JP6030027B2 - Optical transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル信号処理を行うデジタルコヒーレント方式を用いた光ネットワークシステムに関する。特に、同一信号を複数の光信号に分岐して送信し、受信後に合成し、送信信号を復元する光伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical network system using a digital coherent system that performs digital signal processing. In particular, the present invention relates to an optical transmission system that branches and transmits the same signal into a plurality of optical signals, combines them after reception, and restores the transmitted signals.
1波長あたりの伝送速度が 100Gbit/s 以上の超高速伝送システムにおいて、コヒーレント光通信技術とデジタル信号処理技術を組み合わせたデジタルコヒーレント技術が広く用いられるようになってきた。 100Gbit/s 長距離光伝送システムにおける変復調方式として標準となっているDP−QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying )方式では、4値の位相変調を用いることで32Gbit/s の信号を2多重してコヒーレント光信号を生成し、さらに2つの偏波を用いることで2多重し、 128Gbit/s のコヒーレント光信号を生成する。受信側では、信号光と同じ波長のローカル光を用いてコヒーレント検波した信号を、A/Dコンバータを用いてデジタル化した後、DSPによるデジタル信号処理によって、クロック抽出、周波数オフセット補償、伝送路の波長分散補償、偏波分散補償、偏波信号の分離等を行うことで優れた伝送特性が実現されている。 In an ultra-high-speed transmission system with a transmission rate per wavelength of 100 Gbit / s or more, a digital coherent technology combining a coherent optical communication technology and a digital signal processing technology has been widely used. The DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) method, which is standard as a modulation / demodulation method in 100 Gbit / s long-distance optical transmission systems, multiplexes 32 Gbit / s signals by using four-level phase modulation. Thus, a coherent optical signal is generated and further multiplexed by using two polarizations to generate a 128 Gbit / s coherent optical signal. On the receiving side, the signal coherently detected using local light having the same wavelength as that of the signal light is digitized using an A / D converter, and then clock extraction, frequency offset compensation, and transmission path are performed by digital signal processing using a DSP. Excellent transmission characteristics are realized by performing chromatic dispersion compensation, polarization dispersion compensation, separation of polarization signals, and the like.
また、 100Gbit/s 信号を用いたネットワークとして、光送信機から出力される光信号を、1波長単位で任意の波長 (Colorless)で、任意の方路 (Directionless)に、他の波長と衝突することなく (Contentionless) 切り替えることができる、CDC機能を実現する光クロスコネクト(XC)装置を用いたCDC−ROADMネットワークが検討されている(非特許文献1)。CDC−ROADMネットワークでは、従来の2つのパスを用いたプロテクションに加えて、第3の予備ルートにCDC機能を用いて光信号を切り替えることで、激甚災害に対してもネットワークの信頼性を確保することが可能となる。 In addition, as a network using 100 Gbit / s signals, an optical signal output from an optical transmitter collides with other wavelengths in an arbitrary path (Directionless) at an arbitrary wavelength (Colorless) in one wavelength unit. A CDC-ROADM network using an optical cross-connect (XC) device that realizes a CDC function that can be switched without (Contentionless) has been studied (Non-Patent Document 1). In the CDC-ROADM network, in addition to the conventional protection using two paths, the optical signal is switched to the third backup route using the CDC function to ensure the reliability of the network even in the event of a catastrophic disaster. It becomes possible.
更なる大容量伝送方式として、16QAM(Quadratuere Amplitude Modulation)等、変調信号の多値化と複数波長を用いた多重化の併用が検討されている。しかし、変調信号の多値化により受信感度が低下するため、伝送距離に制限が生じてしまう(非特許文献2)。 As a further large-capacity transmission system, combined use of multi-value modulation signals and multiplexing using a plurality of wavelengths such as 16QAM (Quadratuere Amplitude Modulation) has been studied. However, since the reception sensitivity is lowered due to the multi-level modulation signal, the transmission distance is limited (Non-Patent Document 2).
また、CDC機能を用いた切替の場合、光XC装置を構成する光スイッチの物理的な切替に数秒程度の時間を要するため、その間は光信号断になってしまう。 Further, in the case of switching using the CDC function, it takes about several seconds to physically switch the optical switch constituting the optical XC apparatus, and the optical signal is interrupted during that time.
