JP5842472B2 - 自己位相変調雑音計算装置、自己位相変調雑音除去装置、および光コヒーレント受信器 - Google Patents
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Description
図1に示すように、伝送システムは、S個のスパンが連結された光ファイバスパンを有している。各スパンは、ファイバ102、光増幅器(G)103、分散補償ファイバ(DCF)104、光増幅器(G)105を有する。ただし、分散補償ファイバ104および光増幅器105は、必要に応じて設ければよい。また、各スパンのファイバは、互いに同じである必要はない。信号は、ファイバ102および分散補償ファイバ104を介して伝送されるときに、自己位相変調雑音を生成する。そして、自己位相変調雑音および分散は、信号の伝送中に相互に影響を及ぼす。
は、分散計算部を表す。iは、1〜Nであり、各サブスパンを識別する。また、各サブスパン内の自己位相変調は、計算部209、210、211、212により、ファイバの非線形係数(γNL,fiber、γNL,dcf)が乗算された、当該サブスパンの入力における信号波形のパワーから得ることができる。この値は、複素形式に変換される。各サブスパンにおいて得られた複素形式の自己位相変調雑音は、図2に示すように、乗算器201、203、205、207に与えられる。自己位相変調雑音は、当該サブスパンの入力における信号波形と乗算された後、分散補償部により次のサブスパンへ導かれる。
を乗算した後にインバートし、現在時刻の自己位相変調雑音の逆数値を取得する。そして、複素位相生成器305は、自己位相変調雑音の逆数値を、下式で表される複素形式に変換する。
を乗算した後に足し合わせる必要がある。このとき、2つの偏波状態の信号パワーに異なる非線形係数を乗算してもよい。
重み値取得部503は、時間領域において自己位相変調と隣接時刻の信号との間の相関度をモニタすることにより、重み値系列wi(或いは、重み値wiの系列)を取得する。この場合、図8に示すように、重み値取得部503は、第1の受信器801、第1の判定部802、第1の計算器803を有する。
なお、式(3)および式(4)において、「E」は平均化を行う演算子を表す。また、「abs」は絶対値を求める演算子を表す。
重み値取得部503は、1または複数の重み値wiを順次仮定し、複数回の判定の後に自己位相変調雑音計算装置内で使用される機器の最適な性能に対応する値を順次決定する処理の中で、重み値系列wiを取得する。
重み値取得部503は、重み値系列wiが満足する関数を仮定してもよい。そして、重み値取得部503は、重み値系列wiを取得するための関数の係数を交替させることにより、自己位相変調雑音計算装置内で使用される機器の最適な性能に対応する係数を決定する。
上述の記載では、一例として指数関数を取り上げているが、これは本発明の1つの実施形態である。すなわち、本発明は、指数関数に限定されるものではなく、重み値を決定するために他の関数を使用してもよい。
重み値取得部503は、重み値系列wiの形式を仮定してもよい。そして、重み値取得部503は、仮定した形式に基づいて重み値系列wiを取得することができる。例えば、重み値取得部503は、図13に示すように、重み値系列の形式を二等辺三角形と仮定する。この場合、二等辺三角形の等しい2辺の間の角度またはその高さを調整することにより、重み値を取得することができる。
ステップ1701において、送信器(または、送信端)Txから送信される信号を受信する。ステップ1702において、スパン毎に受信信号を処理して光ファイバリンク上の送信器Txから送信される信号の自己位相変調雑音を取得する。各スパンの自己位相変調雑音を計算するときには、現在時刻および現在時刻に近いいくつかのサンプリング時刻における各スパンの入力信号の波形の信号パワーを利用することにより、現在時刻の当該スパンにおける自己位相変調雑音が計算される。そして、乗算器を利用して、当該スパンの入力信号の波形に自己位相変調雑音が乗算され、その乗算結果は、分散計算部を介して次のスパンへ送信される。
図18は、本発明の第2の実施形態の自己位相変調雑音除去装置の構成を示す図である。図18に示すように、自己位相変調雑音除去装置は、信号受信器1801、雑音除去部1802、信号送信器1803を有する。なお、「除去」は、雑音を完全に除去することだけを意味するものではなく、雑音を低減することを含む。
502 計算器
503 重み値取得部
601 パワー計算器
602 加重平均計算器
603 雑音計算器
801 第1の受信器
802 第1の判定部
803 第1の計算器
1801 信号受信器
1802 雑音除去部
1803 信号送信器
1901、1906、1911 電気分散補償器
1902、1907、1912 パワー計算器
1903、1908、1913 加重平均計算器
1904、1909、1914 複素位相生成器
1905、1910、1915 乗算器
Claims (10)
- 入力信号を受信する信号受信器と、
前記信号受信器に接続され、現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーに基づいて、現在時刻における自己位相変調雑音を計算する計算器と、を有し、
前記計算器は、
現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーを計算するパワー計算器と、
前記現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーの加重平均を計算する加重平均計算器と、
前記加重平均計算器により計算された信号パワーの加重平均に所定の係数を乗算し、さらにその乗算結果を複素形式に変換して、現在時刻における複素形式の自己位相変調雑音を得る雑音計算器、を有する
ことを特徴とする自己位相変調雑音計算装置。 - 前記加重平均計算器は、下式を利用して前記信号パワーの加重平均を計算し、
ことを特徴とする請求項1に記載の自己位相変調雑音計算装置。 - 時間領域において自己位相変調と隣接時刻の信号との間の相関度をモニタすることにより、重み値系列を取得する、または、
