技術 受信装置及び設定方法

0001

本発明は、受信装置及び設定方法に関する。

0002

近年、光伝送システムでは、大容量での長距離伝送が求められているため、例えば、自己位相変調（ＳＰＭ:Self-Phase Modulation）や相互位相変調（ＸＰＭ:Cross-Phase Modulation）等の非線形光学効果による波形劣化を補償する方法が求められている。

0003

例えば、広義のＳＰＭには、チャネル内の非線形光学効果によるチャネル内相互位相変調（ＩＸＰＭ:Intra-channel Cross-Phase Modulation）がある。ＩＸＰＭに起因する波形劣化を補償する方法としては、例えば、摂動法後方伝搬非線形補償（ＰＢＰ：Perturbation Back-Propagation）方法がある。ＰＢＰ方式では、Ｍａｎａｋｏｖ方程式を摂動解析して非線形歪みを算出し、算出された非線形歪みを抑制することで、ＩＸＰＭ等のＳＰＭによる波形劣化を受信端で補償できる。

0004

また、ＸＰＭによる波形劣化要因として、例えば、チャネル間の非線形光学効果による偏波間クロストークがある。ＸＰＭに起因する波形劣化を補償する方法としては、非線形偏波クロストークキャンセラ（ＮＰＣＣ：Nonlinear Polarization Crosstalk Canceller）方式がある。ＮＰＣＣ方式では、受信端で受信した第１の偏波信号及び第２の偏波信号に基づき、偏波間クロストーク係数を算出する。尚、第２の偏波信号は、第１の偏波信号と直交する偏波信号である。ＮＰＣＣ方式では、算出した偏波間クロストーク係数に基づき、ＸＰＭによる偏波間クロストーク等による波形劣化を受信端で補償できる。

0005

特開２０１２−１８６８０６号公報
特開２０１２−１８６８０７号公報
特表２０１３−５０９７４７号公報
特開２０１２−０９０２６２号公報

0006

しかしながら、例えば、ＰＢＰ方式やＮＰＣＣ方式の補償方法を採用する場合には動作パラメータを要し、この動作パラメータに最適値が設定されないと、最大の補償効果を得られない。例えば、ＰＢＰ方式では、ＰＢＰ方式に使用するパラメータの内、フィルタタップ数及びガンマ係数等を最適値に設定しておく必要がある。また、ＮＰＣＣ方式では、ＮＰＣＣに使用するパラメータの内、平均化長を最適値に設定する必要がある。

0007

そこで、ＰＢＰ方式やＮＰＣＣ方式を採用する場合には、その回路規模を抑えながら、短時間で最適な動作パラメータを設定できる受信装置が求められているのが実情である。

0008

一つの側面では、最適な動作パラメータを設定できる受信装置及び設定方法を提供することを目的とする。

0009

一つの態様の受信装置は、ＰＢＰ（Perturbation Back-Propagation）部と、変更部と、測定部と、特定部と、設定部とを有する。ＰＢＰ部は、光伝送路からの光信号の非線形光学効果による波形劣化を補償する。変更部は、ＰＢＰ部で用いるガンマ係数を変更する。測定部は、前記変更部にて変更された前記ガンマ係数毎に、前記光信号の受信品質を測定する。特定部は、前記変更部にて変更された前記ガンマ係数の内、前記受信品質に応じて前記ガンマ係数を特定する。設定部は、前記特定部にて特定された前記ガンマ係数を前記ＰＢＰ部のパラメータに設定する。

0010

一つの側面として、最適な動作パラメータを設定できる。

0011

図１は、本実施例の光伝送装置内の一例を示す説明図である。
図２は、ＦＥＱ部内の一例を示す説明図である。
図３は、ＰＢＰ部内のフィルタ形状の一例を示す説明図である。
図４は、タップ数テーブルの一例を示す説明図である。
図５は、ＰＢＰ部のガンマ係数と受信Ｑ値とのフィルタタップ数毎の対応関係の一例を示す説明図である。
図６は、ＮＰＣＣ部内の一例を示す説明図である。
図７は、ＮＰＣＣ部の平均化長と受信Ｑ値との対応関係の一例を示す説明図である。
図８は、起動処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。
図９は、運用処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。
図１０は、ＰＢＰ最適化処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。
図１１は、最適ガンマ係数更新処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。
図１２は、ＮＰＣＣ最適化処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。
図１３は、最適平均化長更新処理に関わる光伝送装置内のＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。

0012

以下、図面に基づいて、本願の開示する、受信装置及び設定方法の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。以下の各実施例は、適宜、組合せても良い。

0013

図１は、実施例１の光伝送装置１内の一例を示す説明図である。光伝送装置１は、ＯＴＵ（Optical-channel Transport Unit）フレーマ１１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１２と、ＤＡＣ(Digital Analog Converter)１３Ａと、第１のＬＤ(Laser Diode)１４Ａと、送信側光モジュール１５とを有する。更に、光伝送装置１は、受信側光モジュール１６と、第２のＬＤ１４Ｂと、ＡＤＣ(Analog Digital Converter)１３Ｂと、メモリ１８と、ＣＰＵ１９とを有する。

0014

ＯＴＵフレーマ１１は、例えば、クライアント信号をＯＴＵフレームに変換すると共に、ＯＴＵフレームからクライアント信号を抽出するフレーム処理部である。ＤＳＰ１２は、送信処理部１２Ａと、受信処理部１２Ｂとを有する。送信処理部１２Ａは、送信側の各種処理を電気的に実行するデジタル処理部である。受信処理部１２Ｂは、受信側の各種処理を電気的に実行するデジタル処理部である。送信処理部１２Ａは、ＦＥＣ符号化部２１と、予等化部２２とを有する。ＦＥＣ符号化部２１は、ＯＴＵフレーマ１１からのＯＴＵフレームを符号化する処理部である。予等化部２２は、例えば、波長分散補償、周波数オフセット補償、光モジュールの入出力特性補償等の各種信号処理を実行する処理部である。ＤＡＣ１３Ａは、ＯＴＵフレームをアナログ変換する処理部である。送信側光モジュール１５は、アナログ変換されたＯＴＵフレームを第１のＬＤ１４Ａからの光信号で光送信する処理部である。

