JP6450210B2 - Optical transmitter and optical transmission method - Google Patents

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Description

本発明は、光送信機及び光送信方法に関する。   The present invention relates to an optical transmitter and an optical transmission method.

光通信システムの基幹網において、近年の通信トラヒックの拡大により100Gbps級伝送で標準的に採用されている変調方式であるDP−QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying)方式(例えば、非特許文献1参照)に変わり、次世代の400Gbps級伝送では、DP−QPSKより周波数利用効率の高い変調方式であるDP−16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)方式(例えば、非特許文献2参照)が検討されている。DP−16QAMでは、X偏波とY偏波に対してそれぞれの偏波が独立に16QAMで変調されており、受信側では、コヒーレント受信機に入力後、アナログ/デジタル変換(ADC;Analog to Digital Converter)によりデジタル化された後、デジタル信号処理により、偏波分離が行われ、独立した信号としてシンボル判定が行われる。   In a backbone network of an optical communication system, a DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) method (for example, Non-Patent Document 1) is a modulation method that is standardly adopted in 100 Gbps class transmission due to recent expansion of communication traffic. In the next-generation 400 Gbps class transmission, a DP-16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) method (for example, see Non-Patent Document 2), which is a modulation method with higher frequency utilization efficiency than DP-QPSK, is being studied. In DP-16QAM, the polarization of each of the X polarization and the Y polarization is modulated independently by 16QAM. On the reception side, after input to a coherent receiver, analog / digital conversion (ADC; Analog to Digital) After being digitized by a converter, polarization separation is performed by digital signal processing, and symbol determination is performed as an independent signal.

更なる伝送容量を増加させる方式として、1Tbps級伝送ではDP−16QAMよりも周波数利用効率の高いDP−64QAM方式等の変調信号の更なる多値化が検討されている。しかしながら、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離が縮小され、雑音に対する耐性が低下し、伝送距離に制限がかかってしまう。   As a method for further increasing the transmission capacity, in the 1 Tbps class transmission, a further increase in the number of modulation signals of the DP-64QAM method or the like having a higher frequency utilization efficiency than DP-16QAM is being studied. However, the multi-level modulation signal reduces the minimum Euclidean distance between symbols, reduces noise resistance, and limits the transmission distance.

近年、周波数利用効率向上に伴う最小ユークリッド距離の縮小に対し、これまで独立の次元として扱われていた偏波や時間、波長方向に信号点配置の設計次元を広げ、周波数利用効率と最小ユークリッド距離の関係をN次元空間中の球充填問題の概要に帰着させることで、最小ユークリッド距離を拡大するN次元における信号点配置による変調方式が提案されている(例えば、非特許文献3参照)。   In recent years, in response to the reduction in minimum Euclidean distance due to improved frequency utilization efficiency, the design dimension of signal point arrangement has been expanded in the polarization, time, and wavelength directions, which have been treated as independent dimensions so far, and the frequency utilization efficiency and minimum Euclidean distance have been expanded. By reducing the above relationship to the outline of the sphere filling problem in the N-dimensional space, a modulation method based on N-dimensional signal point arrangement that expands the minimum Euclidean distance has been proposed (see Non-Patent Document 3, for example).

しかしながら、非特許文献3の方式の変調方式を実現するためには、従来のDP−QPSKやDP−16QAMに対して振幅レベル数が増大するため、デジタル/アナログ変換(DAC;Digital to Analog Converter)のbit分解能の要求条件が高くなる課題が存在する。   However, in order to realize the modulation method of the non-patent document 3, the number of amplitude levels is increased with respect to the conventional DP-QPSK and DP-16QAM, so that digital / analog conversion (DAC) is performed. However, there is a problem that the requirement for the bit resolution becomes high.

また非特許文献3の方式では、信号点配置に対称性が無いため、受信側のデジタル信号処理において、信号点配置の対称性を前提とした偏波分離アルゴリズム(例えば、非特許文献4参照)や搬送波位相推定アルゴリズム(例えば、非特許文献5参照)等の受信アルゴリズムを使用できなくなる。   In the method of Non-Patent Document 3, since there is no symmetry in signal point arrangement, a polarization separation algorithm based on the symmetry of signal point arrangement in digital signal processing on the receiving side (for example, see Non-Patent Document 4). And a receiving algorithm such as a carrier phase estimation algorithm (see, for example, Non-Patent Document 5) cannot be used.

OIF, "100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document".OIF, "100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document". T. J. Xia, S. Gringeri, and M. Tomizawa, "High-capacity optical transport networks," IEEE Commun. Mag., vol. 50, no. 11, pp. 170-178, Nov. 2012.T. J. Xia, S. Gringeri, and M. Tomizawa, "High-capacity optical transport networks," IEEE Commun. Mag., Vol. 50, no. 11, pp. 170-178, Nov. 2012. Koike-Akino, Toshiaki, et al. "Eight-dimensional modulation for coherent optical communications." Proc. ECOCTu 3 (2013).Koike-Akino, Toshiaki, et al. "Eight-dimensional modulation for coherent optical communications." Proc. ECOCTu 3 (2013). Yang, Jian, Jean-Jacques Werner, and Guy A. Dumont. "The multimodulus blind equalization and its generalized algorithms." IEEE Journal on Selected Areas in Communications 20.5 (2002): 997-1015.Yang, Jian, Jean-Jacques Werner, and Guy A. Dumont. "The multimodulus blind equalization and its generalized algorithms." IEEE Journal on Selected Areas in Communications 20.5 (2002): 997-1015. Viterbi, Andrew. "Nonlinear estimation of PSK-modulated carrier phase with application to burst digital transmission." Information Theory, IEEE Transactions on 29.4 (1983): 543-551.Viterbi, Andrew. "Nonlinear estimation of PSK-modulated carrier phase with application to burst digital transmission." Information Theory, IEEE Transactions on 29.4 (1983): 543-551.

