JP6636884B2 - Optical transmitter, optical transmission system and optical receiver - Google Patents
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Description
本発明は、光送信機、光伝送システム及び光受信機に関する。 The present invention relates to an optical transmitter, an optical transmission system, and an optical receiver.
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と、400Gbps(Gigabits per second)や1Tbps(Terabits per second)のEthernet(登録商標)をはじめとするクライアント信号を収容する回線の容量増加により、1チャネルあたりの伝送容量の拡大が求められている。現在の1チャネルあたり100Gbpsを有するシステムでは、変調速度が32GBaud(Baud)であり、変調方式としてDP−QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying)を用いるデジタルコヒーレント光伝送方式が採用されている(例えば、非特許文献1参照)。 In the backbone network of the optical communication system, due to the recent expansion of communication traffic and an increase in the capacity of a line for accommodating client signals such as Ethernet (registered trademark) such as 400 Gbps (Gigabits per second) and 1 Tbps (Terabits per second), There is a demand for an increase in transmission capacity per channel. In a current system having 100 Gbps per channel, a modulation rate is 32 GBaud (Baud), and a digital coherent optical transmission method using DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) as a modulation method is adopted (for example, , Non-Patent Document 1).
1チャネルあたりの伝送容量拡大に向け、次世代の400Gbps、1Tbps級の伝送では、変調速度の向上が検討されている(例えば、非特許文献2参照)。変調速度を向上させる上でDAC(Digital to Analog Converter)のアナログ帯域の制限が課題となる。DACのアナログ帯域を拡大する技術として、複数の低速信号をアナログ的に合成し高速信号を生成する技術が提案されている(例えば、非特許文献3及び4参照)。
To increase the transmission capacity per channel, in next-generation transmission of 400 Gbps and 1 Tbps, improvement of the modulation speed is being studied (for example, see Non-Patent Document 2). In improving the modulation speed, there is a problem of limiting the analog band of a DAC (Digital to Analog Converter). As a technique for expanding the analog band of the DAC, a technique of synthesizing a plurality of low-speed signals in an analog manner to generate a high-speed signal has been proposed (for example, see Non-Patent
しかしながら、非特許文献3及び4に記載された技術では、低速信号に基づいて高速信号を生成する際に複数のDACが用いられ、合成部にはアナログデバイスが用いられる。そのため、DACの個体差や、アナログデバイスの不完全性により、低速信号間の周波数特性が異なることによる信号品質の劣化が発生してしまうという問題があった。
However, in the techniques described in
上記事情に鑑み、本発明は、信号品質の劣化を改善することができる光送信機、光伝送システム及び光受信機の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical transmitter, an optical transmission system, and an optical receiver that can improve signal quality deterioration.
本発明の一態様は、送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、生成される前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償して前記高速信号生成部に出力する伝達関数補償部と、を備える光送信機である。 One aspect of the present invention is a transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence, and divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more of the low-speed signals. A high-speed signal generation unit that generates a high-speed signal by performing digital-to-analog conversion and combining for each combination; a transfer function estimation unit that calculates a transfer function based on the generated high-speed signal and a reference signal; A transfer function compensator for compensating the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generator based on the transfer function and outputting the compensated low-speed signal to the high-speed signal generator.
本発明の一態様は、上記の光送信機であって、前記伝達関数推定部は、前記送信信号生成部が生成する複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定して得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する。 One aspect of the present invention is the optical transmitter described above, wherein the transfer function estimating unit calculates the transfer function using a plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generating unit as the reference signal, or Either calculate the transfer function using a part of the transmission data sequence previously determined as a known signal as the reference signal, or generate the low-speed signal from a symbol sequence obtained by determining a reception symbol of the high-speed signal. Then, the transfer function is calculated using the generated low-speed signal as the reference signal.
本発明の一態様は、光送信機と、光受信機と、前記光送信機と前記光受信機とに接続される伝送路と、を備える光伝送システムであって、前記光送信機は、送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、前記光受信機は、前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、を有し、前記光送信機は、前記高速信号生成部が生成する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償し、前記高速信号生成部に出力する伝達関数補償部と、を備える光伝送システムである。
本発明の一態様は、光送信機と、光受信機と、前記光送信機と前記光受信機とに接続される伝送路と、を備える光伝送システムであって、前記光送信機は、送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、前記光受信機は、前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、を有し、前記光受信機は、前記受信部が出力する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部を備え、前記光送信機は、前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数推定部が算出した前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部、を備え、前記伝達関数推定部は、前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する光伝送システムである。
本発明の一態様は、光送信機と、光受信機と、前記光送信機と前記光受信機とに接続される伝送路と、を備える光伝送システムであって、前記光送信機は、送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、前記光受信機は、前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、を有し、前記光受信機は、前記受信部が出力する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部と、を備える光伝送システムである。
One embodiment of the present invention is an optical transmission system including an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver, wherein the optical transmitter is A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence, and divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals; A high-speed signal generation unit that generates a high-speed signal by synthesizing each, and an optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line, and the optical receiver includes: A receiving unit that receives the optical signal from a transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal; and, based on the high-speed signal output by the receiving unit, binary information included in the transmission data sequence. Demodulate Includes a reception data demodulation portion, said optical transmitter, said high-speed signals to the high-speed signal generating unit generates a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the reference signal, the transmission signal A transfer function compensating unit that compensates the plurality of low-speed signals generated by the generating unit based on the transfer function and outputs the compensated low-speed signal to the high-speed signal generating unit .
