JP6186075B2 - 光信号送信装置及び光信号送信方法 - Google Patents
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Description
本願は、2014年3月17日に日本へ出願された特願2014−054110号、および、2014年10月30日に日本へ出願された特願2014−221662号に基づいて優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
図1は、本発明の第1の実施形態における光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。同図において、101−1及び101−2は送信信号変調部、102−1及び102−2は信号多重部、103−1及び103−2は電気/光変換部、104はトレーニング信号系列生成部、105は偏波多重部である。光信号送信装置は、送信信号変調部101−1及び101−2、信号多重部102−1及び102−2、電気/光変換部103−1及び103−2、トレーニング信号系列生成部104、偏波多重部105を備えている。なお、以下、二つの直交する偏波(X偏波及びY偏波)による偏波多重伝送を一例に説明を行うが、必ずしもそのような構成である必要はなく、片方の偏波のみの伝送や、3偏波以上の伝送においても適用可能である。
XQ= (S, -S, S, -S, ……)
YI= (S, -S, S, -S, ……)
YQ= (S, -S, S, -S, ……) (式1)
XQ=(S, S, -S, -S, S, S, -S, -S ……)
YI= (S, S, -S, -S, S, S, -S, -S ……)
YQ=(S, S, -S, -S, S, S, -S, -S ……) (式2)
V8=(v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,...)
V16=(v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v1,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v2,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,v3,...)
V2=(v1,v1,v2,v2,v3,v3,...)
V4=(v1,v1,v1,v1,v2,v2,v2,v2,v3,v3,v3,v3,...)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図4は、本発明の第2の実施形態における光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。本発明の第1の実施形態と第2の実施形態との違いは、トレーニング信号系列生成部104をトレーニング信号マッピング部201として用いる点にある。トレーニング信号マッピング部201は、トレーニング信号を送信信号と同じ変調方式にシンボルマッピングし、トレーニング信号系列を生成する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態が、第1および第2の実施形態と異なる点は、変調系列生成部1003−1〜1003−4が、トレーニング信号系列のスペクトルを拡散せずに、トレーニング信号系列の電力が低減するように変調を行う点である。前述したように相互位相変調効果は瞬時電力に比例するため、トレーニング信号系列の振幅を低減させることで相互位相変調による誤り率の劣化を抑えることができる。
TS(4m−2)=S
TS(4m−1)=−S
TS(4m)=−S (式3)
式3において、m=1、2、3、・・・、Nt/4である。
TS(2l)=a*TS(2l)*exp(iθ) (式4)
式4において、l=1、2、3、・・・、Nt/2である。また、expは指数関数であり、iは虚数単位である。
aの目安としては、トレーニング信号系列の電力がデータ系列と同等またはそれ以下となるように設定することができる。これによりトレーニング信号系列による相互位相変調の影響を低減することができる。
また、トレーニング信号系列のピーク周波数成分の電力を低減するために、X偏波およびY偏波に同一の情報を載せる偏波多重ではなく、片側の偏波をランダム系列に設定して単一偏波とすることもできる。これにより、トレーニング信号系列のピーク周波数成分の電力は3dB低減され、同時にトレーニング信号系列区間の偏波状態をランダマイズさせられるため、電力の集中により生じる非線形光学効果の影響を低減することができる。
