission system includes a
送信装置1は、1次元光変調部11を備える。1次元光変調部11は、送信データを入力し、一定の波長を有する無変調光に対して送信データに基づいた1次元変調を施す。1次元光変調部11は、1次元変調により得られた送信光信号を光ファイバ伝送路2へ出力する。ここで、1次元変調について説明する。図2は、1次元変調の一例を示す図である。図2において、横軸は光信号の同相成分を示し、縦軸は光信号の直交成分を示す。1次元変調は、例えば図2(a)に示すバイナリ位相シフトキーイング(Binary Phase Shift Keying:BPSK)や、図2(b)に示す4−レベル振幅シフトキーイング(4 Amplitude Shift Keying:4ASK)や、図2(c)に示す4−レベルパルス振幅変調(4 Pulse Amplitude Modulation:4PAM)などがある。1次元変調は、図2に示したように、信号点の各点が複素信号表示で直線上に並ぶように変調する方式である。また、1次元変調として、図2に示していない、強度変調(On-Off Keying:OOK)などの他の変調を用いてもよい。
The
図1に戻り、光伝送システムの説明を続ける。受信装置3は、光・電気変換回路31と、デジタル信号処理部32とを備える。光・電気変換回路31は、光ファイバ伝送路2を介して受信した受信光信号を電気信号に変換し、電気信号から同相成分と直交成分との信号を取得する。光・電気変換回路31は、同相成分と直交成分との信号をデジタル信号処理部32へ出力する。受信装置3がコヒーレント受信機である場合、光・電気変換回路31は、例えば局発光源、偏波ビームスプリッタ、光90度ハイブリッド、フォトディテクタ、トランスインピーダンスアンプ、アナログデジタル変換器などを含み構成される。
Returning to FIG. 1, the description of the optical transmission system will be continued. The
デジタル信号処理部32は、周波数領域処理回路33と波長分散推定・補償回路34と時間領域処理回路35とシンボル判定回路36とを備える。周波数領域処理回路33は、光・電気変換回路31から同相成分と直交成分との信号を入力し、入力した信号に対して周波数領域における処理を行う。周波数領域処理回路33は、同相成分と直交成分との信号から得られる周波数領域の信号を、波長分散推定・補償回路34へ出力する。また、周波数領域処理回路33は、周波数領域における処理を施した信号を時間領域処理回路35へ出力する。波長分散推定・補償回路34は、周波数領域処理回路33から入力する信号に基づいて、受信光信号における波長分散を推定する。波長分散推定・補償回路34は、推定した波長分散に基づいた補償信号を生成し、周波数領域処理回路33へ出力する。時間領域処理回路35は、周波数領域処理回路33から入力する信号に対して適応等化やタイミングリカバリなどの時間領域における信号処理を施し、シンボル判定回路36へ出力する。シンボル判定回路36は、時間領域処理回路35から入力する信号に基づいて受信データを生成し、生成した受信データを外部又は上位の装置へ出力する。
The digital
図3は、本実施形態における周波数領域処理回路33と波長分散推定・補償回路34との構成例を示すブロック図である。以下、図3や数式などにおいて変数などの上に記載される記号(^:ハット、 ̄:オーバライン)は、変数の前に記載する。例えば、^A(ω)と記載する。周波数領域処理回路33は、FFT処理部331と乗算部332とIFFT処理部333とを備える。FFT処理部331は、周波数領域処理回路33に入力される信号r(n)に対してFFTを施し、周波数領域の信号R(ω)へ変換する。FFT処理部331は、信号R(ω)を乗算部332と波長分散推定・補償回路34とへ出力する。乗算部332は、FFT処理部331から入力する信号R(ω)と、波長分散推定・補償回路34から入力する補償信号^D(ω)とを乗算し、乗算結果をIFFT処理部333へ出力する。IFFT処理部333は、乗算結果に対してIFFTを施し、時間領域の信号^a(n)へ変換する。IFFT処理部333は、信号^a(ω)を時間領域処理回路35へ出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the frequency
波長分散推定・補償回路34は、平均化部341とスペクトル反転部342と乗算部343と波長分散推定部344とを備える。平均化部341は、FFT処理部331から入力する信号R(ω)に対して一定期間に亘る平均化を施し、信号R(ω)を平均化した信号 ̄R(ω)を算出する。平均化部341は、信号 ̄R(ω)をスペクトル反転部342と乗算部343とへ出力する。スペクトル反転部342は、平均化部341から入力される信号 ̄R(ω)を、基準点に対して対称に反転させた信号 ̄R(−ω)を生成する。スペクトル反転部342は、生成した信号 ̄R(−ω)を乗算部343へ出力する。なお、スペクトル反転部342において用いる基準点(周波数)は、例えば送信装置1と受信装置3との周波数差に基づいて予め定められる。