前述したように、従来の光送信機にあっては、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離が縮小され、雑音に対する耐性が低下し、伝送距離に制限がかかってしまうという問題がある。   As described above, in the conventional optical transmitter, there is a problem that the minimum Euclidean distance between symbols is reduced due to the multi-level modulation signal, the resistance to noise is reduced, and the transmission distance is limited. is there.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、雑音耐性が高く、長距離伝送を可能とする光送信機及び光送信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an optical transmitter and an optical transmission method that have high noise resistance and enable long-distance transmission.

本発明は、光伝送装置に用いる光送信機であって、N(Nは4以上の整数)次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、N次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、前記初期座標をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別して、入力されたビット情報を信号点配置することにより変調信号に変換するシンボルマッピング回路と、前記変調信号により光を変調する光変調回路とを備えたことを特徴とする。
The present invention is an optical transmitter used in an optical transmission device, when N (N is an integer of 4 or more) of the initial coordinate in dimensional space is determined, to determine the origin in response to the initial coordinate, N-dimensional The closest lattice point coordinate around the initial coordinate is calculated using the closest packed lattice in the space, the initial coordinate is added to the symbol candidate point, and the distance from the origin among the lattice points not adopted as the symbol candidate point Calculates a neighboring grid point around the smallest grid point, adds the grid point for which the neighboring grid point has been calculated to the symbol candidate point, and the symbol candidate until the number of the symbol candidate points reaches a specified number Among the lattice points that are not adopted as points, calculate the adjacent lattice points around the lattice point with the smallest distance from the origin, add the calculated lattice points to the symbol candidate points, and add the symbol candidate points Small norm from the origin of coordinates The symbol points are selected in order from the symbol candidate points, and when the norm values are the same, the symbol points having the smallest maximum amplitude in each dimension of the coordinates of the symbol candidate points are selected, and the input bit information And a symbol mapping circuit that converts the signal into a modulation signal by arranging the signal points, and an optical modulation circuit that modulates light by the modulation signal.

本発明は、前記N次元の次元数が4であり、振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−3、−1、1、3であり、前記信号点配置の数が64個であることを特徴とする。   In the present invention, the number of dimensions of the N dimension is 4, the number of amplitude levels is 4 at regular intervals, the respective levels are relatively −3, −1, 1, 3, and the signal point arrangement The number of is 64.

本発明は、前記N次元の次元数が4であり、振幅レベル数は等間隔で6レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−5、−3、−1、1、3、5であり、前記信号点配置の数が256個であることを特徴とする。   In the present invention, the number of N-dimensional dimensions is 4, the number of amplitude levels is 6 at regular intervals, and the respective levels are relatively −5, −3, −1, 1, 3, 5 The number of signal point arrangements is 256.

本発明は、前記N次元の次元数が8であり、振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−3、−1、1、3であり、前記信号点配置の数が4096個であることを特徴とする。   In the present invention, the number of dimensions of the N dimension is 8, the number of amplitude levels is 4 at regular intervals, and the respective levels are relatively −3, −1, 1, 3, and the signal point arrangement The number is 4096.

本発明は、前記シンボルマッピング回路は、1シンボルにつきタイムスロットN/2個分の長さの変調信号を2系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記2系統の変調信号を1個の光変調器に入力し変調を行うことを特徴とする。   In the present invention, the symbol mapping circuit includes a port that outputs two modulation signals having a length of N / 2 timeslot per symbol, and the optical modulation circuit includes one modulation signal of the two systems. The optical modulator is inputted and modulated.

本発明は、前記シンボルマッピング回路は、1シンボルにつきタイムスロットN/4個分の長さの変調信号を4系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記4系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う2個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成することを特徴とする。   In the present invention, the symbol mapping circuit includes a port that outputs four modulation signals having a length of N / 4 timeslot per symbol, and the optical modulation circuit orthogonally converts the four modulation signals. It is characterized in that it is inputted to two optical modulators that modulate the polarization and modulated, and the modulated polarizations are combined.

本発明は、前記シンボルマッピング回路は、タイムスロットN/M(Mは2以上の整数)個分の長さの変調信号を4M系統出力するポートを備え、前記光変調回路は、前記4M系統の変調信号を入力し、波長λ1〜λMの両偏波について2M個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成することを特徴とする。   In the present invention, the symbol mapping circuit includes a port that outputs 4M systems of modulation signals having a length of N / M (M is an integer of 2 or more) timeslots, and the optical modulation circuit includes the 4M systems. A modulation signal is input, and both polarizations of wavelengths λ1 to λM are input to 2M optical modulators for modulation, and each modulated polarization is synthesized to synthesize all wavelengths. .

本発明は、光伝送装置に用いる光送信機が行う光送信方法であって、N(Nは4以上の整数)次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、N次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、前記初期座標をシンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別するシンボルマッピングステップを有することを特徴とする。 The present invention is an optical transmission method performed by an optical transmitter used in an optical transmission apparatus, and when an initial coordinate in an N (N is an integer of 4 or more) dimensional space is determined, an origin is determined according to the initial coordinate. And calculating the nearest grid point coordinates around the initial coordinates using the closest packed grid in the N-dimensional space, adding the initial coordinates to the symbol candidate points, and among the grid points not adopted as the symbol candidate points A neighboring grid point around a grid point having a minimum distance from the origin is calculated, the grid point for which the neighboring grid point is calculated is added to the symbol candidate point , and the norm of the norm from the origin of the coordinate of the symbol candidate point is calculated. A symbol mapping step of selecting symbol points in order from the smallest symbol candidate point, and selecting a symbol point having a small maximum amplitude in each dimension of the coordinate of the symbol candidate point when the norm value is the same; It is characterized by that.