0015

受信側光モジュール１６は、第２のＬＤ１４Ｂからの光信号でＯＴＵフレームを受信する処理部である。ＡＤＣ１３Ｂは、ＯＴＵフレームをデジタル変換する処理部である。受信処理部１２Ｂは、ＦＥＱ（Fixed Equalizer）部３１と、ＡＥＱ(Active Equalizer)部３２と、ＮＰＣＣ部３３と、ＦＥＣ復号化部３４と、受信Ｑ値モニタ３５とを有する。ＦＥＱ部３１は、例えば、ＳＰＭ等による波形劣化を補償する、後述するＣＤＣ部５０及びＰＢＰ部６０等を複数段Ｎで構成する非線形補償部である。ＡＥＱ部３２は、例えば、周波数オフセット補償、偏波モード分散補償や搬送波位相復元等の各種処理を実行する処理部である。ＮＰＣＣ部３３は、例えば、ＸＰＭによる波形劣化を補償する非線形補償部である。ＦＥＣ復号化部３４は、符号化データを復号化すると共に、パリティ検査行列等を使用して誤り訂正を実行する処理部である。受信Ｑ値モニタ３５は、ＦＥＣ復号化部３４に入力する受信信号の受信品質、例えば、受信Ｑ値をモニタする測定部である。

0016

メモリ１８は、光伝送装置１に関わる各種情報を記憶する領域である。ＣＰＵ１９は、光伝送装置１全体を制御する。メモリ１８は、プログラム格納部１８Ａと、ガンマ係数メモリ１８Ｂと、タップ数テーブル１８Ｃと、平均化長メモリ１８Ｄと、比較Ｑ値メモリ１８Ｅと、最適Ｑ値メモリ１８Ｆとを有する。プログラム格納部１８Ａは、ＣＰＵ１９で機能構成として処理プロセスを実行するための各種プログラムを格納している。

0017

ガンマ係数メモリ１８Ｂは、ＰＢＰ部６０で使用する動作パラメータであるガンマ係数を格納する領域である。タップ数テーブル１８Ｃは、光伝送装置１が接続する光伝送路の伝送路分散値に対応する、ＰＢＰ部６０で使用する動作パラメータであるフィルタタップ数を格納する領域である。平均化長メモリ１８Ｄは、ＮＰＣＣ部３３で使用する動作パラメータである平均化長を格納する領域である。比較Ｑ値メモリ１８Ｅは、後述する運用処理に使用する比較Ｑ値を格納する領域である。尚、比較Ｑ値は、運用時に受信Ｑ値が低下したか否かを識別するための閾値である。最適Ｑ値メモリ１８Ｆは、後述するＰＢＰ最適化処理又はＮＰＣＣ最適化処理に使用する最適Ｑ値を格納する領域である。尚、最適Ｑ値は、ＰＢＰ最適化処理で最適ガンマ係数又はＮＰＣＣ最適化処理で最適平均化長を特定する際に使用するＱ値である。

0018

ＣＰＵ１９は、機能構成として、第１の掃引部４１Ａと、第１の測定部４２Ａと、第１の特定部４３Ａと、第１の設定部４４Ａと、判定部４５とを有する。更に、ＣＰＵ１９タップ数テーブルは、機能構成として、第２の掃引部４１Ｂと、第２の測定部４２Ｂと、第２の特定部４３Ｂと、第２の設定部４４Ｂとを有する。第１の掃引部４１Ａは、ＰＢＰ部６０のガンマ係数を変更、例えば、掃引する変更部である。第１の掃引部４１Ａは、ガンマ係数を初期値から最大値までの掃引範囲内を所定単位で掃引する。つまり、第１の掃引部４１Ａは、掃引したガンマ係数をＰＢＰ部６０内に順次設定する。そして、第１の測定部４２Ａは、受信Ｑ値モニタ３５を通じてガンマ係数の掃引開始に応じてガンマ係数毎の受信Ｑ値を測定する。更に、第１の特定部４３Ａは、ガンマ係数の掃引開始に応じて測定した受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の時点のガンマ係数を特定し、その特定したガンマ係数をガンマ係数メモリ１８Ｂに更新する。第１の設定部４４Ａは、第１の特定部４３Ａにて受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の時点のガンマ係数を特定した場合、そのガンマ係数を最適ガンマ係数としてＰＢＰ部６０に設定する。また、第１の設定部４４Ａは、光伝送路の伝送路分散値に対応したフィルタタップ数をタップ数テーブル１８Ｃから特定し、特定されたフィルタタップ数をＰＢＰ部６０に設定する。尚、第１の掃引部４１Ａ、第１の測定部４２Ａ、第１の特定部４３Ａ及び第１の設定部４４ＡでＰＢＰ最適化処理を実行する。尚、ＰＢＰ最適化処理は、ＰＢＰ部６０に使用する最適ガンマ係数及び最適フィルタタップ数を設定する処理である。

0019

判定部４５は、現在の受信Ｑ値を取得した場合、現在の受信Ｑ値と比較Ｑ値との差分である差分Ｑ値が許容値、例えば１ｄＢを超えているか否かを判定する。判定部４５は、差分Ｑ値が許容値を超えている場合、ＰＢＰ最適化処理を再開する。