One embodiment of the present invention is an optical transmission system including an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver, wherein the optical transmitter is A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence, and divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals; A high-speed signal generation unit that generates a high-speed signal by synthesizing each, and an optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line, and the optical receiver includes: A receiving unit that receives the optical signal from a transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal; and, based on the high-speed signal output by the receiving unit, binary information included in the transmission data sequence. Demodulate A reception data demodulation unit, the optical receiver includes a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the high-speed signal output by the reception unit and a reference signal, and the optical transmitter includes: A transfer function compensator for compensating the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generator based on the transfer function calculated by the transfer function estimator; and the transfer function estimator includes: The transfer function is calculated using the plurality of low-speed signals generated by the generation unit as the reference signal, or a received symbol of the high-speed signal is determined, and the low-speed signal is generated from a symbol sequence obtained by the determination. An optical transmission system that calculates the transfer function using the obtained low-speed signal as the reference signal.
One embodiment of the present invention is an optical transmission system including an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver, wherein the optical transmitter is A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence, and divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals; A high-speed signal generation unit that generates a high-speed signal by synthesizing each, and an optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line, and the optical receiver includes: A receiving unit that receives the optical signal from a transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal; and, based on the high-speed signal output by the receiving unit, binary information included in the transmission data sequence. Demodulate A reception data demodulation unit, wherein the optical receiver receives the high-speed signal output by the reception unit, a transfer function estimation unit that calculates a transfer function based on a reference signal, and the reception unit receives A transfer function compensator for compensating the plurality of low-speed signals obtained from the optical signal based on the transfer function.
本発明の一態様は、上記の光伝送システムであって、前記伝達関数推定部は、前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する。 One aspect of the present invention is the above-described optical transmission system, wherein the transfer function estimating unit calculates the transfer function using the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generating unit as the reference signal, or Calculating the transfer function using a part of the transmission data sequence previously determined as a known signal as the reference signal, or determining a received symbol of the high-speed signal, and determining the low-speed signal from the symbol sequence obtained by the determination. A signal is generated, and the transfer function is calculated using the generated low-speed signal as the reference signal.
本発明の一態様は、上記の光伝送システムであって、前記伝達関数推定部は、前記送信信号生成部が、前記伝送路における波形歪を補償する波形整形を行っている場合、前記波形整形が行われていない前記複数の低速信号を前記参照信号として用いるか、または、前記高速信号に対して同一の前記波形整形を行ってから前記伝達関数の算出を行う。 One embodiment of the present invention is the above-described optical transmission system, wherein the transfer function estimating unit is configured to perform the waveform shaping when the transmission signal generating unit performs waveform shaping to compensate for waveform distortion in the transmission path. The transfer function is calculated after using the plurality of low-speed signals for which the processing has not been performed as the reference signal, or after performing the same waveform shaping on the high-speed signal.
本発明の一態様は、複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する光送信機が送信する光信号を受信する光受信機であって、前記光信号を受信する受信部と、前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部と、前記伝達関数補償部が補償する前記複数の低速信号を合成して前記高速信号を生成する信号合成部と、生成される前記高速信号に基づいて、送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、を備える光受信機である。 One embodiment of the present invention generates a high-speed signal by dividing a plurality of low-speed signals into a combination including two or more of the low-speed signals, and performing digital-to-analog conversion on the plurality of low-speed signals and synthesizing each of the combinations. An optical receiver that receives an optical signal transmitted by an optical transmitter, a receiving unit that receives the optical signal, the high-speed signal obtained from the optical signal received by the receiving unit, and a reference signal. A transfer function estimating unit that calculates a transfer function, a transfer function compensating unit that compensates the plurality of low-speed signals obtained from the optical signal received by the receiving unit based on the transfer function, and a transfer function compensating unit. A signal combining unit that combines the plurality of low-speed signals to compensate to generate the high-speed signal; and a reception unit that demodulates binary information included in a transmission data sequence based on the generated high-speed signal. And over data demodulator, an optical receiver comprising a.
本発明の一態様は、上記の光受信機であって、前記伝達関数推定部は、前記光送信機から前記複数の低速信号を受信し、受信した前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、受信した前記光信号から得られる前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する。 One aspect of the present invention is the optical receiver, wherein the transfer function estimating unit receives the plurality of low-speed signals from the optical transmitter, and uses the received plurality of low-speed signals as the reference signal. Either calculating a transfer function, or calculating the transfer function using a part of the transmission data sequence previously determined as a known signal as the reference signal, or the high-speed signal obtained from the received optical signal , The low-speed signal is generated from the symbol sequence obtained by the determination, and the transfer function is calculated using the generated low-speed signal as the reference signal.
本発明の一態様は、上記の光受信機であって、前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記高速信号を分離して前記複数の低速信号を生成する高速信号分離部を備えており、前記伝達関数補償部は、前記高速信号分離部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する。 One aspect of the present invention is the optical receiver described above, further comprising a high-speed signal separation unit that generates the plurality of low-speed signals by separating the high-speed signal obtained from the optical signal received by the reception unit. The transfer function compensator compensates the plurality of low-speed signals generated by the high-speed signal separator based on the transfer function.