本発明によれば、変調信号の多値化によりシンボル間の最小ユークリッド距離を拡大し雑音耐性を高めることで従来の方式より長距離伝送が可能になるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a longer distance transmission than the conventional method by increasing the minimum Euclidean distance between symbols by increasing the number of modulation signals and increasing noise resistance.

本発明の第1実施形態によるN次元空間における信号点配置を探索する処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation which searches the signal point arrangement | positioning in N-dimensional space by 1st Embodiment of this invention. 初期座標の決定の概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of the determination of an initial coordinate. 近接格子点算出の概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of adjacent lattice point calculation. 探索した変調フォーマットの最小ユークリッド距離を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the minimum Euclidean distance of the searched modulation format. 探索した変調フォーマットによる結果を示す図である。It is a figure which shows the result by the searched modulation format. 本発明の第2実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transmitter by 2nd Embodiment of this invention. 探索された信号点配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the searched signal point arrangement | positioning. 探索された信号点配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the searched signal point arrangement | positioning. 探索された信号点配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the searched signal point arrangement | positioning. 本発明の第6実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transmitter by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transmitter by 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transmitter by 8th Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態による光送信機を説明する。始めに、N次元空間における信号点配置を探索する方法について説明する。図1は、N次元空間における信号点配置を探索する処理動作を示すフローチャートである。ここでは、N次元空間中における信号点配置を変調フォーマットと定義する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a method for searching for a signal point arrangement in an N-dimensional space will be described. FIG. 1 is a flowchart showing a processing operation for searching for a signal point arrangement in an N-dimensional space. Here, the signal point arrangement in the N-dimensional space is defined as a modulation format.

まず光送信機は、探索する次元N(Nは4以上の整数)と探索を開始するN次元空間の初期座標の設定と探索する変調フォーマットの周波数利用効率の設定を行う(ステップS1)。初期座標をN次元ベクトルA0とした場合、A0の値は任意に選択することが可能であり、設定した値によって信号点配置が変化する。ここでは紙面の都合上、図2を用いて2次元平面に射影した状態での概念的な説明を行う。図2の左図のように初期座標A0を設定した場合、信号点は原点からの同心円上に配置されない。この状態を対称性無しとして定義する。同様に図2右図のようにA0を設定すると、原点からの同心円上に配置され、この状態を対称性有りと定義する。   First, the optical transmitter sets the dimension N to be searched (N is an integer of 4 or more), the initial coordinates of the N-dimensional space where the search is started, and the frequency utilization efficiency of the modulation format to be searched (step S1). When the initial coordinate is an N-dimensional vector A0, the value of A0 can be arbitrarily selected, and the signal point arrangement changes depending on the set value. Here, for the sake of space, a conceptual explanation in a state of projection onto a two-dimensional plane will be given using FIG. When the initial coordinate A0 is set as shown in the left diagram of FIG. 2, the signal point is not arranged on a concentric circle from the origin. This state is defined as no symmetry. Similarly, when A0 is set as shown in the right diagram of FIG. 2, the pixels are arranged on a concentric circle from the origin, and this state is defined as having symmetry.

次に、光送信機は、N次元の初期座標を中心座標として、中心座標に対するN次元空間での最密充填格子(参考文献1参照)の近接点を参考文献1の方法を用いて算出し、中心座標回りでの格子点の座標値を全て保持しておく(ステップS2)。
参考文献1:J.H.CONWAY, N.J.A.SLOANE "SPHERE PACKINGS, LATTICES AND GROUPS" Springer, 1999. pp.12-20, pp.94-135 Vol. 290.
Next, the optical transmitter calculates the proximity point of the closest packed lattice (see Reference 1) in the N-dimensional space with respect to the center coordinate using the N-dimensional initial coordinate as the center coordinate using the method of Reference 1. All the coordinate values of the grid points around the center coordinates are held (step S2).
Reference 1: JHCONWAY, NJASLOANE "SPHERE PACKINGS, LATTICES AND GROUPS" Springer, 1999. pp.12-20, pp.94-135 Vol. 290.

この近接格子点の構成法によって振幅レベル数が変化する。具体的に図3を用いて説明を行う。紙面の都合上、図3はN次元空間中の2つの成分について2次元平面に射影した図であり、中心座標の周りにとり得る点が存在しており、どの点を取るかはここで図示していない他の次元の値によっても制限されるが、近接格子点は中心座標を中心に回転方向に対して自由度が存在する。構成例1に対して構成例2を採用した場合振幅レベル数が低減可能となる。   The number of amplitude levels changes depending on the construction method of the adjacent lattice points. This will be specifically described with reference to FIG. For the sake of space, FIG. 3 is a diagram in which two components in the N-dimensional space are projected onto a two-dimensional plane, and there are points that can be taken around the center coordinates. Although it is limited by the values of other dimensions that are not, the proximity lattice points have a degree of freedom with respect to the rotation direction around the center coordinates. When the configuration example 2 is adopted with respect to the configuration example 1, the number of amplitude levels can be reduced.

次に、光送信機は、初期座標回りでは全ての近接格子点が算出できているため、初期座標をシンボル候補点に追加する(ステップS3)。続いて、光送信機は、ここまでの処理で算出してきた格子点座標のノルムを計算し、最小値をとる格子点座標の全てに対して、前述したステップS2と同様な方法で近接格子点の算出を行い、算出した格子点の座標を保持しておく(ステップS4)。   Next, the optical transmitter has calculated all the adjacent lattice points around the initial coordinates, and therefore adds the initial coordinates to the symbol candidate points (step S3). Subsequently, the optical transmitter calculates the norm of the lattice point coordinates calculated in the process so far, and for all the lattice point coordinates having the minimum value, the adjacent lattice points are obtained in the same manner as in step S2. And the coordinates of the calculated grid points are held (step S4).

