JP6040288B1 - Optical data transmission system - Google Patents

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Abstract

【課題】送信側において、受信側で受信される信号の波形歪を相殺可能な予等化を適正に行う。【解決手段】光データ伝送システムは、光ファイバの両端に光トランシーバを備える。各光トランシーバは光受信装置及び光送信装置を有する。光受信装置は、光信号を受信後に復調された主信号の波形歪を測定し、波形歪情報を推定する推定部65と、他方側の光トランシーバにおいて上記推定と同様に推定された波形歪情報を、当該他方側からの光信号の受信後に復号する復号部63とを備える。光送信装置は、推定部65で推定された波形歪情報と、他方側へ送信する主信号とを多重化する多重部42と、復号部63で復号された波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、多重化された主信号の予等化を行う予等化部44と、予等化された主信号及び前記推定された波形歪情報を含む多重化信号で偏波を変調して光信号に変換するE/O変換部とを備える。【選択図】 図2[PROBLEMS] To appropriately perform pre-equalization capable of canceling waveform distortion of a signal received on a receiving side on a transmitting side. An optical data transmission system includes optical transceivers at both ends of an optical fiber. Each optical transceiver has an optical receiver and an optical transmitter. The optical receiving apparatus measures the waveform distortion of the main signal demodulated after receiving the optical signal and estimates the waveform distortion information, and the waveform distortion information estimated in the same manner as the above estimation in the other optical transceiver. Is decoded after receiving the optical signal from the other side. The optical transmission apparatus performs waveform distortion indicated by the waveform distortion information decoded by the decoding unit 63 and the multiplexing unit 42 that multiplexes the waveform distortion information estimated by the estimation unit 65 and the main signal transmitted to the other side. The pre-equalization unit 44 that pre-equalizes the multiplexed main signal so as to cancel, and the polarization is modulated with the multiplexed signal including the pre-equalized main signal and the estimated waveform distortion information. And an E / O converter that converts the optical signal. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、一方側の光トランシーバにおいて信号の波形歪を抑制する予等化を行い、この予等化された信号を光伝送路を介して他方側の光トランシーバへ光伝送する光データ伝送システムに関する。   The present invention provides an optical data transmission system that performs pre-equalization to suppress waveform distortion of a signal in one optical transceiver, and optically transmits the pre-equalized signal to the other optical transceiver via an optical transmission path. About.

現在、デジタルコヒーレント方式を適用した高速長距離通信において、チャネル容量100Gbit/sの伝送容量が実現されている。100Gbit/sの光トランスポート技術は、偏波多重QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式を採用しており、32GBaud程度のボーレートで動作させている。偏波多重QPSKは、情報シンボル当たり4bitの情報を送受信することができ、ボーレート32GBaudでは、凡そ127Gbit/sの通信容量を確保している。この内、100Gbit/sを情報ペイロードに、28Gbit/sを前方誤り訂正等の冗長ビットに割り当てることで、信頼性の高い情報伝送を実現している。   Currently, a transmission capacity of 100 Gbit / s channel capacity is realized in high-speed long-distance communication using a digital coherent method. The optical transport technology of 100 Gbit / s employs a polarization multiplexed QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) method, and operates at a baud rate of about 32 GBaud. The polarization multiplexing QPSK can transmit and receive 4 bits of information per information symbol, and a communication capacity of approximately 127 Gbit / s is secured at a baud rate of 32 GBaud. Among these, 100 Gbit / s is assigned to the information payload, and 28 Gbit / s is assigned to redundant bits such as forward error correction, thereby realizing highly reliable information transmission.

このような伝送技術により、インターネット網を支える基幹ネットワークの大幅な大容量化が実現されると同時に、ビット当たりの伝送単価が劇的に低下している。しかし、コアネットワークに流入する伝送容量は年々増大しており、このことから、コアネットワークのチャネル容量を将来的に更に増大する必要がある。   With such a transmission technology, a large capacity of the backbone network supporting the Internet network is realized, and at the same time, the transmission unit cost per bit is dramatically reduced. However, the transmission capacity flowing into the core network is increasing year by year, and it is necessary to further increase the channel capacity of the core network in the future.

光伝送容量を増大するため、今後は多値化や高ボーレート化といった技術的アップグレードが行われる可能性が高い。多値化とは、光信号の位相だけでなく、振幅も利用して情報伝送を行う方式である。   In order to increase the optical transmission capacity, there is a high possibility that technical upgrades such as multilevel and high baud rates will be performed in the future. Multi-leveling is a method of transmitting information using not only the phase of an optical signal but also the amplitude.

つまり、現状の100Gbit/sチャネルでは、光の位相を4つに区切り、情報ビットと光信号の位相を対応させることで情報伝送を行うQPSK方式が主に用いられている。これに対して、光の位相だけでなく振幅にも情報を載せる多値化を行って伝送容量を向上させる方式により、光伝送容量を増大させることが可能となる。   In other words, the current 100 Gbit / s channel mainly uses the QPSK system in which information transmission is performed by dividing the phase of light into four and making the information bits correspond to the phases of the optical signals. On the other hand, it is possible to increase the optical transmission capacity by a method of improving the transmission capacity by performing multi-leveling that puts information not only on the phase of light but also on the amplitude.

例えば、光の位相を4つに区切ると共に、4段階の振幅で変調する16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)方式が、次世代光トランスポートネットワークでの変調方式の候補の一つとなっている。一方、高ボーレート化とは、情報シンボルの送受信レートを単純に向上させることである。現状は32GBaud程度であるが、これを64GBaudに向上させることで、伝送容量を倍増させることが可能となる。   For example, a 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) system that divides the phase of light into four and modulates with four levels of amplitude is one of the modulation system candidates in the next-generation optical transport network. On the other hand, increasing the baud rate simply means improving the information symbol transmission / reception rate. The current situation is about 32 GBaud, but by increasing this to 64 GBaud, it becomes possible to double the transmission capacity.

しかしながら、多値化や高ボーレート化を実施することにより、送受信装置を構成するアナログ電子回路に対する要求はよりシビアなものになる。多値化を行うためには、アナログ電子回路の特性が線形である必要がある。このことは、とりわけ光変調器や変調器ドライバには厳しい要求となる。QPSKまでの変調であれば、アナログ電子回路は2値信号を扱うのみでよい。このため、アナログ電子回路の特性は非線形でも問題なく、むしろ非線形なリミッティング動作により、特性が改善する場合すらあった。   However, by implementing multi-value and high baud rate, the demand for analog electronic circuits constituting the transmission / reception apparatus becomes more severe. In order to perform multi-value processing, the characteristics of the analog electronic circuit must be linear. This is a particularly demanding requirement for optical modulators and modulator drivers. For modulation up to QPSK, the analog electronics need only handle binary signals. For this reason, there is no problem even if the characteristics of the analog electronic circuit are non-linear. Rather, the characteristics may even be improved by a non-linear limiting operation.

しかし、16QAMのような多値信号を用いる場合には、アナログ電子回路の伝達関数は線形であることが必要となる。また、高ボーレート化は、信号の広帯域化をもたらすため、アナログ電子回路もそれに合わせて広帯域化しなければ、アナログ電子回路の帯域がシステム性能上の制約となる。   However, when using a multilevel signal such as 16QAM, the transfer function of the analog electronic circuit needs to be linear. Further, since the higher baud rate results in a wider signal bandwidth, the bandwidth of the analog electronic circuit becomes a restriction on the system performance unless the analog electronic circuit is also broadbanded.

つまり、多値化や高ボーレート化のためにアナログ電子回路の性能を向上させる必要があるが、一方で、デジタル信号処理によりアナログ電子回路の不完全性を補うアプローチも考えられる。例えば、多値信号の利用の際に問題となるアナログ電子回路の非線形性は、送信側DSP(Digital Signal Processor)にリニアライザを用意し、アナログ電子回路の非線形性を補償するような非線形伝達関数を信号に作用させることで非線形性の影響を軽減できる。   In other words, it is necessary to improve the performance of the analog electronic circuit in order to increase the multi-value and increase the baud rate, but on the other hand, an approach that compensates the imperfection of the analog electronic circuit by digital signal processing is also conceivable. For example, the nonlinearity of an analog electronic circuit that becomes a problem when using a multilevel signal is prepared by providing a linearizer in the DSP (Digital Signal Processor) on the transmitting side and using a nonlinear transfer function that compensates for the nonlinearity of the analog electronic circuit. The effect of nonlinearity can be reduced by acting on the signal.

また、高ボーレート化の際に顕在化するであろうアナログ電子回路の周波数帯域不足は、ある程度、送信側でのプリエンファシスで補うことができる。プリエンファシスとは、予等化のことであり、伝送路固有の高周波数における減衰特性に応じて伝送信号の高域側を増幅して送信側から送出し、受信側で受ける信号の周波数特性を改善する変調技術である。   Further, the shortage of the frequency band of the analog electronic circuit that will become apparent when the baud rate is increased can be compensated to some extent by pre-emphasis on the transmission side. Pre-emphasis is pre-equalization, which amplifies the high frequency side of the transmission signal according to the attenuation characteristic at the high frequency inherent in the transmission line, sends it from the transmission side, and determines the frequency characteristic of the signal received at the reception side. This is an improved modulation technique.

これらデジタル信号処理による補償・軽減のアプローチは、その補償・軽減を送信側DSPで行うことが効果的である。何故なら、帯域補償を受信側で行えば、ノイズエンハンスの問題によって効果が限定され、また非線形性補償を受信側で行うと、ノイズプロファイルを変化させてしまうため、軟判定誤り訂正符号の復号に悪影響を与えるからである。   These compensation / reduction approaches using digital signal processing are effective when the transmission side DSP performs the compensation / reduction. This is because if the band compensation is performed on the receiving side, the effect is limited by the noise enhancement problem, and if the nonlinearity compensation is performed on the receiving side, the noise profile is changed. This is because it has an adverse effect.

このため、従来技術では送信側DSPで予等化を行ってきた。この予等化を用いた通信技術として非特許文献1に記載の技術がある。この技術では、アナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する受信信号の波形歪を、送信側で計算し、この計算された波形歪の逆の歪を送信信号の波形に与えて伝送し、受信時に信号の波形歪がキャンセル(相殺)されるようにしている。   For this reason, in the prior art, pre-equalization has been performed by the transmission side DSP. There is a technique described in Non-Patent Document 1 as a communication technique using this pre-equalization. In this technology, the waveform distortion of the received signal due to the non-linearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit is calculated on the transmission side, and the inverse distortion of the calculated waveform distortion is given to the waveform of the transmission signal for transmission, The signal waveform distortion is canceled (cancelled) during reception.

杉原隆嗣「高速光通信における予等化技術の現状と展望」信学技報IEICE Technical Report OCS2011-41 (2011-7) pp.83-88.Takagi Sugihara “Present and Future of Pre-equalization Technology in High-speed Optical Communications” IEICE Technical Report OCS2011-41 (2011-7) pp.83-88.

しかしながら、アナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪は、受信側であれば受信信号又はトレーニング信号を用いて計測することが可能であるが、送信側では計測することが基本的にできない。このため、非特許文献1のように計算により波形歪を求めても実際とは誤差があるので、送信側で適正な予等化ができないという問題があった。   However, waveform distortion caused by non-linearity and frequency characteristics of analog electronic circuits can be measured using the received signal or training signal on the receiving side, but is basically measured on the transmitting side. Can not. For this reason, there is a problem that even if waveform distortion is obtained by calculation as in Non-Patent Document 1, there is an actual error, so that proper pre-equalization cannot be performed on the transmission side.

また、予め受信側で信号の波形歪を計測しておき、この波形歪を送信側で用いて予等化を行うことも可能であるが、この場合、環境変化等によりアナログ電子回路の非線形性や周波数特性が変動すると、予め求めた波形歪と誤差が生じるので、送信側で適正な予等化ができなくなるという問題が生じる。   It is also possible to measure the waveform distortion of the signal in advance on the receiving side and use this waveform distortion on the transmitting side to perform pre-equalization. If the frequency characteristics fluctuate, a waveform distortion and an error that have been obtained in advance are generated, which causes a problem that proper pre-equalization cannot be performed on the transmission side.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信側において、受信側で受信される信号の波形歪を相殺可能な予等化を適正に行うことができる光データ伝送システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an optical data transmission system capable of appropriately performing pre-equalization capable of canceling waveform distortion of a signal received on the receiving side on the transmitting side. The issue is to provide.

