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技術 受信装置及び設定方法

出願人 富士通株式会社
発明者 前田泰三
出願日 2016年6月16日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-119790
公開日 2017年12月21日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2017-225024
状態 特許登録済
技術分野 光通信システム
主要キーワード クロストーク係数 後方伝搬 フィルタ対象 非線形補償 クロストーク補償 非線形劣化 最適フィルタ 位相補償量
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この項目の情報は公開日時点(2017年12月21日)のものです。
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図面 (14)

課題

最適な動作パラメータを設定できる受信装置等を提供する。

解決手段

受信装置1は、FEQ(Fixed Equalizer)部31内にあるPBP(Perturbation Back-Propagation摂動法後方伝搬非線形補償)部と、掃引部41A、41Bと、測定部42A、42Bと、特定部43A、43Bと、設定部44A、44Bとを有する。PBP部は、光伝送路からの光信号非線形光学効果による波形劣化補償する。掃引部は、PBP部で用いるガンマ係数を変更、例えば、掃引する。測定部は、変更部にて変更されたガンマ係数毎に、光信号の受信品質を測定する。特定部は、変更部にて変更されたガンマ係数の内、受信品質に応じてガンマ係数を特定する。設定部は、特定部にて特定されたガンマ係数をPBP部のパラメータに設定する。

概要

背景

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補償する方法が求められている。

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。

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。

概要

最適な動作パラメータを設定できる受信装置等を提供する。受信装置1は、FEQ(Fixed Equalizer)部31内にあるPBP(Perturbation Back-Propagation摂動法後方伝搬非線形補償)部と、掃引部41A、41Bと、測定部42A、42Bと、特定部43A、43Bと、設定部44A、44B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。掃引部は、PBP部で用いるガンマ係数を変更、例えば、掃引する。測定部は、変更部にて変更されたガンマ係数毎に、光信号の受信品質を測定する。特定部は、変更部にて変更されたガンマ係数の内、受信品質に応じてガンマ係数を特定する。設定部は、特定部にて特定されたガンマ係数をPBP部のパラメータに設定する。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光伝送路からの光信号非線形光学効果による波形劣化補償するPBP(PerturbationBack-Propagation)部と、前記PBP部で用いるガンマ係数を変更する変更部と、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測定部と、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特定部と、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設定部とを有することを特徴とする受信装置

請求項2

前記光伝送路の伝送路分散値毎に前記PBP部のパラメータに使用するフィルタタップ数を管理する記憶部を有し、前記特定部は、指定された前記伝送路分散値に対応する前記フィルタタップ数を前記記憶部から特定し、前記設定部は、前記特定部にて特定された前記フィルタタップ数を前記PBP部内のパラメータに設定することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。

請求項3

前記変更部は、前記受信品質の低下分が所定閾値を超えた場合に、前記ガンマ係数の変更を開始することを特徴とする請求項1又は2に記載の受信装置。

請求項4

前記変更部は、前記光信号の波長本数の増減変化に応じて、前記ガンマ係数の変更を開始することを特徴とする請求項1又は2に記載の受信装置。

請求項5

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NPCC(NonlinearPolarizationCrosstalkCanceller)部と、前記NPCC部で用いる平均化長を変更する変更部と、前記変更部にて変更された前記平均化長毎に、前記光信号の受信品質を測定する測定部と、前記変更部にて変更された前記平均化長の内、前記受信品質に応じて前記平均化長を特定する特定部と、前記特定部にて特定された前記平均化長を前記NPCC部のパラメータに設定する設定部とを有することを特徴とする受信装置。

請求項6

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PBP(PerturbationBack-Propagation)部を有する受信装置が実行する設定方法であって、前記PBP部で用いるガンマ係数を変更し、前記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し、前記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し、前記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処理を実行することを特徴とする設定方法。

請求項7

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NPCC(NonlinearPolarizationCrosstalkCanceller)部を有する受信装置が実行する設定方法であって、前記NPCC部で用いる平均化長を変更し、前記変更された前記平均化長毎に、前記光信号の受信品質を測定し、前記変更された前記平均化長の内、前記受信品質に応じて前記平均化長を特定し、前記特定された前記平均化長を前記NPCC部のパラメータに設定する処理を実行することを特徴とする設定方法。

技術分野

0001

本発明は、受信装置及び設定方法に関する。

背景技術

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。

先行技術

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

発明が解決しようとする課題

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。

課題を解決するための手段

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。

発明の効果

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。

図面の簡単な説明

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。

実施例

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

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