次に、光送信機は、ステップS4で近接格子点の算出を行った格子点の座標をシンボル候補点に追加する(ステップS5)。続いて、光送信機は、ここまでの処理で算出したシンボル候補点の個数が、ステップS1で設定した周波数利用効率に対応したシンボル点数に以上であれば次に進み、シンボル候補点数が規定数に達していなければステップS4に戻る。   Next, the optical transmitter adds the coordinates of the lattice points for which the proximity lattice points have been calculated in step S4 to the symbol candidate points (step S5). Subsequently, the optical transmitter proceeds to the next step if the number of symbol candidate points calculated in the process so far is equal to or greater than the number of symbol points corresponding to the frequency utilization efficiency set in step S1, and the number of symbol candidate points is the specified number. If not, the process returns to step S4.

次に、光送信機は、送信電力に対する最小ユークリッド距離を最大化するために、シンボル候補点座標の原点からの距離(ノルム)を算出し、ノルムの小さいシンボル候補点から順に変調フォーマットのシンボル点に採用していくことによりシンボル点の選定を行う(ステップS7)。ノルムの値が同じ場合は、シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル候補点を採用することで、最小ユークリッド距離を保ちつつ振幅レベル数を低減することが可能となる。そして、採用されたシンボル数がステップS1で設定した周波数利用効率に対応したシンボル数になるまで処理を繰り返す。また振幅レベル数を更に低減する必要がある場合では、最大振幅レベルが小さいシンボル候補点から採用を行い、最大振幅が同じ候補点については、ノルムが小さい候補点から採用していくことも可能である。   Next, the optical transmitter calculates a distance (norm) from the origin of the symbol candidate point coordinates in order to maximize the minimum Euclidean distance with respect to the transmission power, and sequentially converts the symbol points of the modulation format from the symbol candidate point with the smallest norm. The symbol point is selected by adopting (Step S7). When the norm values are the same, it is possible to reduce the number of amplitude levels while maintaining the minimum Euclidean distance by employing symbol candidate points having a small maximum amplitude in each dimension of the coordinates of the symbol candidate points. . Then, the process is repeated until the number of symbols adopted reaches the number of symbols corresponding to the frequency utilization efficiency set in step S1. If the number of amplitude levels needs to be further reduced, it is possible to adopt from symbol candidate points with a small maximum amplitude level, and to adopt candidate points with the same maximum amplitude from candidate points with a small norm. is there.

図4は本実施形態におけるN次元における信号点配置を探索する方法によって算出された4次元と8次元における変調フォーマットと従来の2次元変調の最小ユークリッド距離の比較結果を示す図である。最小ユークリッド距離は送信パワー一定の条件で比較しており、従来の方式と比較して4次元においても8次元においても最小ユークリッド距離が拡大していることが確認できる。   FIG. 4 is a diagram showing a comparison result of the minimum Euclidean distance between the four-dimensional and eight-dimensional modulation formats and the conventional two-dimensional modulation calculated by the method of searching for the N-dimensional signal point arrangement in the present embodiment. The minimum Euclidean distance is compared under the condition that the transmission power is constant, and it can be confirmed that the minimum Euclidean distance is increased in both the 4th and 8th dimensions as compared with the conventional method.

図5は探索した変調フォーマットによる結果を示す図である。縦軸に周波数利用効率、横軸に最小ユークリッド距離から求められるQPSKからの所要OSNRペナルティをとっており、従来技術は偏波多重の2次元変調である。図5から全ての周波数利用効率で改善が確認できる。   FIG. 5 is a diagram showing a result of the searched modulation format. The vertical axis represents frequency utilization efficiency, and the horizontal axis represents the required OSNR penalty from QPSK obtained from the minimum Euclidean distance, and the prior art is two-dimensional modulation of polarization multiplexing. From FIG. 5, improvement can be confirmed for all frequency utilization efficiencies.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態による光送信機を説明する。図6は、同実施形態による光送信機の構成を示すブロック図である。図6の光送信機は、バイナリ情報である送信データを、第1実施形態で算出された変調フォーマットにより、シンボルマッピング回路1で多値の変調信号に変換する。そして、変調信号を光変調器3によって光信号に変換する。この時、N次元における信号点配置は、同相搬送波、直交位相搬送波、時間、偏波、波長、空間(マルチモード、マルチコア)に全てまたは一部にマッピングされる。
Second Embodiment
Next, an optical transmitter according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the optical transmitter according to the embodiment. The optical transmitter in FIG. 6 converts transmission data, which is binary information, into a multi-level modulation signal by the symbol mapping circuit 1 using the modulation format calculated in the first embodiment. Then, the modulation signal is converted into an optical signal by the optical modulator 3. At this time, the signal point arrangement in the N dimension is mapped in whole or in part to the in-phase carrier, the quadrature carrier, time, polarization, wavelength, and space (multimode, multicore).