本発明は、デジタル信号処理を用いて伝送特性を向上させると共に、光ネットワーク障害発生時に光信号断が生じない安定した光伝送システムを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a stable optical transmission system that improves transmission characteristics using digital signal processing and that does not cause an optical signal interruption when an optical network failure occurs.
第1の発明の光伝送システムは、データ信号dを波長数m×光伝送路数nだけ複製し(mは2以上の整数、nは2以上の整数)、それぞれ遅延器で所定の遅延を設定し、波長ごとにn本の光信号に変換する光信号送信装置と、m波の光信号を波長多重してn本の波長多重光信号を生成し、n本の光伝送路にそれぞれ出力する光XC装置1と、n本の光伝送路を伝送されたn本の波長多重光信号を入力し、それぞれm波の光信号に分波する光XC装置2と、光XC装置2で分波されたm×n波の光信号を受信して電気信号に変換し、(m×n)×mのMIMO処理を行うMIMO処理回路を含む光信号受信装置とを備え、複製されたデータ信号dのn本の光伝送路における伝送遅延差を、遅延器で粗調整し、MIMO処理回路における信号処理で微調整してデータ信号dを合成する構成である。
The optical transmission system of the first invention replicates the data signal d by the number of wavelengths m × the number of optical transmission lines n (m is an integer greater than or equal to 2, n is an integer greater than or equal to 2), and each delay unit gives a predetermined delay. An optical signal transmitter that sets and converts n optical signals for each wavelength, and wavelength-multiplexes m-wave optical signals to generate n wavelength-multiplexed optical signals, which are output to n optical transmission lines, respectively. The
第2の発明の光伝送システムは、s個のデータ信号d1〜dsを入力し(sは2以上の整数)、さらにデータ信号d1〜dsごとに互いに異なる波長で、それぞれ波長数m×光伝送路数nだけ複製し(mは1以上の整数、nは2以上の整数)、それぞれ遅延器で所定の遅延を設定し、波長ごとにn本の光信号に変換する光信号送信装置と、m×s波の光信号を波長多重してn本の波長多重光信号を生成し、n本の光伝送路にそれぞれ出力する光XC装置1と、n本の光伝送路を伝送されたn本の波長多重光信号を入力し、それぞれm×s波の光信号に分波する光XC装置2と、光XC装置2で分波されたm×s波の光信号を受信して電気信号に変換し、同一のデータ信号d1〜dsごとに(m×n)×mのMIMO処理を行うMIMO処理回路を含む光信号受信装置とを備え、データ信号d1〜dsごとに複製されたデータ信号のn本の光伝送路における伝送遅延差を、遅延器で粗調整し、MIMO処理回路における信号処理で微調整してデータ信号d1〜dsを合成する構成である。
The optical transmission system according to the second aspect of the invention receives s data signals d1 to ds (s is an integer of 2 or more), and each data signal d1 to ds has a wavelength different from each other, the number of wavelengths m × optical transmission. An optical signal transmitting device that replicates the number of paths n (m is an integer of 1 or more, n is an integer of 2 or more), sets a predetermined delay in each delay unit, and converts it into n optical signals for each wavelength; An
第1の発明または第2の発明の光伝送システムにおいて、光信号受信装置で、光伝送路を伝送された各波長の光信号から変換および合成されたデータ信号の遅延量に応じて、光信号送信装置の遅延器に設定する遅延量を制御する構成である。 In the optical transmission system of the first invention or the second invention, the optical signal is received by the optical signal receiving device according to the delay amount of the data signal converted and synthesized from the optical signal of each wavelength transmitted through the optical transmission line. In this configuration, the delay amount set in the delay unit of the transmission apparatus is controlled.
第2の発明の光伝送システムにおいて、データ信号d1〜dsに優先度を設定し、n本の光伝送路のいずれかに障害が発生して光信号受信装置に当該光伝送路からの波長多重光信号が入力しないときに、光信号送信装置および光信号受信装置は、優先度の低いデータ信号に割り当てていた波長を優先度の高いデータ信号に割り当てて伝送し、(m×n)×mのMIMO処理を行って優先度の高いデータ信号を合成する構成である。 In the optical transmission system of the second invention, priorities are set for the data signals d1 to ds, and a failure occurs in any of the n optical transmission lines, and wavelength division multiplexing from the optical transmission line is performed in the optical signal receiving apparatus. When no optical signal is input, the optical signal transmitting device and the optical signal receiving device allocate the wavelength assigned to the low priority data signal to the high priority data signal, and transmit (m × n) × m. In this configuration, a high-priority data signal is synthesized by performing the MIMO process.
