JPWO2016031187A1 - 偏波分散付加器及び光受信機 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、一般的なデジタルコヒーレント方式で用いられる光送信機の構成及び動作はよく知られているので、図11の各部の詳細な説明は省略する。
本発明は、光ファイバ内の非線形現象に起因する信号光の伝送品質の低下を抑制するための技術を提供することを目的とする。
図1は、本発明の第1の実施形態の光ファイバ伝送システム100の構成を示す図である。光ファイバ伝送システム100は、光送信装置101、光受信装置102、光ファイバ伝送路103を備える。光送信装置101から送信された信号光は、光ファイバ伝送路103を伝搬して、光受信装置102で受信される。
光送信部104の動作について説明する。本実施形態の光送信部104では、X偏波側のプリPMD付加器4及びY偏波側のプリPMD付加器14は、同様のプリPMDを信号光に付加する。
次に、光受信部105の動作について説明する。図3に示す光受信部105は、図12で説明した一般的な光受信機810と比較して、プリPMDを補償するプリPMD補償部26をさらに備える点で相違する。光送信部104で付加されるプリPMDのパラメータは、光送信部104と光受信部105とで共有され、プリPMD補償部26に記憶されている。
光送信部104において信号光にプリPMDが付加される際には、プリPMDの付加後に信号光のシンボルが次のシンボルと重ならないように、プリPMDの遅延時間が設定されることが好ましい。しかし、プリPMDの付加によりシンボルが重なる場合でも、シンボルの重複により発生した符号間干渉は、例えば、光受信部105の波長分散補償部25において補償できる。従って、プリPMDの遅延時間は、受信時に補償可能であれば、次のシンボル以降のシンボルと重なるような量に設定されてもよい。
図7では、偏波面の回転量や遅延量は、信号光のパルスの立上り開始時刻T0を最小として、パルス立下り完了時刻T1に向かって次第に増大する。ここで、パルスの立上り開始時、ピーク時あるいは立下り完了時等のそれぞれの時刻における偏波面の角度や偏波面の回転方向といったプリPMDのパラメータは、第1の実施形態で説明した例に限定されない。パラメータを任意に設定することで、プリPMDを付加した後のパルスを特定の形状に整形することもできる。
第1の実施形態では、X偏波用の偏波ローテータ3から出力されるパルスの偏波面の角度は、パルスの立上り開始前にX軸方向に戻されてもよいとした。しかし、偏波ローテータ3の制御方向は、常に同一方向となるように制御されてもよい。Y偏波用の偏波ローテータ13に関しても同様である。
偏波ローテータ3、13による偏波の回転速度や、プリPMD付加器4、14による遅延量の時間的な変化は、パルス立上り開始時刻T0から信号光の立下り完了時刻T1までの間で一定であってもよく、あるいは一定でなくてもよい。プリPMD付加器4による遅延量を任意に制御することで、プリPMD付加後のパルスを所望の形状に整形することも可能となる。
第1の実施形態では、X偏波側の信号光とY偏波側の信号光に付加されるプリPMDのパラメータは同一であるが、それぞれの偏波の信号光は、異なるパラメータによってプリPMDが付加されてもよい。
図3に示した光受信部105のプリPMD補償部26の位置は、図3の例に限られない。プリPMD補償部26は、例えば、波長分散補償部25の前に配置されてもよい。
第1の実施形態では、光送信部104で付加されるプリPMDのパラメータは、予め光送信部104と光受信部105とで共有されているものとして説明した。そして、光送信部104におけるプリPMDのパラメータの変更が光受信部105に直ちに反映される場合には、光送信部104は、プリPMDのパラメータを随時変更してもよい。プリPMDのパラメータの変更を光送信部104から光受信部105に直ちに通知するために、プリPMDのパラメータは、光ファイバ伝送路103を経由した信号光とは異なるチャネル(例えば、監視制御用のチャネル)によって通知されてもよい。プリPMDのパラメータを随時変更することで、信号光の速度の変化等、信号光の伝送条件の変化に応じたより好ましい量のプリPMDを信号光に付加できる。