この発明によれば、信号品質の劣化を改善することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve signal quality deterioration.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態における光送信機の構成を示すブロック図である。光送信機10は、送信信号生成部11、伝達関数補償部12、高速信号生成部13−1〜13−4、光変調器14及び伝達関数推定部15を備える。なお、以下の記載において、低速信号及び高速信号の用語における低速と高速の意味は、アナログ帯域の帯域幅の狭さと広さを示しており、例えば、高速信号の帯域幅がfc[GHz]である場合、低速信号の帯域幅はfc[GHz]より小さい値となる。本実施形態では、高速信号≒低速信号×N(Nは整数でDACの個数)程度の帯域幅とする。
(1st Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the optical transmitter according to the first embodiment. The
送信信号生成部11は、図2に示す内部構成を有しており、ビットマッピング部111、波形整形部112及び高速信号生成部用前置信号処理部113を備える。ビットマッピング部111は、外部から供給されるバイナリ情報である送信データ系列に対して、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等のシンボル点に対する送信ビットの割り当てを行い、高速信号である変調信号系列(XI,XQ,YI,YQ)を生成する。波形整形部112は、ビットマッピング部111が出力する変調信号系列に対してRaised Cosine FilterやRoot Raised Cosine Filter等のフィルタリング処理を行う。なお、波形整形部112において、伝送路での波形歪を補償する前置波長分散補償や前置非線形光学効果補償等の任意の信号処理を行うようにしてもよい。
The transmission
高速信号生成部用前置信号処理部113は、出力する低速信号が高速信号生成部13−1〜13−4により合成された際に、所望の信号が生成されるように信号処理を行って低速信号を生成する。低速信号の生成の手法としては、例えば、非特許文献3に示す手法がある。非特許文献3に示す手法では、波形整形部112によってフィルタリング処理された高速信号である変調信号系列(XI,XQ,YI,YQ)を周波数領域で分割し、高周波成分を折り返し、低周波成分と加算した信号と、低周波成分から減算した信号とをそれぞれ低速信号として出力する。また、高速信号生成部用前置信号処理部113は、非特許文献3に示す手法以外の任意の手法を用いて低速信号を生成してもよい。
The high-speed signal generation unit front
伝達関数補償部12は、伝達関数推定部15が算出する伝達関数に基づいて、高速信号生成部13−1〜13−4内における周波数特性の補償を行う。ここで、伝達関数に基づく周波数特性の補償の方式としては、任意の方式を適用することができ、例えば、FIR(Finite Impulse Response)フィルタやIIR(Infinite Impulse Response)フィルタ等を使ったデジタル信号処理方式、または、位相器や遅延線等のアナログフィルタを用いたアナログ方式が適用される。
The
高速信号生成部13−1〜13−4は、同一の内部構成を有しており、一例として、図3に、高速信号生成部13−1の内部構成を示す。高速信号生成部13−1は、2つのSub−DAC131−1及び132−1と、アナログ多重器133−1を備える。2つのSub−DAC131−1及び132−1は、デジタル信号である低速信号をアナログ信号に変換する。アナログ多重器133−1は、2つのSub−DAC131−1及び132−1それぞれによって変換されたアナログ信号を合成して高速信号を生成する。このように、2つのSub−DAC131−1及び132−1を用いることで、単一のDACにより高速信号を生成する場合に対して、2つのSub−DAC131−1及び132−1の各々に要求される帯域を大幅に低減することができる。 The high-speed signal generators 13-1 to 13-4 have the same internal configuration. As an example, FIG. 3 shows the internal configuration of the high-speed signal generator 13-1. The high-speed signal generator 13-1 includes two sub-DACs 131-1 and 132-1 and an analog multiplexer 133-1. The two Sub-DACs 131-1 and 132-1 convert a low-speed signal, which is a digital signal, into an analog signal. The analog multiplexer 133-1 combines the analog signals converted by the two Sub-DACs 131-1 and 132-1 to generate a high-speed signal. As described above, by using the two Sub-DACs 131-1 and 132-1, each of the two Sub-DACs 131-1 and 132-1 is required to generate a high-speed signal using a single DAC. Band to be performed can be significantly reduced.
光変調器14は、偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器、ドライバアンプ、レーザモジュールを備える偏波多重IQ変調器である。また、光変調器14において、高速信号生成部13−1〜13−4が出力する4レーンの高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に対して、各々のレーンに設置されるドライバアンプが増幅を行い、増幅した高速信号を偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器に変調信号として出力する。偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器は、当該変調信号に基づいてレーザモジュールからの光信号を変調し、変調した光信号を伝送路に対して出力する。
The
伝達関数推定部15は、図4に示す内部構成を有しており、高速信号(XI,XQ,YI,YQ)の4つのレーンごとの伝達関数推定部15−1〜15−4を備えている。伝達関数推定部15−1〜15−4の各々は、同一の内部構成を有しており、一例として、図4に伝達関数推定部15−1の内部構成を示す。伝達関数推定部15−1は、高速信号生成部用前置信号処理部151−1と、2つの伝達関数推定回路152−1,153−1を備える。
The transfer
高速信号生成部用前置信号処理部151−1は、前述した送信信号生成部11が備える高速信号生成部用前置信号処理部113の1レーン分の高速信号を処理する機能を有している。高速信号生成部用前置信号処理部151−1は、高速信号(XI)から低速信号(XI1,XI2)を生成する。また、高速信号生成部用前置信号処理部151−1は、低速信号(XI1)を伝達関数推定回路152−1に出力し、低速信号(XI2)を伝達関数推定回路153−1に出力する。
The high-speed signal generation unit front signal processing unit 151-1 has a function of processing a high-speed signal for one lane of the high-speed signal generation unit front
伝達関数推定回路152−1は、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1)を参照用の信号として取得し、高速信号生成部用前置信号処理部151−1が出力する低速信号(XI1)と、参照用の低速信号(XI1)(以下「参照信号」という。)とを同期して周波数応答を算出する。ここで、周波数応答の算出手法としては、高速信号生成部用前置信号処理部151−1が出力する低速信号(XI1)と、参照信号(XI1)との誤差を最小化するようにデジタルフィルタのタップ係数を最適化するLMS(Least Mean Square)アルゴリズムやRLS(Recursive Least Square)アルゴリズムを用いる適用フィルタを利用する手法がある。また、これら以外の手法として、ZF(Zero-Forcing)法や、MMSE(Minimum Mean Square Error)法等を適用してもよい。
The transfer function estimating circuit 152-1 acquires the low-speed signal (XI 1 ) output from the transmission
伝達関数推定回路153−1も同様に、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI2)を参照用信号として取得し、高速信号生成部用前置信号処理部151−1が出力する低速信号(XI2)と、参照信号(XI2)とを同期して周波数応答を算出する。このようにして、伝達関数推定部15−2,15−3,15−4の各々において、高速信号(XQ)と参照信号(XQ1,XQ2)、高速信号(YI)と参照信号(YI1,YI2)、及び高速信号(YQ)と参照信号(YQ1,YQ2)における周波数応答を算出することにより伝達関数を算出する。
Similarly, the transfer function estimating circuit 153-1 acquires the low-speed signal (XI 2 ) output from the transmission