0020

第２の掃引部４１Ｂは、ＮＰＣＣ部３３の平均化長を変更、例えば、掃引する変更部である。第２の掃引部４１Ｂは、平均化長を初期値から最大値までの掃引範囲内を所定単位で掃引する。つまり、第２の掃引部４１Ｂは、掃引した平均化長をＮＰＣＣ部３３内に順次設定する。そして、第２の測定部４２Ｂは、受信Ｑ値モニタ３５を通じて平均化長の掃引開始に応じて平均化長毎の受信Ｑ値を測定する。更に、第２の特定部４３Ｂは、平均化長の掃引開始に応じて測定した受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の時点の平均化長を特定し、その特定した平均化長を平均化長メモリ１８Ｄに更新する。第２の設定部４４Ｂは、第２の特定部４３Ｂにて受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の時点の平均化長を特定した場合、その平均化長を最適平均化長としてＰＢＰ部６０に設定する。尚、第２の掃引部４１Ｂ、第２の測定部４２Ｂ、第２の特定部４３Ｂ及び第２の設定部４４ＢでＮＰＣＣ最適化処理を実行する。尚、ＮＰＣＣ最適化処理は、ＮＰＣＣ部３３に使用する最適平均化長を設定する処理である。

0021

図２は、ＦＥＱ部３１内の一例を示す説明図である。ＦＥＱ部３１は、ＣＤＣ部５０及びＰＢＰ部６０をＮ段配置する。ＣＤＣ部５０は、第１のＦＦＴ５１Ａと、第１の乗算器５２Ａと、第１のＩＦＦＴ５３Ａと、第２のＦＦＴ５１Ｂと、第２の乗算器５２Ｂと、第２のＩＦＦＴ５３Ｂとを有する。第１のＦＦＴ５１Ａは、時系列の第１の偏波信号Ｈを周波数変換する。尚、第１の偏波信号Ｈは、例えば、水平偏波信号である。第１の乗算器５２Ａは、周波数変換後の第１の偏波信号Ｈを波長分散し、その第１の偏波信号Ｈを第１のＩＦＦＴ５３Ａに出力する。第１のＩＦＦＴ５３Ａは、周波数変換後の第１の偏波信号Ｈを時系列に変換する。第２のＦＦＴ５１Ｂは、時系列の第２の偏波信号Ｖを周波数変換する。尚、第２の偏波信号Ｖは、第１の偏波信号Ｈと直交する、例えば、垂直偏波信号である。第２の乗算器５２Ｂは、周波数変換後の第２の偏波信号Ｖを波長分散し、その第２の偏波信号Ｖを第２のＩＦＦＴ５３Ｂに出力する。第２のＩＦＦＴ５３Ｂは、周波数変換後の第２の偏波信号Ｖを時系列に変換する。つまり、ＣＤＣ部５０は、第１の偏波信号Ｈ及び第２の偏波信号Ｖの波長分散を補償する。

0022

図３は、ＰＢＰ部６０内のフィルタ形状の一例を示す説明図である。ＰＢＰ部６０内の後述する第１〜第３のフィルタ６２Ａ〜６２Ｃは指数型とし、そのフィルタ形状は、タップ数で一意に形状が決定される。図３に示す横軸をｍ、縦軸をｎとし、フィルタｈ（ｍ，ｎ）で規定する。フィルタｈは、狭義のＳＰＭの補償量と、同一偏波成分からのＩＸＰＭの補償量と、直交偏波成分との相互作用によるＩＸＰＭの補償量をフィルタ対象とする。尚、ＩＦＷＭ（チャネル内四光波混合）の補償量をフィルタ対象としないものとする。

0023

ＰＢＰ部６０に使用する補償量ΔＨｋを算出する元の演算式は、（数１）の通りである。尚、（数１）の第１項は、狭義のＳＰＭ、すなわち、現時刻の強度波形による位相補償量を示し、（数１）の第２項は同一偏波成分からのＩＸＰＭの補償量を示し、（数１）の第３項は、直交偏波成分との相互作用によるＩＸＰＭの補償量を示す。

0024

0025

ＰＢＰ部６０に適用する補償量ΔＨｋを算出する演算式は、（数２）の通りである。尚、（数１）の第１項及び第２項をまとめて（数２）の第１項とし、（数１）の第３項のＨ，Ｖに関する項目を分離して（数２）の第２項及び第３項とする。

0026

0027

また、Ｈ方向及びＶ方向のフィルタ形状は同一とするため、ｈ（ｎ，０）＝ｈ（０，ｎ）＝ｈ（ｎ）が成立する。

0028

そのため、以下（数３）の近似が適用できる。

0029

0030

非線形補償後の第１の偏波信号は、（数４）を用いて、受信した第１の偏波信号Ｈｋから補償量ΔＨｋを差し引いた信号である。

0031

0032

従って、非線形補償後の第１の偏波信号Ｈは、（数５）を用いて算出できる。尚、（数５）の第１項は第１の位相劣化量、（数５）の第２項は第１の偏波劣化量となる。

0033

0034

ＰＢＰ部６０は、第１の計算部６１Ａと、第２の計算部６１Ｂと、第３の計算部６１Ｃと、第１〜第３のフィルタ６２Ａ〜６２Ｃと、第１の遅延部６３Ａと、第２の遅延部６３Ｂとを有する。ＰＢＰ部６０は、第１の位相回転部６４Ａと、第２の位相回転部６４Ｂと、第１の位相側乗算器６５Ａと、第２の位相側乗算器６５Ｂとを有する。ＰＢＰ部６０は、複素共役部６６と、第１の偏波側乗算器６７Ａと、第２の偏波側乗算器６７Ｂと、第１の補償量換算部６８Ａと、第２の補償量換算部６８Ｂと、第１の加算器６９Ａと、第２の加算器６９Ｂとを有する。

0035

第１の計算部６１Ａは、第１の偏波信号Ｈ及び第２の偏波信号Ｖに基づき、（数６）を用いて、第１の偏波信号Ｈ側の第１の位相劣化量を算出し、第１の位相劣化量を第１のフィルタ６２Ａに出力する。