The chromatic dispersion estimation /
乗算部343は、平均化部341から入力される ̄R(ω)と、スペクトル反転部342から入力される ̄R(−ω)とを乗算し、乗算結果 ̄R(ω)・ ̄R(−ω)を波長分散推定部344へ出力する。波長分散推定部344は、入力される乗算結果 ̄R(ω)・ ̄R(−ω)から、光ファイバ伝送路2における波長分散を推定する。波長分散推定部344は、波長分散の推定結果に基づいて生成した補償信号^D(ω)を周波数領域処理回路33へ出力する。
The
以下、周波数領域処理回路33と波長分散推定・補償回路34とにおける信号処理について説明する。光・電気変換回路31により得られる電気信号(受信信号)r(n)は、式(1)で書き表せる。
ここで、a(n)は、送信データであり、実信号である。d(n)は、光ファイバ伝送路2で生じる波長分散の時間応答である。w(n)は、送信装置1や受信装置3における増幅などで発生する加法性雑音である。丸(○)の内側にバツ(×)が記載された記号は、畳み込み演算子である。FFT処理部331により受信信号r(n)は、信号R(ω)に変換され、式(2)となる。
ここで、D(ω)は式(3)で書ける。ただし、δは、光ファイバ伝送路2で生じた波長分散の総量を表す。
平均化部341による平均化により、式(2)における加法性雑音w(n)に対応するW(ω)は互いに打ち消し合うため無視でき、式(2)の平均 ̄R(ω)は式(4)として得られる。
送信データa(n)が実信号であるので、式(5)が成り立つ。なお、A*はAの複素共役を表す。
また、スペクトル反転部342の出力は、式(6)となる。
以上より、乗算部343において得られる乗算結果は、式(7)となる。
式(7)における位相部分は、波長分散による周波数応答のみを含むので、式(7)の位相を特定すれば、波長分散の周波数応答を推定できる。式(8)における^δ(ω)を推定位相としたとき、式(9)で表される補償信号^D(ω)を受信信号R(ω)に乗算すれば、式(10)に示すように送信データa(n)の離散フーリエ変換結果のA(ω)を得ることができる。
以上説明したように、波長分散推定部344が、乗算部343から出力される乗算結果 ̄R(ω)・ ̄R(−ω)から推定位相^δ(ω)を算出し、式(9)で表される補償信号^D(ω)を周波数領域処理回路33へ出力する。周波数領域処理回路33において、乗算部332が、受信信号r(n)の離散フーリエ変換結果R(ω)と補償信号^D(ω)とを乗算することで、送信データa(n)の離散フーリエ変換結果のA(ω)を得ることができる。すなわち、乗算部332は、信号r(n)における波長分散を補償する補償部として動作する。IFFT処理部333は、離散フーリエ変換結果のA(ω)に対して逆フーリエ変換を施し、時間領域の信号に変換することにより、送信データa(n)の推定値^a(n)を得ることができる。なお、図3では、一つの信号r(n)に対する処理が記載されているが、上述の信号処理を同相成分の信号と直交成分の信号とのそれぞれに対する処理が周波数領域処理回路33及び波長分散推定・補償回路34において行われる。
As described above, the chromatic
本実施形態の波長分散推定・補償回路34によれば、信号スペクトルの対称性を利用して波長分散の周波数応答を推定することにより、トレーニング信号を用いることなく、波長分散の推定と、推定結果に基づいた補償信号を生成することができる。この補償信号を受信信号に乗じることにより、波長分散の補償を行うことができる。また、波長分散推定・補償回路34による波長分散の推定では、1次元変調の有する信号スペクトルの対称性を利用しているため、推定範囲が制限されることなく、波長分散の推定を行うことができる。
According to the chromatic dispersion estimation /
また、本実施形態の光伝送システムは、周波数領域処理回路33と波長分散推定・補償回路34とを備えることにより、トレーニング信号を用いることなく、波長分散の推定と補償とを行うことができる。すなわち、本実施形態の光伝送システムによれば、実効伝送レートを下げることなく、広範囲の波長分散の推定と補償とを行うことができる。また、フィルタ等を用いた波長分散の推定と補償とに比べ、フィルタにおける係数を定める必要がないため、光ファイバ伝送路2に変更などが生じた場合においても即座に波長分散の推定と補償を行うことができ、即応性が高い処理を行うことができる。
In addition, the optical transmission system of the present embodiment includes the frequency