本発明は、光信号送信機において、複製された複数本の光信号の遅延量を粗調整して送信し、これら複数本の光信号を光信号受信機でそれぞれ受信した後に、MIMO処理により受信信号間の遅延量を微調整し信号合成することにより、伝送特性を向上させることができる。また、光伝送路の障害発生時に光信号断が生じない安定した光伝送システムを実現することができる。 In the optical signal transmitter, the optical signal transmitter roughly adjusts the delay amount of the duplicated optical signals, transmits the optical signals by the optical signal receiver, and then receives them by the MIMO processing. Transmission characteristics can be improved by finely adjusting the delay amount between signals and synthesizing the signals. Further, it is possible to realize a stable optical transmission system in which an optical signal is not interrupted when an optical transmission path failure occurs.
図1は、本発明の光伝送システムの実施例1を示す。
図1おいて、光信号送信装置10は、受信したクライアント信号をデータ信号dとして出力するクライアント信号受信機11と、データ信号dを3波長(m=3)で伝送するために3分配して出力するODU−XC12と、3本の同一のデータ信号dをそれぞれ誤り訂正符号化し、さらに2方路(n=2)で伝送するために2分配して出力する誤り訂正符号器13と、合計6本の同一のデータ信号の遅延調整を行う遅延器14と、遅延調整された6本の同一のデータ信号をそれぞれ2本ずつ波長λ1〜λ3の光信号として出力する光送信機15により構成される。なお、遅延器14と誤り訂正符号器13の順番を入れ替え、誤り訂正符号器13の機能を光送信機15に含める構成としてもよい。その場合、ODU−XC12で、データ信号dを6分配してそれぞれの遅延器14に入力する構成となる。以下に示す実施例の構成においても同様である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the optical transmission system of the present invention.
In FIG. 1, an optical signal transmission apparatus 10 distributes a
光信号送信装置10から出力される波長λ1〜λ3の光信号は、光XC装置17で2組−3波長の波長多重光信号に合波されて光伝送路51,52に送出される。光伝送路51,52を伝送された波長多重光信号は、光XC装置27でそれぞれ波長λ1〜λ3の光信号に分波されて光信号受信装置20に入力する。
The optical signals having the wavelengths λ1 to λ3 output from the optical signal transmission device 10 are combined by the
光信号受信装置20は、光伝送路51,52で伝送された波長λ1〜λ3の光信号をそれぞれコヒーレント検波し、3波長2経路で伝送されたデータ信号を出力する光受信機25と、この3×2本の同一データ信号について(3×2)×3MIMO処理を行い、3本のデータ信号を出力するMIMO処理器24と、3本のデータ信号をそれぞれ誤り訂正復号化してデータ信号dとして出力する誤り訂正復号器23と、誤り訂正復号化された3本のデータ信号dのいずれか1つを出力するODU−XC22と、データ信号dをクライアント信号として送信するクライアント信号送信機21により構成される。
The optical signal receiver 20 coherently detects the optical signals of wavelengths λ1 to λ3 transmitted through the
実施例1では、1つのデータ信号dを3波長2経路で伝送する構成であり、各光伝送路51,52ごとの伝送遅延を、光信号送信装置10の遅延器14で粗調整し、光信号受信装置20のMIMO処理器24で(3×2)×3MIMO処理により微調整してデータ信号dを合成する構成である。この合成では、光信号の電界情報を保持したまま合成するため、光雑音が平均化される効果により、受信感度の向上が可能となる。
In the first embodiment, one data signal d is transmitted through two paths of three wavelengths, and the transmission delay for each of the
ここで、光送信機15は、図6に示すように、デジタル信号処理により波形等化を行う波形等化器151、波形等化されたデジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ152、アナログ信号を波長λiの光信号に変換するコヒーレント光送信器153により構成される。