0036

0037

第１のフィルタ６２Ａは、第１の位相劣化量を平滑化し、平滑化後の第１の位相劣化量を第１の位相回転部６４Ａに出力する。第１の位相回転部６４Ａは、平滑化後の第１の位相劣化量を位相補償量として位相回転して第１の位相補償量を算出し、その第１の位相補償量を第１の位相側乗算器６５Ａに出力する。第１の遅延部６３Ａは、第１の偏波信号Ｈを遅延して第１の位相側乗算器６５Ａ及び第２の偏波側乗算器６７Ｂに出力する。尚、第１の遅延部６３Ａの遅延量は、例えば、第１の計算部６１Ａ、第１のフィルタ６２Ａ及び第１の位相回転部６４Ａに要する処理時間に相当する。

0038

第１の位相側乗算器６５Ａは、第１の遅延部６３Ａにて遅延後の第１の偏波信号Ｈに第１の位相回転部６４Ａからの第１の位相補償量を乗算することで、第１の偏波信号Ｈの位相劣化を補償する。そして、第１の位相側乗算器６５Ａは、位相補償後の第１の偏波信号Ｈを第１の加算器６９Ａに出力する。

0039

第２の計算部６１Ｂは、第１の偏波信号Ｈ及び第２の偏波信号Ｖに基づき、（数７）を用いて、第２の偏波信号Ｖ側の第２の位相劣化量を算出し、第２の位相劣化量を第２のフィルタ６２Ｂに出力する。

0040

0041

第２のフィルタ６２Ｂは、第２の偏波信号Ｖ側の第２の位相劣化量を平滑化し、平滑化後の第２の位相劣化量を第２の位相回転部６４Ｂに出力する。第２の位相回転部６４Ｂは、平滑化後の第２の位相劣化量を位相補償量として位相回転して第２の位相補償量を算出し、その第２の位相補償量を第２の位相側乗算器６５Ｂに出力する。第２の遅延部６３Ｂは、第２の偏波信号Ｖを遅延して第２の位相側乗算器６５Ｂ及び第１の偏波側乗算器６７Ａに出力する。尚、第２の遅延部６３Ｂの遅延量は、例えば、第２の計算部６１Ｂ、第２のフィルタ６２Ｂ及び第２の位相回転部６４Ｂに要する処理時間に相当する。

0042

第２の位相側乗算器６５Ｂは、第２の遅延部６３Ｂにて遅延後の第２の偏波信号Ｈに第２の位相回転部６４Ｂからの第２の位相補償量を乗算することで、第２の偏波信号Ｖの位相劣化を補償する。そして、第２の位相側乗算器６５Ｂは、位相補償後の第２の偏波信号Ｌを第２の加算器６９Ｂに出力する。

0043

第３の計算部６１Ｃは、第１の偏波信号Ｈ及び第２の偏波信号Ｖに基づき、（数８）を用いて、偏波劣化量を算出する。尚、偏波劣化量は、例えば、第１の偏波信号Ｈ及び第２の偏波信号ＶのＩＸＰＭによる偏波劣化量である。

0044

0045

第３のフィルタ６２Ｃは、偏波劣化量を平滑化し、平滑化後の偏波劣化量を第１の偏波側乗算器６７Ａ及び複素共役部６６に出力する。第１の偏波側乗算器６７Ａは、平滑化後の偏波劣化量と第２の遅延部６３Ｂにて遅延後の第２の偏波信号Ｖとを乗算して第１の偏波劣化量を算出し、第１の偏波劣化量を第１の補償量換算部６８Ａに出力する。第１の補償量換算部６８Ａは、第１の偏波劣化量を偏波補償量として第１の偏波補償量を算出し、その第１の偏波補償量を第１の加算器６９Ａに出力する。

0046

第１の加算器６９Ａは、第１の位相乗算器６５Ａからの位相補償後の第１の偏波信号Ｈと、第１の補償量換算部６８Ａからの第１の偏波補償量とを加算することで偏波劣化を除去して偏波補償後の第１の偏波信号Ｈを出力する。その結果、第１の偏波信号Ｈの非線形光学効果、例えば、ＳＰＭやＩＸＰＭによる波形劣化を補償できる。

0047

複素共役部６６は、（数９）を用いて、平滑化後の偏波劣化量の複素共役を算出し、複素共役後の偏波劣化量を第２の偏波側乗算器６７Ｂに出力する。

0048

0049

第２の偏波側乗算器６７Ｂは、複素共役後の偏波劣化量と第１の遅延部６３Ａにて遅延後の第１の偏波信号Ｈとを乗算して第２の偏波劣化量を算出し、第２の偏波劣化量を第２の補償量換算部６８Ｂに出力する。第２の補償量換算部６８Ｂは、第２の偏波劣化量を偏波補償量として第２の偏波補償量を算出し、その第２の偏波補償量を第２の加算器６９Ｂに出力する。

0050

第２の加算器６９Ｂは、第２の位相乗算器６５Ｂからの位相補償後の第２の偏波信号Ｌと、第２の補償量換算部６８Ｂからの第２の偏波補償量とを加算することで偏波劣化を除去して偏波補償後の第２の偏波信号Ｌを出力する。その結果、第２の偏波信号Ｖの非線形光学効果、例えば、ＳＰＭやＩＸＰＭによる波形劣化を補償できる。

0051

ＣＤＣ部５０及びＰＢＰ部６０は、ＳＰＭによる非線形劣化を受信端で補償する構成であって、複数Ｎ段に分けて交互に補償する。尚、ＰＢＰ部６０は、ガンマ係数γ及びフィルタタップ数が重要な動作パラメータとなる。ガンマ係数は、光伝送路上の各チャネルの光パワーに依存するため、光パワーの変動に応じて、その最適値が変化する。例えば、光伝送路上を複数の中継ノード及び送信ノードに複数段配置する光伝送システムでは、各中継ノード及び送信ノードの光出力パワーがチャネル毎に異なるため、受信端で、これらに依存した値を一意に決定するのは困難である。従って、ＣＰＵ１９は、ガンマ係数を掃引し、受信Ｑ値が最適Ｑ点よりも大の時点のガンマ係数を最適ガンマ値として特定できる。