図3に示した光受信部105では、光送信部104で付加されたプリPMDの逆関数をプリPMD補償部26においてデジタル信号処理することで、プリPMDが補償された。しかし、適応等化部27が、受信した信号光のプリPMD量を推定し、自律的にプリPMDの補償量を推定して補償する手順を備えてもよい。適応等化部27が自律的にプリPMDを補償することで、プリPMD補償部26の機能と適応等化部27の機能とを統合できるとともに、プリPMDのパラメータを光送信部104と光受信部105との間で共有する必要がなくなる。
第1の実施形態では、光受信部105は、デジタル信号処理によりプリPMD補償を行っている。しかし、プリPMD補償は、信号光に対して光学的に実施されてもよい。
図9は、第2の実施形態の光送信部401の構成を示すブロック図である。光送信部401は、光源1、光変調器2及び12、駆動回路45、DA(digital to analog)変換器46、デジタル制御回路47、偏波多重器5を備える。光送信部401が備える光源1、光変調器2及び12、偏波多重器5の機能は、第1の実施形態の光送信部104と同様である。光送信部401は、さらに、CPU91及びメモリ92を備えていてもよい。CPU91は、メモリ92に記憶されたプログラムを実行することで、光送信部401の各部を制御し、光送信部401の機能を実現してもよい。
図10は、本発明の第3の実施形態の光送信部801の構成を示すブロック図である。光送信部801では、偏波ローテータ43及びプリPMD付加器44が偏波多重器5の後段に配置される。偏波ローテータ43及びプリPMD付加器44は、第1の実施形態の光送信部104が備える偏波ローテータ3及びプリPMD付加器4と同様の機能を備える。光送信部801は、さらに、CPU91及びメモリ92を備えていてもよい。CPU91は、メモリ92に記憶されたプログラムを実行することで、光送信部801の各部を制御し、光送信部401の機能を実現してもよい。
光搬送波を変調して生成された信号光のパルス毎に、前記パルスの立上り開始時刻T0から前記パルスの立下がり完了時刻T1までの間、前記パルスの偏波を回転させて出力する偏波回転手段と、
前記偏波回転手段から出力された前記パルスに、前記偏波回転手段で付加された偏波の回転量に対応した量の遅延を付加する遅延付加手段と、
を備える偏波分散付加器。
前記偏波回転手段は、偏波の回転方向が常に同一となるように制御される、付記1に記載された偏波分散付加器。
前記偏波回転手段は、前記時刻T0から前記時刻T1の間で一定の回転速度で前記信号光の偏波を回転させて出力する、付記1又は2に記載された偏波分散付加器。
前記遅延付加手段は、前記時刻T0において最小の遅延を前記パルスに付加し、前記時刻T1において最大の遅延を前記パルスに付加する、付記1乃至3のいずれかに記載された偏波分散付加器。
前記遅延付加手段により付加される前記遅延量の時間的な変化率は、前記時刻T0から前記時刻T1の間で一定である、付記1乃至4のいずれかに記載された偏波分散付加器。
前記光搬送波を生成する光源と、
2分岐された前記光搬送波の一方を変調して、変調された前記光搬送波の一方を前記第1の分散付加器に入力する第1の光変調手段と、
2分岐された前記光搬送波の他方を変調して、変調された前記光搬送波の他方を前記第2の分散付加器に入力する第2の光変調手段と、
前記第1の光変調手段から入力された光に対して所定の遅延を付加する、付記1乃至5のいずれかに記載された偏波分散付加器である第1の分散付加手段と、
前記第2の光変調手段から入力された光に対して所定の遅延を付加する、付記1乃至5のいずれかに記載された偏波分散付加器である第2の分散付加手段と、
前記第1及び第2の分散付加手段から出力される光を偏波多重して出力する偏波多重手段と、
を備える光送信機。
前記光搬送波を生成する光源と、
2分岐された前記光搬送波の一方を変調して第1の信号光を生成する第1の光変調手段と、
2分岐された前記光搬送波の他方を変調する第2の信号光を生成する第2の光変調手段と、
前記第1及び第2の信号光を偏波多重して出力する偏波多重手段と、
