JPWO2019043747A1 - 光通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
アクセス系光通信システムの伝送容量を拡大する方式として、デジタルコヒーレント技術の導入が期待されている。デジタルコヒーレント技術では直交する2偏波を使って信号を多重することができるが、受信器において多重された2偏波を分離する必要がある。偏波の状態は伝送ファイバの形状が変わること等により、バースト受信する度に変化する可能性があり、10μ秒程度のバースト信号の受信においては、1μ秒程度で高速に偏波状態を推定し分離する必要がある。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態による光通信装置の構成図である。
本実施の形態による光通信装置は、図示のように、送信器100と受信器200とを備える。送信器100は、直交する第一の偏波と第二の偏波の信号を多重した偏波多重信号で、かつ、第一の偏波と第二の偏波がそれぞれ異なる第一の周波数と第二の周波数の単一周波数成分を持つパイロットシーケンスを先頭に備えたバースト信号を生成するよう構成されている。受信器200は、送信器100からの光信号を受信する受信器であり、コヒーレント光受信部201、A/Dコンバータ(ADC)202、パイロットシーケンス検出部203、偏波推定部204、等化器205、位相推定部206、復号部207を備える。
先ず、送信器100の動作について説明する。
図3は、光通信装置が用いるバースト信号のフレーム構成を示し、図4にバースト信号のパイロットシーケンスのスペクトルを示している。バースト信号は互いに直交するX偏波とY偏波に信号が多重されており、図3に示すように、通信の制御情報を含むヘッダ10と通信データに相当するペイロード20から構成される。バースト信号はパイロットシーケンス11をヘッダ10の先頭に設け、パイロットシーケンス11は、図4に示すように、X偏波とY偏波が互いに異なる単一周波数f1とf2の成分のみからそれぞれ構成されている。実施の形態1では、第1の偏波をX偏波、第2の偏波をY偏波とし、第1の周波数を周波数f1、第2の周波数を周波数f2とする。
コヒーレント光受信部201は、図3に示すような送信器100からのバースト信号を受信し、この受信光を局発光と干渉させて、コヒーレント検波信号を出力する(ステップST1)。次に、A/Dコンバータ202は、アナログ信号であるコヒーレント検波信号をデジタル信号に変換する(ステップST2)。次いで、等化器205は、多重されているX偏波とY偏波の信号を受信器200におけるH偏波とV偏波の信号から分離する(ステップST3)なお、等化器205は、式(3)及び式(4)に示す偏波分離の機能に加えて、受信器の周波数応答を補償するフィルタ機能を持たせても良い。
図6は、実施の形態2の光通信装置の構成図である。ここで、送信器100の構成及び受信器200aにおけるコヒーレント光受信部201、A/Dコンバータ202、パイロットシーケンス検出部203、偏波推定部204、位相推定部206、復号部207の構成は、図1に示した実施の形態1の構成と同様であるための、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
実施の形態2では、実施の形態1における等化器205に代えて、適応等化器205aと係数更新部205bを備える。適応等化器205aは例えばバタフライ構成のFIRフィルタにより構成され、受信信号の変化に応じて適応的に信号の等化を行う。適応等化器205aのフィルタ係数更新は、係数更新部205bにおいて、例えば変調方式が偏波多重4値位相変調であれば定包絡線基準アルゴリズム(CMA)を用いて算出された結果に基づいて行われる。
先ず、ステップST1〜ステップST7の動作については、実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。実施の形態2では、ステップST7で偏波推定部204が偏波状態を推定した際、係数更新部205bは、式(3)及び式(4)のように受信器200aにおけるH偏波とV偏波の信号から多重されているX偏波とY偏波の信号を分離するよう、適応等化器205aに対して初期値を設定する(ステップST9)。一方、パイロットシーケンスが検出されない際には、すなわちバースト信号のヘッダ10及びペイロード20の信号に対しては、係数更新部205bによる係数更新を実施する(ステップST10)。
Claims (3)
- 直交する第一の偏波と第二の偏波の信号を多重した偏波多重信号で、かつ、前記第一の偏波と前記第二の偏波がそれぞれ異なる第一の周波数と第二の周波数の単一周波数成分を持つパイロットシーケンスを先頭に備えたバースト信号を生成する送信器と、
前記送信器から送信された前記バースト信号の受信光と局発光とを干渉させて電気信号に変換するコヒーレント光受信部と、
前記コヒーレント光受信部から出力された電気信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
前記A/Dコンバータの出力信号から前記パイロットシーケンスを検出するパイロットシーケンス検出部と、
前記パイロットシーケンス検出部が前記パイロットシーケンスを検出した際に、パイロット信号の、前記第一の周波数に対応する周波数成分から前記第一の偏波の受信器における偏波状態を推定し、かつ、前記第二の周波数に対応する周波数成分から前記第二の偏波の受信器における偏波状態を推定する偏波推定部と、
前記推定された偏波状態に基づいて前記A/Dコンバータの出力信号から第一の偏波と第二の偏波を分離する等化器と、
前記等化器により分離された信号の位相を推定及び補償する位相推定部と、
前記位相推定部により位相を補償された信号を判定及び復号する復号部とを備えた光通信装置。 - 前記パイロットシーケンス検出部は、前記A/Dコンバータの出力信号をフーリエ変換することで前記パイロットシーケンスを検出し、
前記偏波推定部は、前記パイロットシーケンス検出部が前記パイロットシーケンスを検出した際に、前記フーリエ変換された信号の、前記第一の周波数に対応する周波数成分から最大比合成により前記第一の偏波の受信器における偏波状態を推定し、かつ、前記第二の周波数に対応する周波数成分から最大比合成により前記第二の偏波の受信器における偏波状態を推定することを特徴とする請求項1記載の光通信装置。 - 請求項1または請求項2に記載の等化器に代えて、適応等化器と係数更新部を備え、
前記係数更新部は、前記偏波推定部が推定した偏波状態に基づき前記第一の偏波と前記第二の偏波を分離する設定を初期値として前記適応等化器の係数を更新することを特徴とする請求項1または請求項2記載の光通信装置。
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