JP5136236B2 - 光受信装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる光受信装置100は、局部発振器110と、90°位相ハイブリッド回路120と、光電変換素子131および光電変換素子132(O/E:Optical Electrical)と、自走サンプリングトリガ源140と、ADC151およびADC152と、デジタル信号処理回路160と、を備えている。
図17は、実施の形態2にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図17において、図1に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図17に示すように、実施の形態2にかかる光受信装置100のデジタル信号処理回路160は、図1に示した構成に加えて、デジタル回路のLPF1510を備えている。
図19は、実施の形態3にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図19において、図1に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図19に示すように、実施の形態3にかかる光受信装置100は、局部発振器110と、偏波ダイバシティハイブリッド回路1910と、光電変換素子1921〜1924と、自走サンプリングトリガ源140と、ADC1931〜1934と、デジタル信号処理回路160と、を備えている。
図21は、実施の形態4にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図21において、図1に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図21に示すように、実施の形態4にかかる光受信装置100は、遅延干渉計2110と、光電変換素子2121〜2123と、自走サンプリングトリガ源140と、ADC2131〜2133と、デジタル信号処理回路160と、を備えている。
前記混合手段により得られた信号光の複素電界信号を再構成可能な2つ以上の光信号を、電気信号に変換する光電変換手段と、
前記信号光のシンボルレートを基にあらかじめ設定された周波数で、かつ信号光とは非同期の、サンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成手段と、
前記光電変換手段によって変換された電気信号を、前記サンプリングクロック生成手段によって生成されたサンプリングクロック信号の周波数でサンプリングし、デジタル信号に変換するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル信号から得られる複素デジタル信号を基に受信信号の復調を行うデジタル信号処理手段と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
前記検出手段により検出された位相差を基に、前記複素デジタル信号をサンプリングレートの半分の整数倍の周波数でサンプリングするサンプリング手段を備え、
前記デジタル信号処理手段は、前記サンプリング手段によってサンプリングされた複素デジタル信号を用いて受信信号を復調することを特徴とする、
付記1に記載の光受信装置。
前記サンプリング手段および前記検出手段は、前記補償手段によって波形歪みが補償された複素デジタル信号を基に位相差検出およびサンプリングすることを特徴とする、
付記2に記載の光受信装置。
前記信号光の周波数の半分の整数倍の周波数でサンプリングするように、前記デジタル変換手段によって変換された複素デジタル信号から信号を間引き、または前記複素デジタル信号に信号を挿入する、間引き/挿入手段を備えることを特徴とする、
付記2または3に記載の光受信装置。
前記複素デジタル信号を、前記信号光のサンプリングレートになるようにダウンサンプリングするダウンサンプリング手段を備えることを特徴とする、
付記4に記載の光受信装置。
前記検出手段によって検出された位相差と、前記サンプリングクロック信号の周波数と、に基づいて前記信号光の周波数を算出する算出手段と、
前記複素デジタル信号を、前記算出手段によって算出された周波数でリタイミングするフリップフロップ回路と、
を備えることを特徴とする付記4または5に記載の光受信装置。
前記検出手段によって検出された位相差を積分し、積分値が所定のしきい値を超えるたびに信号を出力するしきい値判定手段と、
前記しきい値判定手段によって出力される信号の周波数と、前記サンプリングクロック信号の周波数と、に基づいて前記信号光の周波数を算出する算出手段と、
前記複素デジタル信号を格納し、前記算出手段によって算出された周波数で格納したデジタル信号を出力するとともに、前記しきい値判定手段によって信号が出力されるたびに格納した複素デジタル信号を消去することによって信号を間引くバッファと、
を備えることを特徴とする付記4または5に記載の光受信装置。
前記複素デジタル信号を2つの信号に時間多重分離する時間多重分離手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号の信号強度の平均値をそれぞれ算出する平均算出手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号のうちの、前記平均算出手段によって算出された平均値が大きい複素デジタル信号を選択してサンプリングするセレクタと、
を備えることを特徴とする付記5に記載の光受信装置。
前記複素デジタル信号を2つの信号に時間多重分離する時間多重分離手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号を加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする付記5に記載の光受信装置。
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号の微分値を算出する微分算出手段と、を備え、
前記間引き/挿入手段は、
前記微分算出手段によって算出された各微分値のいずれかが負から正に変化するたびに信号を出力する符号反転判別手段と、
前記符号反転判別手段によって出力される信号の周波数と、前記クロック信号の周波数と、に基づいて前記信号光のシンボルレートを算出する算出手段と、