なお、光変調器14と伝達関数推定部15における高速信号(XI,XQ,YI,YQ)の受信方式については、例えば、高速のADC(Analog Digital Converter)を用いる方式や、低速のADCを用いて、高速信号の周期と相対位相を変化させ、繰り返しデータを受信することで、高速信号を受信する方式がある。また、高速信号の受信方式として、これら以外の任意の方式を適用してもよい。
The high-speed signals (XI, XQ, YI, YQ) received by the
上記の第1実施形態の構成では、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号とし、高速信号生成部13−1〜13−4が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)から伝達関数推定部15が伝達関数を算出する。伝達関数補償部12は、算出された伝達関数に基づいて、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)に対して補償する演算を行う。これにより、高速信号生成部13−1〜13−4において複数のDAC(例えば、Sub−DAC131−1,132−1)を用いることで発生する低速信号間の周波数特性の差と、高速信号生成部13−1〜13−4内でのアナログデバイスの不完全性とを補償することができ、信号品質の改善が可能となる。
In the configuration of the first embodiment, the low-speed signals (XI 1 , XI 2 , XQ 1 , XQ 2 , YI 1 , YI 2 , YQ 1 , YQ 2 ) output by the transmission
また、上記の第1実施形態では、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号としているが、本発明の実施の形態は、当該実施の形態に限られない。例えば、送信データ系列の一部を既知の信号とし、伝達関数推定部15において当該既知の信号を予め記憶させておき、当該既知の信号が送信される際に伝達関数の算出を行うことで、送信信号生成部11が出力する低速信号を用いることなく伝達関数の算出を行うことができる。また、伝達関数推定部15において、高速信号生成部13−1〜13−4が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)から高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られたシンボル系列から低速信号を生成し、生成した低速信号を参照信号としてもよい。このように、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号として用いない場合、伝達関数推定部15に替えて、図5に示す伝達関数推定部15aを適用して、伝達関数推定部15aと送信信号生成部11の出力端とが接続しない構成とすることができる。
In the first embodiment, the low-speed signals (XI 1 , XI 2 , XQ 1 , XQ 2 , YI 1 , YI 2 , YQ 1 , YQ 2 ) output by the transmission
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。第1実施形態の光送信機10,10aと同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。光伝送システム1は、光送信機10b、光受信機20、光送信機10bと光受信機20とに接続される伝送路4、及び光送信機10bと光受信機20とに接続される通信回線5を備える。光送信機10bは、送信信号生成部11、伝達関数補償部12、高速信号生成部13−1〜13−4、光変調器14を備え、第1実施形態の光送信機10と異なり、伝達関数推定部15を備えない。
(2nd Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the optical transmission system according to the second embodiment. The same components as those of the
伝送路4は、光ファイバ4−1と光増幅器4−2とを有し、光送信機10bから出力される光信号は、光ファイバ4−1により伝送され、光増幅器4−2により増幅されて、光受信機20が受信する。通信回線5は、例えば、下記の参考文献1に示されるコミュニケーションチャネルや、NE−Ops(Network Element Operation System)やNW−Ops(Network Operation System)等の制御チャネルである(参考文献1:S. Okamoto, M. Yoshida, K. Yonenaga, and T. Kataoka. “Adaptive Pre-equalization using Bidirectional Pilot Sequences to Estimate and Feed Back Amplitude Transfer Function and Chromatic Dispersion”, OFC2015 Th2A.29)。
The
通信回線5は、光送信機10bの送信信号生成部11の出力端と光受信機20の伝達関数推定部15とに接続され、また、当該伝達関数推定部15と光送信機10bの伝達関数補償部12とに接続される。また、通信回線5は、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を光受信機20の伝達関数推定部15に送信される際、また、伝達関数推定部15が算出した伝達関数が光送信機10bの伝達関数補償部12に送信される際に用いられる。
The
光受信機20は、受信部21、受信データ復調部25、及び第1実施形態の光送信機10に備えられる伝達関数推定部15を備える。受信部21は、光コヒーレント受信部22、ADC(Analog to Digital Converter)23−1〜23−4、デジタル信号処理部24を備える。光コヒーレント受信部22は、内部にレーザモジュールを有しており、伝送路4から受信した光信号を、レーザモジュールからの局発光によりベースバンド信号に変換して電気信号として出力する。ADC23−1〜23−4は、アナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換して出力する。
The
デジタル信号処理部24は、伝送路4において発生する波長分散、偏波変動、非線形光学効果による波形劣化を補償する。また、デジタル信号処理部24は、光送信機10b側のレーザと光受信機20側のレーザの周波数誤差と各々のレーザが有する線幅による位相雑音の補償を行って高速信号(XI,XQ,YI,YQ)を伝達関数推定部15と、受信データ復調部25とに出力する。受信データ復調部25は、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)を判定して光送信機10bが送信したバイナリ情報を復調する。
The digital
伝達関数推定部15は、通信回線5を通じて受信する光送信機10bの送信信号生成部11が生成する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号として、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて伝達関数の算出を行う。また、伝達関数推定部15は、算出した伝達関数を通信回線5を通じて光送信機10bの伝達関数補償部12に送信する。
The transfer
上記の第2実施形態の構成では、光送信機10bが出力した光信号が伝送路4によって伝送され、光受信機20が当該光信号を受信し、受信部21が受信した光信号から高速信号(XI,XQ,YI,YQ)を生成する。光受信機20が備える伝達関数推定部15は、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を通信回線5を通じて受信し、当該低速信号を参照信号とし、受信部21が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて伝達関数の算出を行う。伝達関数推定部15は、算出した伝達関数を通信回線5を通じて光送信機10bの伝達関数補償部12に送信する。伝達関数補償部12は、受信した伝達関数に基づいて、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)に対して補償する演算を行う。これにより、光送信機10bの高速信号生成部13−1〜13−4及び光変調器14において生じる低速信号間や高速信号間の周波数特性差やアナログデバイスの不完全性を補償する伝達関数を算出することができ、算出した伝達関数による補償を行うことで信号品質の改善を行うことが可能となる。
In the configuration of the second embodiment, the optical signal output from the
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。第1実施形態の光送信機10,10a及び第2実施形態の光伝送システム1と同一の構成については同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。光伝送システム2は、光送信機10c、光受信機20c、光送信機10cと光受信機20cとに接続される伝送路4、及び光送信機10cと光受信機20cとに接続される通信回線5cを備える。光送信機10cは、送信信号生成部11、高速信号生成部13−1〜13−4、光変調器14を備え、第2実施形態の光送信機10bと異なり、伝達関数補償部12を備えない。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission system according to the third embodiment. The same components as those of the
光受信機20cは、受信部21、高速信号分離部26、第1及び第2実施形態の光送信機10,10a,10bに備えられる伝達関数補償部12、信号合成部28−1〜28−4、受信データ復調部25、伝達関数推定部15を備える。伝達関数推定部15は、通信回線5cを通じて受信する光送信機10cの送信信号生成部11が生成する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号として、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて伝達関数の算出を行う。また、伝達関数推定部15は、算出した伝達関数を伝達関数補償部12に送信する。