上記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、伝送データとしての主信号で偏波を変調した光信号を光伝送路へ送信する光送信装置と、当該送信された光信号を受信して前記主信号を復調する光受信装置とを備える光トランシーバを、光伝送路の両端に備えて光伝送を行う光データ伝送システムであって、前記光受信装置は、一方側の光トランシーバで光信号を受信後に前記復調された主信号の波形歪を測定し、当該波形歪に係る波形歪情報を推定する推定部と、他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された波形歪情報を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号する復号部と、を備え、前記推定部は、前記復調された主信号の非線形歪を測定し、当該測定された非線形歪から、前記波形歪情報としての非線形伝達関数を推定すると共に、他方側の光トランシーバから受信した主信号に多重化されたトレーニング信号系列の特定周波数帯域のエネルギーを測定し、当該測定された特定周波数帯域のエネルギー量に対応する線形伝達関数を推定し、前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定部で推定された前記線形伝達関数及び前記非線形伝達関数を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、前記光送信装置は、前記推定部で推定された前記線形伝達関数及び前記非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成する生成部と、前記主信号に、特定周波数帯域にエネルギーが集中した既知のトレーニング信号系列を多重化する系列多重部と、前記推定部で推定された波形歪情報と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化する多重部と、前記復号部で復号された波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行う予等化部と、前記予等化された主信号及び前記推定された波形歪情報を含む多重化信号で偏波を変調して光信号に変換する変換部と、を備え、前記生成部は、前記推定部で推定された前記線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する前記系列多重部でトレーニング信号系列が多重された主信号とを多重化し、前記予等化部は、前記復号部で復号された線形伝達関数及び非線形伝達関数を用いて、他方側の光トランシーバで受信される光信号の波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行うことを特徴とする光データ伝送システムである。 As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an optical transmitter for transmitting an optical signal, the polarization of which is modulated by a main signal as transmission data, to the optical transmission line, and the transmitted optical signal And an optical transceiver including an optical receiver that demodulates the main signal at both ends of the optical transmission path, and performs optical transmission, wherein the optical receiver includes an optical transceiver on one side. An estimator that measures waveform distortion of the demodulated main signal after receiving an optical signal by a transceiver and estimates waveform distortion information related to the waveform distortion, and a waveform estimated in the same manner as the above-mentioned estimation in the other optical transceiver A decoding unit that decodes distortion information after receiving an optical signal from the other optical transceiver, and the estimation unit measures nonlinear distortion of the demodulated main signal, and measures the measured nonlinear distortion. From the waveform In addition to estimating the nonlinear transfer function as information, the energy of a specific frequency band of the training signal sequence multiplexed with the main signal received from the optical transceiver on the other side is measured, and the energy amount of the measured specific frequency band is calculated. A corresponding linear transfer function is estimated, and the decoding unit calculates the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by the estimation unit in the other optical transceiver, and calculates the optical signal from the other optical transceiver. Decoding after reception, the optical transmission device encodes the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by the estimation unit to generate a control signal, and the main signal has energy in a specific frequency band. a sequence multiplexing unit for multiplexing the known training signal sequence but centered, the waveform distortion information estimated by the estimating unit, the other The multiplexed main signal is pre-equalized so as to cancel the waveform distortion indicated by the waveform distortion information decoded by the decoding unit, and a multiplexing unit that multiplexes the main signal to be transmitted to the optical transceiver A pre-equalization unit; and a conversion unit that modulates polarization with a multiplexed signal including the pre-equalized main signal and the estimated waveform distortion information and converts the modulated signal into an optical signal, and the generation unit includes: The linear transfer function estimated by the estimation unit is encoded to generate a control signal, and the multiplexing unit trains the generated control signal and the sequence multiplexing unit to transmit to the other optical transceiver. The pre-equalization unit uses the linear transfer function and the nonlinear transfer function decoded by the decoding unit to multiplex an optical signal received by the other optical transceiver. In order to cancel the waveform distortion, An optical data transmission system characterized by performing pre-equalization of the converted main signal .

この構成によれば、一方側の光トランシーバ(一方側ともいう)が光伝送路を介して他方側の光トランシーバ(他方側ともいう)に光信号を送信する際に、一方側から光送信する多重化信号に含まれる主信号に対して、他方側から受信した波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、これから送信する多重化信号中の主信号の予等化を行う。上記の波形歪情報は、一方側が送信した光信号を他方側が受信して推定した波形歪情報なので、一方側のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する信号の波形歪を示している。   According to this configuration, when one optical transceiver (also referred to as one side) transmits an optical signal to the other side optical transceiver (also referred to as the other side) via the optical transmission path, optical transmission is performed from one side. The main signal in the multiplexed signal to be transmitted is pre-equalized so as to cancel the waveform distortion indicated by the waveform distortion information received from the other side with respect to the main signal included in the multiplexed signal. The waveform distortion information described above is waveform distortion information estimated by receiving an optical signal transmitted from one side and received from the other side, and thus indicates waveform distortion of the signal due to nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit on one side.

このことから、上述したように一方側において、他方側から受信した波形歪情報で、他方側へ送信する主信号に対して予等化を行えば、次のような作用効果が得られる。即ち、一方側から送信された光信号が他方側で受信された際に、光信号には本来発生する波形歪が打ち消されるように予等化処理が施されているので、他方側で受信された光信号において波形歪を低減又は無くすことができる。このように、本発明によれば、送信側(一方側の光トランシーバ)において、受信側(他方側の光トランシーバ)で受信される信号の波形歪を相殺可能な予等化を適正に行うことができる。また、予等化を行う波形歪情報として、他方側からの光信号を復調した主信号の線形歪及び非線形歪を測定し推定した線形伝達関数及び非線形伝達関数を用いるようにした。これらの伝達関数は、一方側から光信号を光伝送路を介して他方側へ送信した際に、他方側へどのように伝達されるかの信号状態を関数で表している。このため、それらの伝達関数を予等化に用いれば、一方側から他方側へ送信する主信号の予等化を、より精度良く行うことができる。更に、トレーニング信号系列の特定周波数のエネルギーを測定すると、エネルギーが低下していれば、その周波数の信号波形が歪んでいることが分かる。この歪んだ信号は、他方側から送信されてきたものなので、他方側のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪が生じたものである。そこで、上記の低下したエネルギー量に対応付けられた線形伝達関数を他方側へ送信し、他方側の予等化部で、その線形伝達関数を前述したように用いて予等化を行う。この予等化により、他方側から主信号を光信号として送信し、一方側で受信すれば、受信された主信号には線形歪成分が低減又は無い状態となる。 Therefore, as described above, if pre-equalization is performed on the main signal transmitted to the other side with the waveform distortion information received from the other side on the one side, the following effects can be obtained. That is, when an optical signal transmitted from one side is received on the other side, the optical signal is pre-equalized so as to cancel the waveform distortion that originally occurs, so that it is received on the other side. Waveform distortion can be reduced or eliminated in the optical signal. As described above, according to the present invention, on the transmission side (one side optical transceiver), the pre-equalization capable of canceling the waveform distortion of the signal received on the receiving side (the other side optical transceiver) is appropriately performed. Can do. Further, as the waveform distortion information for pre-equalization, the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by measuring the linear distortion and nonlinear distortion of the main signal obtained by demodulating the optical signal from the other side are used. These transfer functions represent a signal state as a function of how an optical signal is transmitted from the one side to the other side via the optical transmission path. For this reason, if these transfer functions are used for pre-equalization, pre-equalization of the main signal transmitted from one side to the other side can be performed with higher accuracy. Furthermore, when the energy of a specific frequency in the training signal sequence is measured, if the energy is reduced, it can be seen that the signal waveform at that frequency is distorted. Since the distorted signal is transmitted from the other side, waveform distortion caused by nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit on the other side occurs. Therefore, the linear transfer function associated with the reduced energy amount is transmitted to the other side, and the other side pre-equalization unit performs pre-equalization using the linear transfer function as described above. With this pre-equalization, if the main signal is transmitted as an optical signal from the other side and received on one side, the received main signal is in a state where the linear distortion component is reduced or absent.

請求項に係る発明は、前記光受信装置において、前記推定部は、仮判定処理により他方側の光トランシーバから受信した主信号を既知の基準主信号と比較して波形歪を求め、この波形歪の線形歪成分が最小となるように、適応等化アルゴリズムにより前記線形伝達関数に対応するタップ係数ベクトルを推定し、前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された前記タップ係数ベクトルを、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、前記光送信装置において、前記生成部は、前記推定されたタップ係数ベクトルをコード化して制御信号を生成し、前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、前記予等化部は、FIRフィルタを備え、前記多重化された主信号の予等化を行うように、当該FIRフィルタの重み付け係数として前記復号部で復号されたタップ係数ベクトルを用いることを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システムである。 According to a second aspect of the present invention, in the optical receiver, the estimation unit obtains a waveform distortion by comparing a main signal received from the other optical transceiver by a provisional determination process with a known reference main signal. as linear distortion components of the distortion is minimized, the tap coefficient vector corresponding to said linear by adaptive equalization algorithm estimation, the decoding unit, as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side to the tap coefficient vector estimated and decoded after reception of the optical signal from the optical transceiver of the other side, in the optical transmitting apparatus, the generating unit, encoding the tap coefficient vectors that are pre Ki推 constant Generating a control signal, the multiplexing unit multiplexes the generated control signal and a main signal to be transmitted to the optical transceiver on the other side, and the pre-equalization unit includes an FIR filter. For example, to perform a pre-equalization of the multiplexed main signal, optical data according to claim 1 which comprises using the tap coefficient vector decoded by the decoder as a weighting coefficient of the FIR filter It is a transmission system.

この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。例えば、受信された主信号系列において、現信号よりも1つ前の信号(シンボル)が現信号に混ざって波形歪が生じているとする。この場合に、FIRフィルタにおいて、1つ前の信号を、線形伝達関数に対応する重み付け係数としてのタップ係数ベクトルでマイナスとし、これを現信号に加算すれば、上記の混ざりを無くして波形歪の線形歪成分を相殺できる。このように、FIRフィルタのタップ係数ベクトルを推定して重み付けを行えば、他方側へ送信する主信号の線形歪を打ち消すように、主信号の予等化を行うことができる。   According to this configuration, the following operational effects can be obtained. For example, in the received main signal sequence, it is assumed that a signal (symbol) immediately before the current signal is mixed with the current signal and waveform distortion occurs. In this case, in the FIR filter, if the previous signal is made negative by a tap coefficient vector as a weighting coefficient corresponding to the linear transfer function and added to the current signal, the above-mentioned mixing is eliminated and the waveform distortion is reduced. The linear distortion component can be canceled out. Thus, if the tap coefficient vector of the FIR filter is estimated and weighted, the main signal can be pre-equalized so as to cancel the linear distortion of the main signal transmitted to the other side.

請求項に係る発明は、前記光受信装置において、前記推定部は、他方側の光トランシーバから受信した主信号と既知の基準主信号との差分を取って波形歪を求め、この波形歪の非線形歪成分が最小となるように、適応等化アルゴリズムにより前記非線形伝達関数に対応するタップ係数ベクトルを推定し、前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された前記タップ係数ベクトルを、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、前記光送信装置において、前記生成部は、前記推定されたタップ係数ベクトルをコード化して制御信号を生成し、前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、前記予等化部は、非線形FIRフィルタを備え、前記多重化された主信号の予等化を行うように、当該非線形FIRフィルタの重み付け係数として前記復号部で復号されたタップ係数ベクトルを用いることを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システムである。 According to a third aspect of the present invention, in the optical receiver, the estimation unit obtains a waveform distortion by taking a difference between a main signal received from the other optical transceiver and a known reference main signal, and the waveform distortion as non-linear distortion component is minimized, the tap coefficient vector corresponding to the non-linear transfer function to estimate the adaptive equalization algorithm, said decoder is estimated as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side the tap coefficient vectors, and decoded after reception of the optical signal from the optical transceiver of the other side, in the optical transmitting apparatus, the generating unit, prior Ki推 constant tap coefficients vector coded by control signal The multiplexing unit multiplexes the generated control signal and the main signal to be transmitted to the other optical transceiver, and the pre-equalization unit includes a nonlinear FIR filter. For example, to perform a pre-equalization of the multiplexed main signal light according to claim 1 which comprises using the tap coefficient vector decoded by the decoder as a weighting coefficient of the nonlinear FIR filter A data transmission system.

この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。例えば、受信された主信号系列において、現信号よりも1つ前の信号(シンボル)が現信号に混ざって波形歪が生じている場合に、非線形FIRフィルタにおいて、1つ前の信号を重み付け係数としての、非線形伝達関数に対応するタップ係数ベクトルでマイナスとする。これを現信号に加算すれば、その混ざりを無くして波形歪の非線形歪成分を相殺できる。このように、非線形FIRフィルタのタップ係数ベクトルを推定して重み付けを行えば、他方側へ送信する主信号の非線形歪を打ち消すように、主信号の予等化を行うことができる。   According to this configuration, the following operational effects can be obtained. For example, in the received main signal sequence, when a signal (symbol) immediately before the current signal is mixed with the current signal and waveform distortion occurs, the weighting coefficient is applied to the previous signal in the nonlinear FIR filter. The tap coefficient vector corresponding to the nonlinear transfer function is negative. If this is added to the current signal, the mixing can be eliminated and the nonlinear distortion component of the waveform distortion can be canceled. Thus, if the tap coefficient vector of the nonlinear FIR filter is estimated and weighted, the main signal can be pre-equalized so as to cancel the nonlinear distortion of the main signal transmitted to the other side.

