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技術 色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機

出願人 深セン市中興微電子技術有限公司
発明者 ヨウ揚中李運鵬蔡イ周偉勤賈振生
出願日 2014年4月1日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2016-554774
公開日 2017年1月26日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-503443
状態 特許登録済
技術分野 光通信システム 光学装置、光ファイバーの試験
主要キーワード 実施例二 ステップ長 分散間隔 命令装置 実施例一 光ミキサ 位相アンビギュイティ ベースバンド電気信号
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

解決手段

本発明は、色度分散測定方法を開示する。当該方法は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値加算して第1値を取得するステップと、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイント周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。本発明は、さらに、色度分散測定装置およびデジタルコヒーレント受信機を開示する。

概要

背景

インターネットトラフィックの増加に伴い、幹線システム光通信システムは、より大きい容量を必要とする。また、波長ごとのビット率が増加する場合、伝送パスにおける色度分散と、偏波モード分散と、各非線形効果波形歪みとによる情報品質劣化が非常に深刻になる。

非コヒーレント技術よりも、デジタルコヒーレント受信技術は、以下のメリットを有する。約3dBの光信号騒音比(OSNR)の利得を有すること、電気等化技術を採用してチャネル変化に便利に対応し、コストを低減させる等のこと、より効果的な変調技術および偏波多重化技術を採用して伝送容量を高めることである。その中、電気等化技術の採用により、光信号の線形歪みがほぼ完全に補償できる。例えば、色度分散(CD)、偏波モード分散(PMD)等を補償できる。このため、デジタルコヒーレント技術は、高速光通信システムのキー技術として見なされる。

図1は、典型的なデジタルコヒーレント受信機信号処理ブロック図である。図1に示すように、デジタルコヒーレント受信機が信号処理を行う手順は、光信号が偏波分光器(PBS)101により互いに直交する2つの偏波光信号に分離されることと、PBS 101から出力された偏波光信号が90°光ミキサ102を介してローカル発振光信号と周波数混合することと、周波数混合後の光信号が光検出器(PD)103を介してベースバンド電気信号に変換されることと、光電変換後の電気信号アナログデジタルコンバータADC、Analog-to-Digital Converter) 104を介してデジタル信号に変換されることとを含む。後は、汎用デジタル信号処理技術によりADC変換後のデジタル信号を処理することができる。

その中、汎用デジタル信号処理技術によりADC変換後のデジタル信号を処理することは、順に、歪み補償モジュール105が歪み補償処理を行うことと、直流除去・IQアンバランス補償モジュール106が直流除去・IQアンバランス補償処理を行うことと、色度分散補償モジュール107が色度分散補償処理を行うことと、クロック回復モジュール108がクロック回復処理を行うことと、適応等化モジュール109が適応等化処理を行うことと、キャリア同期モジュール110がキャリア同期処理を行うことと、判定検出モジュール111が判定検出処理を行うこととを含む。

その中、色度分散の値が一般的に大きいため、色度分散と偏波モード分散の補償は、一般的に2つのステップに分けて実施する。まず、色度分散を補償する。ここでの等化器は、通常、標準適応アルゴリズムより係数更新を行うことができない。例えば、40000ps/nm色度分散を補償する場合、フィルタタップ数が何百乃至千以上に達し、高速フーリエ変換技術により、周波数領域における高速畳み込みを行い、色度分散推定モジュールにより、補償すべき色度分散値を色度分散補償モジュール107へ提供する。

次に、余剰の色度分散および偏波モード分散の補償は、適応等化モジュール109によって実施される。具体的に、有限インパルス応答(FIR、Finite Impulse Response)型等化器によって実施される。FIR蝶型フィルタは、適応アルゴリズムにより係数を更新することで、補償が時間とともに動的に変化する偏波モード分散を追跡する。FIR蝶型等化器の機能は、偏波分離を実現することである。FIR蝶型等化器は、等化、整合フィルタリング、およびサンプリング位置調整の役割を果たす。サンプリング位置の変化範囲が大きすぎ、または、存在するサンプリング周波数オフセットにより、サンプリング位相の変化範囲がFIR蝶型適応等化器調整範囲からはみ出した場合、FIR蝶型等化器が正常に稼動できない。したがって、FIR蝶型等化器の前にクロック回復モジュール108を設ける必要がある。

その中、クロック回復モジュール108は、入力されたシンボルサンプリング時間誤差推定し、シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、または電圧制御発振器VCO、Voltage-Controlled Oscillator)によりADCサンプリング周波数を調整して、安定したシンボルサンプリング位相の提供を保証する。シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、またはVCOによりADCサンプリング周波数を調整する際、クロック回復モジュール108の位相弁別器がある程度の信号歪み許容する必要があるが、従来の位相弁別器は、一般的に非常に小さい色度分散値のみを許容する。このため、色度分散補償モジュール107が正確に色度分散補償を行う必要が生じる。色度分散補償モジュール107が正確に色度分散補償を行うには、色度分散推定モジュールが正確な補償すべき色度分散値を提供する必要があり、換言すれば、補償すべき色度分散値を高精度で測定する必要がある。
現在、補償すべき色度分散値を高精度で測定する技術案は、いまだ存在しない。

概要

本発明は、色度分散測定方法を開示する。当該方法は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値加算して第1値を取得するステップと、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイント周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。本発明は、さらに、色度分散測定装置およびデジタルコヒーレント受信機を開示する。