0052

また、フィルタタップ数は、第１〜第３のフィルタ６２Ａ〜６２Ｃのフィルタタップ数に相当し、光伝送路の伝送路分散値と相関性がある。伝送路分散値は、光伝送路を変更しない限り、一定であるため、伝送路分散値とフィルタタップ数とを対応付けてタップ数テーブル１８Ｃに管理しているものとする。図４は、タップ数テーブル１８Ｃの一例を示す説明図である。図４に示すタップ数テーブル１８Ｃは、伝送路分散値とフィルタタップ数とを対応付けて管理する。尚、伝送路分散値は最小値から最大値までの範囲で規定する。ＣＰＵ１９は、光伝送装置１と接続する光伝送路の伝送路分散値が、例えば、“１８８００”の場合、伝送路分散値“０”〜“２００００”に対応するフィルタタップ数“４１”を特定する。また、ＣＰＵ１９は、例えば、光伝送路分散値が“４５０００”の場合、伝送路分散値“４００００”〜“５００００”に対応するフィルタタップ数“１６１”を特定する。

0053

図５は、ＰＢＰ部６０のガンマ係数γと受信Ｑ値とのフィルタタップ数毎の対応関係の一例を示す説明図である。ＣＰＵ１９は、フィルタタップ数毎にガンマ係数の掃引に応じて受信Ｑ値の測定を開始し、ガンマ係数毎に受信Ｑ値が最大Ｑ値よりも大の時点の最適ガンマ係数を特定する。ＣＰＵ１９は、例えば、フィルタタップ数が“１６１”の場合、受信Ｑ値が最大時の最適ガンマ係数“０．０６”を特定する。

0054

図６は、ＮＰＣＣ部３３内の一例を示す説明図である。図６に示すＮＰＣＣ部３３は、ＡＥＱ部３２の出力信号である第１の偏波信号Ｒｈ及び第２の偏波信号Ｒｖを時系列で整列する。更に、ＮＰＣＣ部３３は、時系列整列後の第１の偏波信号Ｒｈに対する第２の偏波信号Ｒｖによる第１の偏波間クロストークの第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖを推定する。また、ＮＰＣＣ部３３は、時系列整列後の第２の偏波信号Ｒｖに対する第１の偏波信号Ｒｈによる第２の偏波間クロストークの第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈを推定する。ＮＰＣＣ部３３は、推定された第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖに基づき、第１の偏波信号Ｒｈから第１の偏波間クロストークを除去する。更に、ＮＰＣＣ部３３は、推定された第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈに基づき、第２の偏波信号Ｒｖから第２の偏波間クロストークを除去する。

0055

ＮＰＣＣ部３３は、第１の識別部７１Ａと、第２の識別部７１Ｂと、係数計算部７２と、第１の平均化部７３Ａと、第２の平均化部７３Ｂとを有する。ＮＰＣＣ部３３は、第３〜第６の遅延部７４Ａ〜７４Ｄと、第１の補償量乗算器７５Ａと、第２の補償量乗算器７５Ｂと、第１の補償加算器７６Ａと、第２の補償加算器７６Ｂとを有する。

0056

第１の識別部７１Ａは、第１の偏波信号Ｒｈを識別して第１の送信側理想信号Ｓｈを取得し、第１の送信側理想信号Ｓｈを係数計算部７２に出力する。第２の識別部７１Ｂは、第２の偏波信号Ｒｖを識別して第２の送信側理想信号Ｓｖを取得し、第２の送信側理想信号Ｓｖを係数計算部７２に出力する。係数計算部７２は、第１の偏波信号Ｒｈ、第２の偏波信号Ｒｖ、第１の送信側理想信号Ｓｈ及び第２の送信側理想信号Ｓｖに基づき、現在シンボル時点の第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖ及び第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈを算出する。係数計算部７２は、第１の偏波信号Ｒｈ、第１の送信側理想信号Ｓｈ及び第２の送信側理想信号Ｓｖを入力し、（Ｒｈ−Ｓｈ）／Ｓｖに基づき、第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖを算出する。係数計算部７２は、第２の偏波信号Ｒｖ、第１の送信側理想信号Ｓｈ及び第２の送信側理想信号Ｓｖを入力し、（Ｒｖ−Ｓｖ）／Ｓｈに基づき、第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈを算出する。

0057

第１の平均化部７３Ａは、設定平均化長分の複数のシンボル時点の第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖの平均値を算出し、第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖの平均値を第１の補償量乗算器７５Ａに出力する。第３の遅延部７４Ａは、時系列整列後の第１の偏波信号Ｒｈを遅延して第１の補償加算器７６Ａに出力する。第４の遅延部７４Ｂは、時系列整列後の第２の偏波信号Ｒｖを遅延して第１の補償量乗算器７５Ａに出力する。

0058

第１の補償量乗算器７５Ａは、第４の遅延部７４Ｂから遅延後の第２の偏波信号Ｒｖと、第１の平均化部７３Ａからの第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖとを乗算して第１のクロストーク補償量を算出する。そして、第１の補償量乗算器７５Ａは、算出した第１のクロストーク補償量を第１の補償量加算器７６Ａに出力する。第１の補償量加算器７６Ａは、第１の遅延部７６Ａから遅延後の第１の偏波信号Ｒｈから第１のクロストーク補償量を減算してクロストーク補償後の第１の偏波信号Ｒｈを出力する。その結果、第１の偏波信号Ｈの非線形光学効果、例えば、チャネル間非線形効果の偏波間クロストークによる波形劣化を補償できる。