Here, as shown in FIG. 6, the
光受信機25は、図7に示すように、波長λiの光信号をコヒーレント検波するコヒーレント光受信器251、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ252、デジタル信号をデジタル信号処理により波形等化して出力する波形等化器253により構成される。
As shown in FIG. 7, the
なお、光送信機15および光受信機25の構成は、変復調方式や信号処理の並列化によって適宜並列化される。例えば、変復調方式が偏波多重の多値位相変調方式の場合、各D/Aコンバータ152およびA/Dコンバータ252は、位相変調のI−Q成分用とx−Y偏波用の計4つのD/AコンバータおよびA/Dコンバータを含むDP−QPSK送信器およびDP−QPSK受信器が用いられる。
Note that the configurations of the
図2は、本発明の光伝送システムの実施例2を示す。
図2において、光信号送信装置10は、受信したクライアント信号をデータ信号dとして出力するクライアント信号受信機11と、データ信号dをOTN信号にマッピングした後に、3つのデータ信号d1〜d3に分割(s=3)するOTNフレーマ16と、データ信号d1〜d3をスルーするODU−XC12と、データ信号d1〜d3をそれぞれ誤り訂正符号化し、さらに2方路(n=2)で伝送するために2分配して出力する誤り訂正符号器13と、誤り訂正符号化された各2本のデータ信号d1〜d3の遅延調整を行う遅延器14と、遅延調整された各2本のデータ信号d1〜d3をそれぞれ波長λ1〜λ3の光信号(m=1)として出力する光送信機15により構成される。本構成では、ODU−XC12は省略してもよい。
FIG. 2 shows a second embodiment of the optical transmission system of the present invention.
In FIG. 2, the optical signal transmission device 10 divides the data signal d into three data signals d1 to d3 after mapping the
光信号送信装置10から出力される波長λ1〜λ3の光信号は、光XC装置17で2組−3波長の波長多重光信号に合波されて光伝送路51,52に送出される。光伝送路51,52を伝送された波長多重光信号は、光XC装置27でそれぞれ波長λ1〜λ3の光信号に分波されて光信号受信装置20に入力する。
The optical signals having the wavelengths λ1 to λ3 output from the optical signal transmission device 10 are combined by the
光信号受信装置20は、光伝送路51,52で伝送された波長λ1〜λ3の光信号をそれぞれコヒーレント検波し、1波長2経路で伝送された同一データ信号をそれぞれ出力する光受信機25と、この1×2本の同一データ信号ごとに(1×2)×1MIMO処理を行い、データ信号d1〜d3を出力するMIMO処理器24と、データ信号d1〜d3をそれぞれ誤り訂正復号化して出力する誤り訂正復号器23と、誤り訂正復号化されたデータ信号d1〜d3をスルーするODU−XC22と、データ信号d1〜d3をデータ信号dとして結合するOTNフレーマ26と、結合されたデータ信号dをクライアント信号として送信するクライアント信号送信機21により構成される。本構成では、ODU−XC22は省略してもよい。
The optical signal receiving apparatus 20 coherently detects optical signals of wavelengths λ1 to λ3 transmitted through the
実施例2では、1つのデータ信号dをデータ信号d1〜d3に分割し、それぞれ1波長2経路(合計3波長2経路)で伝送する構成であり、各光伝送路51,52ごとの伝送遅延を、光信号送信装置10の遅延器14で粗調整し、光信号受信装置20のMIMO処理器24で同一データ信号ごとに(1×2)×1MIMO処理により微調整し、データ信号d1〜d3を合成する構成である。この合成では、光信号の電界情報を保持したまま合成するため、光雑音が平均化される効果により、受信感度の向上が可能となる。
In the second embodiment, one data signal d is divided into data signals d1 to d3 and transmitted through one wavelength and two paths (total of three wavelengths and two paths), and transmission delay for each of the
図3は、本発明の光伝送システムの実施例3を示す。