図4は、本実施形態における光伝送システムの特性を示す図である。ここでは、1次元変調として、(−3,−1,+1,+3)の値を取り得る4ASKを用いた場合が示されている。図4において、横軸は光信号対雑音電力比(OSNR)を示し、縦軸は誤り率(BER)を示している。同図における実線のグラフは、4ASKの理論値を示している。光ファイバ伝送路で生じる波長分散の総量を150ns/nmとした場合の光伝送システムにおける誤り率を菱形(◆)の点で示している。同図から分かるように、本実施形態の光伝送システムにおける誤り率と、理論値とはほぼ一致しており、波長分散を推定するためのトレーニング信号などを用いずとも、広範囲の波長分散の推定と補償とを実現できることが分かる。 FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of the optical transmission system according to the present embodiment. Here, the case where 4ASK which can take the value of (-3, -1, +1, +3) is shown as one-dimensional modulation. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the optical signal-to-noise power ratio (OSNR), and the vertical axis indicates the error rate (BER). The solid line graph in the figure shows the theoretical value of 4ASK. The error rate in the optical transmission system when the total amount of chromatic dispersion generated in the optical fiber transmission line is 150 ns / nm is indicated by diamonds (♦). As can be seen from the figure, the error rate and the theoretical value in the optical transmission system of this embodiment are almost the same, and estimation of a wide range of chromatic dispersion is possible without using a training signal for estimating chromatic dispersion. It can be seen that and compensation can be realized.
上述した実施形態の受信装置におけるデジタル信号処理部32の全て又は一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。例えば、デジタル信号処理部32が有する構成要素それぞれ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、実行することによって実現してもよい。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすで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であってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
You may make it implement | achieve all or one part of the digital
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
例えば、フーリエ変換部としてのFFT処理部331と、平均化部341と、スペクトル反転部342と、乗算部343と、波長分散推定部344とは、周波数領域処理回路33と波長分散推定・補償回路34とに分かれた構成を説明したが、FFT処理部331と平均化部341とスペクトル反転部342と乗算部343と波長分散推定部344とを備えた波長分散推定装置として構成されてもよい。
For example, the
波長分散を推定するためのトレーニング信号を用いずに、推定範囲が制限されない波長分散の推定と補償とを行うことが不可欠な用途にも適用できる。 The present invention can also be applied to applications in which it is indispensable to perform estimation and compensation of chromatic dispersion whose estimation range is not limited without using a training signal for estimating chromatic dispersion.
1…送信装置
2…光ファイバ伝送路
3…受信装置
11…1次元光変調部
31…光・電気変換回路
32…デジタル信号処理部
33…周波数領域処理回路
34…波長分散推定・補償回路
35…時間領域処理回路
36…シンボル判定回路
331…FFT処理部
332…乗算部(補償部)
333…IFFT処理部
341…平均化部
342…スペクトル反転部
343…乗算部
344…波長分散推定部
DESCRIPTION OF
333 ...