目的

例えば、40000ps/nm色度分散を補償する場合、フィルタのタップ数が何百乃至千以上に達し、高速フーリエ変換技術により、周波数領域における高速畳み込みを行い、色度分散推定モジュールにより、補償すべき色度分散値を色度分散補償モジュール107へ提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値加算して第1値を取得するステップと、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイント周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む色度分散測定方法

請求項2

前記色度分散シーケンス処理を行うことは、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じ、前記第1距離は、システムシンボルレートである請求項1に記載の色度分散測定方法。

請求項3

取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する請求項1に記載の色度分散測定方法。

請求項4

前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第1値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号波長平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む請求項1乃至3の何れかに記載の色度分散測定方法。

請求項5

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、2つ以上の前記第1値を取得し、第3値を取得した場合、前記方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む請求項4に記載の色度分散測定方法。

請求項6

前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記方法は、さらに、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得するステップと、 第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む請求項1乃至3の何れかに記載の色度分散測定方法。

請求項7

前記第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第6値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む請求項6に記載の色度分散測定方法。

請求項8

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、2つ以上の前記第1値、2つ以上の前記第6値および2つ以上の前記第2値を取得し、第3値を取得した場合、前記方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む請求項7に記載の色度分散測定方法。

請求項9

取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータを生成するステップと、生成した異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うステップとを含む請求項1乃至3の何れかに記載の色度分散測定方法。

請求項10

前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータを取得するステップを含む請求項9に記載の色度分散測定方法。

請求項11

色度分散シーケンス処理手段と、相関演算処理手段と、特定手段とを備え、前記色度分散シーケンス処理手段は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを前記相演算処理手段へ送信するように構成され、前記相関演算処理手段は、前記色度分散シーケンス処理手段から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、第1値を前記特定手段へ送信するように構成され、前記特定手段は、前記相関演算処理手段から送信された第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される色度分散測定装置

請求項12

前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、第6値を前記特定手段へ送信するように構成されるフィルタリング手段をさらに備え、前記特定手段は、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される請求項11に記載の色度分散測定装置。

請求項13

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、前記相関演算処理手段は、2つ以上の相関演算処理サブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、2つ以上の前記所定間隔のうちの1つの所定間隔の相関演算処理を行うように構成される請求項11または12に記載の色度分散測定装置。

請求項14

前記フィルタリング手段は、2つ以上のフィルタリングサブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、相関演算処理後のデータを対応するフィルタリングサブ手段へ送信し、フィルタリングサブ手段のそれぞれは、受信されたデータに対してフィルタリング処理を行うように構成される請求項13に記載の色度分散測定装置。

請求項15

取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを前記色度分散シーケンス処理手段へ送信するように構成される偏波回転手段をさらに備え、前記色度分散シーケンス処理手段は、前記偏波回転手段から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される請求項11または12に記載の色度分散測定装置。

請求項16

周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを前記偏波回転手段へ送信するように構成される周波数領域データ得手段をさらに備え、前記偏波回転手段は、周波数領域データ取得手段から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される請求項15に記載の色度分散測定装置。

請求項17

請求項11乃至16の何れかに記載の色度分散測定装置を含むデジタルコヒーレント受信機

請求項18

1セットの命令を含むコンピュータ記憶媒体であって、前記命令の実行時、少なくとも1つのプロセッサが請求項1乃至10の何れかに記載の色度分散測定方法を実行するコンピュータ記憶媒体。

技術分野

0001

本発明は、光通信技術に関し、特に色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機に関する。

背景技術

0002

インターネットトラフィックの増加に伴い、幹線システム光通信システムは、より大きい容量を必要とする。また、波長ごとのビット率が増加する場合、伝送パスにおける色度分散と、偏波モード分散と、各非線形効果波形歪みとによる情報品質劣化が非常に深刻になる。

0003

非コヒーレント技術よりも、デジタルコヒーレント受信技術は、以下のメリットを有する。約3dBの光信号騒音比(OSNR)の利得を有すること、電気等化技術を採用してチャネル変化に便利に対応し、コストを低減させる等のこと、より効果的な変調技術および偏波多重化技術を採用して伝送容量を高めることである。その中、電気等化技術の採用により、光信号の線形歪みがほぼ完全に補償できる。例えば、色度分散(CD)、偏波モード分散(PMD)等を補償できる。このため、デジタルコヒーレント技術は、高速光通信システムのキー技術として見なされる。

0004

図1は、典型的なデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。図1に示すように、デジタルコヒーレント受信機が信号処理を行う手順は、光信号が偏波分光器(PBS)101により互いに直交する2つの偏波光信号に分離されることと、PBS 101から出力された偏波光信号が90°光ミキサ102を介してローカル発振光信号と周波数混合することと、周波数混合後の光信号が光検出器(PD)103を介してベースバンド電気信号に変換されることと、光電変換後の電気信号アナログデジタルコンバータADC、Analog-to-Digital Converter) 104を介してデジタル信号に変換されることとを含む。後は、汎用デジタル信号処理技術によりADC変換後のデジタル信号を処理することができる。