請求項に係る発明は、前記光受信装置において、前記推定部は、仮判定処理により他方側の光トランシーバから受信した主信号のシンボルの分布が偏ったエラーベクトル群の平均値を算出し、当該算出された平均値に対応する前記非線形伝達関数を推定し、前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された非線形伝達関数を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、前記光送信装置において、前記生成部は、前記推定された非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、前記予等化部は、前記復号部で復号された非線形伝達関数を用いて、前記他方側の光トランシーバで受信される光信号の波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行うことを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システムである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical receiver, the estimation unit calculates an average value of error vector groups in which the distribution of main signal symbols received from the other optical transceiver is biased by provisional determination processing, said non-linear transfer function corresponding to the calculated average value was estimated, the decoding unit, a non-linear transfer function estimated as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side, of the other side light decoded after reception of the optical signal from the transceiver, in the optical transmitting apparatus, the generating unit, prior to encoding the Ki推 constant nonlinear transfer function to generate a control signal, the multiplexing unit was the product The control signal and the main signal to be transmitted to the other optical transceiver are multiplexed, and the pre-equalization unit receives the non-linear transfer function decoded by the decoding unit by the other optical transceiver. So as to cancel the waveform distortion of the optical signal is an optical data transmission system according to claim 1, characterized in that the pre-equalization of the multiplexed main signal.

この構成によれば、予等化が、波形歪が生じていることを示すエラーベクトル群の平均値(非線形伝達関数)で行なわれるが、言い換えれば、エラーベクトル群の平均値を打ち消す逆ベクトルを発生し、この逆ベクトルで他方側へ送信する主信号に対して予等化が行なわれている。このように、一方側が、他方側から受信した主信号から、波形歪を示すエラーベクトル群の平均値に対応する非線形伝達関数を復号する。この復号された非線形伝達関数は、一方側のアナログ電子回路の非線形性に起因する非線形歪に対応している。従って、一方側において、その復号された非線形伝達関数で、他方側へ光送信する主信号に対して予等化を行えば、他方側で受信された主信号には非線形歪成分が低減又は無い状態となる。   According to this configuration, the pre-equalization is performed by the average value (nonlinear transfer function) of the error vector group indicating that the waveform distortion has occurred. In other words, the inverse vector that cancels the average value of the error vector group is obtained. Pre-equalization is performed on the main signal that is generated and transmitted to the other side using this inverse vector. Thus, one side decodes the nonlinear transfer function corresponding to the average value of the error vector group indicating the waveform distortion from the main signal received from the other side. This decoded non-linear transfer function corresponds to non-linear distortion due to non-linearity of the analog electronic circuit on one side. Therefore, if one side performs pre-equalization on the main signal optically transmitted to the other side with the decoded nonlinear transfer function, the main signal received on the other side has reduced or no nonlinear distortion component. It becomes a state.

本発明によれば、送信側において、受信側で受信される信号の波形歪を相殺可能な予等化を適正に行うことができる光データ伝送システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical data transmission system which can perform appropriately the pre-equalization which can cancel the waveform distortion of the signal received at the receiving side on the transmission side can be provided.

本発明の実施形態に係る光データ伝送システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical data transmission system which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態の光データ伝送システムの光トランシーバの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transceiver of the optical data transmission system of this embodiment. 本実施形態の光データ伝送システムの具体構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structural example of the optical data transmission system of this embodiment. 本実施形態の光データ伝送システムの具体構成における光変調器の接続構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of the optical modulator in the specific structure of the optical data transmission system of this embodiment. FIRフィルタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a FIR filter. 非線形FIRフィルタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a non-linear FIR filter. 本実施形態の変形例3の光トランシーバの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transceiver of the modification 3 of this embodiment. (a)2つ以上の特定周波数に電力が集中することを示す周波数スペクトル図、(b)IQ平面上のBPSK信号−S,Sを示す図である。(A) Frequency spectrum diagram showing that power concentrates on two or more specific frequencies, (b) Diagram showing BPSK signals -S, S on the IQ plane. IQ平面上のエラーベクトル及びエラーベクトルの分布の偏りを示す図である。It is a figure which shows the deviation of the error vector on an IQ plane, and distribution of an error vector.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<実施形態の構成>
図1は、本発明の実施形態に係る光データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
図1に示す光データ伝送システム10は、並列に布設された光伝送路としての2本の光ファイバ11,12と、光ファイバ11,12の両端に接続された光トランシーバ14,15とを備えて構成されている。光ファイバ11,12の途中には、必要に応じて光増幅器17,18が介挿されるようになっている。例えば、光ファイバ11,12の長さが概ね100kmを超える場合には、光ファイバ11,12の途中に光増幅器17,18が接続されて、光信号の増幅を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Configuration of Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical data transmission system according to an embodiment of the present invention.
An optical data transmission system 10 shown in FIG. 1 includes two optical fibers 11 and 12 as optical transmission paths laid in parallel, and optical transceivers 14 and 15 connected to both ends of the optical fibers 11 and 12. Configured. In the middle of the optical fibers 11 and 12, optical amplifiers 17 and 18 are inserted as necessary. For example, when the length of the optical fibers 11 and 12 exceeds approximately 100 km, the optical amplifiers 17 and 18 are connected in the middle of the optical fibers 11 and 12 to amplify the optical signals.

光トランシーバ14,15は、光送信装置20及び光受信装置30を備える。光トランシーバ14の光送信装置20と、光トランシーバ15の光受信装置30とが1本の光ファイバ11で接続され、光トランシーバ15の光送信装置20と、光トランシーバ14の光受信装置30とが1本の光ファイバ12で接続されている。   The optical transceivers 14 and 15 include an optical transmission device 20 and an optical reception device 30. The optical transmitter 20 of the optical transceiver 14 and the optical receiver 30 of the optical transceiver 15 are connected by a single optical fiber 11, and the optical transmitter 20 of the optical transceiver 15 and the optical receiver 30 of the optical transceiver 14 are connected. They are connected by a single optical fiber 12.

本実施形態の特徴は、まず、一方側の光トランシーバ14の光受信装置30で受信された信号の波形歪を測定して波形歪情報を推定する。その測定された波形歪は、他方側の光トランシーバ15のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪である。次に、一方側の光トランシーバ14の光送信装置20において、その推定された波形歪情報を制御信号として主信号に多重化し、この多重化された信号を光ファイバ11へ送信する。   The feature of this embodiment is that waveform distortion information is first estimated by measuring waveform distortion of a signal received by the optical receiver 30 of the optical transceiver 14 on one side. The measured waveform distortion is a waveform distortion caused by nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit of the optical transceiver 15 on the other side. Next, in the optical transmission device 20 of the one-side optical transceiver 14, the estimated waveform distortion information is multiplexed as a control signal into the main signal, and this multiplexed signal is transmitted to the optical fiber 11.

その光ファイバ11を経由して送信されてきた信号を、他方側の光トランシーバ15の光受信装置30で受信して制御信号を分離し、他方側の光トランシーバ15の光送信装置20において、その分離された制御信号に示される波形歪情報で主信号の予等化を行う。つまり、波形歪情報による波形歪を打ち消す波形歪(例えば、逆の波形歪)で送信信号の予等化を行うようにした。   The signal transmitted via the optical fiber 11 is received by the optical receiver 30 of the optical transceiver 15 on the other side, and the control signal is separated. In the optical transmitter 20 of the optical transceiver 15 on the other side, The main signal is pre-equalized with the waveform distortion information indicated in the separated control signal. That is, the transmission signal is pre-equalized with waveform distortion (for example, reverse waveform distortion) that cancels the waveform distortion caused by the waveform distortion information.

その予等化は、一方側の光トランシーバ14においても同様に行なわれる。また、波形歪の推定も他方側の光トランシーバ15において同様に行なわれる。
但し、主信号は、伝送データ系列(送信情報)を含むデジタル信号である。また、波形歪情報は、後述する線形伝達関数と非線形伝達関数を含む。また、一方側の光トランシーバ14は一方側、他方側の光トランシーバ15は他方側とも称す。
The pre-equalization is similarly performed in the optical transceiver 14 on one side. The waveform distortion is similarly estimated in the optical transceiver 15 on the other side.
However, the main signal is a digital signal including a transmission data sequence (transmission information). The waveform distortion information includes a linear transfer function and a nonlinear transfer function, which will be described later. The optical transceiver 14 on one side is also referred to as one side, and the optical transceiver 15 on the other side is also referred to as the other side.

光送信装置20は、主信号を、平行又は直交するX偏波とY偏波とを利用して光ファイバ11,12を介して並列伝送する機能を有し、送信信号処理部40と、E/O(電気/光)変換部50とを備えて構成されている。なお、請求項記載の変換部は、E/O変換部50で構成される。
光受信装置30は、光ファイバ11,12から受信した信号を復調する機能を有し、受信信号処理部60と、O/E(光/電気)変換部70とを備えて構成されている。
The optical transmission device 20 has a function of transmitting the main signal in parallel via the optical fibers 11 and 12 using parallel or orthogonal X polarization and Y polarization, and includes a transmission signal processing unit 40 and E / O (electricity / light) conversion unit 50. Note that the conversion unit described in the claims includes the E / O conversion unit 50.
The optical receiver 30 has a function of demodulating signals received from the optical fibers 11 and 12, and includes a received signal processing unit 60 and an O / E (optical / electrical) converter 70.

また、光トランシーバ14,15の各々において、受信信号処理部60と送信信号処理部40は、データの入出力処理を行うデジタルIF(インタフェース)80で接続されている。デジタルIF80には、例えば、シリアル通信を行うためのシリアルバスであるIC(Inter-Integrated Circuit)が用いられる。 In each of the optical transceivers 14 and 15, the reception signal processing unit 60 and the transmission signal processing unit 40 are connected by a digital IF (interface) 80 that performs data input / output processing. For the digital IF 80, for example, an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) which is a serial bus for performing serial communication is used.

送信信号処理部40は、図2に示すように、入力IF41と、制御信号多重部42と、制御信号生成部43と、送信側予等化部44と、出力IF45とを備えて構成されている。なお、制御信号多重部42を多重部42、制御信号生成部43を生成部43、送信側予等化部44を予等化部44とも称す。なお、入力IF41及び出力IF45は、信号又はデータの入出力処理を行う。   As shown in FIG. 2, the transmission signal processing unit 40 includes an input IF 41, a control signal multiplexing unit 42, a control signal generation unit 43, a transmission side pre-equalization unit 44, and an output IF 45. Yes. The control signal multiplexing unit 42 is also referred to as a multiplexing unit 42, the control signal generation unit 43 is also referred to as a generation unit 43, and the transmission side pre-equalization unit 44 is also referred to as a pre-equalization unit 44. The input IF 41 and the output IF 45 perform signal or data input / output processing.

受信信号処理部60は、入力IF61と、制御信号分離部62と、制御信号復号部63と、受信側等化部64と、線形・非線形伝達関数推定部65と、出力IF66とを備えて構成されている。なお、制御信号分離部62は分離部62、制御信号復号部63は復号部63、受信側等化部64は等化部64、線形・非線形伝達関数推定部65は推定部65とも称す。また、線形・非線形伝達関数推定部65は、線形伝達関数推定部と、非線形伝達関数推定部とに分けて設けてもよい。入力IF61及び出力IF66は、信号又はデータの入出力処理を行う。   The reception signal processing unit 60 includes an input IF 61, a control signal separation unit 62, a control signal decoding unit 63, a reception side equalization unit 64, a linear / nonlinear transfer function estimation unit 65, and an output IF 66. Has been. The control signal separation unit 62 is also called a separation unit 62, the control signal decoding unit 63 is also called a decoding unit 63, the reception side equalization unit 64 is also called an equalization unit 64, and the linear / nonlinear transfer function estimation unit 65 is also called an estimation unit 65. The linear / nonlinear transfer function estimation unit 65 may be provided separately for a linear transfer function estimation unit and a nonlinear transfer function estimation unit. The input IF 61 and the output IF 66 perform signal or data input / output processing.

受信信号処理部60において、分離部62は、他方側の光トランシーバ15(図1)から送信されて一方側で受信された光信号が、O/E変換部70で光電気変換された電気信号である主信号を、制御信号と主信号とに分離し、制御信号を復号部63へ出力すると共に、主信号を等化部64及び推定部65へ出力する。   In the reception signal processing unit 60, the separation unit 62 is an electrical signal obtained by photoelectrically converting the optical signal transmitted from the other optical transceiver 15 (FIG. 1) and received on one side by the O / E conversion unit 70. The main signal is separated into a control signal and a main signal, and the control signal is output to the decoding unit 63 and the main signal is output to the equalization unit 64 and the estimation unit 65.

等化部64は、主信号の等化処理を行って送信側の送信情報を復元し、これを出力IF66を介して出力する。   The equalization unit 64 restores transmission information on the transmission side by performing equalization processing on the main signal, and outputs this via the output IF 66.