図3において、光信号送信装置10は、受信したクライアント信号をデータ信号D1,D2として出力するクライアント信号受信機11と、データ信号D1,D2をOTN信号にマッピングした後に、2つのデータ信号d1〜d2(s=2)として出力するOTNフレーマ16と、データ信号d1〜d2をそれぞれ2波長(m=2)で伝送するためにそれぞれ2分配して出力するODU−XC12と、それぞれ2分配されたデータ信号d1〜d2をそれぞれ誤り訂正符号化し、さらに2方路(n=2)で伝送するために2分配して出力する誤り訂正符号器13と、誤り訂正符号化された各2本のデータ信号d1〜d2の遅延調整を行う遅延器14と、遅延調整された2本のデータ信号d1をそれぞれ波長λ1〜λ2の光信号として出力し、2本のデータ信号d2をそれぞれ波長λ3〜λ4の光信号として出力する光送信機15により構成される。
FIG. 3 shows
In FIG. 3, the optical signal transmission apparatus 10 includes a
光信号送信装置10から出力される波長λ1〜λ4の光信号は、光XC装置17で2組−4波長の波長多重光信号に合波されて光伝送路51,52に送出される。光伝送路51,52を伝送された波長多重光信号は、光XC装置27でそれぞれ波長λ1〜λ4の光信号に分波されて光信号受信装置20に入力する。
The optical signals having the wavelengths λ1 to λ4 output from the optical signal transmitter 10 are combined by the
光信号受信装置20は、光伝送路51,52で伝送された波長λ1〜λ4の光信号をそれぞれコヒーレント検波し、2波長2経路で伝送された同一データ信号をそれぞれ出力する光受信機25と、この2×2本の同一データ信号ごとに(2×2)×2MIMO処理を行い、データ信号d1〜d2を出力するMIMO処理器24と、データ信号d1〜d2をそれぞれ誤り訂正復号化して出力する誤り訂正復号器23と、誤り訂正復号化されたデータ信号d1〜d2のそれぞれ1つを出力するODU−XC22と、データ信号d1〜d2をデータ信号D1,D2に変換するOTNフレーマ26と、データ信号D1,D2をクライアント信号として送信するクライアント信号送信機21により構成される。
The optical signal receiver 20 coherently detects the optical signals of wavelengths λ1 to λ4 transmitted through the
実施例3では、1つのデータ信号dをデータ信号d1〜d2に分割し、それぞれ2波長2経路(合計4波長2経路)で伝送する構成であり、各光伝送路51,52ごとの伝送遅延を、光信号送信装置10の遅延器14で粗調整し、光信号受信装置20のMIMO処理器24で同一データ信号ごとに(2×2)×2MIMO処理により微調整してデータ信号d1〜d2を合成する構成である。この合成では、光信号の電界情報を保持したまま合成するため、光雑音が平均化される効果により、受信感度の向上が可能となる。
In the third embodiment, one data signal d is divided into data signals d1 to d2 and transmitted through two paths with two wavelengths (a total of four paths with two paths), and transmission delay for each of the
実施例1〜実施例3の構成において、光信号送信装置10および光信号受信装置20を双方向に配置したときに、一方の光信号受信装置20で、光伝送路51,52を伝送された各波長の光信号から変換および合成されたデータ信号の遅延量に応じて、一方の光信号送信装置10の遅延器14に設定する遅延量を制御する構成としてもよい。
In the configurations of the first to third embodiments, when the optical signal transmission device 10 and the optical signal reception device 20 are arranged in both directions, the
実施例5は、図3に示す実施例3の構成において、光伝送路51,52のうち一方の光伝送路52に障害が発生しても、MIMO処理部24の機能により他方の光伝送路51を介して伝送される波長多重光信号からデータ信号d1〜d2を合成する例を示す。
In the fifth embodiment, in the configuration of the third embodiment shown in FIG. 3, even if one of the
図4は、本発明の光伝送システムの実施例5を示す。
図4において、図3の実施例3と同様に生成されたデータ信号d1〜d2をそれぞれ2波長1経路(合計4波長1経路)で伝送する構成であり、各光伝送路51,52ごとの伝送遅延を、光信号送信装置10の遅延器14で粗調整し、光信号受信装置20のMIMO処理器24で同一データ信号ごとに(2×1)×2MIMO処理により微調整してデータ信号d1〜d2を合成する構成である。ここでは、光伝送路52の障害により、1データ信号当たり、実施例3の2波長2経路から2波長1経路に減少するので、MIMO処理部24における受信感度が低下するが、許容範囲であればデータ信号d1〜d2の伝送が可能である。
FIG. 4 shows Embodiment 5 of the optical transmission system of the present invention.