0005

その中、汎用デジタル信号処理技術によりADC変換後のデジタル信号を処理することは、順に、歪み補償モジュール105が歪み補償処理を行うことと、直流除去・IQアンバランス補償モジュール106が直流除去・IQアンバランス補償処理を行うことと、色度分散補償モジュール107が色度分散補償処理を行うことと、クロック回復モジュール108がクロック回復処理を行うことと、適応等化モジュール109が適応等化処理を行うことと、キャリア同期モジュール110がキャリア同期処理を行うことと、判定検出モジュール111が判定検出処理を行うこととを含む。

0006

その中、色度分散の値が一般的に大きいため、色度分散と偏波モード分散の補償は、一般的に2つのステップに分けて実施する。まず、色度分散を補償する。ここでの等化器は、通常、標準適応アルゴリズムより係数更新を行うことができない。例えば、40000ps/nm色度分散を補償する場合、フィルタタップ数が何百乃至千以上に達し、高速フーリエ変換技術により、周波数領域における高速畳み込みを行い、色度分散推定モジュールにより、補償すべき色度分散値を色度分散補償モジュール107へ提供する。

0007

次に、余剰の色度分散および偏波モード分散の補償は、適応等化モジュール109によって実施される。具体的に、有限インパルス応答(FIR、Finite Impulse Response)型等化器によって実施される。FIR蝶型フィルタは、適応アルゴリズムにより係数を更新することで、補償が時間とともに動的に変化する偏波モード分散を追跡する。FIR蝶型等化器の機能は、偏波分離を実現することである。FIR蝶型等化器は、等化、整合フィルタリング、およびサンプリング位置調整の役割を果たす。サンプリング位置の変化範囲が大きすぎ、または、存在するサンプリング周波数オフセットにより、サンプリング位相の変化範囲がFIR蝶型適応等化器調整範囲からはみ出した場合、FIR蝶型等化器が正常に稼動できない。したがって、FIR蝶型等化器の前にクロック回復モジュール108を設ける必要がある。

0008

その中、クロック回復モジュール108は、入力されたシンボルサンプリング時間誤差推定し、シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、または電圧制御発振器VCO、Voltage-Controlled Oscillator)によりADCサンプリング周波数を調整して、安定したシンボルサンプリング位相の提供を保証する。シンボルのサンプリング時間に対して補間調整を行い、またはVCOによりADCサンプリング周波数を調整する際、クロック回復モジュール108の位相弁別器がある程度の信号歪み許容する必要があるが、従来の位相弁別器は、一般的に非常に小さい色度分散値のみを許容する。このため、色度分散補償モジュール107が正確に色度分散補償を行う必要が生じる。色度分散補償モジュール107が正確に色度分散補償を行うには、色度分散推定モジュールが正確な補償すべき色度分散値を提供する必要があり、換言すれば、補償すべき色度分散値を高精度で測定する必要がある。
現在、補償すべき色度分散値を高精度で測定する技術案は、いまだ存在しない。

発明が解決しようとする課題

0009

従来技術に存在する技術問題を解決するために、本発明の実施例は、色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機を提供する。

課題を解決するための手段

0010

本発明の実施例は、色度分散測定方法を提供する。当該方法は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得するステップと、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値加算して第1値を取得するステップと、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイント周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。

0011

上記技術案において、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じ、前記第1距離は、システムシンボルレートである。

0012

上記技術案において、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0013

上記技術案において、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第1値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。

0014

上記技術案において、前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、2つ以上の前記第1値を取得し、第3値を取得した場合、前記方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。

0015

上記技術案において、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記方法は、さらに、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得するステップと、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップとを含む。

0016

上記技術案において、前記第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、第6値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。

0017

上記技術案において、前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、2つ以上の前記第1値、2つ以上の前記第6値および2つ以上の前記第2値を取得し、第3値を取得した場合、前記方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。

0018

上記技術案において、前記取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータを生成するステップと、生成した異なる偏波方向を有する複数の前記周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うステップとを含む。

0019

上記技術案において、前記周波数領域のデータに対して偏波回転を行う前に、前記方法は、さらに、前記周波数領域のデータを取得するステップを含む。

0020

本発明の実施例は、さらに、色度分散測定装置を提供する。当該装置は、色度分散シーケンス処理手段、相関演算処理手段および特定手段を備え、前記色度分散シーケンス処理手段は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを前記相演算処理手段へ送信するように構成され、前記相関演算処理手段は、前記色度分散シーケンス処理手段から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、第1値を前記特定手段へ送信するように構成され、前記特定手段は、前記相関演算処理手段から送信された第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。

0021

上記技術案において、前記装置は、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、第6値を前記特定手段へ送信するように構成されるフィルタリング手段をさらに備え、対応的に、前記特定手段は、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。

0022

上記技術案において、前記所定間隔の数が2つ以上である場合、前記相関演算処理手段は、2つ以上の相関演算処理サブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、2つ以上の前記所定間隔のうちの1つの所定間隔の相関演算処理を行うように構成される。

0023

上記技術案において、前記フィルタリング手段は、2つ以上のフィルタリングサブ手段を備え、相関演算処理サブ手段のそれぞれは、相関演算処理後のデータを対応するフィルタリングサブ手段へ送信し、フィルタリングサブ手段のそれぞれは、受信されたデータに対してフィルタリング処理を行う。

0024

上記技術案において、前記装置は、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを前記色度分散シーケンス処理手段へ送信するように構成される偏波回転手段をさらに備える。