トレーニング信号系列を単一偏波とすることで検出感度は下がるが、部分的に偏波多重伝送とすることで感度の改善を図ることができる。例えば、トレーニング信号系列の中心部の系列のみ偏波多重として、初めの系列と終わりの系列は単一偏波とすることができる。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図18は、本発明の第4の実施形態における光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。図18において、送信信号変調部301−1及び301−2、信号多重部302−1及び302−2、電気/光変換部303−1及び303−2、トレーニング信号系列生成部304、偏波多重部305は、第1の実施形態における、送信信号変調部101−1及び101−2、信号多重部102−1及び102−2、電気/光変換部103−1及び103−2、トレーニング信号系列生成部104、偏波多重部105に対応している。
また、「コンピュータシステム」は、WWW(World Wide Web)システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(或いは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD(Compact Disc)−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
102−1,102−2,302−1,302−2:信号多重部
103−1,103−2,303−1,303−2:電気/光変換部
104,304:トレーニング信号系列生成部
105,305:偏波多重部
1001:基本信号系列生成部
1002−1〜1002−4:乗算器
1003−1〜1003−4:変調系列生成部
Claims (15)
- 送信信号を変調する変調部と、
それぞれ複数の異なる周波数帯域に集中した電力を有する複数の信号系列であって、振幅および位相の少なくとも一方が変調された複数の信号系列をトレーニング信号系列として生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列を付加する信号多重部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列が付加された信号系列を光信号にして送信する電気/光変換部と
を備え、
前記トレーニング信号系列生成部は、特定の周波数帯域にのみデータ系列よりも高い電力の周波数成分が集中した特定周波数帯域信号を生成する基本信号系列生成部と、
前記周波数成分を変調する変調系列を生成する変調系列生成部と、
前記基本信号系列生成部の出力系列と前記変調系列生成部の出力系列を乗算する乗算器と、
を備え、
前記変調系列生成部は、伝送路パラメータの推定精度と、アナログデバイスおよび伝搬路の少なくとも一方における特性劣化要因をもとに、前記特定周波数帯域信号の前記特定の周波数帯域に存在するデータ系列に対して高い電力成分が周波数拡散されるように前記振幅及び前記位相の少なくとも一方を変調することで前記変調系列を生成する、
光信号送信装置。 - 前記変調系列生成部は、
前記変調系列として、主信号シンボルのNシンボル分の時間間隔で変化する系列を生成し、
前記伝送路パラメータの前記推定精度と、前記アナログデバイスおよび前記伝搬路の少なくとも一方における前記特性劣化要因とに基づいてNの値を設定して、生成された変調系列の変調速度を変えることで、前記特定周波数帯域信号の前記周波数成分の変調の度合いを調整する
請求項1に記載の光信号送信装置。 - 送信信号を変調する変調部と、
それぞれ複数の異なる周波数帯域に集中した電力を有する複数の信号系列であって、振幅および位相の少なくとも一方が変調された複数の信号系列をトレーニング信号系列として生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列を付加する信号多重部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列が付加された信号系列を光信号にして送信する電気/光変換部と
を備え、
前記トレーニング信号系列生成部は、特定の周波数帯域にのみデータ系列よりも高い電力の周波数成分が集中した特定周波数帯域信号を生成する基本信号系列生成部と、
前記周波数成分を変調する変調系列を生成する変調系列生成部と、
前記基本信号系列生成部の出力系列と前記変調系列生成部の出力系列を乗算する乗算器と、
を備え、
前記変調系列生成部は、伝送路の非線形光学効果である相互位相変調の実効通過帯域幅および主信号のボーレートをもとに、前記変調系列を生成する
光信号送信装置。 - 送信信号を変調する変調部と、
それぞれ複数の異なる周波数帯域に集中した電力を有する複数の信号系列であって、異なる第1の偏波および第2の偏波において振幅及び位相の少なくとも一方が異なる変調を行って生成された複数の信号系列をトレーニング信号系列として生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列を付加する信号多重部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列が付加された信号系列を光信号にして送信する電気/光変換部と
を備え、
前記トレーニング信号系列生成部は、特定の周波数帯域にのみデータ系列よりも高い電力の周波数成分が集中した特定周波数帯域信号を生成する基本信号系列生成部と、
前記周波数成分を変調する変調系列を生成する変調系列生成部と、