推定部65は、主信号から後述のように他方側の波形歪情報としての線形伝達関数と非線形伝達関数を推定(第1推定)する。主信号には、他方側の光トランシーバ15のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪が含まれており、この波形歪は、線形歪と非線形歪とから成る。そこで、推定部65は、受信信号の線形歪を測定し、この測定された線形歪データから、信号波形に線形歪を与えた線形伝達関数を推定(第1推定)すると共に、受信信号の非線形歪を測定し、この測定された非線形歪データから、非線形歪を与えた非線形伝達関数を推定(第1推定)する。この推定された他方側の線形伝達関数と非線形伝達関数は、生成部43へ出力される。   The estimation unit 65 estimates (first estimation) a linear transfer function and a nonlinear transfer function as waveform distortion information on the other side from the main signal as described later. The main signal includes waveform distortion caused by nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit of the optical transceiver 15 on the other side, and this waveform distortion is composed of linear distortion and nonlinear distortion. Therefore, the estimation unit 65 measures the linear distortion of the received signal, estimates a linear transfer function that gives the linear distortion to the signal waveform from the measured linear distortion data (first estimation), and also nonlinearizes the received signal. The distortion is measured, and the nonlinear transfer function given the nonlinear distortion is estimated (first estimation) from the measured nonlinear distortion data. The estimated linear transfer function and nonlinear transfer function on the other side are output to the generation unit 43.

復号部63は、分離部62で分離された他方側から送信されてきた制御信号を復号して、一方側の光トランシーバ14の線形伝達関数と非線形伝達関数を取得し、これら伝達関数を予等化部44へ出力する。これら伝達関数は、一方側から他方側へ光信号を送信した際に他方側の光トランシーバ15がその主信号を受信し、この主信号に含まれる波形歪から、他方側の推定部65が上述同様に推定(第1推定)した一方側の線形伝達関数と非線形伝達関数である。つまり、これら伝達関数は、一方側の光トランシーバ15のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪に係るものである。   The decoding unit 63 decodes the control signal transmitted from the other side separated by the separation unit 62, acquires the linear transfer function and the nonlinear transfer function of the optical transceiver 14 on one side, and predicts these transfer functions. To the conversion unit 44. These transfer functions are obtained when the optical transceiver 15 on the other side receives the main signal when an optical signal is transmitted from one side to the other side, and the estimator 65 on the other side receives the main signal from the waveform distortion contained in the main signal. Similarly, a linear transfer function and a non-linear transfer function on one side estimated (first estimation). That is, these transfer functions relate to waveform distortion caused by nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit of the optical transceiver 15 on one side.

送信信号処理部40において、生成部43は、推定部65で推定された他方側の線形伝達関数及び非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、制御信号を多重部42へ出力する。その制御信号は、一方側から他方側の光トランシーバ15に通知され、他方側の光送信装置20(図1)での予等化処理に用いられる。   In the transmission signal processing unit 40, the generation unit 43 generates a control signal by encoding the other-side linear transfer function and nonlinear transfer function estimated by the estimation unit 65, and outputs the control signal to the multiplexing unit 42. The control signal is notified from one side to the optical transceiver 15 on the other side, and used for the pre-equalization processing in the optical transmitter 20 on the other side (FIG. 1).

多重部42は、生成部43で生成された制御信号と、入力IF41から入力された主信号とを多重化し、この多重化信号を予等化部44へ出力する。   The multiplexing unit 42 multiplexes the control signal generated by the generation unit 43 and the main signal input from the input IF 41, and outputs the multiplexed signal to the pre-equalization unit 44.

予等化部44は、多重部42からの多重化信号を出力IF45を介してE/O変換部50へ出力すると共に、復号部63で復号された一方側の線形伝達関数と非線形伝達関数を用いて後述の予等化の処理を行う。即ち、予等化部44は、一方側の光トランシーバ14から送信する多重化信号に含まれる主信号に対して、一方側の線形伝達関数で線形予等化を行うと共に、一方側の非線形伝達関数で非線形予等化を行う。これら予等化は、一方側の光トランシーバ14から他方側の光トランシーバ15へ届いた光信号(主信号)の波形歪を打ち消すように、送信対象の主信号の振幅と位相を制御して行なわれる。言い換えれば、予等化は、一方側の光トランシーバ14から他方側の光トランシーバ15へ届いた光信号の波形歪を打ち消す波形歪(例えば、逆の波形歪)で主信号に対して行なわれる。   The pre-equalization unit 44 outputs the multiplexed signal from the multiplexing unit 42 to the E / O conversion unit 50 via the output IF 45, and the linear transfer function and the nonlinear transfer function on one side decoded by the decoding unit 63. To perform the pre-equalization process described later. That is, the pre-equalization unit 44 performs linear pre-equalization on the main signal included in the multiplexed signal transmitted from the optical transceiver 14 on the one side using the linear transfer function on the one side and nonlinear transmission on the one side. Perform nonlinear pre-equalization with functions. These pre-equalizations are performed by controlling the amplitude and phase of the main signal to be transmitted so as to cancel the waveform distortion of the optical signal (main signal) reaching the optical transceiver 15 on the other side from the optical transceiver 14 on the one side. It is. In other words, pre-equalization is performed on the main signal with waveform distortion (for example, reverse waveform distortion) that cancels the waveform distortion of the optical signal that has arrived from the optical transceiver 14 on one side to the optical transceiver 15 on the other side.

つまり、予等化部44によって主信号には、他方側の光トランシーバ15で受信された際に、本来発生する波形歪が打ち消されるように予等化処理が施されているので、他方側で受信された光信号では波形歪が低減又は無い状態となる。   That is, the pre-equalization unit 44 performs pre-equalization processing on the main signal so as to cancel the waveform distortion originally generated when the main signal is received by the optical transceiver 15 on the other side. In the received optical signal, waveform distortion is reduced or absent.

<光トランシーバの具体構成及び動作>
上述した予等化処理を行う光トランシーバ14,15を、デバイスにより具体的に構成した例を図3に示す。なお、光トランシーバ14を第1光トランシーバ14、光トランシーバ15を第2光トランシーバ15とも称す。
図3の光送信装置20に示すように、送信信号処理部40は、DSP(Digital Signal Processor)40aにより構成され、E/O変換部50は、DAC(Digital to Analog Converter)47a〜47dと、偏波多重QPSK変調器モジュール50a(モジュール50aともいう)と、送信用LD(Laser Diode)50bとを備えて構成されている。
<Specific configuration and operation of optical transceiver>
FIG. 3 shows an example in which the optical transceivers 14 and 15 that perform the pre-equalization processing described above are specifically configured by devices. The optical transceiver 14 is also referred to as a first optical transceiver 14, and the optical transceiver 15 is also referred to as a second optical transceiver 15.
As shown in the optical transmission device 20 of FIG. 3, the transmission signal processing unit 40 includes a DSP (Digital Signal Processor) 40a, and the E / O conversion unit 50 includes DACs (Digital to Analog Converters) 47a to 47d, A polarization multiplexing QPSK modulator module 50a (also referred to as module 50a) and a transmission LD (Laser Diode) 50b are provided.

モジュール50aは、光変調器52x,52yと、ドライバ53a〜53dと、偏波合成器54とを備えて構成されている。
光変調器52x,52yは、図4に光変調器52xを代表して示すように、LiNbO3(ニオブ酸リチウム)等の光学材料基板Kの上に光導波路55が形成され、1本の光導波路55を2分岐した分岐光導波路55a,55bの上に電極Ea,Ebが載置固定されている。更に、分岐光導波路55a,55bが、光送信信号の出力側で1本の光導波路55に結合されて光変調器52x,52yが構成されている。
The module 50a includes optical modulators 52x and 52y, drivers 53a to 53d, and a polarization beam combiner 54.
In the optical modulators 52x and 52y, as shown as a representative of the optical modulator 52x in FIG. 4, an optical waveguide 55 is formed on an optical material substrate K such as LiNbO3 (lithium niobate), and one optical waveguide. Electrodes Ea and Eb are mounted and fixed on the branched optical waveguides 55a and 55b obtained by bifurcating 55. Further, the branched optical waveguides 55a and 55b are coupled to the single optical waveguide 55 on the output side of the optical transmission signal to constitute the optical modulators 52x and 52y.

図4に示すように、DSP40aで構成される予等化部44(図2参照)は、送信側予等化部44cと、送信側予等化部44sとから構成されている。予等化部44cは、X偏波におけるcos成分(直交位相成分)を与えるためのデジタル予等化信号を出力する。予等化部44sは、sin成分(同相位相成分)を与えるためのデジタル予等化信号を出力する。   As shown in FIG. 4, the pre-equalization unit 44 (see FIG. 2) configured by the DSP 40a includes a transmission-side pre-equalization unit 44c and a transmission-side pre-equalization unit 44s. The pre-equalization unit 44c outputs a digital pre-equalization signal for providing a cos component (quadrature phase component) in X polarization. The pre-equalization unit 44s outputs a digital pre-equalization signal for providing a sin component (in-phase component).

予等化部44cの出力側は、出力IF45c、DAC47a及びドライバ53aを介して、分岐光導波路55a上の電極Eaに接続されている。
予等化部44sの出力側は、出力IF45s、DAC47b及びドライバ53bを介して、分岐光導波路55b上の電極Ebに接続されている。
The output side of the pre-equalization unit 44c is connected to the electrode Ea on the branch optical waveguide 55a via the output IF 45c, the DAC 47a, and the driver 53a.
The output side of the pre-equalization unit 44s is connected to the electrode Eb on the branch optical waveguide 55b via the output IF 45s, the DAC 47b, and the driver 53b.

光変調器52xの入力側の光導波路55には、送信用LD50b(図3)のレーザ光出力側が接続されている。出力側の光導波路55には、偏波合成器54(図3)が接続されている。偏波合成器54の出力側は光ファイバ11(図3)に接続されている。
このX偏波の光変調器52xと同様に、Y偏波の光変調器52yも構成されている。
The laser light output side of the transmission LD 50b (FIG. 3) is connected to the optical waveguide 55 on the input side of the optical modulator 52x. A polarization beam combiner 54 (FIG. 3) is connected to the optical waveguide 55 on the output side. The output side of the polarization beam combiner 54 is connected to the optical fiber 11 (FIG. 3).
Similar to the X-polarized light modulator 52x, a Y-polarized light modulator 52y is also configured.

次に、図3に戻って、光トランシーバ15の光受信装置30に示すように、O/E変換部70は、光受信フロントエンドモジュール70a(モジュール70aともいう)及び局部発振LD(Laser Diode)70bを備えて構成され、受信信号処理部60は、DSP60aにより構成されている。   Next, referring back to FIG. 3, as shown in the optical receiver 30 of the optical transceiver 15, the O / E converter 70 includes an optical reception front-end module 70 a (also referred to as a module 70 a) and a local oscillation LD (Laser Diode). The reception signal processing unit 60 is configured by a DSP 60a.

モジュール70aは、偏波分離器71と、90度ハイブリッドPD(Photo Diode)72x,72yと、ADC(Analog to Digital Converter)73a〜73dとを備えて構成されている。
偏波分離器71の入力側は、光ファイバ11に接続されている。偏波分離器71のX偏波側とY偏波側に分岐した出力側は、X偏波の出力側が局部発振LD70bのレーザ光出力側と一対に、90度ハイブリッドPD72xの入力側に接続され、Y偏波の出力側が局部発振LD70bのレーザ光出力側と一対に、90度ハイブリッドPD72yの入力側に接続されている。
90度ハイブリッドPD72x,72yの出力側は、ADC73a〜73dを介してDSP60aに接続されている。
The module 70a includes a polarization separator 71, 90-degree hybrid PDs (Photo Diodes) 72x and 72y, and ADCs (Analog to Digital Converters) 73a to 73d.
The input side of the polarization separator 71 is connected to the optical fiber 11. The output side branched to the X polarization side and the Y polarization side of the polarization separator 71 is connected to the input side of the 90-degree hybrid PD 72x with the output side of the X polarization paired with the laser light output side of the local oscillation LD 70b. The output side of the Y polarization is paired with the laser light output side of the local oscillation LD 70b and connected to the input side of the 90-degree hybrid PD 72y.
The output sides of the 90-degree hybrid PDs 72x and 72y are connected to the DSP 60a via ADCs 73a to 73d.

このような構成の光送信装置20及び光受信装置30を備える光トランシーバ14,15の動作を説明する。
第1光トランシーバ14の光送信装置20において、DSP40aでは前述の送信信号処理部40での処理と同様な処理が行なわれる。即ち、DSP40aの処理によりデジタル主信号とデジタルの制御信号との多重化信号中の主信号が予等化され、この予等化後のデジタルの多重化信号がDAC47a〜47dでアナログ信号に変換される。この変換されたアナログの多重化信号は、ドライバ53a〜53dで増幅された後、光変調器52x,52yの電極Ea,Ebに印加される。
The operation of the optical transceivers 14 and 15 including the optical transmission device 20 and the optical reception device 30 configured as described above will be described.
In the optical transmitter 20 of the first optical transceiver 14, the DSP 40a performs the same process as the process in the transmission signal processing unit 40 described above. That is, the main signal in the multiplexed signal of the digital main signal and the digital control signal is pre-equalized by the processing of the DSP 40a, and the digital multiplexed signal after this pre-equalization is converted into an analog signal by the DACs 47a to 47d. The The converted analog multiplexed signal is amplified by the drivers 53a to 53d and then applied to the electrodes Ea and Eb of the optical modulators 52x and 52y.