0025

対応的に、前記色度分散シーケンス処理手段は、前記偏波回転手段から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される。

0026

上記技術案において、前記装置は、周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを前記偏波回転手段へ送信するように構成される周波数領域データ得手段をさらに備え、対応的に、前記偏波回転手段は、周波数領域データ取得手段から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される。

0027

本発明の実施例は、さらにデジタルコヒーレント受信機を提供し、前記デジタルコヒーレント受信機は、上記色度分散測定装置を含む。

0028

本発明の実施例は、さらにコンピュータ記憶媒体を提供し、前記コンピュータ記憶媒体は、1セットの命令を含み、前記命令の実行時、少なくとも1つのプロセッサが上記色度分散測定方法を実行する。

発明の効果

0029

本発明の実施例に供される色度分散測定方法、装置およびデジタルコヒーレント受信機では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定することにより、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。

図面の簡単な説明

0030

図面(実際の寸法の比と一致するとは限らない)において、類似する図面の符号が異なるビューにおいて類似する部品記述することができ、異なるアルファベット添え字を有する類似する図面の符号は、類似する部品の異なる例示を表すことができる。図面は、制限ではなく、例示的に、本文における各実施例を大体示す。
典型的なデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。
本発明の実施例一の色度分散測定方法を模式的に示すフローチャートである。
本発明の実施例二の色度分散測定方法を模式的に示すフローチャートである。
本発明の実施例三の色度分散測定装置の構造模式図である。
本発明の実施例四の色度分散測定装置の構造模式図である。
本発明の実施例五のデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。
本発明の実施例五の色度分散測定装置の信号処理ブロック図である。

実施例

0031

本発明の各実施例では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。

0032

以下は、図面および具体的な実施例に合わせて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例一
本実施例は、色度分散測定方法に関し、図2に示すように、以下のステップを含む。
ステップ201では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得する。

0033

ここで、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第1距離は、システムシンボルレートである。

0034

前記周波数領域のデータは、第1サブ周波数領域データと、第2サブ周波数領域データとを含む。ただし、前記第1サブ周波数領域データとは、第1光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第2サブ周波数領域データとは、第2光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、2つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第1サブ周波数領域データおよび第2サブ周波数領域データに対応する。

0035

ステップ202では、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得する。

0036

ここで、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0037

ただし、前記所定間隔は、正整数、例えば、1、2、3等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が1つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が1つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が2つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。

0038

ステップ203では、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。

0039

ここで、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第1値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。

0040

その中、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0041

0042

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0043

その中、値が小さい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が1あるいは2等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が16あるいは32等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が2つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。

0044

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第1値の数は、2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。例を挙げると、第1所定間隔と第2所定間隔との2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔との値が異なる場合、取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第1値を取得し、その第1値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう1つの第1値を取得し、前記もう1つの第1値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第2値を取得する。

0045

このように、第3値を取得した場合、当該方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。その中、2つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0046

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者慣用手段であってもよい。

0047

2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する実際の応用例は、以下に示される。

0048

具体的に、N(N≧1)以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 <Δ2 <…<ΔN 、各所定間隔に対応する第1値がそれぞれF1、F2…FNであるとすれば、各第1値の偏角を算出して、下記のようになる。

0049

0050

前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、当該方法は、さらに、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得するステップを含み、前記第6値は、複素数である。

0051

対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第6値の偏角を算出して第2値を取得し、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得し、光速を第4値で除算して第5値を取得し、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得する。

0052

その中、前記第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0053

0054

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0055

ここで、前記所定間隔の数が2つ以上であり、2つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第1値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第1値の数が2つ以上であり、前記第6値の数も2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。例を挙げると、第1所定間隔および第2所定間隔という2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔の値が異なるとすれば、取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、取得したその第1値にフィルタリング処理を行って第6値を取得し、その第6値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう1つの第1値を取得し、取得した前記もう1つの第1値に対してフィルタリング処理を行ってもう1つの第6値を取得し、前記もう1つの第6値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第6値を取得し、対応する2つの第2値を取得する。

0056

このように第3値を取得した場合、当該方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。その中、2つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0057

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。

0058

本発明の実施例に供される色度分散測定方法は、色度分散チャネル相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。

0059

そして、従来の色度分散測定方法には、伝送品質情報(例えば、誤り率Q因子等)を利用して可変色分散補償器フィードバック制御を行う方法がある。当該方法の基本的な思想は、デジタルコヒーレント受信機のシステムが収まるまでに、ある程度のステップ長の色度分散間隔で、色度分散補償フィルタ分散補償量を変更する。しかし、当該方法を採用する場合、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、探索過程が遅いため、特定された色度分散値の精度が低い。また、光ファイバリンク環境温度の変化に影響され、リンクの色度分散値も穏やかに変化する。そのため、当該方法では、デジタルコヒーレント受信機のシステムが運行中において色度分散値の穏やかな変化を判断することは、困難である。

0060

その一方、実施例に供される色度分散測定方法では、直接算出する方式を採用するため、探索を必要としない。これにより、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、リンクの色度分散値を迅速に推定できるとともに、デジタルコヒーレント受信機のシステム運行においても、リンク色度分散値を推定し続け、その変化を追跡、正確な補償分散を色度分散補償モジュールへ提供可能であるため、クロック回復モジュールによる処理の複雑性等を低減させる。