0059

第２の平均化部７３Ｂは、設定平均化長分の複数のシンボル時点の第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈの平均値を算出し、第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈの平均値を第２の補償量乗算器７５Ｂに出力する。第５の遅延部７４Ｃは、時系列整列後の第２の偏波信号Ｒｖを遅延して第２の補償量加算器７６Ｂに出力する。第６の遅延部７４Ｄは、時系列整列後の第１の偏波信号Ｒｈを遅延して第２の補償量乗算器７５Ｂに出力する。

0060

第２の補償量乗算器７５Ｂは、第６の遅延部７４Ｄから遅延後の第１の偏波信号Ｒｈと、第２の平均化部７３Ｂからの第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈの平均値とを乗算して第２のクロストーク補償量を算出する。そして、第２の補償量乗算器７５Ｂは、算出した第２のクロストーク補償量を第２の補償量加算器７６Ｂに出力する。第２の補償量加算器７６Ｂは、第５の遅延部７４Ｃから遅延後の第２の偏波信号Ｒｖから第２のクロストーク補償量を減算してクロストーク補償後の第２の偏波信号Ｒｖを出力する。その結果、第２の偏波信号Ｌの非線形光学効果、例えば、チャネル間非線形効果の偏波間クロストークによる波形劣化を補償できる。

0061

尚、第１の平均化部７３Ａ及び第２の平均化部７３Ｂの平均化長は、第１の偏波間クロストーク係数Ｗｈｖ及び第２の偏波間クロストーク係数Ｗｖｈの精度に大きく依存するため、偏波間クロストークを補償するＮＰＣＣ部３３上で重要なパラメータである。そこで、ＣＰＵ１９は、ＮＰＣＣ最適化処理を実行することで、ＮＰＣＣ部３３の最適な平均化長を設定する。

0062

図７は、ＮＰＣＣ部３３の平均化長と受信Ｑ値との対応関係の一例を示す説明図である。ＣＰＵ１９は、ＮＰＣＣ部３３の平均化長の掃引開始に応じて受信Ｑ値の測定を開始し、平均化長毎に受信Ｑ値が最大Ｑ値よりも大の時点の最適平均化長を特定する。ＣＰＵ１９は、図７に示すように、例えば、受信Ｑ値が最適値（最大値）の最適平均化長“１５”を特定する。そして、ＣＰＵ１９は、特定した最適平均化長をＮＰＣＣ部３３の第１の平均化部７３Ａ及び第２の平均化部７３Ｂの平均化長に設定する。

0063

次に本実施例の光伝送装置１の動作について説明する。図８は、起動処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９は、光伝送装置１の起動指示を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１Ａ）。ＣＰＵ１９は、起動指示を検出した場合（ステップＳ１１Ａ肯定）、ＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３に対して初期値を設定する（ステップＳ１１）。尚、初期値は、ＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３に設定する各種パラメータ等の初期値である。ＣＰＵ１９は、後述する図１０に示すＰＢＰ最適化処理を実行する（ステップＳ１２）。尚、ＰＢＰ最適化処理は、ＰＢＰ部６０に設定するパラメータの内、フィルタタップ数及びガンマ係数を最適化する処理である。更に、ＣＰＵ１９は、後述する図１２に示すＮＰＣＣ最適化処理を実行する（ステップＳ１３）。尚、ＮＰＣＣ最適化処理は、ＮＰＣＣ部３３に設定するパラメータの内、平均化長を最適化する処理である。更に、ＣＰＵ１９は、ＮＰＣＣ最適化処理実行後の受信Ｑ値を取得し（ステップＳ１４）、取得した受信Ｑ値を比較Ｑ値として比較Ｑ値メモリ１８Ｅに格納し（ステップＳ１５）、図８に示す処理動作を終了する。ＣＰＵ１９は、起動指示を検出しなかった場合（ステップＳ１１Ａ否定）、図８に示す処理動作を終了する。

0064

図８に示す起動処理を実行するＣＰＵ１９は、起動指示を検出した場合、ＰＢＰ最適化処理及びＮＰＣＣ最適化処理を実行する。その結果、光伝送装置１は、起動時に、ＰＢＰ部６０内のパラメータを最適値に設定した後、ＮＰＣＣ部３３内のパラメータを最適値に自動的に設定できる。

0065

図９は、運用処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９内の第１の測定部４２Ａは、受信Ｑ値モニタ３５を通じて運用中に現在の受信Ｑ値を取得したか否かを判定する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１９内の判定部４５は、現在の受信Ｑ値を取得した場合（ステップＳ２１肯定）、比較Ｑ値メモリ１８Ｅ内の比較Ｑ値から現在の受信Ｑ値を減算して差分Ｑ値を算出する（ステップＳ２２）。

0066

判定部４５は、差分Ｑ値が許容値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２３）。尚、許容値は、例えば、１ｄＢとする。判定部４５は、差分Ｑ値が許容値を超えている場合（ステップＳ２３肯定）、図１０に示すＰＢＰ最適化処理を実行する（ステップＳ２４）。更に、ＣＰＵ１９内の第１の測定部４２Ａは、ＰＢＰ最適化処理実行後、現在の受信Ｑ値を測定し（ステップＳ２５）、その受信Ｑ値を比較Ｑ値として比較Ｑ値メモリ１８Ｅに更新し（ステップＳ２６）、図９に示す処理動作を終了する。判定部４５は、差分Ｑ値が許容値を超えていない場合（ステップＳ２３否定）、図９に示す処理動作を終了する。判定部４５は、現在の受信Ｑ値を取得していない場合（ステップＳ２１否定）、図９に示す処理動作を終了する。