X偏波側の光変調器52xの各光導波路55には、送信用LD50bのレーザ光が入射されているので、このレーザ光が、電極Ea,Ebに印加された多重化信号に応じて振幅及び位相が変調されたX偏波の光信号(変調光ともいう)となる。X偏波の変調光は各々が、cos成分及びsin成分を有する。
Y偏波側も同様に変調される。また、X偏波とY偏波とは、平行又は直交状態となる。
Since the laser light of the transmission LD 50b is incident on each optical waveguide 55 of the optical modulator 52x on the X polarization side, the amplitude of this laser light depends on the multiplexed signal applied to the electrodes Ea and Eb. And an X-polarized optical signal whose phase is modulated (also referred to as modulated light). Each of the X-polarized modulated light has a cos component and a sin component.
The Y polarization side is similarly modulated. Further, the X polarization and the Y polarization are in a parallel or orthogonal state.

上記の変調では、多重化信号中の主信号が予等化されているので、X偏波とY偏波の変調光における主信号成分が予等化された状態となっている。X偏波とY偏波の変調された光信号は、偏波合成器54で偏波合成され、光ファイバ11へ送信される。   In the above modulation, the main signal in the multiplexed signal is pre-equalized, so that the main signal component in the modulated light of X polarization and Y polarization is pre-equalized. The optical signals modulated by the X polarization and the Y polarization are combined by the polarization combiner 54 and transmitted to the optical fiber 11.

光ファイバ11を伝送した光信号は、第2光トランシーバ15の光受信装置30で受信され、偏波分離器71により、その受信した光信号に対して光領域で偏波分離が行なわれ、2つの直交する偏波(X偏波、Y偏波)に分離されて各90度ハイブリッドPD72x,72yへ入射される。この際、90度ハイブリッドPD72x,72yには、局部発振LD70bからのレーザ光も入射されている。   The optical signal transmitted through the optical fiber 11 is received by the optical receiver 30 of the second optical transceiver 15, and the polarization separator 71 performs polarization separation on the received optical signal in the optical region. It is separated into two orthogonal polarizations (X polarization and Y polarization) and is incident on each of the 90-degree hybrid PDs 72x and 72y. At this time, the laser light from the local oscillation LD 70b is also incident on the 90-degree hybrid PDs 72x and 72y.

90度ハイブリッドPD72x,72yは、光電気変換を行うものであり、局部発振LD70bからのレーザ光を用いてコヒーレント受信したX偏波及びY偏波の信号光の、光電界を直交する成分に分離し、アナログの電気信号に変換する。この変換されたX偏波のcos成分とsin成分の信号は、ADC73a,73bでデジタル信号に変換され、Y偏波のcos成分とsin成分の信号は、ADC73c,73dでデジタル信号に変換されてDSP60aに入力される。   The 90-degree hybrid PD 72x, 72y performs photoelectric conversion, and separates the optical electric field of the X-polarized and Y-polarized signal light coherently received using the laser light from the local oscillation LD 70b into components orthogonal to each other. And convert it into an analog electrical signal. The converted cos and sin component signals of the X polarization are converted into digital signals by the ADCs 73a and 73b, and the cos and sin component signals of the Y polarization are converted into digital signals by the ADCs 73c and 73d. Input to the DSP 60a.

DSP60aは、入力されるデジタル信号から、前述した受信信号処理部60と同様の処理を行い、第1光トランシーバ14側(第1側)の線形伝達関数と非線形伝達関数を推定すると共に、第1光トランシーバ14が送信した制御信号を復号して、第2光トランシーバ15側(第2側)の線形伝達関数と非線形伝達関数を求める。第1側の線形伝達関数及び非線形伝達関数と、第2側の線形伝達関数及び非線形伝達関数とは、第2側の光送信装置20へ出力される。   The DSP 60a performs the same processing as the received signal processing unit 60 described above from the input digital signal, estimates the linear transfer function and the nonlinear transfer function on the first optical transceiver 14 side (first side), and The control signal transmitted by the optical transceiver 14 is decoded to obtain a linear transfer function and a nonlinear transfer function on the second optical transceiver 15 side (second side). The linear transfer function and nonlinear transfer function on the first side, and the linear transfer function and nonlinear transfer function on the second side are output to the optical transmitter 20 on the second side.

第2側の光送信装置20では、図示せぬDSPにより構成される送信信号処理部40が前述と同様に、第1側の線形伝達関数及び非線形伝達関数から第1側の制御信号を生成し、この制御信号を主信号に多重化する。また、第2側の線形伝達関数及び非線形伝達関数により第2側から第1側へ送信する主信号に対して前述した予等化処理を行う。この光信号として送信される主信号には、第1光トランシーバ14で受信された際に、本来発生する波形歪が打ち消されるように予等化処理が施されているので、第1光トランシーバ14で受信された光信号では波形歪が低減又は無い状態となる。   In the second-side optical transmitter 20, the transmission signal processing unit 40 configured by a DSP (not shown) generates the first-side control signal from the first-side linear transfer function and the nonlinear transfer function, as described above. The control signal is multiplexed with the main signal. Further, the pre-equalization processing described above is performed on the main signal transmitted from the second side to the first side by the linear transfer function and the nonlinear transfer function on the second side. Since the main signal transmitted as the optical signal is subjected to pre-equalization processing so as to cancel the waveform distortion originally generated when it is received by the first optical transceiver 14, the first optical transceiver 14 In the optical signal received at, the waveform distortion is reduced or absent.

<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態の光データ伝送システム10は、伝送データとしての主信号で偏波を変調した光信号を光ファイバ11又は12へ送信する光送信装置20と、当該送信された光信号を受信して主信号を復調する光受信装置30とを備える光トランシーバを、光ファイバ11,12の両端に備えて光伝送を行うシステムである。
<Effect of embodiment>
As described above, the optical data transmission system 10 according to this embodiment includes the optical transmission device 20 that transmits an optical signal whose polarization is modulated by the main signal as transmission data to the optical fiber 11 or 12, and the optical transmission device 20 In this system, an optical transceiver including an optical receiver 30 that receives an optical signal and demodulates a main signal is provided at both ends of the optical fibers 11 and 12 to perform optical transmission.

本実施形態の特徴は、光受信装置30を、一方側の光トランシーバ14で光信号を受信後に復調された主信号の波形歪を測定し、この波形歪に係る波形歪情報を推定する推定部65と、他方側の光トランシーバ15において上記推定と同様に推定された波形歪情報を、当該他方側の光トランシーバ15からの光信号の受信後に復号する復号部63とを備える構成とした。   The feature of this embodiment is that the optical receiver 30 measures the waveform distortion of the main signal demodulated after receiving the optical signal by the optical transceiver 14 on one side, and estimates the waveform distortion information related to this waveform distortion. 65 and a decoding unit 63 that decodes the waveform distortion information estimated in the same manner as the above estimation in the optical transceiver 15 on the other side after receiving the optical signal from the optical transceiver 15 on the other side.

また、光送信装置20を、推定部65で推定された波形歪情報と、他方側の光トランシーバ15へ送信する主信号とを多重化する多重部42と、復号部63で復号された波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、多重化された主信号の予等化を行う予等化部44と、予等化された主信号及び前記推定された波形歪情報を含む多重化信号で偏波を変調して光信号に変換するE/O変換部50とを備える構成とした。   Further, the optical transmission device 20 is configured to multiplex the waveform distortion information estimated by the estimation unit 65 and the main signal to be transmitted to the optical transceiver 15 on the other side, and the waveform distortion decoded by the decoding unit 63. A pre-equalization unit 44 for pre-equalization of the multiplexed main signal so as to cancel the waveform distortion indicated by the information, and a multiplexed signal including the pre-equalized main signal and the estimated waveform distortion information And an E / O converter 50 that modulates the polarization and converts it into an optical signal.

この構成によれば、一方側の光トランシーバ14(一方側ともいう)が光ファイバ11を介して他方側の光トランシーバ15(他方側ともいう)に光信号を送信する際に、一方側から光送信する多重化信号に含まれる主信号に対して、他方側から光ファイバ12を介して受信した波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、これから送信される多重化信号中の主信号の予等化を行う。上記の波形歪情報は、一方側が送信した光信号を他方側が受信して推定した波形歪情報なので、一方側のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する信号の波形歪を示している。   According to this configuration, when one optical transceiver 14 (also referred to as one side) transmits an optical signal to the other side optical transceiver 15 (also referred to as the other side) via the optical fiber 11, light is transmitted from one side. The main signal in the multiplexed signal to be transmitted is canceled so as to cancel the waveform distortion indicated by the waveform distortion information received from the other side via the optical fiber 12 with respect to the main signal included in the multiplexed signal to be transmitted. Perform pre-equalization. The waveform distortion information described above is waveform distortion information estimated by receiving an optical signal transmitted from one side and received from the other side, and thus indicates waveform distortion of the signal due to nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit on one side.

このことから、上述したように一方側において、他方側へ送信する主信号に対して予等化を行えば次のような作用効果が得られる。即ち、一方側から送信された光信号が他方側で受信された際に、光信号には本来発生する波形歪が打ち消されるように予等化処理が施されているので、他方側で受信された光信号において波形歪を低減又は無くすことができる。このように、本発明によれば、送信側(一方側の光トランシーバ14)において、受信側(他方側の光トランシーバ15)で受信される信号の波形歪を相殺可能な予等化を適正に行うことができる。   From this, as described above, if pre-equalization is performed on the one side on the main signal transmitted to the other side, the following effects can be obtained. That is, when an optical signal transmitted from one side is received on the other side, the optical signal is pre-equalized so as to cancel the waveform distortion that originally occurs, so that it is received on the other side. Waveform distortion can be reduced or eliminated in the optical signal. As described above, according to the present invention, pre-equalization that can cancel the waveform distortion of the signal received at the receiving side (the optical transceiver 15 on the other side) is properly performed on the transmitting side (the optical transceiver 14 on the one side). It can be carried out.

また、推定部65は、一方側で光信号を受信後に復調された主信号の線形歪及び非線形歪を測定し、この測定された線形歪及び非線形歪から、上記の波形歪情報としての線形伝達関数及び非線形伝達関数を推定(第1推定)する。復号部63は、他方側の光トランシーバ15において上記推定(第1推定)と同様に推定された波形歪情報としての線形伝達関数及び非線形伝達関数を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号する。   Further, the estimation unit 65 measures linear distortion and nonlinear distortion of the main signal demodulated after receiving the optical signal on one side, and linear transmission as the above-described waveform distortion information from the measured linear distortion and nonlinear distortion. A function and a nonlinear transfer function are estimated (first estimation). The decoding unit 63 converts the linear transfer function and the nonlinear transfer function as waveform distortion information estimated in the same manner as the above estimation (first estimation) in the other optical transceiver 15 into the optical signal from the other optical transceiver. Decrypt after receiving.

更に、光送信装置20は、推定部65で第1推定された線形伝達関数及び非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成する生成部43を備える。
多重部42は、その生成された制御信号と、他方側の光トランシーバ15へ送信する主信号とを多重化し、予等化部44は、復号部63で復号された線形伝達関数及び非線形伝達関数を用いて、他方側の光トランシーバ15で受信される光信号の波形歪を打ち消すように、多重化された主信号の予等化を行うようにした。
Furthermore, the optical transmission device 20 includes a generation unit 43 that encodes the linear transfer function and the nonlinear transfer function that are first estimated by the estimation unit 65 to generate a control signal.
The multiplexing unit 42 multiplexes the generated control signal and the main signal to be transmitted to the optical transceiver 15 on the other side, and the pre-equalization unit 44 uses the linear transfer function and the nonlinear transfer function decoded by the decoding unit 63. Is used to pre-equalize the multiplexed main signal so as to cancel the waveform distortion of the optical signal received by the optical transceiver 15 on the other side.

このように、予等化を行う波形歪情報として、他方側からの光信号を復調した主信号の線形歪及び非線形歪を測定し推定した線形伝達関数及び非線形伝達関数を用いるようにした。これらの伝達関数は、一方側から光信号を光ファイバを介して他方側へ送信した際に、他方側へどのように伝達されるかの信号状態を関数で表している。このため、それらの伝達関数を予等化に用いれば、一方側から他方側へ送信する主信号の予等化を、より精度良く行うことができる。   As described above, the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by measuring and estimating the linear distortion and nonlinear distortion of the main signal obtained by demodulating the optical signal from the other side are used as the waveform distortion information for pre-equalization. These transfer functions represent a signal state as a function of how an optical signal is transmitted from one side to the other side via an optical fiber. For this reason, if these transfer functions are used for pre-equalization, pre-equalization of the main signal transmitted from one side to the other side can be performed with higher accuracy.