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態による光送信機を説明する。図7は前述の探索方法によって探索された4次元空間における周波数利用効率6bps/Hzの信号点配置を示す図である。図7に示す信号点配置は次元数が4であり、振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−3,−1,1,3をとる。次元1と次元2、次元3と次元4が同時に振幅レベルの絶対値で3を取ることはなく、次元1と次元2、次元3と次元4の和を2で割った値が奇数でものをグループ1(図7中の○)、偶数であるものをグループ2(図7中の×)とした場合、取り得る信号点配置は、次元1,2の原点からの距離が√(2)であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループの全ての座標を取ることができ、次元1,2の原点からの距離が√(10)であるとき次元3,4は次元1,2の座標と異なる座標でかつ次元1,2と同じグループの座標を取ることができ、信号点配置の数が64個になる。
<Third Embodiment>
Next, an optical transmitter according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a signal point arrangement with a frequency utilization efficiency of 6 bps / Hz in a four-dimensional space searched by the above-described search method. In the signal point arrangement shown in FIG. 7, the number of dimensions is 4, the number of amplitude levels is 4 at regular intervals, and the levels are relatively -3, -1, 1, 3 respectively. Dimension 1 and Dimension 2, Dimension 3 and Dimension 4 do not take 3 in absolute value of amplitude level at the same time, and the sum of Dimension 1 and Dimension 2, Dimension 3 and Dimension 4 divided by 2 is an odd number. When group 1 (circle in FIG. 7) and even number is group 2 (× in FIG. 7), the possible signal point arrangement is √ (2) from the origin of dimension 1 and 2 At some point, dimensions 3 and 4 can take all the coordinates of the same group as dimensions 1 and 2, and when the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is √ (10), dimensions 3 and 4 are dimensions 1 and 2 The coordinates of the same group as dimensions 1 and 2 can be taken, and the number of signal point arrangements is 64.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態による光送信機を説明する。図8は前述の探索方法によって探索された4次元空間における周波数利用効率8bps/Hzの信号点配置を示す図である。図8に示す信号点配置は、次元数が4であり、振幅レベル数は等間隔で6レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−5,−3,−1,1,3,5をとる。次元1と次元2、次元3と次元4が同時に振幅レベルの絶対値で5を取ることはなく、次元1と次元2、次元3と次元4の和を2で割った値が奇数でものをグループ1(図8中の○)、偶数であるものをグループ2(図8中の×)とした場合、次元1,2の原点からの距離が√(2)であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループの全ての座標を取ることができる。
<Fourth embodiment>
Next, an optical transmitter according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing a signal point arrangement with a frequency utilization efficiency of 8 bps / Hz in the four-dimensional space searched by the above-described search method. In the signal point arrangement shown in FIG. 8, the number of dimensions is 4, the number of amplitude levels is 6 at regular intervals, and the respective levels are -5, -3, -1, 1, 3, 5 relatively. Take. Dimension 1 and Dimension 2, Dimension 3 and Dimension 4 do not take 5 in absolute value of the amplitude level at the same time, and the sum of Dimension 1 and Dimension 2, Dimension 3 and Dimension 4 divided by 2 is an odd number. When group 1 (◯ in FIG. 8) and group 2 (× in FIG. 8) are even numbers, when the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is √ (2), dimensions 3 and 4 are All coordinates in the same group as dimensions 1 and 2 can be taken.

また、次元1,2の原点からの距離が√(10)であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループかつ原点からの距離が√(2)または√(10)または3√(2)または√(26)となる座標を取ることができる。また、次元1,2の原点からの距離が3√(2)であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループかつ原点からの距離が√(2)または√(10)または3√(2)となる座標を取ることができる。また、次元1,2の原点からの距離が√(26)であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループかつ原点からの距離が√(2)または√(10)となる座標を取ることができる。また、次元1,2の原点からの距離が6であるとき次元3,4は次元1,2と同じグループかつ原点からの距離が√(2)となる座標を取ることができ、信号点配置は256個となる。   When the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is √ (10), dimensions 3 and 4 are the same group as dimensions 1 and 2 and the distance from the origin is √ (2), √ (10) or 3√ ( 2) or √ (26) can be taken. When the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is 3√ (2), dimensions 3 and 4 are the same group as dimensions 1 and 2 and the distance from the origin is √ (2) or √ (10) or 3√. The coordinates of (2) can be taken. In addition, when the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is √ (26), dimensions 3 and 4 are the same group as dimensions 1 and 2 and coordinates where the distance from the origin is √ (2) or √ (10). Can be taken. Also, when the distance from the origin of dimensions 1 and 2 is 6, dimensions 3 and 4 can take the same group as dimensions 1 and 2 and the coordinates where the distance from the origin is √ (2), and the signal point arrangement Is 256.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態による光送信機を説明する。図9は前述の探索方法によって探索された8次元空間における周波数利用効率6bps/Hzの信号点配置を示す図である。図9に示す信号点配置は、次元数が8であり、振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、相対的にそれぞれのレベルが−3,−1,1,3である。次元1と次元2、次元3と次元4、次元5と次元6、次元7と次元8の和を2で割った値が奇数かつ次元1、次元3、次元5、次元7の振幅レベルが1または−3のものをグループ1(図9中の□)とする。奇数かつ次元1、次元3、次元5、次元7の振幅レベルが−1または3のものをグループ2(図9中の×)とする。偶数かつ次元1、次元3、次元5、次元7の振幅レベルが1または−3のものをグループ3(図9中の○)とする。偶数かつ次元1、次元3、次元5、次元7の振幅レベルが−1または3のものをグループ4(図9中の△)とする。
<Fifth Embodiment>
Next, an optical transmitter according to a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing a signal point arrangement with a frequency utilization efficiency of 6 bps / Hz in an 8-dimensional space searched by the above-described search method. In the signal point arrangement shown in FIG. 9, the number of dimensions is 8, the number of amplitude levels is 4 at regular intervals, and the levels are relatively −3, −1, 1, 3 respectively. The sum of dimension 1 and dimension 2, dimension 3 and dimension 4, dimension 5 and dimension 6, dimension 7 and dimension 8 divided by 2 is an odd number, and the amplitude level of dimension 1, dimension 3, dimension 5, and dimension 7 is 1 Or -3 is group 1 (-in FIG. 9). An odd number, a dimension 1, a dimension 3, a dimension 5, and a dimension 7 having an amplitude level of −1 or 3 is defined as a group 2 (× in FIG. 9). A group 3 (◯ in FIG. 9) is an even number having dimension 1, dimension 3, dimension 5, and dimension 7 having an amplitude level of 1 or -3. A group 4 (Δ in FIG. 9) is an even-numbered, dimension 1, dimension 3, dimension 5, or dimension 7 whose amplitude level is −1 or 3.