前記偏波多重された前記第1及び第2の信号光が入力される付記1乃至5のいずれかに記載された偏波分散付加器と、
を備える光送信機。
光搬送波を生成する光源と、
2分岐された前記光搬送波の一方を変調するとともに、変調された前記光搬送波の一方の光パルス毎に所定の偏波モード分散を付与して出力する第1の光変調手段と、
2分岐された前記光搬送波の他方を変調するとともに、変調された前記光搬送波の他方の光パルス毎に所定の偏波モード分散を付与して出力する第2の光変調手段と、
前記第1及び第2の光変調手段から出力される光を偏波多重して出力する偏波多重手段と、
を備える光送信機。
受信した信号光を偏波分離する偏波ビームスプリッタと、
偏波分離された前記信号光をアナログ電気信号に変換する光ハイブリッド回路と、
前記アナログ電気信号をデジタル受信信号に変換するAD(analog to digital)変換手段と、
前記信号光に含まれる前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償手段と、
を備える光受信機。
前記偏波モード分散補償手段は、前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散のパラメータを記憶し、前記記憶されたパラメータに基づいて前記信号光に含まれる偏波モード分散を電気的に補償する、付記9に記載された光受信機。
前記パラメータは、前記信号光とは異なるチャネルによって前記光受信機に通知される、付記10に記載された光受信機。
前記偏波モード分散補償手段は、前記デジタル受信信号を演算処理することにより前記信号光の偏波モード分散量を推定して前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散を電気的に補償する、付記9に記載された光受信機。
前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散の補償は、信号光に対して光学的に実施される、付記9に記載された光受信機。
付記6乃至8のいずれかに記載され、各々異なる波長の信号光を出力する光送信機と、
前記各々異なる波長の信号光を合波して波長多重光信号として出力する光合波手段と、
を備える光送信装置。
波長多重光信号を受信して単一波長の信号光に分離する光分波手段と、
前記光分波手段で分離された前記信号光を受信する付記9乃至13のいずれかに記載された光受信機と、
を備える光受信装置。
(付記16)
付記14に記載された光送信装置から送信される波長多重信号光が付記15に記載された光受信装置で受信されるように光ファイバ伝送路で接続された、光ファイバ伝送システム。
光搬送波を変調して生成された信号光のパルス毎に、前記パルスの立上り開始時刻T0から前記パルスの立下がり完了時刻T1までの間、前記パルスの偏波を回転させ、
偏波の前記回転を受けた前記パルスに、前記回転によって付加された偏波の回転量に対応した量の遅延を付加する、
偏波分散付加方法。
受信した信号光を偏波分離し、
偏波分離された前記信号光をアナログ電気信号に変換し、
前記アナログ電気信号をデジタル受信信号に変換し、
前記信号光に含まれる前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散を補償する、
偏波モード分散補償方法。
偏波分散付加器のコンピュータに、
光搬送波を変調して生成された信号光のパルス毎に、前記パルスの立上り開始時刻T0から前記パルスの立下がり完了時刻T1までの間、前記パルスの偏波を回転させる手順、
偏波の前記回転を受けた前記パルスに、前記回転によって付加された偏波の回転量に対応した量の遅延を付加する手順、
を実行させるための制御プログラム。
光受信機のコンピュータに、
偏波分離された前記信号光をアナログ電気信号に変換する手順、
前記アナログ電気信号をデジタル受信信号に変換する手順、
前記信号光に含まれる前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散を補償する手順、
を実行させるための制御プログラム。
2、12 光変調器
3、13、43 偏波ローテータ
4、14、44 プリPMD付加器