<実施形態の変形例1>
次に、本実施形態の変形例1について説明する。但し、変形例1では、推定部65は前述した実施形態のように、線形歪の測定は行なわない。これは後述の変形例2〜4においても同様である。
<Modification 1 of Embodiment>
Next, Modification 1 of the present embodiment will be described. However, in Modification 1, the estimation unit 65 does not measure linear distortion as in the above-described embodiment. The same applies to Modifications 2 to 4 described later.

変形例1の特徴は、まず、図2に示す予等化部44を、図5に示すFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタ90を備えて構成した。
更に、図2に示す推定部65は、仮判定処理により他方側の光トランシーバ15(図1)から受信した主信号を、図示せぬ記憶部に記憶された基準主信号と比較して波形歪を求める。更に、推定部65は、適応等化アルゴリズムとしての判定指向LMS(Least Mean Square)アルゴリズムによって、その求めた波形歪の線形歪成分が最小となるように、FIRフィルタ90で用いられるタップ係数ベクトル(タップ係数ともいう)を推定(第2推定)する。このタップ係数は、前述した線形伝達関数として扱われる。
The feature of the first modification is that the pre-equalization unit 44 shown in FIG. 2 is configured to include an FIR (Finite Impulse Response) filter 90 shown in FIG.
Furthermore, the estimation unit 65 shown in FIG. 2 compares the main signal received from the optical transceiver 15 (FIG. 1) on the other side by the provisional determination process with a reference main signal stored in a storage unit (not shown), thereby generating waveform distortion. Ask for. Further, the estimation unit 65 uses a decision-oriented LMS (Least Mean Square) algorithm as an adaptive equalization algorithm so that the obtained linear distortion component of the waveform distortion is minimized so that the tap coefficient vector ( (Also referred to as a tap coefficient) is estimated (second estimation). This tap coefficient is treated as the linear transfer function described above.

そして、生成部43が、推定(第2推定)されたタップ係数をコード化して制御信号を生成し、多重部42へ出力する。多重部42が、主信号と制御信号とを多重化し、この多重化信号が光信号に変換されて他方側の光トランシーバ15へ送信されるようにした。   Then, the generation unit 43 generates a control signal by encoding the estimated (second estimation) tap coefficient, and outputs the control signal to the multiplexing unit 42. The multiplexing unit 42 multiplexes the main signal and the control signal, and the multiplexed signal is converted into an optical signal and transmitted to the optical transceiver 15 on the other side.

また、他方側の光トランシーバ15(図1)において上記と同様に推定(第2推定)された線形伝達関数に対応するタップ係数が、主信号に多重化されて光変換された光信号を一方側の光トランシーバ14で受信する。更に、復号部63で、その受信信号からタップ係数を復号する。この復号されたタップ係数をFIRフィルタ90に重み付け係数として付与し、予等化を行うようにした。   Further, an optical signal in which the tap coefficient corresponding to the linear transfer function estimated (second estimation) in the same manner as described above in the optical transceiver 15 (FIG. 1) on the other side is multiplexed with the main signal and optically converted is sent to one side. It is received by the side optical transceiver 14. Further, the decoding unit 63 decodes the tap coefficient from the received signal. The decoded tap coefficient is given as a weighting coefficient to the FIR filter 90 to perform pre-equalization.

ここで、図5に示すFIRフィルタ90について説明する。FIRフィルタ90は、直列に多段接続された複数の遅延回路91a〜91cと、複数の乗算器92a〜92dと、加算器93とを備えて構成されている。遅延回路91aの信号入力側には乗算器92aが接続され、遅延回路91a,91b間には乗算器92b、遅延回路91b,91c間には乗算器92c、遅延回路91cの信号出力側には乗算器92dが接続されている。各乗算器92a〜92dの出力側は、加算器93に接続されている。   Here, the FIR filter 90 shown in FIG. 5 will be described. The FIR filter 90 includes a plurality of delay circuits 91a to 91c connected in series, a plurality of multipliers 92a to 92d, and an adder 93. A multiplier 92a is connected to the signal input side of the delay circuit 91a, a multiplier 92b is provided between the delay circuits 91a and 91b, a multiplier 92c is provided between the delay circuits 91b and 91c, and a multiplier is provided on the signal output side of the delay circuit 91c. A device 92d is connected. The output sides of the multipliers 92 a to 92 d are connected to the adder 93.

各遅延回路91a〜91cで、入力信号系列xを一定時間遅延させて行くことで、過去の信号を遡って検出可能となっている。次に、各乗算器92a〜92dで個々の重み付け係数*a0,*a1,*a2,*a2を、入力信号系列x及び各遅延回路91a〜91cの遅延信号の個々に乗算して重み付けを行い、これら結果を加算器93で加算して出力信号系列yとして出力する。出力信号系列yは、入力信号系列xが1つ入力される毎に1つ出力される。 In the delay circuits 91 a - 91 c, by the input signal sequence x k go by a predetermined time delay, and can detect back past signal. Then, the individual weighting factors in the multipliers 92a~92d * a0, * a1, * a2, a * a2, individually weighted by multiplying the input signal sequence x k and the delay signals of each delay circuit 91a~91c These results are added by an adder 93 and output as an output signal sequence y k . One output signal sequence y k is output every time one input signal sequence x k is input.

このFIRフィルタ90は、入力信号系列xと出力信号系列yとの入出力関係が下式(1)で表される。

Figure 0006040288

…式(1)

但し、aはタップ係数(重み付け係数)に対応している。 The FIR filter 90, the input-output relationship between the input signal sequence x k and the output signal sequence y k is represented by the following formula (1).
Figure 0006040288

... Formula (1)

However, a m corresponds to the tap coefficient (weighting coefficient).

このFIRフィルタ90では、推定されるタップ係数が、各重み付け係数*a0〜*a2として各乗算器92a〜92dに用いられるようになっている。
ここで、FIRフィルタ90においては、送信側光トランシーバの波形歪を補償するために、信号の歪が最適に除去できる丁度良い重み付け係数がある。この係数について説明する。
In this FIR filter 90, the estimated tap coefficients are used for the multipliers 92a to 92d as the weighting coefficients * a0 to * a2.
Here, in the FIR filter 90, in order to compensate for the waveform distortion of the transmission side optical transceiver, there is a just good weighting coefficient that can optimally remove the distortion of the signal. This coefficient will be described.

例えば、受信信号の波形が歪んでいる場合は、時間軸上において前後の主信号シンボルの成分が少し混ざった状態となっている。この例として、主信号系列において、現信号よりも1つ前の信号(シンボル)が現信号に混ざっているのであれば、FIRフィルタ90において、1つ前の信号を線形伝達関数に対応するタップ係数(重み付け係数)でマイナスとし、これを現信号に加算すれば、その混ざりを無くして波形歪における線形歪成分をキャンセルできる。このように、FIRフィルタ90のタップ係数を推定して重み付けを行えば、他方側の光トランシーバ15へ送信する主信号の線形歪の線形歪成分を打ち消すように、主信号の予等化を行うことができる。   For example, when the waveform of the received signal is distorted, the components of the main signal symbols before and after are slightly mixed on the time axis. As an example of this, if the signal (symbol) immediately before the current signal is mixed with the current signal in the main signal sequence, the FIR filter 90 taps the signal immediately before the current signal with a linear transfer function. If the coefficient (weighting coefficient) is set to minus and added to the current signal, the linear distortion component in the waveform distortion can be canceled without mixing. Thus, if the tap coefficient of the FIR filter 90 is estimated and weighted, the main signal is pre-equalized so as to cancel the linear distortion component of the main signal transmitted to the optical transceiver 15 on the other side. be able to.

<実施形態の変形例2>
次に、本実施形態の変形例2について説明する。変形例2の特徴は、まず、予等化部44を、図6に示す非線形FIRフィルタ100を備えて構成した。
更に、図2に示す推定部65が、他方側の光トランシーバ15(図1)から受信した主信号と、図示せぬ記憶部に記憶された基準主信号との差分を取って波形歪を求める。更に、推定部65が、判定指向LMSアルゴリズムによって、その求めた波形歪の非線形歪成分が最小となるように、非線形FIRフィルタ100で用いられるタップ係数を推定(第3推定)する。このタップ係数は、前述した非線形伝達関数として扱われる。
<Modification 2 of Embodiment>
Next, a second modification of the present embodiment will be described. The feature of the modified example 2 is that the pre-equalization unit 44 is configured to include the nonlinear FIR filter 100 shown in FIG.
Further, the estimation unit 65 shown in FIG. 2 obtains the waveform distortion by taking the difference between the main signal received from the optical transceiver 15 (FIG. 1) on the other side and the reference main signal stored in the storage unit (not shown). . Further, the estimation unit 65 estimates (third estimation) the tap coefficient used in the nonlinear FIR filter 100 by the decision-oriented LMS algorithm so that the nonlinear distortion component of the obtained waveform distortion is minimized. This tap coefficient is treated as the above-described nonlinear transfer function.

そして、生成部43が、推定(第3推定)されたタップ係数をコード化して制御信号を生成し、多重部42へ出力する。多重部42が、主信号と制御信号とを多重化し、この多重化信号が光信号に変換されて他方側の光トランシーバ15へ送信されるようにした。   Then, the generation unit 43 generates a control signal by encoding the estimated (third estimation) tap coefficient, and outputs the control signal to the multiplexing unit 42. The multiplexing unit 42 multiplexes the main signal and the control signal, and the multiplexed signal is converted into an optical signal and transmitted to the optical transceiver 15 on the other side.

また、他方側の光トランシーバ15(図1)において、上記と同様に推定(第3推定)された非線形伝達関数に対応するタップ係数が、主信号に多重化されて光変換された光信号を一方側の光トランシーバ14で受信する。更に、復号部63で、その受信信号からタップ係数を復号する。この復号されたタップ係数を非線形FIRフィルタ100に重み付け係数として付与し、予等化を行うようにした。   Further, in the optical transceiver 15 on the other side (FIG. 1), the tap coefficient corresponding to the nonlinear transfer function estimated (third estimation) in the same manner as described above is multiplexed with the main signal, and the optical signal is optically converted. Reception is performed by the optical transceiver 14 on one side. Further, the decoding unit 63 decodes the tap coefficient from the received signal. The decoded tap coefficient is given to the nonlinear FIR filter 100 as a weighting coefficient to perform pre-equalization.

ここで、図6に示す非線形FIRフィルタ100について説明する。非線形FIRフィルタ100は、複数の累乗回路101a〜101bと、複数の乗算器102a〜102cと、加算器103とを備えて構成されている。但し、累乗回路101aは2乗回路101aであり、累乗回路101bは3乗回路101bであるとする。   Here, the non-linear FIR filter 100 shown in FIG. 6 will be described. The nonlinear FIR filter 100 includes a plurality of power circuits 101a to 101b, a plurality of multipliers 102a to 102c, and an adder 103. However, the power circuit 101a is a square circuit 101a, and the power circuit 101b is a cube circuit 101b.

乗算器102a、2乗回路101a及び3乗回路101bには、入力信号系列xが並列入力される構成となっている。2乗回路101aの出力側には乗算器102bが接続され、3乗回路101bの出力側には乗算器102cが接続されている。各乗算器102a〜102cの出力側は、加算器103に接続されている。 The multiplier 102a, the square circuit 101a, and the cube circuit 101b are configured to receive the input signal series xk in parallel. A multiplier 102b is connected to the output side of the square circuit 101a, and a multiplier 102c is connected to the output side of the cube circuit 101b. The output sides of the multipliers 102 a to 102 c are connected to the adder 103.

乗算器102aには、入力信号系列xがそのまま入力される。2乗回路101aは入力信号系列xを2乗し、この非線形信号を乗算器102bへ入力し、3乗回路101bは入力信号系列xを3乗し、この非線形信号を乗算器102cへ入力する。次に、各乗算器102a〜102cで個々の重み付け係数*b0,*b1,*b2を、入力信号系列x及び各非線形信号の個々に乗算して重み付けを行い、これら結果を加算器103で加算して出力信号系列yとして出力する。出力信号系列yは、入力信号系列xが1つ入力される毎に1つ出力される。 To the multiplier 102a, the input signal sequence x k is inputted as it is. The squaring circuit 101a squared input signal sequence x k, the non-linear signal input to the multiplier 102b, the third power circuit 101b is the cube of the input signal sequence x k, enter the nonlinear signal to the multiplier 102c To do. Next, each of the multipliers 102 a to 102 c performs weighting by multiplying the individual weighting coefficients * b 0, * b 1, * b 2 by the input signal sequence x k and each nonlinear signal individually, and these results are added by the adder 103. The result is added and output as an output signal series yz . The output signal sequence y z, the input signal sequence x k are output one per input one.