0067

図９に示す運用処理を実行するＣＰＵ１９は、運用中に現在の受信Ｑ値を監視し、現在の受信Ｑ値と比較Ｑ値との差分Ｑ値が許容値を超えている場合に、ＰＢＰ部６０のパラメータを再更新すべく、ＰＢＰ最適化処理を実行する。その結果、現在の受信Ｑ値が低下した場合でも、ＰＢＰ部６０の動作パラメータを最適値に更新できる。例えば、光伝送路上のノードの配置増減等で光出力パワーが変動した場合でも、ＰＢＰ部６０の最適なガンマ係数及びフィルタタップ数を設定できる。

0068

図１０は、ＰＢＰ最適化処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９内の第１の特定部４３Ａは、光伝送路の伝送路分散値を取得したか否かを判定する（ステップＳ３１）。尚、伝送路分散値は、例えば、事前に設定されているものとする。第１の特定部４３Ａは、伝送路分散値を取得した場合（ステップＳ３１肯定）、伝送路分散値に対応したフィルタタップ数をタップ数テーブル１８Ｃから特定する（ステップＳ３２）。

0069

ＣＰＵ１９内の第１の測定部４２Ａは、最適Ｑ値メモリ１８Ｆ内に格納中の最適Ｑ値を初期化する（ステップＳ３３）。更に、ＣＰＵ１９は、フィルタタップ数の特定後、第１の掃引部４１Ａを通じてガンマ係数の掃引及び第１の測定部４２Ａを通じて受信Ｑ値の測定を開始する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ１９は、ガンマ係数の掃引及び受信Ｑ値の測定開始に応じて、図１１に示す最適ガンマ係数更新処理を実行する（ステップＳ３５）。ＣＰＵ１９内の第１の設定部４４Ａは、最適ガンマ係数更新処理実行後、最適ガンマ係数及び最適フィルタタップ数をＰＢＰ部６０に設定し（ステップＳ３６）、図１０に示す処理動作を終了する。ＣＰＵ１９は、伝送路分散値を取得したのでない場合（ステップＳ３１否定）、図１０に示す処理動作を終了する。

0070

図１０に示すＰＢＰ最適化処理を実行するＣＰＵ１９は、伝送路分散値を取得した場合、伝送路分散値に対応したフィルタタップ数を特定し、ガンマ係数の掃引及び受信Ｑ値の測定を開始する。ＣＰＵ１９は、ガンマ係数の掃引及び受信Ｑ値の測定を開始した後、最適ガンマ係数の更新処理を実行して最適ガンマ係数及び最適フィルタタップ数をＰＢＰ部６０に設定する。その結果、ＰＢＰ部６０は、最適ガンマ係数及び最適フィルタタップ数を設定したので、ＳＰＭ等による非線形劣化を補償することで、信号品質向上及び伝送距離の拡大を図ることができる。

0071

図１１は、最適ガンマ係数更新処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９内の第１の測定部４２Ａは、ガンマ係数の掃引開始に応じてガンマ係数毎に受信Ｑ値を測定し（ステップＳ４１）、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ＣＰＵ１９内の第１の特定部４３Ａは、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の場合（ステップＳ４２肯定）、その受信Ｑ値のガンマ係数を最適ガンマ係数としてガンマ係数メモリ１８Ｂに更新する（ステップＳ４３）。第１の特定部４３Ａは、現在の受信Ｑ値を最適Ｑ値として最適Ｑ値メモリ１８Ｆに更新する（ステップＳ４４）。第１の掃引部４１Ａは、ガンマ係数の掃引が完了したか否かを判定する（ステップＳ４５）。第１の掃引部４１Ａは、ガンマ係数の掃引が完了した場合（ステップＳ４５肯定）、すなわち、ガンマ係数の掃引範囲の上限までの掃引が完了と判断し、図１１に示す処理動作を終了する。

0072

第１の測定部４２Ａは、第１の掃引部４１Ａにてガンマ係数の掃引が完了していない場合（ステップＳ４５否定）、ガンマ係数毎に受信Ｑ値を測定すべく、ステップＳ４１に移行する。第１の特定部４３Ａは、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大でない場合（ステップＳ４２否定）、ガンマ係数の掃引が完了したか否かを判定すべく、ステップＳ４５に移行する。

0073

図１１に示す最適ガンマ係数更新処理を実行するＣＰＵ１９は、ガンマ係数の掃引に応じてガンマ係数毎に受信Ｑ値を測定し、受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の場合に、その受信Ｑ値のガンマ係数を最適ガンマ係数として更新する。その結果、最適ガンマ係数を取得できる。

0074

図１２は、ＮＰＣＣ最適化処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９内の第２の測定部４２Ｂは、最適Ｑ値メモリ１８Ｆ内に格納中の最適Ｑ値を初期化する（ステップＳ５１）。ＣＰＵ１９は、第２の掃引部４１Ｂを通じてＮＰＣＣ部３３の平均化長の掃引及び第２の測定部４２Ｂを通じて受信Ｑ値の測定を開始する（ステップＳ５２）。ＣＰＵ１９は、平均化長の掃引及び受信Ｑ値の測定開始に応じて、図１３に示す最適平均化長更新処理を実行する（ステップＳ５３）。ＣＰＵ１９内の第２の設定部４４Ｂは、最適平均化長更新処理実行後、最適平均化長をＮＰＣＣ部３３に設定し（ステップＳ５４）、図１２に示す処理動作を終了する。

0075

図１２に示すＮＰＣＣ最適化処理を実行するＣＰＵ１９は、平均化長の掃引及び受信Ｑ値の測定を開始する。ＣＰＵ１９は、平均化長の掃引及び受信Ｑ値の測定を開始した後、最適平均長の更新処理を実行して最適平均化長をＮＰＣＣ部３３に設定する。その結果、ＮＰＣＣ部３３は、最適平均化長を設定したので、ＸＰＭによる非線形劣化を補償することで、信号品質向上及び伝送距離の拡大を図ることができる。