Claims (5)
前記周波数領域の信号に対して一定の期間に亘る平均化を行う平均化部と、
前記平均化部により平均化された前記周波数領域の信号を基準点に対して対称に反転させるスペクトル反転部と、
前記スペクトル反転部により得られた信号と前記周波数領域の信号との乗算結果から前記光信号に生じた波長分散の周波数応答を推定する波長分散推定部と、
を備える波長分散推定装置。 A Fourier transform unit for transforming the received optical signal into a frequency domain signal by Fourier transform on the electrical signal obtained by photoelectric conversion;
An averaging unit that performs averaging over a certain period with respect to the signal in the frequency domain;
A spectrum inversion unit for inverting the frequency domain signal averaged by the averaging unit symmetrically with respect to a reference point;
A chromatic dispersion estimating unit that estimates a frequency response of chromatic dispersion generated in the optical signal from a multiplication result of the signal obtained by the spectrum inverting unit and the signal in the frequency domain;
A chromatic dispersion estimation apparatus comprising:
請求項1に記載の波長分散推定装置。 Based on the frequency response of the chromatic dispersion estimated by the chromatic dispersion estimation unit, the compensation unit for compensating the chromatic dispersion of the electrical signal,
The chromatic dispersion estimation apparatus according to claim 1.
前記補償部は、前記周波数領域の信号と前記補償信号とを乗算することにより、波長分散を補償する、
請求項2に記載の波長分散推定装置。 The chromatic dispersion estimation unit generates a compensation signal based on the estimated frequency response of chromatic dispersion,
The compensation unit compensates chromatic dispersion by multiplying the frequency domain signal and the compensation signal.
The chromatic dispersion estimation apparatus according to claim 2.
請求項3に記載の波長分散推定装置。 An inverse Fourier transform unit that generates the electrical signal in which chromatic dispersion is compensated by performing an inverse Fourier transform on a multiplication result of the signal in the frequency domain and the compensation signal;
The chromatic dispersion estimation apparatus according to claim 3.
前記送信装置は、
前記データに基づいた1次元変調を無変調光に対して行い、前記光信号を生成する1次元光変調部、
を備え、
前記受信装置は、
受信した前記光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、
前記電気信号に対するフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記周波数領域の信号に対して一定の期間に亘る平均化を行う平均化部と、
前記平均化部により平均化された前記周波数領域の信号を基準点に対して対称に反転させるスペクトル反転部と、
前記スペクトル反転部により得られた信号と前記周波数領域の信号との乗算結果から前記光信号に生じた波長分散の周波数応答を推定する波長分散推定部と、
前記波長分散推定部により推定された波長分散の周波数応答に基づいて、前記電気信号の波長分散を補償する補償部と、
を備える、
光伝送システム。 An optical transmission system comprising: a transmission device that outputs an optical signal corresponding to data to be transmitted to an optical fiber transmission line; and a reception device that receives the optical signal propagated through the optical fiber transmission line,
The transmitter is
A one-dimensional light modulator that performs one-dimensional modulation on the unmodulated light based on the data and generates the optical signal;
With
The receiving device is:
A photoelectric conversion unit that converts the received optical signal into an electrical signal;
A Fourier transform unit for transforming the electrical signal into a frequency domain signal by Fourier transform;
An averaging unit that performs averaging over a certain period with respect to the signal in the frequency domain;
A spectrum inversion unit for inverting the frequency domain signal averaged by the averaging unit symmetrically with respect to a reference point;
A chromatic dispersion estimating unit that estimates a frequency response of chromatic dispersion generated in the optical signal from a multiplication result of the signal obtained by the spectrum inverting unit and the signal in the frequency domain;
Based on the frequency response of the chromatic dispersion estimated by the chromatic dispersion estimation unit, a compensation unit that compensates for the chromatic dispersion of the electrical signal;
Comprising
Optical transmission system.
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