この非線形FIRフィルタ100では、推定されるタップ係数が、各重み付け係数*b0〜*b2として各乗算器102a〜102dに用いられるようになっている。
ここで、非線形FIRフィルタ100においては、送信側光トランシーバの波形歪を補償するために、信号の歪が最適に除去できる丁度良い重み付け係数がある。この係数について説明する。
In the non-linear FIR filter 100, estimated tap coefficients are used for the multipliers 102a to 102d as the weighting coefficients * b0 to * b2.
Here, in the non-linear FIR filter 100, in order to compensate for the waveform distortion of the transmission side optical transceiver, there is a just good weighting coefficient that can optimally remove the distortion of the signal. This coefficient will be described.

例えば、受信信号の波形が歪んでいる場合は、時間軸上において前後の主信号シンボルの成分が少し混ざった状態となっている。この例として、主信号系列において、現信号よりも1つ前の信号(シンボル)が現信号に混ざっているのであれば、非線形FIRフィルタ100において、1つ前の信号を非線形伝達関数に対応するタップ係数(重み付け係数)でマイナスとする。これを現信号に加算すれば、その混ざりを無くして波形歪の非線形歪成分をキャンセルできる。このように、非線形FIRフィルタ100のタップ係数を推定して重み付けを行えば、他方側の光トランシーバ15へ送信する主信号の非線形歪を打ち消すように、主信号の予等化を行うことができる。   For example, when the waveform of the received signal is distorted, the components of the main signal symbols before and after are slightly mixed on the time axis. As an example of this, if the signal (symbol) immediately before the current signal is mixed with the current signal in the main signal sequence, the previous signal corresponds to the nonlinear transfer function in the nonlinear FIR filter 100. The tap coefficient (weighting coefficient) is negative. If this is added to the current signal, the mixing can be eliminated and the nonlinear distortion component of the waveform distortion can be canceled. Thus, if the tap coefficient of the nonlinear FIR filter 100 is estimated and weighted, the main signal can be pre-equalized so as to cancel the nonlinear distortion of the main signal transmitted to the optical transceiver 15 on the other side. .

<実施形態の変形例3>
次に、本実施形態の変形例3について説明する。変形例3では、図7に示すように、送信信号処理部40に、トレーニング信号系列多重部(系列多重部ともいう)46を備え、受信信号処理部60の推定部65に、ルックアップテーブル(記憶テーブルともいう)65tを備えた。
<Modification 3 of embodiment>
Next, Modification 3 of the present embodiment will be described. In Modification 3, as shown in FIG. 7, the transmission signal processing unit 40 includes a training signal sequence multiplexing unit (also referred to as a sequence multiplexing unit) 46, and the estimation unit 65 of the reception signal processing unit 60 includes a lookup table ( 65t).

系列多重部46は、主信号に、後述する特定の周波数帯域にエネルギーが集中した既知のトレーニング信号系列を多重化して、多重部42へ出力する。
記憶テーブル65tは、推定部65で後述のように測定される特定周波数帯域のエネルギー量に、前述した線形伝達関数が予め対応付けられて格納されている。つまり、測定される大小のエネルギー量に、当該エネルギー量に応じた大小の線形伝達関数が予め対応付けられている。
The sequence multiplexing unit 46 multiplexes a known training signal sequence in which energy is concentrated in a specific frequency band, which will be described later, on the main signal and outputs the multiplexed signal to the multiplexing unit 42.
The storage table 65t stores the above-described linear transfer function in advance associated with the energy amount of the specific frequency band measured by the estimation unit 65 as described later. That is, a large and small linear transfer function corresponding to the energy amount is associated in advance with the measured energy amount.

但し、上述の特定の周波数帯域にエネルギーが集中する、言い換えれば、複数の特定周波数にエネルギーが集中するとは、図8(a)に示すように、横軸に周波数f、縦軸にパワーPwを取った際に、f軸上の特定周波数f1,f2に棒グラフで示すパワー成分が突出することをいう。パワー成分は、ピーク周波数である。   However, when energy is concentrated in the specific frequency band described above, in other words, energy is concentrated in a plurality of specific frequencies, the frequency f is plotted on the horizontal axis and the power Pw is plotted on the vertical axis, as shown in FIG. When taken, it means that the power component shown by the bar graph protrudes at the specific frequencies f1 and f2 on the f-axis. The power component is the peak frequency.

更に説明すると、例えばBPSK(Binary Phase Shift Keying)信号の−S,S,−S,S,…を、図8(b)に示すように、I,Qの時間軸上に時間波形(=信号系列)S,−Sで表し、この時間波形S,−SをFFT(高速フーリエ変換)して周波数領域で見ると、上記パワー成分となる。このパワー成分(ピーク周波数)を、「特定周波数帯域にエネルギーが集中する」と表現している。   More specifically, for example, −S, S, −S, S,... Of a BPSK (Binary Phase Shift Keying) signal is converted into a time waveform (= signal on the time axis of I, Q as shown in FIG. 8B. When the time waveforms S and -S are subjected to FFT (Fast Fourier Transform) and viewed in the frequency domain, the power components are obtained. This power component (peak frequency) is expressed as “the energy concentrates in a specific frequency band”.

変形例3の特徴は、図7に示す一方側の光トランシーバ14の推定部65が、他方側の光トランシーバ15(図1)から受信した主信号に多重化されたトレーニング信号系列を分離し、この分離したトレーニング信号系列の特定周波数帯域のエネルギーを測定(第4推定)する。更に、推定部65は、その測定された特定周波数帯域のエネルギー量に対応付けられた線形伝達関数を、記憶テーブル65tから検索して推定し、生成部43へ出力する。   The feature of Modification 3 is that the estimation unit 65 of the optical transceiver 14 on one side shown in FIG. 7 separates the training signal sequence multiplexed with the main signal received from the optical transceiver 15 (FIG. 1) on the other side, The energy of a specific frequency band of the separated training signal sequence is measured (fourth estimation). Further, the estimation unit 65 searches and estimates the linear transfer function associated with the measured energy amount of the specific frequency band from the storage table 65 t and outputs the linear transfer function to the generation unit 43.

そして、生成部43は、その推定(第4推定)された線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、多重部42へ出力する。多重部42は、系列多重部46にてトレーニング信号系列が多重された主信号と、制御信号とを多重化し、この多重化信号が光信号に変換されて他方側の光トランシーバ15へ送信されるようにした。   Then, the generation unit 43 generates a control signal by encoding the estimated (fourth estimation) linear transfer function, and outputs the control signal to the multiplexing unit 42. The multiplexing unit 42 multiplexes the main signal on which the training signal sequence is multiplexed by the sequence multiplexing unit 46 and the control signal. The multiplexed signal is converted into an optical signal and transmitted to the optical transceiver 15 on the other side. I did it.

また、他方側の光トランシーバ15において、上記と同様に推定(第4推定)された線形伝達関数が、主信号に多重化されて光変換された光信号を一方側の光トランシーバ14で受信する。更に、復号部63で、その受信信号から線形伝達関数を復号する。予等化部44で、その復号された線形伝達関数で予等化を行うようにした。   Further, the optical transceiver 14 on the other side receives the optical signal obtained by multiplexing the optical signal converted by the linear transfer function estimated (fourth estimation) in the same manner as described above into the main signal. . Further, the decoding unit 63 decodes the linear transfer function from the received signal. The pre-equalization unit 44 performs pre-equalization with the decoded linear transfer function.

このように、特定周波数のエネルギーを測定すると、エネルギーが低下していれば、その周波数の信号波形が歪んでいることが分かる。この歪んだ信号は、他方側の光トランシーバ15から送信されてきたものなので、他方側のアナログ電子回路の非線形性や周波数特性に起因する波形歪が生じたものである。そこで、前記の低下したエネルギー量に対応付けられた線形伝達関数を他方側へ送信し、他方側の予等化部44で、その線形伝達関数を前述したように用いて予等化を行う。この予等化により、他方側から主信号を光信号として送信し、一方側の光トランシーバ14で受信すれば、受信された主信号には線形歪成分が低減又は無い状態となる。   Thus, when the energy of a specific frequency is measured, if the energy is reduced, it can be seen that the signal waveform at that frequency is distorted. Since this distorted signal is transmitted from the optical transceiver 15 on the other side, waveform distortion caused by nonlinearity and frequency characteristics of the analog electronic circuit on the other side occurs. Therefore, the linear transfer function associated with the decreased energy amount is transmitted to the other side, and the pre-equalization unit 44 on the other side performs pre-equalization using the linear transfer function as described above. By this pre-equalization, if the main signal is transmitted as an optical signal from the other side and received by the optical transceiver 14 on one side, the received main signal is in a state where the linear distortion component is reduced or absent.

<実施形態の変形例4>
次に、本実施形態の変形例4について説明する。
変形例4の特徴は、図2に示す推定部65が、まず、仮判定処理により他方側の光トランシーバ15(図1)から受信した主信号のシンボルのエラーベクトル(後述)の平均値を算出する。
<Modification 4 of embodiment>
Next, Modification 4 of the present embodiment will be described.
The feature of the modification 4 is that the estimation unit 65 shown in FIG. 2 first calculates an average value of error vectors (described later) of symbols of the main signal received from the optical transceiver 15 (FIG. 1) on the other side by the provisional determination process. To do.

ここで、図9に示すIQ平面上の例えば第1象限において、上記のように受信したシンボルの信号点g2が、本来の信号点g1からずれていた場合において、g1からg2に向かう矢印V1をエラーベクトルという。このエラーベクトルV1が、例えば第1象限の破線楕円110で示すように、ある範囲に集中して分布している(分布が偏っている)場合、破線楕円110の部分で、受信された主信号に波形歪が生じていることが分かる。そこで、推定部65は、受信信号シンボルの分布が偏ったエラーベクトルV1群の平均値(エラーベクトル平均値という)を算出する。   Here, for example, in the first quadrant on the IQ plane shown in FIG. 9, when the signal point g2 of the symbol received as described above is shifted from the original signal point g1, the arrow V1 from g1 to g2 is changed. It is called an error vector. When this error vector V1 is concentrated and distributed in a certain range (distribution is biased), for example, as indicated by a dashed ellipse 110 in the first quadrant, the main signal received at the broken ellipse 110 portion. It can be seen that the waveform distortion occurs. Therefore, the estimation unit 65 calculates an average value (referred to as an error vector average value) of the error vectors V1 group in which the distribution of the received signal symbols is biased.

更に、図2に示す推定部65は、その算出される大小のエラーベクトル平均値に、当該エラーベクトル平均値に応じた非線形伝達関数が予め対応付けられた図示せぬ記憶テーブル(上述の記憶テーブル65t参照)を有している。推定部65は、上記の算出されたエラーベクトル平均値に対応付けられた非線形伝達関数を、記憶テーブルから検索して推定(第5推定)し、生成部43へ出力する。   Further, the estimation unit 65 shown in FIG. 2 stores a storage table (not shown) in which a nonlinear transfer function corresponding to the error vector average value is associated in advance with the calculated error vector average value. 65t). The estimation unit 65 retrieves the nonlinear transfer function associated with the calculated error vector average value from the storage table, estimates (fifth estimation), and outputs it to the generation unit 43.

生成部43は、推定(第5推定)された非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、多重部42へ出力する。多重部42は、主信号と制御信号とを多重化し、この多重化信号が光信号に変換されて他方側の光トランシーバ15へ送信されるようにした。   The generation unit 43 encodes the estimated nonlinear transfer function (fifth estimation) to generate a control signal, and outputs the control signal to the multiplexing unit 42. The multiplexing unit 42 multiplexes the main signal and the control signal, and the multiplexed signal is converted into an optical signal and transmitted to the optical transceiver 15 on the other side.

また、他方側の光トランシーバ15において、上記と同様に推定(第5推定)された非線形伝達関数が、主信号に多重化されて光変換された光信号を一方側の光トランシーバ14で受信する。更に、復号部63で、その受信信号から非線形伝達関数を復号する。予等化部44で、その復号された線形伝達関数で、他方側へ送信する主信号に対して予等化を行うようにした。   Also, in the optical transceiver 15 on the other side, the optical signal on which the nonlinear transfer function estimated (fifth estimation) is multiplexed into the main signal and optically converted in the same manner as described above is received by the optical transceiver 14 on the one side. . Further, the decoding unit 63 decodes the nonlinear transfer function from the received signal. The pre-equalization unit 44 performs pre-equalization on the main signal transmitted to the other side using the decoded linear transfer function.

つまり、その予等化は、波形歪が生じていることを示すエラーベクトル平均値に対応する非線形伝達関数で行なわれるが、言い換えれば、エラーベクトル平均値を打ち消す逆ベクトルを発生し、この逆ベクトルで送信主信号に対して予等化が行なわれることになる。   That is, the pre-equalization is performed with a nonlinear transfer function corresponding to the error vector average value indicating that waveform distortion has occurred. In other words, an inverse vector that cancels the error vector average value is generated, and this inverse vector is generated. Thus, pre-equalization is performed on the transmission main signal.