4, each of the data signals d1 to d2 generated in the same manner as in the third embodiment of FIG. 3 is transmitted through two wavelengths and one path (a total of four wavelengths and one path). The transmission delay is coarsely adjusted by the
実施例6は、1データ信号当たり、実施例3の2波長2経路と同等の受信感度を維持するために、データ信号d1〜d2の優先度に応じてここではデータ信号d1に絞り、4波長1経路の伝送形態をとる例を示す。 In the sixth embodiment, in order to maintain the reception sensitivity equivalent to the two-wavelength two-path of the third embodiment per data signal, the data signal d1 is limited to four wavelengths according to the priority of the data signals d1 to d2. An example in which the transmission form of one route is taken is shown.
図5は、本発明の光伝送システムの実施例6を示す。
図5において、光信号送信装置10は、受信したクライアント信号をデータ信号D1,D2として出力するクライアント信号受信機11と、データ信号D1,D2をOTN信号にマッピングした後に、2つのデータ信号d1〜d2(s=2)として出力するOTNフレーマ16と、データ信号d1〜d2のうち優先度の高いデータ信号d1のみを4波長で伝送するために4分配して出力するODU−XC12と、4分配されたデータ信号d1をそれぞれ誤り訂正符号化して出力する誤り訂正符号器13と、誤り訂正符号化されたデータ信号d1の遅延調整を行う遅延器14と、遅延調整されたデータ信号d1をそれぞれ波長λ1〜λ4の光信号として出力する光送信機15により構成される。
FIG. 5 shows
In FIG. 5, the optical signal transmitting apparatus 10 includes a
光信号送信装置10から出力される波長λ1〜λ4の光信号は、光XC装置17で2組−4波長の波長多重光信号に合波されて光伝送路51,52に送出されるが、ここでは光伝送路52に障害が発生している。光伝送路51を伝送された波長多重光信号は、光XC装置27で波長λ1〜λ4の光信号に分波されて光信号受信装置20に入力する。
The optical signals having wavelengths λ1 to λ4 output from the optical signal transmitter 10 are combined by the
光信号受信装置20は、光伝送路51で伝送された波長λ1〜λ4の光信号をそれぞれコヒーレント検波し、4波長1経路で伝送された同一データ信号をそれぞれ出力する光受信機25と、この4×1本の同一データ信号ごとに(4×1)×4MIMO処理を行い、データ信号d1を出力するMIMO処理器24と、データ信号d1をそれぞれ誤り訂正復号化して出力する誤り訂正復号器23と、誤り訂正復号化された4本のデータ信号d1のいずれか1つを出力するODU−XC22と、データ信号d1をデータ信号D1として出力するOTNフレーマ26と、データ信号D1をクライアント信号として送信するクライアント信号送信機21により構成される。
The optical signal receiver 20 coherently detects the optical signals having wavelengths λ1 to λ4 transmitted through the
なお、光伝送路52の障害は、光XC装置26で検出されて制御装置31に通知され、光信号送信装置10のODU−XC12および光信号受信装置20のODU−XC22に対応する経路設定が行われる。実施例5の場合は、MIMO処理部24の機能により光伝送路の障害を吸収する構成のため特になにもしないが、実施例6の場合は、データ信号d1のみの伝送に限定するため、図5に示すようにデータ信号d2の伝送を停止してデータ信号d1の経路設定を行う。
The failure of the
このように光伝送路の障害発生により、実施例5のように当初の伝送特性が維持できなくなった場合には、実施例6のように優先度の高いデータに対して、生存している方路および波長を優先的に割り当てることにより、伝送特性を維持することができる。 Thus, when the initial transmission characteristics cannot be maintained as in the fifth embodiment due to the occurrence of a failure in the optical transmission line, the surviving data with high priority as in the sixth embodiment Transmission characteristics can be maintained by preferentially assigning paths and wavelengths.
(実験例)
図8は、実施例1の光伝送システムの実験に用いた構成例を示す。
図8において、光信号送信装置60は、3本の同一のデータ信号(擬似ランダムパターン 128Gbit/s 信号)を出力する信号発生器61、3本の同一のデータ信号の遅延調整を行う遅延器62、遅延調整された3本の同一のデータ信号を波長λ1のDP−QPSK光信号として出力するDP−QPSK送信機63により構成される。すなわち、波長数m=1、光伝送路数n=3となる。
(Experimental example)
FIG. 8 illustrates a configuration example used in the experiment of the optical transmission system according to the first embodiment.