The
高速信号分離部26は、送信信号生成部11の高速信号生成部用前置信号処理部113と同一の処理を行い、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)から低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を生成する。
The high-speed
伝達関数補償部12は、生成された低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)に対して、伝達関数推定部15が算出した伝達関数に基づく補償する処理を行う。信号合成部28−1〜28−4の各々は、伝達関数補償部12によって補償の処理がされた低速信号(XI1,XI2)、低速信号(XQ1,XQ2)、低速信号(YI1,YI2)、及び低速信号(YQ1,YQ2)の各々に基づいて高速信号(XI,XQ,YI,YQ)を生成する。受信データ復調部25は、信号合成部28−1〜28−4が生成した高速信号(XI,XQ,YI,YQ)からバイナリ情報を復調する。なお、信号合成部28−1〜28−4は、高速信号生成部13−1〜13−4と同様にアナログ部品で構成してもよいし、同様の回路構成をデジタル的に再現して構成してもよい。
The
上記の第3実施形態の構成では、光送信機10cが出力した光信号が伝送路4によって伝送され、光受信機20cが当該光信号を受信し、受信部21が受信した光信号から高速信号(XI,XQ,YI,YQ)を生成する。光受信機20cが備える伝達関数推定部15は、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を通信回線5cを通じて受信し、当該低速信号を参照信号とし、受信部21が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて伝達関数の算出を行う。伝達関数推定部15は、算出した伝達関数を伝達関数補償部12に出力する。高速信号分離部26は、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)から低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を生成する。伝達関数補償部12は、当該伝達関数に基づいて、高速信号分離部26が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)に対して補償を行う。これにより、光送信機10cの高速信号生成部13−1〜13−4及び光変調器14において生じる低速信号間や高速信号間の周波数特性差やアナログデバイスの不完全性を補償する伝達関数を算出することができ、算出した伝達関数による補償を行うことで信号品質の改善を行うことが可能となる。
In the configuration of the third embodiment, the optical signal output from the
なお、上記の第3実施形態において、高速信号分離部26は、デジタル信号処理部24が生成して出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて、低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を生成するようになっているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。例えば、伝達関数推定部15が生成する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)に基づいて、低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を生成し、伝達関数補償部12が当該低速信号に対して補償を行うようにしてもよい。
In the above-described third embodiment, the high-speed
なお、上記の第2、第3実施形態の構成において、伝達関数推定部15は、通信回線5,5cを通じて受信する送信信号生成部11が生成する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号としているが、本発明の構成は当該実施の形態に限られない。例えば、送信データ系列の一部を既知の信号とし、伝達関数推定部15において当該既知の信号を予め記憶させておき、当該既知の信号が送信される際に伝達関数の算出を行うことで、送信信号生成部11が出力する低速信号を用いることなく伝達関数の算出を行うことができる。また、伝達関数推定部15において、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI,XQ,YI,YQ)から高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られたシンボル系列から低速信号を生成し、生成した低速信号を参照信号としてもよい。このように、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を参照信号として用いない場合、送信信号生成部11の出力端と伝達関数推定部15とを接続する通信回線5,5cを備えなくてもよく、また、伝達関数推定部15に替えて、図5に示す伝達関数推定部15aが適用されることになる。
In the configurations of the second and third embodiments, the transfer
また、上記の第2、第3実施形態において、光送信機10b,10cの送信信号生成部11の波形整形部112において、伝送路4の波形歪を補償する前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行う場合、送信信号生成部11が出力する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)に伝送路4において生じる波形歪が内在することになる。光受信機20,20cでは、デジタル信号処理部24において伝送路4において生じる波形歪を補償してしまうため、伝達関数推定部15が、伝送路4において生じる波形歪が内在した低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を用いて、伝達関数を算出しようとしても光送信機10b,10c内の伝達関数のみを推定することができない。
In the second and third embodiments, the
この場合、送信信号生成部11の波形整形部112において前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行う信号を出力させるとともに、前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行わない信号を出力させる。前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行った信号に基づいて高速信号生成部用前置信号処理部113が低速信号を生成して光送信機10bの伝達関数補償部12、または、光送信機10cの高速信号生成部13−1〜13−4に出力する。一方、前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行わない信号に基づいて高速信号生成部用前置信号処理部113が低速信号を生成し、生成した低速信号を、例えば、通信回線5,5cを通じて伝達関数推定部15に送信する。伝達関数推定部15は、受信した低速信号を伝達関数の算出の際の参照信号として用いることで、前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行いつつ、光送信機10b,10c内の伝達関数のみを算出することが可能となる。
In this case, the
また、他の手法として、伝達関数推定部15に替えて、図8に示す伝達関数推定部15dを用いる手法がある。伝達関数推定部15dは、高速信号のレーンに対応する伝達関数推定部15d−1〜15d−4を備えている。伝達関数推定部15d−1〜15d−4は、同一の内部構成を有しており、図8では、一例として、伝達関数推定部15e−1の内部構成を示している。各々の伝達関数推定部15d−1〜15d−4は、各々が備える高速信号生成部用前置信号処理部151−1〜151−4の前段に波形整形部154−1〜154−4を備えている。当該波形整形部154−1〜154−4は、送信信号生成部11の波形整形部112と同一の波形整形を行う。波形整形部154−1〜154−4による波形整形後の信号に基づいて、高速信号生成部用前置信号処理部151−1〜151−4が低速信号を生成する。これにより、送信信号生成部11の波形整形部112において前置分散補償や前置非線形光学効果補償が行われていたとしても、伝達関数推定部15dにおいても、同様の補償処理を行うため、送信信号生成部11が生成する低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を用いて、光送信機10b,10c内の伝達関数のみを算出することが可能となる。
As another method, there is a method using a transfer
また、更に、他の手法として、伝達関数推定部15に替えて、図9に示す伝達関数推定部15eを用いる手法がある。伝達関数推定部15eは、高速信号のレーンに対応する伝達関数推定部15e−1〜15e−4を備えている。伝達関数推定部15e−1〜15e−4は、同一の内部構成を有しており、図9では、一例として、伝達関数推定部15e−1の内部構成について説明する。伝達関数推定部15e−1は、シンボル同期部155−1、波形整形部154−1、高速信号生成部用前置信号処理部151−1、伝達関数推定回路152e−1,153e−1を備える。波形整形部154−1については、前述した伝達関数推定部15dが備えるものと同一の構成であり、高速信号生成部用前置信号処理部151−1も伝達関数推定部15、15a、15dが備えるものと同一の構成である。
Further, as another method, there is a method in which the transfer