この場合、次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8の全てがグループ1に含まれる座標をとる。または次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8の全てがグループ2に含まれる座標をとる。または次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8のうち2つがグループ1に含まれる座標をとり残り2つがグループ2に含まれる座標をとる。または次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8の全てがグループ3に含まれる座標をとる。または次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8の全てがグループ4に含まれる座標をとる。または次元1,2、次元3,4、次元5,6、次元7,8のうち2つがグループ3に含まれる座標をとり残り2つがグループ4に含まれる座標をとることで、信号点配置の数は4096個となる。   In this case, all of dimensions 1, 2, 3, 4, 4, 5, 6, and 7, 8 take the coordinates included in group 1. Alternatively, all of dimensions 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, and 7 and 8 take coordinates included in group 2. Alternatively, two of the dimensions 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, and 7 and 8 take the coordinates included in the group 1, and the remaining two take the coordinates included in the group 2. Alternatively, all of dimensions 1, 2, 3, 4, 4, 5, 6, and 7 and 8 are coordinates included in group 3. Alternatively, all of dimensions 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, and 7 and 8 take coordinates included in group 4. Alternatively, two of the dimensions 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, and 7 and 8 take the coordinates included in the group 3, and the remaining two take the coordinates included in the group 4. The number is 4096.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態による光送信機を説明する。図10は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路11と光変調回路21の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路11は、N次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてN次元ベクトルを算出する。そして、N次元ベクトルを2ポートの出力端子からN/2回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
<Sixth Embodiment>
Next, an optical transmitter according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the symbol mapping circuit 11 and the optical modulation circuit 21 in the optical transmitter according to the embodiment. The symbol mapping circuit 11 calculates an N-dimensional vector as a symbol corresponding to an input bit, using a modulation format searched by a method of searching for signal point arrangements in N dimensions. Then, the N-dimensional vector is output as a modulation signal from the 2-port output terminal over N / 2 timeslots.

光変調回路21は、1個の光変調器211から構成され、シンボルマッピング回路11から出力された2系統の変調信号(変調信号1、変調信号2)により同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行い、光信号を出力する。   The optical modulation circuit 21 is composed of one optical modulator 211, and modulates the in-phase carrier and the quadrature carrier using the two modulation signals (modulation signal 1 and modulation signal 2) output from the symbol mapping circuit 11. , Output an optical signal.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態による光送信機を説明する。図11は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路12と光変調回路22の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路12は、N次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてN次元ベクトルを算出する。そして、N次元ベクトルを4ポートの出力端子からN/4回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
<Seventh embodiment>
Next, an optical transmitter according to a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the symbol mapping circuit 12 and the optical modulation circuit 22 in the optical transmitter according to the embodiment. The symbol mapping circuit 12 calculates an N-dimensional vector as a symbol corresponding to the input bit using the modulation format searched by the method of searching for the signal point arrangement in the N dimension. Then, the N-dimensional vector is output as a modulation signal from the 4-port output terminal over N / 4 timeslots.

光変調回路22は、X偏波の変調を行う光変調器(X偏波)221とY偏波の変調を行う光変調器(Y変調)222から構成され、シンボルマッピング回路12から出力された4系統の変調信号(変調信号1〜4)により、X偏波とY偏波のそれぞれ同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行い、合波器223によりX偏波とY偏波を合成した光信号を出力する。   The optical modulation circuit 22 includes an optical modulator (X polarization) 221 that modulates X polarization and an optical modulator (Y modulation) 222 that modulates Y polarization, and is output from the symbol mapping circuit 12. Light in which the in-phase carrier and the quadrature-phase carrier of X polarization and Y polarization are modulated by four modulation signals (modulation signals 1 to 4) and the X polarization and Y polarization are synthesized by the multiplexer 223. Output a signal.

<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態による光送信機を説明する。図11は、同実施形態による光送信機におけるシンボルマッピング回路13と光変調回路23の構成を示すブロック図である。シンボルマッピング回路13は、N次元における信号点配置を探索する方法によって探索された変調フォーマットを用いて、入力されたビットに対して対応するシンボルとしてN次元ベクトルを算出する。そして、使用する波長数をM(Mは2以上N/4以下の整数)とすると、N次元ベクトルを4Mポートの出力端子からN/4M回のタイムスロットにわたって変調信号として出力する。
<Eighth Embodiment>
Next, an optical transmitter according to an eighth embodiment of the invention will be described. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the symbol mapping circuit 13 and the optical modulation circuit 23 in the optical transmitter according to the embodiment. The symbol mapping circuit 13 calculates an N-dimensional vector as a symbol corresponding to the input bit using the modulation format searched by the method of searching for the signal point arrangement in the N dimension. If the number of wavelengths to be used is M (M is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N / 4), an N-dimensional vector is output from the output terminal of the 4M port as a modulation signal over N / 4M timeslots.

光変調回路23は、全ての波長に対してX偏波とY偏波の変調を行う2M個の光変調器231−1、2〜23M−1、2から構成され、シンボルマッピング回路13から出力された4M系統の変調信号により、全ての波長においてX偏波とY偏波のそれぞれ同相搬送波と直交位相搬送波の変調を行う。そして、X偏波とY偏波を合波器232−1〜Mによって合成後、合波器233によって全ての波長が多重された光信号を出力する。   The optical modulation circuit 23 is composed of 2M optical modulators 231-1 and 23M-1 and 2 that modulate the X polarization and the Y polarization with respect to all wavelengths, and is output from the symbol mapping circuit 13. Based on the modulated signals of the 4M system, the in-phase carrier and the quadrature-phase carrier of X polarization and Y polarization are modulated at all wavelengths. Then, after combining the X polarized wave and the Y polarized wave by the multiplexers 232-1 to 23M, an optical signal in which all wavelengths are multiplexed by the multiplexer 233 is output.