0061

また、前記所定間隔の数を2つ以上とする処理方式を採用することで、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0062

その他、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0063

実施例二
本実施例の色度分散測定方法は、図3に示すように、以下のステップを含む。
ステップ200では、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成する。

0064

ここで、本ステップの具体的な実現形態は、従来技術を採用すればよい。
生成した異なる偏波方向を有する周波数領域のデータの具体的な数は、必要に応じて特定されてもよい。

0065

本ステップを実行する前に、当該方法は、さらに、周波数領域のデータを取得するステップを含む。

0066

具体的に、実際の応用時、取得された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換し、または、直接周波数領域のデータを取得してもよい。ここで、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換することは、当分野の慣用技術手段であるため、ここで繰り返し説明しない。

0067

ステップ201では、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得する。

0068

ここで、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うとは、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うことである。

0069

前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第1距離は、システムシンボルレートである。

0070

前記周波数領域のデータは、第1サブ周波数領域データおよび第2サブ周波数領域データを含む。ただし、前記第1サブ周波数領域データとは、第1光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第2サブ周波数領域データとは、第2光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、2つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第1サブ周波数領域データおよび第2サブ周波数領域データに対応する。

0071

ステップ202では、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得する。

0072

ここで、前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0073

その中、前記所定間隔は、正整数、例えば、1、2、3等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が1つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が1つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が2つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。

0074

ステップ203では、第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する。

0075

ここで、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第1値の偏角を算出して第2値を取得することと、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得することと、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得することと、光速を第4値で除算して第5値を取得することと、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得することとを含む。

0076

その中、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0077

0078

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0079

その中、値が小さい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が1あるいは2等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が16あるいは32等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が2つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。

0080

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第1値の数は、2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。例を挙げると、第1所定間隔と第2所定間隔との2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔との値が異なる場合、取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第1値を取得し、その第1値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう1つの第1値を取得し、前記もう1つの第1値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第2値を取得する。

0081

このように、第3値を取得した場合、当該方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。その中、2つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0082

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。

0083

2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する実際の応用例は、以下に示される。

0084

具体的に、N(N≧1)以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 <Δ2 <…<ΔN 、各所定間隔に対応する第1値がそれぞれF1、F2…FNであるとすれば、各第1値の偏角を算出して、下記のようになる。

0085

0086

前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、当該方法は、さらに、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得するステップを含み、前記第6値は、複素数である。

0087

対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するステップは、具体的に、第6値の偏角を算出して第2値を取得し、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得し、光速を第4値で除算して第5値を取得し、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得する。

0088

その中、前記第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0089

0090

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0091

ここで、前記所定間隔の数が2つ以上であり、2つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第1値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第1値の数が2つ以上であり、前記第6値の数も2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。例を挙げると、第1所定間隔および第2所定間隔という2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔の値が異なるとすれば、取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、取得したその第1値にフィルタリング処理を行って第6値を取得し、その第6値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう1つの第1値を取得し、取得した前記もう1つの第1値に対してフィルタリング処理を行ってもう1つの第6値を取得し、前記もう1つの第6値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第6値を取得し、対応する2つの第2値を取得する。

0092

このように第3値を取得した場合、当該方法は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するステップを含む。その中、2つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0093

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。

0094

本発明の実施例に供される色度分散測定方法は、色度分散チャネルの相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。

0095

そして、従来の色度分散測定方法には、伝送品質情報(例えば、誤り率、Q因子等)を利用して可変色度分散補償器のフィードバック制御を行う方法がある。当該方法の基本的な思想は、デジタルコヒーレント受信機のシステムが収まるまでに、ある程度のステップ長の色度分散間隔で、色度分散補償フィルタの分散補償量を変更する。しかし、当該方法を採用する場合、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、探索過程が遅いため、特定された色度分散値の精度が低い。また、光ファイバリンクが環境温度の変化に影響され、リンクの色度分散値も穏やかに変化する。そのため、当該方法では、デジタルコヒーレント受信機のシステムが運行中において色度分散値の穏やかな変化を判断することは、困難である。

0096

その一方、実施例に供される色度分散測定方法では、直接算出する方式を採用するため、探索を必要としない。これにより、デジタルコヒーレント受信機のシステムの起動時、リンクの色度分散値を迅速に推定できるとともに、デジタルコヒーレント受信機のシステム運行においても、リンク色度分散値を推定し続け、その変化を追跡、正確な補償分散を色度分散補償モジュールへ提供可能であるため、クロック回復モジュールによる処理の複雑性等を低減させる。

0097

また、前記所定間隔の数を2つ以上とする処理方式を採用することで、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0098

その他、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0099

実施例三
実施例一の方法を実現するために、本実施例は、色度分散測定装置を提供する。図4に示すように、当該装置は、色度分散シーケンス処理手段41、相関演算処理手段42および特定手段43を備える。

0100

色度分散シーケンス処理手段41は、取得された周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行って前記周波数領域のデータの色度分散シーケンスを取得し、取得した各色度分散シーケンスを相関演算処理手段42へ送信するように構成される。

0101

相関演算処理手段42は、色度分散シーケンス処理手段41から送信された各色度分散シーケンスを受信した後、取得された各色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、第1値を特定手段43へ送信するように構成される。