伝達関数推定部15eを適用する前提として、図6及び図7に示す通信回線5,5cのうち伝達関数推定部15と送信信号生成部11の出力端を接続する回線の一端が、送信信号生成部11の出力端に替えて、送信信号生成部11のビットマッピング部111の出力端に接続されているものとする。シンボル同期部155−1は、ビットマッピング部111から受信するシンボル情報を参照信号として、デジタル信号処理部24が出力する高速信号(XI)とシンボル同期を行う。シンボル同期部155−1は、デジタル信号処理部24が出力した高速信号(XI)と、シンボル同期を行った高速信号(sXI)とを波形整形部154−1に出力する。
As a premise of applying the transfer
波形整形部154−1は、高速信号(XI)と高速信号(sXI)に対して、送信信号生成部11の波形整形部112と同一の波形整形を行う。波形整形部154−1による波形整形後の信号に基づいて高速信号生成部用前置信号処理部151−1が4つの低速信号(XI1,sXI1,XI2,sXI2)を生成する。伝達関数推定回路152c−1,153c−1の各々は、低速信号(XI1,sXI1)と低速信号(XI2,sXI2)とに基づいて伝達関数の算出を行う。伝達関数推定部15e−2〜15e−4も同様に伝達関数の算出を行う。これにより、送信信号生成部11の波形整形部112において前置分散補償や前置非線形光学効果補償が行われていたとしても、これらの補償処理が施される前のビットマッピング部111が出力するシンボル情報を用いることで、送信信号生成部11の波形整形部112において前置分散補償や前置非線形光学効果補償を行いつつ、伝達関数推定部15eにおいて、光送信機10b,10c内の伝達関数のみを算出することが可能となる。
The waveform shaping unit 154-1 performs the same waveform shaping on the high-speed signal (XI) and the high-speed signal (sXI) as the
なお、上記の第2、第3実施形態において、デジタル信号処理部24が、波形等化前のデジタル信号を伝達関数推定部15に出力し、伝達関数推定部15において伝送路4において生じる波形歪を補償した後に伝達関数の算出を行うようにしてもよい。
また、上記の第2、第3実施形態において、伝送路4において、経路切り替え機を設置しても良い。
In the second and third embodiments, the digital
In the second and third embodiments, a path switching device may be provided in the
(実験結果)
図10に第2実施形態の光伝送システム1を用いた実験による効果を示す。変調方式として偏波多重16QAM(DP−16QAM)を用い、変調速度は96GBaudとした。伝送路4は、Back−to−Back条件として実験を行った。この場合、高速信号生成部13−1〜13−4において、低速信号が、96GSample/secのサンプリングレートでSub−DAC131−1〜131−4,132−1〜132−4に与えられる。アナログ多重器133−1〜133−4は、Sub−DAC131−1〜131−4,132−1〜132−4からの出力を合成して96GBaudの高速信号として出力する。
(Experimental result)
FIG. 10 shows an effect obtained by an experiment using the
図10において、横軸は、光信号対雑音電力(OSNR: Optical Signal to Noise Ratio)であり、縦軸は、受信Q値である。図10において、実線は、96GBaud−DP−16QAMの理論値の線である。四角のプロットが伝達関数補償無しの実験結果で、丸のプロットが第2実施形態の光伝送システム1において伝達関数補償を行った際の実験結果である。伝達関数補償により、OSNR40dBの場合、受信Q値で約2.5dB改善し、受信Q値5dB付近においてOSNR耐力が約2dB改善していることが分かる。
In FIG. 10, the horizontal axis represents optical signal-to-noise ratio (OSNR), and the vertical axis represents received Q value. In FIG. 10, the solid line is a line of theoretical values of 96 GBaud-DP-16QAM. The square plot is an experimental result without transfer function compensation, and the circular plot is an experimental result when transfer function compensation is performed in the
また、上記の第1、第2、及び第3実施形態では、非特許文献3に示される例と同様に、2つのSub−DAC131−1,132−1と1つのアナログ多重器133−1により高速信号を生成しているが、本発明の実施の形態は、当該実施の形態に限られない。例えば、非特許文献4に示す例のように3つのDACと、1つのアナログ多重器によって高速信号を生成するようにしてもよいし、4つ以上のDACを用いるようにしてもよい。また、2つの低速信号から1つの高速信号を生成する構成と、3つ以上の低速信号から1つの高速信号を生成する構成とが混在していてもよい。
In the first, second, and third embodiments described above, similarly to the example shown in
なお、上記の第1、第2、及び第3実施形態の構成では、偏波多重信号を対象としているが、単一偏波信号でもよい。また、上記の第1、第2、及び第3実施形態の構成では、IQ変調信号を対象としているが、強度変調信号でもよく、この場合、光変調器14は、前述した偏波多重型マッハツェンダ型ベクトル変調器ではなく、強度変調器タイプのものや、レーザモジュールに直接変調光源を用いるものが適用される。
Although the configurations of the first, second, and third embodiments are directed to the polarization multiplexed signal, the configuration may be a single polarization signal. Further, in the configurations of the first, second, and third embodiments, the IQ modulation signal is targeted, but the intensity modulation signal may be used. In this case, the
また、上記の第1、第2、及び第3実施形態の構成では、ビットマッピング部111が割り当てるシンボル点として、QPSKや16QAMのシンボル点を適用しているが、これら以外の変調フォーマットを適用してもよい。
In the configurations of the first, second, and third embodiments, symbol points of QPSK or 16QAM are applied as symbol points assigned by the
また、上記の第1、第2、及び第3実施形態において、周波数特性による波形歪が大きい際は、信号品質が劣化により、伝達関数推定部15,15a,15d,15eにおいて正確な推定ができない場合が考えられる。その場合、算出した伝達関数を伝達関数補償部12にフィードバックして、伝達関数の算出を繰り返していくことで、より高い精度での伝達関数による補償が可能となる。
In the first, second, and third embodiments, when waveform distortion due to frequency characteristics is large, the transfer
また、上記の第1実施形態の光送信機10において、図4に示す伝達関数推定部15に替えて、図8や図9に示す伝達関数推定部15dや伝達関数推定部15eを適用するようにしてもよい。図9に示す伝達関数推定部15eを光送信機10に適用する場合、送信信号生成部11の出力端から低速信号(XI1,XI2,XQ1,XQ2,YI1,YI2,YQ1,YQ2)を受信する構成ではなく、送信信号生成部11のビットマッピング部111の出力端からシンボル情報を参照信号として受信することになる。
Further, in the
上述した第1、第2、及び第3実施形態における光送信機10,10a,10b,10c、光受信機20,20c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、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
The
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。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
10…光送信機, 11…送信信号生成部, 12…伝達関数補償部, 13−1〜13−4…高速信号生成部, 14…光変調器, 15…伝達関数推定部, 20…光受信機, 21…受信部, 22…光コヒーレント受信部, 23−1〜23−4…ADC, 24…デジタル信号処理部, 25…受信データ復調部
Claims (10)
前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
生成される前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、
前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償して前記高速信号生成部に出力する伝達関数補償部と、
を備える光送信機。 A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence;