前記基本信号系列生成部の出力系列と前記変調系列生成部の出力系列を乗算する乗算器と、
を備える光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号系列生成部は、前記送信信号に対してM値の多値変調を行う場合、M個の候補点から前記トレーニング信号系列を生成する
請求項1、3又は4に記載の光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号系列生成部は、偏波スクランブルとしての位相変調を90度に制限して前記トレーニング信号系列を生成する
請求項5に記載の光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号系列生成部は、前記送信信号に対して前記M値の多値変調を行う場合、前記M個の候補点からM個より少なく原点に対して点対称な候補点を選択し、選択された候補点を用いて前記トレーニング信号系列を生成する
請求項5に記載の光信号送信装置。 - さらに、要求条件のパラメータに応じたトレーニング信号系列を決定するトレーニング信号決定部を備え、
前記トレーニング信号決定部は、トレーニング信号系列生成のための初期系列に対して、前記要求条件を満足したトレーニング信号系列の周波数スペクトルの形状を模擬した周波数フィルタを用いてクリッピングすることで、前記トレーニング信号系列を決定する
請求項1、3又は4に記載の光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号決定部は、トレーニング信号系列生成のための初期系列を第1の偏波と第2の偏波とで異なるものにする
請求項8に記載の光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号決定部は、前記周波数フィルタによりクリッピングされたトレーニング信号系列に対して、前記送信信号の変調方式に応じた硬判定を行う
請求項8に記載の光信号送信装置。 - 前記トレーニング信号決定部は、前記周波数フィルタによるクリッピングおよび前記送信信号の前記変調方式に応じた前記硬判定を繰り返し行う
請求項10に記載の光信号送信装置。 - 前記変調系列生成部は、前記特定周波数帯域信号の前記特定の周波数帯域に存在するデータ系列に比べて高い電力成分が周波数拡散されないように前記振幅及び前記位相の少なくとも一方を変調する、
請求項1、3又は4に記載の光信号送信装置。 - 前記変調系列生成部は、前記トレーニング信号系列の電力が前記データ系列の電力と同等以下となるように前記振幅及び前記位相の少なくとも一方を変調する、
請求項12に記載の光信号送信装置。 - 送信信号を変調する変調部と、
それぞれ複数の異なる周波数帯域に集中した電力を有する複数の信号系列であって、異なる第1の偏波および第2の偏波において振幅及び位相の少なくとも一方が異なる変調を行って生成された複数の信号系列をトレーニング信号系列として生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列を付加する信号多重部と、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列が付加された信号系列を光信号にして送信する電気/光変換部と
を備え、
前記トレーニング信号系列生成部は、前記第1の偏波と前記第2の偏波におけるトレーニング信号系列の積又は排他的論理和をとった後のパタンにおいて、互いの相関が最も低くなるように、前記第1の偏波と前記第2の偏波における前記トレーニング信号系列のパタン位相および主信号シンボルのNシンボル分の時間間隔で変化する低周期パタンを決定する
光信号送信装置。 - 送信信号を変調し、
それぞれ複数の異なる周波数帯域に集中した電力を有する複数の信号系列であって、振幅及び位相の少なくとも一方が変調された複数の信号系列をトレーニング信号系列として生成するトレーニング信号系列生成ステップと、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列を付加するトレーニング信号系列付加ステップと、
前記送信信号に前記トレーニング信号系列が付加された信号系列を光信号に変換して送信する送信ステップと、
を有し、
前記トレーニング信号系列生成ステップは、特定の周波数帯域にのみデータ系列よりも高い電力の周波数成分が集中した特定周波数帯域信号を生成する基本信号系列生成ステップと、
前記周波数成分を変調する変調系列を生成する変調系列生成ステップと、
前記基本信号系列生成ステップによる出力系列と前記変調系列生成ステップによる出力系列を乗算する乗算ステップと、
を有し、
前記変調系列生成ステップでは、伝送路パラメータの推定精度と、アナログデバイスおよび伝搬路の少なくとも一方における特性劣化要因をもとに、前記特定周波数帯域信号の前記特定の周波数帯域に存在するデータ系列に対して高い電力成分が周波数拡散されるように前記振幅及び前記位相の少なくとも一方を変調することで前記変調系列を生成する、
光信号送信方法。
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