0102

特定手段43は、相関演算処理手段42から送信された第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。その中、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第1距離は、システムシンボルレートである。

0103

前記周波数領域のデータは、第1サブ周波数領域データおよび第2サブ周波数領域データを含み、その中、前記第1サブ周波数領域データとは、第1光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第2サブ周波数領域データとは、第2光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。対応的に、取得された前記色度分散シーケンスは、2つの色度分散シーケンスであり、それぞれ第1サブ周波数領域データおよび第2サブ周波数領域データに対応する。

0104

前記取得された各周波数領域のデータの色度分散シーケンスに対して所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行うことは、具体的に、前記各色度分散シーケンスにおける要素に、当該要素から前記所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役をそれぞれ乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0105

その中、前記所定間隔は、正整数、例えば、1、2、3等である。
必要に応じて前記所定間隔を設定する。前記所定間隔の数が1つ以上であってもよい。具体的に、前記所定間隔の数が1つであるとき、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、前記所定間隔を設定してもよい。前記所定間隔の数が2つ以上である場合、応用されたネットワーク環境の関連するパラメータおよび指標に基づいて、色度分散の関連する理論に合わせて各前記所定間隔を設定してもよい。

0106

前記特定手段43は、具体的に、第1値の偏角を算出して第2値を取得し、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得し、光速を第4値で除算して第5値を取得し、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得するように構成される。

0107

ただし、前記第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0108

0109

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0110

その中、値が小さい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が1あるいは2等である場合、特定された精度が低いと見なされ、特定された色度分散値の範囲が広くて後続するクロック回復処理へ向いていない。値が大きい前記所定間隔が1つのみ採用される場合、例えば、前記所定間隔が16あるいは32等である場合、特定された精度が高いと見なされるが、特定された色度分散値の範囲が狭くて同様に後続するクロック回復処理へ向いていない。このため、前記所定間隔の数が2つ以上であり、大きい値と小さい値を組み合わせた処理方式を採用してもよい。

0111

前記所定間隔の数が2つ以上である場合、2つ以上の所定間隔の値が異なり、対応的に、取得された前記第1値の数は、2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。即ち、相関演算処理手段42は、2つ以上の相関演算処理サブ手段を含む。例を挙げると、第1所定間隔および第2所定間隔との2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔との値が異なり、相関演算処理手段42が第1相関演算処理サブ手段および第2相関演算処理サブ手段を含む場合、第1相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、第1値を取得し、特定手段43がその第1値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、第2相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して、もう1つの第1値を取得し、特定手段43が前記もう1つの第1値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第2値を取得する。

0112

このように、第3値を取得した場合、前記特定手段43は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するように構成される。その中、2つ以上の前記所定間隔がある場合、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0113

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。

0114

2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する実際の応用例は、以下に示される。

0115

具体的に、N(N≧1)以上の前記所定間隔を有し、且つΔ1 <Δ2 <…<ΔN 、各所定間隔に対応する第1値がそれぞれF1 、F2 …FNであるとすれば、各第1値の偏角を算出して、下記のようになる。

0116

0117

当該装置は、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、第6値を特定手段43へ送信するように構成されるフィルタリング手段44をさらに備え、前記第6値は、複素数である。

0118

対応的に、前記特定手段43は、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するように構成される。

0119

その中、前記特定手段43は、具体的に、第6値の偏角を算出して第2値を取得し、第2値を前記所定間隔で除算して第3値を取得し、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長の平方と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、システムシンボルレートとを乗じて、第4値を取得し、光速を第4値で除算して第5値を取得し、第3値に第5値を乗じて色度分散値を取得するように構成される。

0120

その中、前記第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を取得する具体的な処理手順は、数式で表すと、次のようになる。

0121

0122

ここで、前記周波数領域のデータに対応する光信号の波長およびシステムシンボルレートは、設定された値であり、サンプリングレート(fs)をFFT点数(nfft)で除算して、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔を取得する。

0123

ここで、前記所定間隔の数が2つ以上であり、2つ以上の所定間隔の値が異なり、且つ第1値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定する前に、前記第1値に対してフィルタリング処理を行った場合、取得された前記第1値の数が2つ以上であり、前記第6値の数も2つ以上であり、前記第2値の数も2つ以上である。つまり、相関演算処理手段42が2つ以上の相関演算処理サブ手段を含み、対応的に、フィルタリング手段44が対応する2つ以上のフィルタリングサブ手段を含む。例を挙げると、第1所定間隔および第2所定間隔という2つの所定間隔があり、第1所定間隔と第2所定間隔の値が異なり、相関演算処理手段42が第1相関演算処理サブ手段および第2相関演算処理サブ手段を含み、フィルタリング手段44が第1フィルタリングサブ手段および第2フィルタリングサブ手段を含むとすれば、第1相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、そして第1フィルタリングサブ手段がその第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、特定手段43がその第6値の偏角を算出して第2値を取得し、且つ、第2相関演算処理サブ手段が取得された各色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理をそれぞれ行って、取得した各相関値を加算してもう1つの第1値を取得し、第2フィルタリングサブ手段が前記もう1つの第1値に対してフィルタリング処理を行ってもう1つの第6値を取得し、特定手段43が前記もう1つの第6値の偏角を算出してもう1つの第2値を取得する。つまり、対応する2つの第1値を取得し、対応的に、対応する2つの第6値を取得し、対応する2つの第2値を取得する。