In FIG. 8, an optical
光信号送信装置60から出力される3本の波長λ1のDP−QPSK光信号は、光伝送路1〜3にそれぞれ送出される。光伝送路1〜3を伝送された波長多重光信号は、光信号受信装置70に入力する。ここで、光伝送路1,2は、28dB×4スパンの光ファイバと光増幅中継器で構成され、光伝送路3は28dB×6スパンの光ファイバと光増幅中継器で構成される。各光伝送路を伝送後の光信号を通常のデジタルコヒーレント受信した場合の伝送特性は、それぞれQ値で、9.47 dB 、9.58 dB 、7.55 dB であった。
The three DP-QPSK optical signals of wavelength λ1 output from the optical
光信号受信装置70は、光伝送路1〜3で伝送された波長λ1の光信号をそれぞれコヒーレント検波して出力するDP−QPSK受信機71と、3経路で伝送された3本のデータ信号について3×1MIMO処理を行いデータ信号として出力するMIMO処理器72と、データ信号の信号識別を行う信号識別器73により構成される。
The optical
ここで、遅延器62に66ビット分、67ビット分の遅延を与え、各光伝送路1〜3に送信した。各光伝送路を伝送後、DP−QPSK受信機71で受信し、各々デジタル信号処理で波形等化を行った後、CMAアルゴリズムを用いたMIMO処理で遅延補償および信号合成を行った。全ての光伝送路からの信号を合成した場合の伝送特性は、Q値で12.72 dBであり、3.14 dB の伝送特性改善が確認できた。
Here, a delay of 66 bits and 67 bits was given to the
また、伝送路に障害が発生したと想定して、いずれかの光伝送路を切断した場合、光伝送路1,2を合成時の伝送特性は12.7 dB 、光伝送路1,3を合成時の伝送特性は11.51 dB、光伝送路2,3を合成時の伝送特性は11.62 dBと、単独の伝送時に比べて、いずれも伝送特性の改善を確認できた、この場合、2つの光伝送路を合成した伝送特性で伝送距離を決定し、通常時に3方路で運用することで、いずれかの方路で障害が発生しても、信号断することなく伝送を継続することができる。
Also, assuming that a failure has occurred in the transmission line, if one of the optical transmission lines is disconnected, the transmission characteristics when the
上記の各伝送特性に対するDP−QPSK信号のデジタル信号処理後のコンスタレーションを図9に示す。 FIG. 9 shows a constellation after digital signal processing of the DP-QPSK signal for each of the above transmission characteristics.
10 光信号送信装置
11 クライアント信号受信機
12 ODU−XC
13 誤り訂正符号器
14 遅延器
15 光送信機
16 OTNフレーマ
17 光XC装置
20 光信号受信装置
21 クライアント信号送信機
22 ODU−XC
23 誤り訂正復号器
24 MIMO処理部
25 光受信機
26 OTNフレーマ
27 光XC装置
31 制御装置
51,52 光伝送路
151 波形等化器
152 D/Aコンバータ
153 コヒーレント光送信器
251 コヒーレント光受信器
252 A/Dコンバータ
253 波形等化器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
13
23
Claims (4)
m波の光信号を波長多重してn本の波長多重光信号を生成し、n本の光伝送路にそれぞれ出力する光XC装置1と、
前記n本の光伝送路を伝送された前記n本の波長多重光信号を入力し、それぞれm波の光信号に分波する光XC装置2と、
前記光XC装置2で分波されたm×n波の光信号を受信して電気信号に変換し、(m×n)×mのMIMO処理を行うMIMO処理回路を含む光信号受信装置と
を備え、前記複製されたデータ信号dの前記n本の光伝送路における伝送遅延差を、前記遅延器で粗調整し、前記MIMO処理回路における信号処理で微調整して前記データ信号dを合成する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。 Replicating data signal d by the number of wavelengths m × optical transmission line number n (m is an integer of 2 or more, n is an integer of 2 or more) sets a predetermined delay in each delay device, of the n for each wavelength of light An optical signal transmission device for converting into a signal;
an optical XC device 1 that wavelength-multiplexes m-wave optical signals to generate n wavelength-multiplexed optical signals and outputs them to n optical transmission lines;
An optical XC device 2 for inputting the n wavelength-multiplexed optical signals transmitted through the n optical transmission lines and demultiplexing them into m-wave optical signals;
An optical signal receiving device including a MIMO processing circuit that receives an optical signal of m × n waves demultiplexed by the optical XC device 2 and converts the optical signal into an electrical signal and performs (m × n) × m MIMO processing; And the transmission delay difference of the replicated data signal d in the n optical transmission lines is coarsely adjusted by the delay unit and finely adjusted by signal processing in the MIMO processing circuit to synthesize the data signal d. An optical transmission system characterized by having a configuration.
