JPWO2022201763A5

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Publication number: JPWO2022201763A5
Application number: JP2023508663A
Authority: JP
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2042-01-13

Description

図１は、ＷＤＭ信号のスペクトルを模式的に示す図である。図２は、スパンとステップとの関係を説明するための図である。図３は、線形ステップ及び非線形ステップ、そして各チャネル信号成分の経路を示す模式図である。図４Ａは、Ｄ_２ ^（０）による勾配が線形ステップＬ_１，０ ^（０）を発してから後段に波及する厳密な経路を示す図である。図４Ｂは、Ｄ_２ ^（０）による勾配が線形ステップＬ_１，０ ^（０）を発してから後段に波及する近似経路を示す図である。図５Ａは、パラメータ最適化処理において、各伝送路パラメータによる波形の勾配を計算する処理のフローを示す図である。図５Ｂは、パラメータ最適処理において、各伝送路パラメータを更新する処理のフローを示す図である。図５Ｃは、本実施の形態に係る光伝送システムの模式図である。図５Ｄは、本実施の形態に係る処理フローを示す図である。図６は、現実的な伝送路の各スパンにおける群速度分散値と非線形定数とを示すものである。図７Ａは、理想的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対する２次の群速度分散パラメータＤ_２ ^（ｊ）を表す図である。図７Ｂは、理想的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対する非線形係数パラメータｇ^（ｊ）を表す図である。図７Ｃは、理想的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対するｄ_－４ ^（ｊ）を表す図である。図７Ｄは、理想的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対するｄ_－１ ^（ｊ）を表す図である。図７Ｅは、理想的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対する平均二乗誤差を表す図である。図８Ａは、４スパン及び６スパンの理想的な伝送路で、ＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図８Ｂは、８スパン及び１０スパンの理想的な伝送路で、ＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図９Ａは、４スパン及び６スパンの理想的な伝送路で、ＸＰＭを含めて非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図９Ｂは、８スパン及び１０スパンの理想的な伝送路で、ＸＰＭを含めて非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図１０は、理想的な伝送路において様々な方法で非線形波形歪み補正を適用した場合としない場合に、伝送スパン数に対するＱ値の結果を表す図である。図１１Ａは、現実的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対する２次の群速度分散パラメータＤ_２ ^（ｊ）を表す図である。図１１Ｂは、現実的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対するｇ^（ｊ）を表す図である。図１１Ｃは、現実的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対するｄ_－４ ^（ｊ）を表す図である。図１１Ｄは、現実的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対するｄ_－１ ^（ｊ）を表す図である。図１１Ｅは、現実的な６スパン伝送路で、スパン入射パワーが＋２ｄＢｍ／ｃｈの場合の学習過程において、繰り返し学習回数に対する平均二乗誤差を表す図である。図１２Ａは、４スパン及び６スパンの現実的な伝送路で、ＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図１２Ｂは、８スパン及び１０スパンの現実的な伝送路で、ＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図１３Ａは、４スパン及び６スパンの現実的な伝送路で、ＸＰＭを含めて非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図１３Ｂは、８スパン及び１０スパンの現実的な伝送路で、ＸＰＭを含めて非線形波形歪みを補正した場合に、信号入射パワーに対するＱ値の結果を表す図である。図１４は、現実的な伝送路において様々な方法で非線形波形歪み補正を適用した場合としない場合に、伝送スパン数に対するＱ値の結果を表す図である。図１５は、実験に用いた伝送系を示す模式図である。図１６Ａは、パラメータ更新回数に対する、２次の群速度分散パラメータＤ_２ ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｂは、パラメータ更新回数に対する、非線形係数パラメータｇ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｃは、パラメータ更新回数に対する、偏波間位相変調パラメータδ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｄは、パラメータ更新回数に対する、ウォークオフパラメータｄ_－５ ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｅは、パラメータ更新回数に対する、ウォークオフパラメータｄ_－１ ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｆは、パラメータ更新回数に対する、ウォークオフパラメータｄ_ｎ ^（ｊ）の変化を表す図である。図１６Ｇは、パラメータ更新回数に対する、Mean Square Error（ＭＳＥ）とその移動平均の変化を表す図である。図１７は、６スパン伝送路における光ファイバ接続状況と、逆伝搬計算順序を示す模式図である。図１８Ａは、６スパン伝送路及び８スパン伝送路においてＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図１８Ｂは、１０スパン伝送路及び１２スパン伝送路においてＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図１８Ｃは、１４スパン伝送路及び１６スパン伝送路においてＳＰＭのみを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図１９Ａは、６スパン伝送路及び８スパン伝送路においてＳＰＭ及びＸＰＭを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図１９Ｂは、１０スパン伝送路及び１２スパン伝送路においてＳＰＭ及びＸＰＭを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図１９Ｃは、１４スパン伝送路及び１６スパン伝送路においてＳＰＭ及びＸＰＭを考慮して非線形波形歪み補正を実施した場合における入射パワーに対する信号品質を表す図である。図２０は、伝送スパンに対する信号品質の変化を表す図である。図２１は、５チャネル、１１チャネル及び２１チャネルの場合における、データ長Ｎに対する、積演算回数を示す図である。