前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル信号を格納し、前記算出手段によって算出されたシンボルレートで格納した複素デジタル信号を出力するとともに、前記符号反転判別手段によって信号が出力されるたびに格納した複素デジタル信号を消去するバッファと、
を備えることを特徴とする付記4または5に記載の光受信装置。
前記補償手段は、前記決定手段によって決定された補償パラメータを用いて波形歪み補償を行うことを特徴とする付記3に記載の光受信装置。
前記デジタル信号処理手段は、前記ローパスフィルタを通過した低周波成分を復調することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の光受信装置。
前記デジタル変換手段は、前記ローパスフィルタを通過した信号をサンプリングすることを特徴とする付記1〜12のいずれか一つに記載の光受信装置。
前記デジタル信号から得られる複素デジタル信号を、前記信号光のシンボルレートの半分の整数倍の周波数によってサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によってサンプリングされた複素デジタル信号を用いて受信した信号を復調する復調手段と、
を備えることを特徴とするデジタル受信回路。
131,132,1921〜1924,2121〜2123,2231〜2236 光電変換素子
211,212,2021〜2024 分岐部
220,2031,2032 90°位相シフト部
231,232,2041〜2044 干渉部
421〜423,431〜433,441〜443,1221,1222 量子化データ
610,1110,1310 1:2多重分離部
621,622 強度算出部
640 セレクト部
811〜813 デジタル信号
1120 加算部
1321,1322 絶対値演算部
1331,1332 1ビット遅延回路
1341,1342 減算回路
1611,1612 コピー
2110,2221,2222 遅延干渉計
Claims (7)
- 受信した信号光と参照光とを混合する混合手段と、
前記混合手段により得られた信号光の複素電界信号を再構成可能な2つ以上の光信号を、電気信号に変換する光電変換手段と、
前記信号光のシンボルレートを基にあらかじめ設定された周波数で、かつ信号光とは非同期の、サンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成手段と、
前記光電変換手段によって変換された電気信号を、前記サンプリングクロック生成手段によって生成されたサンプリングクロック信号の周波数でサンプリングし、デジタル信号に変換するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル信号から得られる複素デジタル信号を基に受信信号の復調を行うデジタル信号処理手段と、
を備え、
前記デジタル信号処理手段において、信号光のシンボルレートとサンプリングクロック信号の位相差を検出する検出手段を備え、
前記検出手段により検出された位相差を基に、前記複素デジタル信号をサンプリングレートの半分の整数倍の周波数でサンプリングするサンプリング手段を備え、
前記デジタル信号処理手段は、前記サンプリング手段によってサンプリングされた複素デジタル信号を用いて受信信号を復調し、
前記サンプリング手段は、前記信号光の周波数の半分の整数倍の周波数でサンプリングするように、前記デジタル変換手段によって変換された複素デジタル信号から信号を間引き、または前記複素デジタル信号に信号を挿入する、間引き/挿入手段を備えることを特徴とする光受信装置。 - 前記デジタル信号処理手段において、前記複素デジタル信号の波形歪み補償を行う補償手段を備え、
前記サンプリング手段および前記検出手段は、前記補償手段によって波形歪みが補償された複素デジタル信号を基に位相差検出およびサンプリングすることを特徴とする、
請求項1に記載の光受信装置。 - 前記サンプリング手段は、
前記複素デジタル信号を、前記信号光のサンプリングレートになるようにダウンサンプリングするダウンサンプリング手段を備えることを特徴とする、
請求項1に記載の光受信装置。 - 前記間引き/挿入手段は、
前記検出手段によって検出された位相差と、前記サンプリングクロック信号の周波数と、に基づいて前記信号光の周波数を算出する算出手段と、
前記複素デジタル信号を、前記算出手段によって算出された周波数でリタイミングするフリップフロップ回路と、
を備えることを特徴とする請求項1または3に記載の光受信装置。 - 前記間引き/挿入手段は、
前記検出手段によって検出された位相差を積分し、積分値が所定のしきい値を超えるたびに信号を出力するしきい値判定手段と、
前記しきい値判定手段によって出力される信号の周波数と、前記サンプリングクロック信号の周波数と、に基づいて前記信号光の周波数を算出する算出手段と、
前記複素デジタル信号を格納し、前記算出手段によって算出された周波数で格納したデジタル信号を出力するとともに、前記しきい値判定手段によって信号が出力されるたびに格納した複素デジタル信号を消去することによって信号を間引くバッファと、
を備えることを特徴とする請求項1または3に記載の光受信装置。 - 前記ダウンサンプリング手段は、
前記複素デジタル信号を2つの信号に時間多重分離する時間多重分離手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号の信号強度の平均値をそれぞれ算出する平均算出手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号のうちの、前記平均算出手段によって算出された平均値が大きい複素デジタル信号を選択してサンプリングするセレクタと、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の光受信装置。 - 前記ダウンサンプリング手段は、
前記複素デジタル信号を2つの信号に時間多重分離する時間多重分離手段と、
前記時間多重分離手段によって時間多重分離された複素デジタル信号を加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の光受信装置。
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