m×s波の光信号を波長多重してn本の波長多重光信号を生成し、n本の光伝送路にそれぞれ出力する光XC装置1と、
前記n本の光伝送路を伝送された前記n本の波長多重光信号を入力し、それぞれm×s波の光信号に分波する光XC装置2と、
前記光XC装置2で分波されたm×s波の光信号を受信して電気信号に変換し、前記同一のデータ信号d1〜dsごとに(m×n)×mのMIMO処理を行うMIMO処理回路を含む光信号受信装置と
を備え、前記データ信号d1〜dsごとに複製されたデータ信号の前記n本の光伝送路における伝送遅延差を、前記遅延器で粗調整し、前記MIMO処理回路における信号処理で微調整して前記データ信号d1〜dsを合成する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。 s data signals d1 to ds are input (s is an integer of 2 or more), and each of the data signals d1 to ds is duplicated at a wavelength different from each other by the number of wavelengths m × the number of optical transmission lines n (m is 1). An optical signal transmission device that sets a predetermined delay by each delay device and converts the optical signal into n optical signals for each wavelength,
an optical XC apparatus 1 that wavelength-multiplexes m × s-wave optical signals to generate n wavelength-multiplexed optical signals and outputs them to n optical transmission lines;
An optical XC device 2 for inputting the n wavelength-multiplexed optical signals transmitted through the n optical transmission lines and demultiplexing them into m × s optical signals;
MIMO that receives an m × s optical signal demultiplexed by the optical XC device 2 and converts it into an electrical signal, and performs (m × n) × m MIMO processing for each of the same data signals d1 to ds An optical signal receiving device including a processing circuit, wherein a transmission delay difference in the n optical transmission lines of the data signal replicated for each of the data signals d1 to ds is coarsely adjusted by the delay unit, and the MIMO processing is performed An optical transmission system characterized in that the data signals d1 to ds are synthesized by fine adjustment by signal processing in a circuit.
前記光信号受信装置で、前記光伝送路を伝送された各波長の光信号から変換および合成されたデータ信号の遅延量に応じて、前記光信号送信装置の前記遅延器に設定する遅延量を制御する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。 The optical transmission system according to claim 1 or 2,
In the optical signal receiving device, a delay amount to be set in the delay unit of the optical signal transmitting device according to the delay amount of the data signal converted and combined from the optical signal of each wavelength transmitted through the optical transmission path. An optical transmission system characterized by being configured to control.
前記データ信号d1〜dsに優先度を設定し、
前記n本の光伝送路のいずれかに障害が発生して前記光信号受信装置に当該光伝送路からの前記波長多重光信号が入力しないときに、前記光信号送信装置および前記光信号受信装置は、前記優先度の低いデータ信号に割り当てていた波長を前記優先度の高いデータ信号に割り当てて伝送し、前記(m×n)×mのMIMO処理を行って前記優先度の高いデータ信号を合成する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。 The optical transmission system according to claim 2,
Priorities are set for the data signals d1 to ds,
The optical signal transmitting apparatus and the optical signal receiving apparatus when a failure occurs in any of the n optical transmission paths and the wavelength multiplexed optical signal from the optical transmission path is not input to the optical signal receiving apparatus. Transmits the wavelength assigned to the low-priority data signal to the high-priority data signal and performs the (m × n) × m MIMO processing to transmit the high-priority data signal. An optical transmission system characterized in that it is configured to synthesize.
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