1または複数の重み値を仮定し、複数回の判定の後に前記自己位相変調雑音計算装置内で使用される機器の最適な性能に対応する値を決定する処理により、重み値系列を取得する、または、
重み値系列が満足する関数を仮定し、重み値系列を取得するための関数の係数を交替させて、前記自己位相変調雑音計算装置内で使用される機器の最適な性能に対応する係数を決定することにより、重み値系列を取得する、または、
重み値系列の形式を仮定し、仮定した形式に基づいて重み値系列を取得する、重み値取得部をさらに備える
ことを特徴とする請求項2に記載の自己位相変調雑音計算装置。 - 前記重み値取得部は、時間領域において自己位相変調と隣接時刻の信号との間の相関度をモニタすることにより重み値系列を取得するために使用されるときは、
単一偏波信号または偏波多重信号である、自己位相変調雑音を含む信号を受信する第1の受信器と、
前記第1の受信器により受信された信号のデータを判定して自己位相変調雑音が低減された信号を取得する第1の判定部と、
前記第1の受信器により受信された信号、前記第1の判定部によるデータ判定において取得された信号、および現在時刻よりも前のi番目およびi+N番目の時刻の信号を利用して、重み値系列を計算する第1の計算器、を有し、
Nは、0以上の所定の整数、または1以上の所定の整数である
ことを特徴とする請求項3に記載の自己位相変調雑音計算装置。 - 前記第1の受信器により受信される信号が単一偏波信号であるときは、前記第1の計算器は、下式を利用して重み値系列wiを計算し、
前記第1の受信器により受信される信号が偏波多重信号であるときは、前記第1の計算器は、下式を利用して重み値系列wiを計算し、
ことを特徴とする請求項4に記載の自己位相変調雑音計算装置。 - ベースバンド電気信号を受信する信号受信器と、
受信したベースバンド電気信号をステップ毎に処理して変調雑音を低減するために、各処理ステップにおいて、当該ステップで電気的に分散補償された信号波形の、現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーに基づいて、現在時刻における自己位相変調雑音を計算し、当該ステップで電気的に分散が低減された信号波形に前記自己位相変調雑音の逆数を乗算することで、当該ステップの自己位相変調雑音を低減する雑音除去部と、
前記雑音除去部により処理された信号を送信する信号送信器と、を有し、
前記雑音除去部は、
受信信号の分散を電気的に低減する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器によって電気的に分散が低減された信号の波形に基づいて、現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーを計算するパワー計算器と、
前記現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーの加重平均を計算する加重平均計算器と、
前記加重平均計算器によって計算された信号パワーの加重平均に所定の係数を乗算し、その乗算結果をインバートして自己位相変調雑音の逆数を取得し、自己位相変調雑音の逆数に対して複素変換を実行して現在時刻における複素形式の自己位相変調雑音の逆数を取得する複素位相生成器と、
前記電気分散補償器によって電気的に分散が低減された信号の波形に、前記複素位相生成器によって生成された複素形式の自己位相変調雑音の逆数を乗算して、自己位相変調雑音を低減する乗算器、を有する
ことを特徴とする自己位相変調雑音除去装置。 - 前記加重平均計算器は、下式を利用して信号パワーの加重平均を計算し、
ことを特徴とする請求項6に記載の自己位相変調雑音除去装置。 - 請求項6または7に記載の自己位相変調雑音除去装置を備える光コヒーレント受信器。
- 入力信号を受信し、
現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーに基づいて、現在時刻における自己位相変調雑音を計算する方法であって、
前記自己位相変調雑音を計算する処理は、
現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーを計算する処理、
前記現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における入力信号波形の信号パワーの加重平均を計算する処理、
前記信号パワーの加重平均に所定の係数を乗算し、さらにその乗算結果を複素形式に変換して、現在時刻における複素形式の自己位相変調雑音を得る処理を含む
ことを特徴とする自己位相変調雑音計算方法。 - ベースバンド電気信号を受信し、
受信したベースバンド電気信号をステップ毎に処理して変調雑音を低減するために、各処理ステップにおいて、当該ステップで電気的に分散が低減された信号波形の、現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーに基づいて、現在時刻における自己位相変調雑音を計算し、当該ステップで電気的に分散が低減された信号波形に前記自己位相変調雑音の逆数を乗算することで、当該ステップの自己位相変調雑音を低減し、
前記自己位相変調雑音が低減された信号を送信する方法であって、
前記自己位相変調雑音を除去する処理は、
受信信号の分散を電気的に低減する処理、
電気的に分散が低減された前記信号の波形に基づいて、現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーを計算する処理、
前記現在時刻および現在時刻に近いサンプリング時刻における信号パワーの加重平均を計算する処理、
前記信号パワーの加重平均に所定の係数を乗算し、その乗算結果をインバートして自己位相変調雑音の逆数を取得し、自己位相変調雑音の逆数に対して複素変換を実行して現在時刻における複素形式の自己位相変調雑音の逆数を取得する処理、
電気的に分散が低減された前記信号の波形に、前記複素形式の自己位相変調雑音の逆数を乗算して、自己位相変調雑音を低減する処理を含む
ことを特徴とする自己位相変調雑音除去方法。
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