0124

このように第3値を取得した場合、前記特定手段43は、さらに、2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得するように構成される。その中、2つ以上の前記所定間隔があるとき、整数倍の位相アンビギュイティが発生する可能性があるため、アンラップ処理を行う必要がある。

0125

実際の応用時、前記2つ以上の前記所定間隔と、対応する2つ以上の第2値とをアンラップ処理して、第3値を取得する具体的な実現形態は、複数あり得る。当業者の慣用技術手段であってもよい。

0126

本発明の実施例に供される色度分散測定装置は、色度分散チャネルの相関特徴に基づいてなされたものであり、色度分散値を正確に特定することができるとともに、処理効率が高くなる。

0127

また、前記所定間隔の数を2つ以上とする処理方式を採用するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0128

その他、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0129

実施例四
本実施例に供される色度分散測定装置によれば、図5に示すように、実施例三における手段以外、当該装置は、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを色度分散シーケンス処理手段41へ送信するように構成される偏波回転手段45をさらに備えてもよい。

0130

対応的に、色度分散シーケンス処理手段41は、偏波回転手段45から送信された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを受信した後、生成された異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行うように構成される。

0131

当該装置は、周波数領域のデータを取得し、取得した周波数領域のデータを偏波回転手段45へ送信するように構成される周波数領域データ取得手段46をさらに備えてもよい。

0132

対応的に、偏波回転手段45は、周波数領域データ取得手段46から送信された周波数領域のデータを受信した後、取得された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って異なる偏波方向を有する複数の周波数領域のデータを生成するように構成される。

0133

その中、実際の応用時、周波数領域データ取得手段46は、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換し、または、対応する位置から周波数領域のデータを直接取得してもよい。ここで、受信された時間領域のデータを周波数領域のデータへ変換することは、当業者の慣用技術手段であり、ここで繰り返し説明しない。

0134

実施例三および実施例四を結合し、実際の応用時、色度分散シーケンス処理手段、相関演算処理手段、特定手段および周波数領域データ取得手段は、色度分散測定装置における中央処理装置(CPU、Central Processing Unit)、デジタル信号プロセッサ(DSP、Digital Signal Processor)またはフィールドプログラマブルゲートアレイFPGA、Field−Programmable Gate Array)によって実現されてもよい。フィルタリング手段は、色度分散測定装置におけるフィルタによって実現されてもよい。具体的に、ローパスフィルタであってもよい。偏波回転手段は、色度分散測定装置における偏波回転フィルタセットによって実現されてもよい。

0135

実施例五
図6は、本発明の実施例に供されるデジタルコヒーレント受信機の信号処理ブロック図である。図6に示すように、本実施例に供される色度分散測定装置は、色度分散補償モジュール607内に位置し、色度分散補償モジュール607のFFTサブモジュールは、周波数領域のデータを色度分散測定装置へ直接提供することができる。

0136

本実施例では、FFT点数が4096であり、色度分散補償モジュール607から入力された時間領域のデータが2倍オーバーサンプリングレートであるため、システムシンボルレートが4096/2=2048になり、周波数領域のデータに対応する光信号の波長が1550nsになり、サンプリングレートが4096になる。

0137

図7は、本実施例の色度分散測定装置の信号処理ブロック図である。図7に示すように、当該装置は、周波数領域データ取得手段71、偏波回転フィルタセット72、色度分散シーケンス処理手段73、第1相関演算処理サブ手段74、第2相関演算処理サブ手段75、第1フィルタリングサブ手段76、第2フィルタリングサブ手段77、および特定手段78を備え、対応する信号処理手順は、以下のステップを含む。

0138

ステップAでは、周波数領域データ取得手段71が色度分散補償モジュールのFFTサブモジュールから周波数領域のデータを直接取得し、取得した周波数領域のデータを偏波回転フィルタセット72へ送信する。

0139

ここで、取得した周波数領域のデータは、第1サブ周波数領域データXおよび第2サブ周波数領域データYを含む。ただし、前記第1サブ周波数領域データとは、第1光に応じて偏波される周波数領域のデータを指し、前記第2サブ周波数領域データとは、第2光に応じて偏波される周波数領域のデータを指す。

0140

ステップBでは、偏波回転フィルタセット72が周波数領域データ取得手段71から送信された周波数領域のデータに対して偏波回転を行って、異なる偏波方向を有する3つの周波数領域のデータを生成し、生成した異なる偏波方向を有する3つの周波数領域のデータを色度分散シーケンス処理手段73へ送信する。

0141

ここで、生成した異なる偏波方向を有する3つの周波数領域のデータは、次のように表すことができる。

0142

0143

ステップCでは、色度分散シーケンス処理手段73が生成された異なる偏波方向を有する3つの周波数領域のデータに対して色度分散シーケンス処理を行い、取得した3つの色度分散シーケンスを第1相関演算処理サブ手段74および第2相関演算処理サブ手段75へそれぞれ送信する。

0144

ここで、前記色度分散シーケンス処理を行うことは、具体的に、前記周波数領域のデータにおける要素に、当該要素から第1距離離れたもう1つの要素の複素共役を乗じる。ただし、前記第1距離は、システムシンボルレートである。