0076

図１３は、最適平均化長更新処理に関わる光伝送装置１内のＣＰＵ１９の処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９内の第２の測定部４２Ｂは、平均化長の掃引開始に応じて平均化長毎に受信Ｑ値を測定する（ステップＳ６１）。ＣＰＵ１９内の第２の特定部４３Ｂは、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。第２の特定部４３Ｂは、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の場合（ステップＳ６２肯定）、その受信Ｑ値の平均化長を最適平均化長として平均化長メモリ１８Ｄに更新する（ステップＳ６３）。更に、第２の特定部４３Ｂは、現在の受信Ｑ値を最適Ｑ値として最適Ｑ値メモリ１８Ｆに更新する（ステップＳ６４）。

0077

ＣＰＵ１９内の第２の掃引部４１Ｂは、最適Ｑ値を更新した後、平均化長の掃引が完了したか否かを判定する（ステップＳ６５）。第２の特定部４３Ｂは、平均化長の掃引が完了した場合（ステップＳ６５肯定）、すなわち、平均化長の掃引範囲の上限までの掃引が完了と判断し、図１３に示す処理動作を終了する。

0078

第２の特定部４３Ｂは、平均化長の掃引が完了したのでない場合（ステップＳ６５否定）、平均化長毎に受信Ｑ値を測定すべく、ステップＳ６１に移行する。第２の掃引部４２Ｂは、現在の受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大でない場合（ステップＳ６２否定）、平均化長の掃引が完了したか否かを判定すべく、ステップＳ６５に移行する。

0079

図１３に示す最適平均化長更新処理を実行するＣＰＵ１９は、平均化長の掃引に応じて平均化長毎に受信Ｑ値を測定し、受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大の場合に、その受信Ｑ値の平均化長を最適平均化長として更新する。その結果、最適平均化長を取得できる。

0080

本実施例の光伝送装置１は、起動指示を検出した場合、ＰＢＰ最適化処理実行後、ＮＰＣＣ最適化処理を実行したので、回路規模を抑えながら、ＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３の設定パラメータを最適化できる。その結果、回路規模を抑制しながら、ＰＢＰ部６０でＳＰＭ等の非線形劣化を補償できると共に、ＮＰＣＣ部３３でＸＰＭ等の非線形劣化を補償できる。そして、信号品質向上及び伝送距離の拡大を図ることができる。

0081

光伝送装置１は、運用中に受信Ｑ値の低下分、例えば、差分Ｑ値が許容値を超えた場合に、ＰＢＰ部６０のガンマ係数の掃引を開始する。その結果、例えば、光伝送路上のノードの配置増減等で光出力パワーが変動した場合でも、ＰＢＰ部６０の最適なガンマ係数及びフィルタタップ数を設定できる。

0082

尚、上記実施例では、ＰＢＰ最適化処理を実行した後、ＮＰＣＣ最適化処理を実行したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＮＰＣＣ最適化処理を実行した後、ＰＢＰ最適化処理を実行しても良い。

0083

また、上記実施例の光伝送装置１は、受信処理部１２ＢにてＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３双方をＯＮ動作、すなわち併用する場合を例示したが、ＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３をＯＮ／ＯＦＦ、すなわちスルー可能にしている。従って、ＰＢＰ部６０をＯＮ、ＮＰＣＣ部３３をＯＦＦにしても良い。この場合、ＰＢＰ最適化処理を実行した後、ＮＰＣＣ最適化処理を実行しない。また、ＰＢＰ部６０をＯＦＦ、ＮＰＣＣ部３３をＯＮにしても良く、この場合、ＰＢＰ最適化処理を実行することなく、ＮＰＣＣ最適化実行処理を実行する。また、光伝送装置１では、ＰＢＰ部６０及びＮＰＣＣ部３３双方を内蔵したが、どちらか一方のみを内蔵する場合の実施の形態もあり、ＰＢＰ部６０を内蔵する場合はＰＢＰ最適化処理を実行し、ＮＰＣＣ部３３を内蔵する場合はＮＰＣＣ最適化処理を実行する。

0084

また、上記実施例では、最適ガンマ係数や最適平均化長を特定する際、受信品質として受信Ｑ値が最適Ｑ値よりも大であるか否かを判定したが、受信品質として受信ＢＥＲを使用しても良い。この場合、受信ＢＥＲが最適ＢＥＲ値よりも大であるか否かを判定し、受信ＢＥＲが最適ＢＥＲ値よりも大のガンマ係数や平均化長を最適ガンマ係数や最適平均化長として特定しても良い。

0085

上記実施例では、受信Ｑ値モニタ３５としてＦＥＣ復号化部３４の入力段に配置し、ＦＥＣ復号化部３４の入力段で受信Ｑ値を測定した。しかしながら、この位置に限定されるものではなく、例えば、ＦＥＣ復号化部３４の出力段に配置し、ＦＥＣ復号化部３４の出力段で受信Ｑ値を測定しても良い。

0086

上記実施例では、ＰＢＰ部６０のフィルタタップ数を特定するのに使用する光伝送路の伝送路分散値を光伝送路の設計事項として事前に取得したが、例えば、ＦＥＱ部３１の出力段に光伝送路の伝送路分散値を推定する推定部を配置しても良い。

0087

上記実施例では、運用中に受信Ｑ値が低下した場合、ＰＢＰ最適化処理を実行したが、これに限定されるものではない。例えば、受信信号の波長本数の増減変化に応じてＰＢＰ最適化処理を実行するようにしても良く、波長本数の増減変化が生じた場合でも、伝送品質を維持できる。

0088

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

0089

更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。

0090

１光伝送装置
１２Ｂ受信処理部
３３ ＮＰＣＣ部
４１Ａ 第１の掃引部
４１Ｂ 第２の掃引部
４２Ａ 第１の測定部
４２Ｂ 第２の測定部
４３Ａ 第１の特定部
４３Ｂ 第２の特定部
４４Ａ 第１の設定部
４４Ｂ 第２の設定部
６０ ＰＢＰ部