このように、一方側の光トランシーバ14が、他方側の光トランシーバ15から受信した主信号から、波形歪を示すエラーベクトル平均値に対応する非線形伝達関数を復号する。この復号された非線形伝達関数は、一方側のアナログ電子回路の非線形性に起因する非線形歪に対応している。従って、一方側において、その復号された非線形伝達関数で、他方側へ光送信する主信号に対して予等化を行えば、他方側で受信された主信号には非線形歪成分が低減又は無い状態となる。   Thus, the one-side optical transceiver 14 decodes the nonlinear transfer function corresponding to the error vector average value indicating the waveform distortion from the main signal received from the other-side optical transceiver 15. This decoded non-linear transfer function corresponds to non-linear distortion due to non-linearity of the analog electronic circuit on one side. Therefore, if one side performs pre-equalization on the main signal optically transmitted to the other side with the decoded nonlinear transfer function, the main signal received on the other side has reduced or no nonlinear distortion component. It becomes a state.

以上説明した本実施形態及び変形例1〜4によって、光ファイバ11,12を介した両側の光トランシーバ14,15で光信号を送受信する際に、その信号品質が改善され、ビットエラーレートの改善を図ることができる。   According to the present embodiment and the first to fourth modifications described above, when optical signals are transmitted and received by the optical transceivers 14 and 15 on both sides via the optical fibers 11 and 12, the signal quality is improved and the bit error rate is improved. Can be achieved.

一般的に、光信号の送信レートが高くなる程に信号品質が低下するので、高速化すると1シンボル当たりに使用できるエネルギーが低下する。このため、光送信装置の周波数特性が32GBaudまでであれば信号品質を保持可能であるが、64GBaudになると信号が歪んで信号品質が保持できない。   In general, the signal quality decreases as the transmission rate of the optical signal increases, so that the energy that can be used per symbol decreases as the speed increases. For this reason, if the frequency characteristic of the optical transmission device is up to 32 GBaud, the signal quality can be maintained, but if it becomes 64 GBaud, the signal is distorted and the signal quality cannot be maintained.

しかし、本発明では、上述したように信号品質を改善することができるので、光トランシーバ14,15のアナログ電子回路の帯域や線形性等の性能により制約されていた光データ伝送のスループットを大幅に向上することが可能である。例えば、従来32GBaud程度であったボーレートを例えば64GBaudに向上させることができる。これにより、従来の倍の254Gbit/sの通信容量を確保することができる。更には、従来のQPSK方式に対し、16QAM方式を使うことが可能になり、光データ伝送のスループットを大幅に向上させることが可能になる。   However, in the present invention, since the signal quality can be improved as described above, the throughput of optical data transmission, which is limited by the performance of the analog electronic circuits of the optical transceivers 14 and 15, such as bandwidth and linearity, is greatly increased. It is possible to improve. For example, the baud rate that has been about 32 GBaud in the past can be improved to, for example, 64 GBaud. As a result, a communication capacity of 254 Gbit / s, which is twice that of the prior art, can be ensured. Furthermore, it is possible to use the 16QAM system with respect to the conventional QPSK system, and the optical data transmission throughput can be greatly improved.

10 光データ伝送システム
11,12 光ファイバ
14,15 光トランシーバ
20 光送信装置
30 光受信装置
40 送信信号処理部
42 制御信号多重部(多重部)
43 制御信号生成部(生成部)
44 送信側予等化部(予等化部)
46 トレーニング信号系列多重部(系列多重部)
60 受信信号処理部
62 制御信号分離部
63 制御信号復号部(復号部)
64 受信側等化部
65 線形・非線形伝達関数推定部(推定部)
65t ルックアップテーブル
50 E/O(電気/光)変換部
70 O/E(光/電気)変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical data transmission system 11,12 Optical fiber 14,15 Optical transceiver 20 Optical transmitter 30 Optical receiver 40 Transmission signal processing part 42 Control signal multiplexing part (multiplexing part)
43 Control signal generator (generator)
44 Transmitting side pre-equalization unit (pre-equalization unit)
46 Training signal sequence multiplexing unit (sequence multiplexing unit)
60 reception signal processing unit 62 control signal separation unit 63 control signal decoding unit (decoding unit)
64 Receiver-side equalization unit 65 Linear / nonlinear transfer function estimation unit (estimation unit)
65t lookup table 50 E / O (electrical / optical) converter 70 O / E (optical / electrical) converter

Claims (4)

伝送データとしての主信号で偏波を変調した光信号を光伝送路へ送信する光送信装置と、当該送信された光信号を受信して前記主信号を復調する光受信装置とを備える光トランシーバを、光伝送路の両端に備えて光伝送を行う光データ伝送システムであって、
前記光受信装置は、
一方側の光トランシーバで光信号を受信後に前記復調された主信号の波形歪を測定し、当該波形歪に係る波形歪情報を推定する推定部と、
他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された波形歪情報を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号する復号部と、
を備え、
前記推定部は、前記復調された主信号の非線形歪を測定し、当該測定された非線形歪から、前記波形歪情報としての非線形伝達関数を推定すると共に、他方側の光トランシーバから受信した主信号に多重化されたトレーニング信号系列の特定周波数帯域のエネルギーを測定し、当該測定された特定周波数帯域のエネルギー量に対応する線形伝達関数を推定し、
前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定部で推定された前記線形伝達関数及び前記非線形伝達関数を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、
前記光送信装置は、
前記推定部で推定された前記線形伝達関数及び前記非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成する生成部と、
前記主信号に、特定周波数帯域にエネルギーが集中した既知のトレーニング信号系列を多重化する系列多重部と、
前記推定部で推定された波形歪情報と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化する多重部と、
前記復号部で復号された波形歪情報で示される波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行う予等化部と、
前記予等化された主信号及び前記推定された波形歪情報を含む多重化信号で偏波を変調して光信号に変換する変換部と、
を備え
前記生成部は、前記推定部で推定された前記線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、
前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する前記系列多重部でトレーニング信号系列が多重された主信号とを多重化し、
前記予等化部は、前記復号部で復号された線形伝達関数及び非線形伝達関数を用いて、他方側の光トランシーバで受信される光信号の波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行う
ことを特徴とする光データ伝送システム。
An optical transceiver comprising: an optical transmitter that transmits an optical signal whose polarization is modulated by a main signal as transmission data to an optical transmission line; and an optical receiver that receives the transmitted optical signal and demodulates the main signal Is an optical data transmission system that performs optical transmission by providing both ends of an optical transmission line,
The optical receiver is
An estimation unit that measures waveform distortion of the demodulated main signal after receiving an optical signal by an optical transceiver on one side, and estimates waveform distortion information related to the waveform distortion;
A decoding unit that decodes the waveform distortion information estimated in the same manner as in the estimation in the optical transceiver on the other side after receiving the optical signal from the optical transceiver on the other side;
With
The estimation unit measures nonlinear distortion of the demodulated main signal, estimates a nonlinear transfer function as the waveform distortion information from the measured nonlinear distortion, and receives the main signal received from the other optical transceiver Measure the energy of a specific frequency band of the training signal sequence multiplexed in the above, estimate a linear transfer function corresponding to the amount of energy of the measured specific frequency band,
The decoding unit decodes the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by the estimation unit in the other side optical transceiver after receiving an optical signal from the other side optical transceiver,
The optical transmitter is
A generation unit that generates a control signal by encoding the linear transfer function and the nonlinear transfer function estimated by the estimation unit;
A sequence multiplexing unit that multiplexes a known training signal sequence in which energy is concentrated in a specific frequency band on the main signal;
A multiplexing unit that multiplexes the waveform distortion information estimated by the estimation unit and a main signal to be transmitted to the optical transceiver on the other side;
A pre-equalization unit that performs pre-equalization of the multiplexed main signal so as to cancel the waveform distortion indicated by the waveform distortion information decoded by the decoding unit;
A conversion unit that modulates polarization with a multiplexed signal including the pre-equalized main signal and the estimated waveform distortion information to convert the signal into an optical signal;
Equipped with a,
The generation unit generates a control signal by encoding the linear transfer function estimated by the estimation unit,
The multiplexing unit multiplexes the generated control signal and a main signal on which a training signal sequence is multiplexed in the sequence multiplexing unit that is transmitted to the optical transceiver on the other side,
The pre-equalization unit uses the linear transfer function and the nonlinear transfer function decoded by the decoding unit to cancel the waveform distortion of the optical signal received by the optical transceiver on the other side. An optical data transmission system for performing pre-equalization of signals .
前記光受信装置において、
前記推定部は、仮判定処理により他方側の光トランシーバから受信した主信号を既知の基準主信号と比較して波形歪を求め、この波形歪の線形歪成分が最小となるように、適応等化アルゴリズムにより前記線形伝達関数に対応するタップ係数ベクトルを推定し、
前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された前記タップ係数ベクトルを、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、
前記光送信装置において、
前記生成部は、前記推定されたタップ係数ベクトルをコード化して制御信号を生成し、
前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、
前記予等化部は、FIRフィルタを備え、前記多重化された主信号の予等化を行うように、当該FIRフィルタの重み付け係数として前記復号部で復号されたタップ係数ベクトルを用いる
ことを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システム。
In the optical receiver,
The estimation unit obtains waveform distortion by comparing the main signal received from the optical transceiver on the other side with a known reference main signal by provisional determination processing, and adapts the linear distortion component of the waveform distortion to be minimum. the tap coefficient vector corresponding to said linear and estimated by algorithm,
Said decoding unit, the tap coefficient vector estimated as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side, and decoded after reception of the optical signal from the optical transceiver of the other side,
In the optical transmitter,
The generating unit, before encoding the Ki推 constant tap coefficients vector to generate a control signal,
The multiplexing unit multiplexes the generated control signal and the main signal to be transmitted to the optical transceiver on the other side,
The pre-equalization unit includes an FIR filter, and uses the tap coefficient vector decoded by the decoding unit as a weighting coefficient of the FIR filter so as to perform pre-equalization of the multiplexed main signal. The optical data transmission system according to claim 1 .
前記光受信装置において、
前記推定部は、他方側の光トランシーバから受信した主信号と既知の基準主信号との差分を取って波形歪を求め、この波形歪の非線形歪成分が最小となるように、適応等化アルゴリズムにより前記非線形伝達関数に対応するタップ係数ベクトルを推定し、
前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された前記タップ係数ベクトルを、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、
前記光送信装置において、
前記生成部は、前記推定されたタップ係数ベクトルをコード化して制御信号を生成し、
前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、
前記予等化部は、非線形FIRフィルタを備え、前記多重化された主信号の予等化を行うように、当該非線形FIRフィルタの重み付け係数として前記復号部で復号されたタップ係数ベクトルを用いる
ことを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システム。
In the optical receiver,
The estimation unit obtains a waveform distortion by taking a difference between a main signal received from the other optical transceiver and a known reference main signal, and an adaptive equalization algorithm so that a nonlinear distortion component of the waveform distortion is minimized. the tap coefficient vector corresponding to the non-linear transfer function to estimate the,
Said decoding unit, the tap coefficient vector estimated as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side, and decoded after reception of the optical signal from the optical transceiver of the other side,
In the optical transmitter,
The generating unit, before encoding the Ki推 constant tap coefficients vector to generate a control signal,
The multiplexing unit multiplexes the generated control signal and the main signal to be transmitted to the optical transceiver on the other side,
The pre-equalization unit includes a non-linear FIR filter, and uses the tap coefficient vector decoded by the decoding unit as a weighting coefficient of the non-linear FIR filter so as to pre-equalize the multiplexed main signal. The optical data transmission system according to claim 1 .
前記光受信装置において、
前記推定部は、仮判定処理により他方側の光トランシーバから受信した主信号のシンボルの分布が偏ったエラーベクトル群の平均値を算出し、当該算出された平均値に対応する前記非線形伝達関数を推定し、
前記復号部は、前記他方側の光トランシーバにおいて前記推定と同様に推定された非線形伝達関数を、当該他方側の光トランシーバからの光信号の受信後に復号し、
前記光送信装置において、
前記生成部は、前記推定された非線形伝達関数をコード化して制御信号を生成し、
前記多重部は、前記生成された制御信号と、前記他方側の光トランシーバへ送信する主信号とを多重化し、
前記予等化部は、前記復号部で復号された非線形伝達関数を用いて、前記他方側の光トランシーバで受信される光信号の波形歪を打ち消すように、前記多重化された主信号の予等化を行う
ことを特徴とする請求項に記載の光データ伝送システム。
In the optical receiver,
The estimating unit, the provisional decision process by calculating an average value of the error vector group distribution is biased symbols of the main signal received from the optical transceiver of the other side, the non-linear transfer function corresponding to the calculated average value estimated constant,
Said decoding unit, a non-linear transfer function estimated as before Ki推 constant in the optical transceiver of the other side, and decoded after reception of the optical signal from the optical transceiver of the other side,
In the optical transmitter,
The generating unit, before encoding the Ki推 constant nonlinear transfer function to generate a control signal,
The multiplexing unit multiplexes the generated control signal and the main signal to be transmitted to the optical transceiver on the other side,
The pre-equalization unit uses the nonlinear transfer function decoded by the decoding unit to cancel the waveform distortion of the optical signal received by the optical transceiver on the other side. The optical data transmission system according to claim 1 , wherein equalization is performed.
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