5 偏波多重器
21 PBS
22、23 光ハイブリッド回路
24 AD変換部
25 波長分散補償部
26 プリPMD補償部
27 適応等化部
28 周波数オフセット補償部
29 キャリア位相推定部
30 識別判定部
45 駆動回路
46 DA変換器
47 デジタル制御回路
91 CPU
92 メモリ
100 光ファイバ伝送システム
101 光送信装置
102 光受信装置
103 光ファイバ伝送路
104、801 光送信部
105 光受信部
107 光合波部
108 光分波部
109 光増幅装置
110 光ファイバ
800 光送信機
810 光受信機
Claims (10)
- 光搬送波を変調して生成された信号光のパルス毎に、前記パルスの立上り開始時刻T0から前記パルスの立下がり完了時刻T1までの間、前記パルスの偏波を回転させて出力する偏波回転手段と、
前記偏波回転手段から出力された前記パルスに、前記偏波回転手段で付加された偏波の回転量に対応した量の遅延を付加する遅延付加手段と、
を備える偏波分散付加器。 - 前記遅延付加手段は、前記時刻T0において最小の遅延を前記パルスに付加し、前記時刻T1において最大の遅延を前記パルスに付加する、請求項1に記載された偏波分散付加器。
- 前記光搬送波を生成する光源と、
2分岐された前記光搬送波の一方を変調して、変調された前記光搬送波の一方を前記第1の分散付加器に入力する第1の光変調手段と、
2分岐された前記光搬送波の他方を変調して、変調された前記光搬送波の他方を前記第2の分散付加器に入力する第2の光変調手段と、
前記第1の光変調手段から入力された光に対して所定の遅延を付加する、請求項1又は2に記載された偏波分散付加器である第1の分散付加手段と、
前記第2の光変調手段から入力された光に対して所定の遅延を付加する、請求項1又は2に記載された偏波分散付加器である第2の分散付加手段と、
前記第1及び第2の分散付加手段から出力される光を偏波多重して出力する偏波多重手段と、
を備える光送信機。 - 前記光搬送波を生成する光源と、
2分岐された前記光搬送波の一方を変調して第1の信号光を生成する第1の光変調手段と、
2分岐された前記光搬送波の他方を変調する第2の信号光を生成する第2の光変調手段と、
前記第1及び第2の信号光を偏波多重して出力する偏波多重手段と、
前記偏波多重された前記第1及び第2の信号光が入力される請求項1又は2に記載された偏波分散付加器と、
を備える光送信機。 - 受信した信号光を偏波分離する偏波ビームスプリッタと、
偏波分離された前記信号光をアナログ電気信号に変換する光ハイブリッド回路と、
前記アナログ電気信号をデジタル受信信号に変換するAD(analog to digital)変換手段と、
前記信号光に含まれる前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償手段と、
を備える光受信機。 - 前記偏波モード分散補償手段は、前記信号光の送信時に付加された偏波モード分散のパラメータを記憶し、前記記憶されたパラメータに基づいて前記信号光に含まれる偏波モード分散を電気的に補償する、請求項5に記載された光受信機。
- 請求項3又は4に記載された、各々異なる波長の信号光を出力する光送信機と、
前記各々異なる波長の信号光を合波して波長多重光信号として出力する光合波手段と、
を備える光送信装置。 - 波長多重光信号を受信して単一波長の信号光に分離する光分波手段と、
前記光分波手段で分離された前記信号光を受信する請求項5又は6に記載された光受信機と、
を備える光受信装置。 - 請求項7に記載された光送信装置から送信される波長多重信号光が請求項8に記載された光受信装置で受信されるように光ファイバ伝送路で接続された、光ファイバ伝送システム。
- 光搬送波を変調して生成された信号光のパルス毎に、前記パルスの立上り開始時刻T0から前記パルスの立下がり完了時刻T1までの間、前記パルスの偏波を回転させ、
偏波の前記回転を受けた前記パルスに、前記回転によって付加された偏波の回転量に対応した量の遅延を付加する、
偏波分散付加方法。
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