A high-speed signal generation unit that divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals, and generates a high-speed signal by performing digital-to-analog conversion on the plurality of low-speed signals and synthesizing each combination;
The generated high-speed signal, a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the reference signal,
A transfer function compensating unit that compensates the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generating unit based on the transfer function and outputs the compensated low-speed signal to the high-speed signal generating unit;
An optical transmitter comprising:
前記送信信号生成部が生成する複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定して得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する、請求項1に記載の光送信機。 The transfer function estimator,
Either calculate the transfer function using the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generation unit as the reference signal, or use the transfer function as a part of the transmission data sequence previously determined as a known signal as the reference signal. Or calculating the transfer function by generating the low-speed signal from a symbol sequence obtained by determining a received symbol of the high-speed signal, and using the generated low-speed signal as the reference signal, The optical transmitter as described.
前記光送信機は、
送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、
前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、
前記光受信機は、
前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、
前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、
を有し、
前記光送信機は、
前記高速信号生成部が生成する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、
前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償し、前記高速信号生成部に出力する伝達関数補償部と、
を備える光伝送システム。 An optical transmission system including an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver,
The optical transmitter,
A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence;
A high-speed signal generation unit that divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals, and generates a high-speed signal by performing digital-to-analog conversion on the plurality of low-speed signals and synthesizing each combination;
An optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line,
The optical receiver,
A receiving unit that receives the optical signal from the transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal;
Based on the high-speed signal output by the reception unit, a reception data demodulation unit that demodulates binary information included in the transmission data sequence,
Has,
The optical transmitter ,
A transfer function estimator for calculating said high-speed signals to the high-speed signal generator generates the transfer function based on the reference signal,
A transfer function compensating unit that compensates the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generating unit based on the transfer function and outputs the low-speed signal to the high-speed signal generating unit .
An optical transmission system comprising:
前記光送信機は、
送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、
前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、
前記光受信機は、
前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、
前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、
を有し、
前記光受信機は、
前記受信部が出力する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部を備え、
前記光送信機は、
前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数推定部が算出した前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部、
を備え、
前記伝達関数推定部は、
前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する光伝送システム。 An optical transmission system including an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver,
The optical transmitter,
A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence;
A high-speed signal generation unit that divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals, and generates a high-speed signal by performing digital-to-analog conversion on the plurality of low-speed signals and synthesizing each combination;
An optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line,
The optical receiver,
A receiving unit that receives the optical signal from the transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal;
Based on the high-speed signal output by the reception unit, a reception data demodulation unit that demodulates binary information included in the transmission data sequence,
Has,
Before Symbol optical receiver,
The high-speed signal output by the receiving unit, a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the reference signal,
The optical transmitter ,
A transfer function compensator that compensates the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generator based on the transfer function calculated by the transfer function estimator .