このように、N次元における信号点配置を探索する方法において、N次元空間中の最密充填格子を用い、探索された信号点配置は、振幅レベル数の制限が可能で、信号点配置の対称性を有するようにした。   In this way, in the method of searching for the signal point arrangement in the N dimension, using the closest packed grid in the N dimension space, the searched signal point arrangement can limit the number of amplitude levels, and the signal point arrangement is symmetric. It was made to have sex.

また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、入力されたビット情報を、前述のN次元における信号点配置探索方法によって探索されたN次元における信号点配置により、変調信号に変換する回路を備え、光変調回路は、前記変調信号により光を変調する変調器を備えるようにした。   In the optical transmitter, the symbol mapping circuit includes a circuit that converts the input bit information into a modulation signal by the N-dimensional signal point arrangement searched by the N-dimensional signal point arrangement search method described above. The optical modulation circuit includes a modulator that modulates light by the modulation signal.

また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、1シンボルにつきタイムスロットN/2個分の長さの変調信号を2系統出力するポートを備え、光変調回路は2系統の変調信号を1個の光変調器に入力し変調を行うようにした。   In the optical transmitter, the symbol mapping circuit includes a port that outputs two modulation signals having a length of N / 2 timeslot per symbol, and the optical modulation circuit outputs two modulation signals to one symbol. Input to the optical modulator for modulation.

また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、1シンボルにつきタイムスロットN/4個分の長さの変調信号を4系統出力するポートを備え、光変調回路は4系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う2個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成するようにした。   Further, in the optical transmitter, the symbol mapping circuit includes a port for outputting four modulation signals having a length of N / 4 timeslot per symbol, and the optical modulation circuit converts the four modulation signals into orthogonal polarization. The waves are input to two optical modulators that modulate the wave and modulated, and the modulated polarized waves are combined.

また、光送信機において、シンボルマッピング回路は、タイムスロットN/M(Mは2以上の整数)個分の長さの変調信号を4M系統出力するポートを備え、光変調回路は、4M系統の変調信号を入力し、波長λ1〜λMの両偏波について2M個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成するようにした。   In the optical transmitter, the symbol mapping circuit includes a port that outputs 4M systems of modulation signals having a length corresponding to the number of time slots N / M (M is an integer of 2 or more), and the optical modulation circuit includes 4M systems. A modulation signal is input, and both polarizations of wavelengths λ1 to λM are input to 2M optical modulators for modulation, and the modulated polarizations are combined to combine all wavelengths.

以上説明したように、最密充填格子を用い、信号点配置が対称性を有し、振幅レベル数の制限が可能な、N次元における信号点配置の探索方法により設計されたN次元における信号点配置をもとに、複数の次元わたり光信号の変調を行う光送信機を実現することができる。   As described above, the signal points in the N dimension designed by the search method of the signal point arrangement in the N dimension, using the closest packed grid, having the symmetry of the signal point arrangement, and capable of limiting the number of amplitude levels. Based on the arrangement, it is possible to realize an optical transmitter that modulates optical signals in a plurality of dimensions.

この構成によれば、N次元信号点空間にて、最小ユークリッド距離を拡大し、信号点配置に対称性を有し、振幅レベル数の制限が可能な、N次元における信号点配置を探索する方法を提供することができる。また、このN次元における信号点配置を用いることで、最小ユークリッド距離を拡大し雑音耐性を高めることで従来の方式より長距離伝送可能であり、DACの要求条件を満たすことができ、受信側の信号処理アルゴリズムの複雑化が解消される光送信機を提供することができる。   According to this configuration, in the N-dimensional signal point space, a method for searching for an N-dimensional signal point arrangement in which the minimum Euclidean distance is expanded, the signal point arrangement is symmetric, and the number of amplitude levels can be limited. Can be provided. Further, by using this N-dimensional signal point arrangement, the minimum Euclidean distance is increased and noise resistance is increased, so that transmission over a longer distance than the conventional method is possible, and the requirements of the DAC can be satisfied. It is possible to provide an optical transmitter in which the complexity of the signal processing algorithm is eliminated.

前述した実施形態における光送信機をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、こ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。さらに「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、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能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 the optical transmitter in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. 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. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

雑音耐性が高く、長距離伝送を可能とすることが不可欠な用途に適用できる。   It can be applied to uses where noise tolerance is high and long distance transmission is indispensable.

1、11、12、13・・・シンボルマッピング回路、2、211、221、222、231、23M・・・光変調器、21、22、23・・・光変調回路、223、232、233・・・合波器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 12, 13 ... Symbol mapping circuit, 2, 211, 221, 222, 231, 23M ... Optical modulator, 21, 22, 23 ... Optical modulation circuit, 223, 232, 233 ..Multiplexer

Claims (8)