スパン数Ｓの伝送路において、スパンあたりのステップ数をＭとする逆伝搬計算では、線形ステップの数が合計ＭＳ＋１、非線形ステップの数が合計ＭＳである。上に示した結果から、ＸＰＭ補償を行わない場合の実数積の回数は、以下のとおりである。
４Ｎ（ｌｏｇ_２Ｎ－１）×（ＭＳ＋１）＋１４Ｎ×ＭＳ
ＸＰＭ補償を行う場合の実数積の回数は、以下のとおりである。
４Ｎ（ｌｏｇ_２Ｎ－１）×（ＭＳ＋１）＋｛１４Ｎ＋４Ｎ（ｌｏｇ_２Ｎ＋２Ｃ－４）｝×ＭＳ

Claims

伝送路において波形の形状が変化した光信号を受信して波形を数値化した後、非線形シュレディンガー方程式の線形項と非線形項とを交互に演算することで送信時の波形を推定する逆伝搬処理であって、波長分割多重伝送時における前記伝送路内の複数のチャネルの各々について、当該チャネル内で生ずる自己位相変調に起因する波形歪みと、当該チャネル以外のチャネルとの間で生じる相互位相変調に起因する波形歪みとを補正する逆伝搬処理において用いられ且つ前記相互位相変調に関連する第１のパラメータと、前記逆伝搬処理において用いられ且つ前記自己位相変調及び前記相互位相変調に関連する第２のパラメータとを、勾配降下法によって最適化するステップと、
最適化された前記第１及び第２のパラメータを用いて、前記逆伝搬処理を実行するステップと、
を含む光波形歪み補正方法。
前記相互位相変調に起因する波形歪みを、伝搬距離に依存せず強度について初期波形が維持されるが、伝搬距離に比例した遅延が時間軸上で発生するという近似の下、補正を行う
ことを特徴とする請求項１記載の波形歪み補正方法。
前記第１のパラメータは、ウォークオフパラメータｄ_ｎを含み、
前記第２のパラメータは、群速度分散Ｄ_２及び非線形係数ｇを含む
請求項１又は２記載の波形歪み補正方法。
伝送路において波形の形状が変化した光信号を受信して波形を数値化した後、非線形シュレディンガー方程式の線形項と非線形項とを交互に演算することで送信時の波形を推定する逆伝搬処理であって、波長分割多重伝送時における前記伝送路内の複数のチャネルの各々について、当該チャネル内で生ずる自己位相変調に起因する波形歪みと、当該チャネル以外のチャネルとの間で生じる相互位相変調に起因する波形歪みとを補正する逆伝搬処理において用いられ且つ前記相互位相変調に関連する第１のパラメータと、前記逆伝搬処理において用いられ且つ前記自己位相変調及び前記相互位相変調に関連する第２のパラメータとを、勾配降下法によって最適化する最適化部と、
最適化された前記第１及び第２のパラメータを用いて、前記逆伝搬処理を実行する逆伝搬処理部と、
を有する光波形歪み補正装置。
伝送路において波形の形状が変化した光信号を受信して波形を数値化した後、非線形シュレディンガー方程式の線形項と非線形項とを交互に演算することで送信時の波形を推定する逆伝搬処理であって、波長分割多重伝送時における前記伝送路内の複数のチャネルの各々について、当該チャネル内で生ずる自己位相変調に起因する波形歪みと、当該チャネル以外のチャネルとの間で生じる相互位相変調に起因する波形歪みとを補正する逆伝搬処理において用いられ且つ前記相互位相変調に関連する第１のパラメータと、前記逆伝搬処理において用いられ且つ前記自己位相変調及び前記相互位相変調に関連する第２のパラメータとを、勾配降下法によって最適化する最適化部
を有する情報処理装置。
請求項５記載の情報処理装置により最適化された前記第１及び第２のパラメータを用いて、前記逆伝搬処理を実行する光波形歪み補正装置を含む光信号受信装置。