Equipped with a,
The transfer function estimator,
The transfer function is calculated using the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generation unit as the reference signal, or a received symbol of the high-speed signal is determined, and the low-speed signal is generated from a symbol sequence obtained by the determination. An optical transmission system that calculates the transfer function using the generated low-speed signal as the reference signal .
前記光送信機は、
送信データ系列から複数の低速信号を生成する送信信号生成部と、
前記複数の低速信号を、2つ以上の前記低速信号を含む組み合わせに分け、前記複数の低速信号をデジタルアナログ変換して前記組み合わせごとに合成することにより高速信号を生成する高速信号生成部と、
前記高速信号を変調した光信号を前記伝送路に対して送信する光変調器と、を有し、
前記光受信機は、
前記伝送路から前記光信号を受信し、受信する前記光信号から得られる前記高速信号を出力する受信部と、
前記受信部が出力する前記高速信号に基づいて、前記送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、
を有し、
前記光受信機は、
前記受信部が出力する前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、
前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部と、
を備える光伝送システム。 An optical transmission system comprising an optical transmitter, an optical receiver, and a transmission line connected to the optical transmitter and the optical receiver,
The optical transmitter,
A transmission signal generation unit that generates a plurality of low-speed signals from a transmission data sequence;
A high-speed signal generation unit that divides the plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals, generates a high-speed signal by digital-to-analog converting the plurality of low-speed signals, and synthesizes each of the combinations;
An optical modulator that transmits an optical signal obtained by modulating the high-speed signal to the transmission line,
The optical receiver,
A receiving unit that receives the optical signal from the transmission line and outputs the high-speed signal obtained from the received optical signal;
Based on the high-speed signal output by the receiving unit, a reception data demodulation unit that demodulates binary information included in the transmission data sequence,
Has ,
Before Symbol optical receiver,
The high-speed signal output by the receiving unit, a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the reference signal,
The plurality of low-speed signals obtained from the optical signal received by the receiving unit, a transfer function compensation unit that compensates based on the transfer function,
An optical transmission system comprising:
前記送信信号生成部が生成する前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する、請求項3又は5に記載の光伝送システム。 The transfer function estimator,
The transfer function is calculated using the plurality of low-speed signals generated by the transmission signal generation unit as the reference signal, or a part of the transmission data sequence previously determined as a known signal is transmitted as the reference signal. Calculating a function or determining a received symbol of the high-speed signal, generating the low-speed signal from a symbol sequence obtained by the determination, calculating the transfer function using the generated low-speed signal as the reference signal, Item 6. The optical transmission system according to item 3 or 5 .
前記送信信号生成部が、前記伝送路における波形歪を補償する波形整形を行っている場合、前記波形整形が行われていない前記複数の低速信号を前記参照信号として用いるか、または、前記高速信号に対して同一の前記波形整形を行ってから前記伝達関数の算出を行う、請求項4又は5に記載の光伝送システム。 The transfer function estimator,
When the transmission signal generation unit is performing waveform shaping to compensate for waveform distortion in the transmission path, the plurality of low-speed signals that have not been subjected to the waveform shaping may be used as the reference signal, or the high-speed signal 6. The optical transmission system according to claim 4 , wherein the transfer function is calculated after performing the same waveform shaping with respect to.
前記光信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記高速信号と、参照信号とに基づいて伝達関数を算出する伝達関数推定部と、
前記受信部が受信する前記光信号から得られる前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する伝達関数補償部と、
前記伝達関数補償部が補償する前記複数の低速信号を合成して前記高速信号を生成する信号合成部と、
生成される前記高速信号に基づいて、送信データ系列に含まれるバイナリ情報を復調する受信データ復調部と、
を備える光受信機。 Light transmitted by an optical transmitter that generates a high-speed signal by dividing a plurality of low-speed signals into a combination including two or more low-speed signals, converting the plurality of low-speed signals from digital to analog, and synthesizing each combination. An optical receiver for receiving a signal,
A receiving unit that receives the optical signal,
The high-speed signal obtained from the optical signal received by the receiving unit, a transfer function estimating unit that calculates a transfer function based on the reference signal,
A transfer function compensator that compensates the plurality of low-speed signals obtained from the optical signal received by the receiver based on the transfer function,
A signal combining unit that combines the plurality of low-speed signals compensated by the transfer function compensating unit to generate the high-speed signal;
Based on the generated high-speed signal, a reception data demodulation unit that demodulates binary information included in a transmission data sequence,
An optical receiver comprising:
前記光送信機から前記複数の低速信号を受信し、受信した前記複数の低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、予め既知信号として定められている前記送信データ系列の一部を前記参照信号として前記伝達関数を算出するか、または、受信した前記光信号から得られる前記高速信号の受信シンボルを判定し、判定によって得られるシンボル系列から前記低速信号を生成し、生成した前記低速信号を前記参照信号として前記伝達関数を算出する、請求項8に記載の光受信機。 The transfer function estimator,
The plurality of low-speed signals are received from the optical transmitter, and the transfer function is calculated using the received plurality of low-speed signals as the reference signal, or one of the transmission data sequences predetermined as a known signal. Calculating the transfer function using the reference signal as the reference, or determining the received symbol of the high-speed signal obtained from the received optical signal, generating the low-speed signal from a symbol sequence obtained by the determination, generated The optical receiver according to claim 8 , wherein the transfer function is calculated using the low-speed signal as the reference signal.
前記伝達関数補償部は、
前記高速信号分離部が生成する前記複数の低速信号を、前記伝達関数に基づいて補償する、請求項8又は9に記載の光受信機。 The high-speed signal separation unit that generates the plurality of low-speed signals by separating the high-speed signal obtained from the optical signal received by the reception unit,
The transfer function compensator is:
The high-speed signal the plurality of low-speed signals separating unit is generated and compensation based on the transfer function, the optical receiver according to claim 8 or 9.
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