光伝送装置に用いる光送信機であって、
N(Nは4以上の整数)次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、
N次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、
前記初期座標をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、
前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別して、入力されたビット情報を信号点配置することにより変調信号に変換するシンボルマッピング回路と、
前記変調信号により光を変調する光変調回路と
を備えたことを特徴とする光送信機。
An optical transmitter used in an optical transmission device,
When N (N is an integer of 4 or more) of the initial coordinate in dimensional space is determined, to determine the origin in accordance with the initial coordinates,
Calculate the nearest grid point coordinates around the initial coordinates using the closest packed grid in the N-dimensional space,
Adding the initial coordinates to the symbol candidate points;
Calculating neighboring grid points around a grid point having a minimum distance from the origin among grid points not adopted as the symbol candidate points;
Adding the lattice points for which the adjacent lattice points have been calculated to the symbol candidate points;
The neighboring grid points are calculated by calculating the neighboring grid points around the grid point with the smallest distance from the origin among the grid points that are not adopted as the symbol candidate points until the number of the symbol candidate points reaches a specified number. Added to the symbol candidate points,
Symbol points are selected in order from the symbol candidate point with the smallest norm from the origin of the coordinate of the symbol candidate point, and when the norm value is the same, the maximum amplitude in each dimension of the coordinate of the symbol candidate point is A symbol mapping circuit that selects a small symbol point and converts the input bit information into a modulation signal by arranging signal points;
An optical transmitter comprising: an optical modulation circuit that modulates light by the modulation signal.
前記N次元の次元数が4であり、
振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−3、−1、1、3であり、
前記信号点配置の数が64個であることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。
The N-dimensional dimension number is 4,
The number of amplitude levels is 4 at regular intervals.
Each level is relatively -3, -1, 1, 3,
2. The optical transmitter according to claim 1, wherein the number of signal point arrangements is 64.
前記N次元の次元数が4であり、
振幅レベル数は等間隔で6レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−5、−3、−1、1、3、5であり、
前記信号点配置の数が256個であることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。
The N-dimensional dimension number is 4,
The number of amplitude levels is 6 at regular intervals.
Each level is -5, -3, -1, 1, 3, 5,
2. The optical transmitter according to claim 1, wherein the number of signal point arrangements is 256.
前記N次元の次元数が8であり、
振幅レベル数は等間隔で4レベルであり、
相対的にそれぞれのレベルが−3、−1、1、3であり、
前記信号点配置の数が4096個であることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。
The N-dimensional dimension number is 8,
The number of amplitude levels is 4 at regular intervals.
Each level is relatively -3, -1, 1, 3,
2. The optical transmitter according to claim 1, wherein the number of signal point arrangements is 4096.
前記シンボルマッピング回路は、
1シンボルにつきタイムスロットN/2個分の長さの変調信号を2系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記2系統の変調信号を1個の光変調器に入力し変調を行う
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光送信機。
The symbol mapping circuit includes:
It is equipped with a port for outputting two systems of modulation signals with a length of N / 2 timeslot per symbol,
The light modulation circuit is
The optical transmitter according to any one of claims 1 to 4, wherein the modulation signals of the two systems are input to one optical modulator to perform modulation.
前記シンボルマッピング回路は、
1シンボルにつきタイムスロットN/4個分の長さの変調信号を4系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記4系統の変調信号を、直交偏波について変調を行う2個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光送信機。
The symbol mapping circuit includes:
It is equipped with a port that outputs four modulation signals with a length of N / 4 timeslots per symbol,
The light modulation circuit is
5. The system according to claim 1, wherein the four modulation signals are input to two optical modulators that modulate orthogonally polarized waves, are modulated, and each of the modulated polarized waves is synthesized. The optical transmitter according to claim 1.
前記シンボルマッピング回路は、
タイムスロットN/M(Mは2以上の整数)個分の長さの変調信号を4M系統出力するポートを備え、
前記光変調回路は、
前記4M系統の変調信号を入力し、波長λ1〜λMの両偏波について2M個の光変調器に入力し変調を行い、変調されたそれぞれの偏波を合成し、全ての波長を合成する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光送信機。
The symbol mapping circuit includes:
It has a port that outputs 4M systems of modulation signals having a length corresponding to the number of time slots N / M (M is an integer of 2 or more),
The light modulation circuit is
Input the modulation signal of the 4M system, input both polarizations of wavelengths λ1 to λM to 2M optical modulators, perform modulation, synthesize each of the modulated polarizations, and synthesize all wavelengths. The optical transmitter according to any one of claims 1 to 4, wherein:
光伝送装置に用いる光送信機が行う光送信方法であって、
N(Nは4以上の整数)次元空間における初期座標が決定されると、前記初期座標に応じて原点を決定し、
N次元空間中の最密充填格子を用い初期座標回りの最近接格子点座標を算出し、
前記初期座標をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し、
前記近接格子点の算出を行った格子点を前記シンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の数が規定の数に達するまで前記シンボル候補点に採用されていない格子点のうち原点からの距離が最小の格子点回りの近接格子点を算出し近接格子点の算出を行った格子点をシンボル候補点に追加し、
前記シンボル候補点の座標の原点からのノルムの小さい前記シンボル候補点から順にシンボル点を選別し、前記ノルムの値が同じ場合には前記シンボル候補点の座標の各次元の中での最大振幅が小さいシンボル点を選別するシンボルマッピングステップを
有することを特徴とする光送信方法。
An optical transmission method performed by an optical transmitter used in an optical transmission device,
When the initial coordinates in the N (N is an integer of 4 or more) dimensional space are determined, the origin is determined according to the initial coordinates,
Calculate the nearest grid point coordinates around the initial coordinates using the closest packed grid in the N-dimensional space,
Adding the initial coordinates to the symbol candidate points;
Calculating neighboring grid points around a grid point having a minimum distance from the origin among grid points not adopted as the symbol candidate points;
Adding the lattice points for which the adjacent lattice points have been calculated to the symbol candidate points;
The neighboring grid points are calculated by calculating the neighboring grid points around the grid point having the smallest distance from the origin among the grid points not adopted as the symbol candidate points until the number of the symbol candidate points reaches a specified number. Added to the symbol candidate points,
Symbol points are selected in order from the symbol candidate point with the smallest norm from the origin of the coordinate of the symbol candidate point, and when the norm value is the same, the maximum amplitude in each dimension of the coordinate of the symbol candidate point is An optical transmission method comprising a symbol mapping step of selecting a small symbol point.
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