0145

取得された3つの色度分散シーケンス(R1 、R2 、R3 )は、次のように表すことができる。

0146

0147

ステップDでは、第1相関演算処理サブ手段74が取得された3つの色度分散シーケンスに対して第1所定間隔の相関演算処理を行い、取得した各相関値を加算して第1値を取得し、取得したこの第1値を第1フィルタリングサブ手段76へ送信する。

0148

ここで、前記第1所定間隔の相関演算処理を行うことは、具体的に、3つの色度分散シーケンスにおける要素のそれぞれに、第1所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役を乗じ、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0149

第1所定間隔をΔ1 とすれば、この第1値は、次のようになってもよい。

0150

0151

ステップEでは、第1フィルタリングサブ手段76が取得されたF1に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、取得したその第6値を特定手段78へ送信する。

0152

ここで、第1フィルタリングサブ手段76は、ローパスフィルタである。
その第6値は、数式で表すと、次のようになってもよい。

0153

0154

ただし、Lは、取得されたF1の回数を表し、ここで、必要に応じて、Lの具体値を特定する。
G1 は、複素数である。

0155

ステップFでは、第1相関演算処理サブ手段75が取得された3つの色度分散シーケンスに対して第2所定間隔の相関演算処理を行い、取得した各相関値を加算してもう1つの第1値を取得し、取得したもう1つの第1値を第2フィルタリングサブ手段77へ送信する。

0156

ここで、前記第1所定間隔の相関演算処理を行うことは、具体的に、3つの色度分散シーケンスにおける要素のそれぞれに、第1所定間隔離れたもう1つの要素の複素共役を乗じて、取得した各積を加算して各相関値を取得する。

0157

第2所定間隔をΔ2 とすれば、もう1つの第1値は、次のように表すことができる。

0158

0159

ステップGでは、第2フィルタリングサブ手段77が取得されたF2に対してフィルタリング処理を行ってもう1つの第6値を取得し、取得したもう1つの第6値を特定手段78へ送信する。

0160

ここで、第2フィルタリングサブ手段77は、ローパスフィルタである。
もう1つの第6値は、数式で表すと、次のようになってもよい。

0161

0162

ただし、Lは、取得されたF2の回数を表し、ここで、必要に応じて、Lの具体値を特定する。
G2 は、複素数である。

0163

ここで、ステップD〜EとステップF〜Gとは、前後順番がない。
ステップHでは、特定手段が2つの第6値を受信した後、2つの第6値の偏角をそれぞれ算出し、2つの所定間隔および2つの第2値に対してアンラップ処理を行う。

0164

ここで、本ステップの具体的な実現形態は、下記のステップを含む。
ステップH1では、2つの第6値の偏角をそれぞれ算出し、次のようになる。

0165

0166

本発明の実施例では、2つの所定間隔を採用して相関演算処理を行うため、高い分散推定精度に達することができる。

0167

その他、前記第1値に対してフィルタリング処理を行って第6値を取得し、対応的に、第6値と、前記周波数領域のデータの単位周波数ポイントの周波数間隔と、前記所定間隔とに基づいて、色度分散値を特定するため、色度分散値の範囲をより正確に特定することができる。

0168

上記色度分散測定装置に基づいて、本発明の実施例は、さらに、デジタルコヒーレント受信機を提供する。その受信機は、図4または図5に示す色度分散測定装置の基本構造およびその変形や均等代替を含むが、詳しく説明しない。

0169

当業者は、本発明の実施例が方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として与えられてもよいことを理解すべきである。このため、本発明は、ハードウェア実施例、ソフトウェア実施例、または、ソフトウェアとハードウェア態様とを組み合わせた実施例の形式を採用してもい。また、本発明は、コンピュータの実行可能なプログラムコードを含むコンピュータ記憶媒体(磁気ディスクメモリ光メモリ等を含むが、それらに限定されない)上に実施できる1つまたは複数のコンピュータプログラム製品の形式を採用してもよい。

0170

本発明は、本発明の実施例の方法、機器(システム)、コンピュータプログラム製品のフローチャートおよび/またはブロック図を参照して記述されたものである。コンピュータプログラム命令にて、フローチャートおよび/またはブロック図における各フローおよび/またはブロック、並びにフローチャートおよび/またはブロック図におけるフローおよび/またはブロックの組み合わせを実現してもよい。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込み型処理機あるいは他のプログラマブルデータ処理機器のプロセッサへ供給してマシンを発生することで、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器のプロセッサによって実行された命令により、フローチャートにおける1つのフローあるいは複数のフローおよび/またはブロック図における1つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現するための装置を発生する。

0171

これらのコンピュータプログラム命令は、さらに、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器に特定の方式で稼動させるコンピュータ読取可能なメモリに格納されてもよい。こうして、当該コンピュータ読取可能なメモリに格納された命令は、命令装置を含む製品を発生する。当該命令装置は、フローチャートにおける1つのフローあるいは複数のフローおよび/またはブロック図における1つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現する。

0172

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータあるいは他のプログラマブルデータ処理機器上にロードされ、コンピュータあるいは他のプログラマブル機器上において一連操作ステップを実行させてコンピュータで実現される処理を発生する。こうして、コンピュータあるいは他のプログラマブル機器上に実行される命令は、フローチャートにおける1つのフローあるいは複数のフローおよび/またはブロック図における1つのブロックあるいは複数のブロックに指定された機能を実現するためのステップを提供する。

0173

上述したのは、単に本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではない。

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