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JP2015019191A - Optical transceiver and optical receiver - Google Patents

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JP2015019191A
JP2015019191A JP2013144416A JP2013144416A JP2015019191A JP 2015019191 A JP2015019191 A JP 2015019191A JP 2013144416 A JP2013144416 A JP 2013144416A JP 2013144416 A JP2013144416 A JP 2013144416A JP 2015019191 A JP2015019191 A JP 2015019191A
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JP
Japan
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optical
signal
light
unit
error correction
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Application number
JP2013144416A
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Japanese (ja)
Inventor
麻美子 渋谷
Mamiko Shibuya
麻美子 渋谷
浩資 別所
Hiroshi Bessho
浩資 別所
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To receive an optical signal without depending on a modulation/demodulation system.SOLUTION: An optical transmitter 2 comprises: an error correction part 21 for adding an error-correcting code to an inputted electric signal; a differential encoding part 22 for differentially encoding the electric signal to which the error-correcting code is added; a light source 25 which emits light; and a modulator 26 in which emitted light is modulated and converted into an optical signal in accordance with the differentially encoded electric signal. An optical receiver 3 comprises: a light source 31 which emits light; a coherent detection part 32 for performing coherent detection on an inputted optical signal and light from the light source 31; a differential detection part 35 for differentially detecting a coherent-detected electric signal; an error correction part 36 which performs error-correcting processing on the differentially detected electric signal; and a control part 37 for adjusting a frequency of light emitted by the light source 31 so as to minimize the number of error corrections in the error correction part 36.

Description

この発明は、変復調方式に依存せず光信号を受信できるデジタルコヒーレント方式の光送受信機及び光受信機に関するものである。   The present invention relates to a digital coherent optical transmitter / receiver and an optical receiver capable of receiving an optical signal without depending on a modulation / demodulation method.

近年、情報通信需要の増加も伴い、光伝送容量の大容量化が求められている。波長多重数の増加や光ファイバ網の新規敷設だけでは、需要増に十分に応えられないため、伝送速度を従来の10Gbpsから、40Gbpsや100Gbpsに向上する必要がある。特に長距離伝送を行う光伝送システムにおいて、通信路の光ファイバの波長分散や偏波モード分散による光信号波形の歪み等の伝送ペナルティが高速化に伴い深刻になる。   In recent years, with an increase in demand for information communication, there is a demand for an increase in optical transmission capacity. The increase in the number of wavelength multiplexing or the new installation of an optical fiber network cannot sufficiently meet the increase in demand, and therefore it is necessary to improve the transmission rate from the conventional 10 Gbps to 40 Gbps or 100 Gbps. In particular, in an optical transmission system that performs long-distance transmission, transmission penalties such as optical signal waveform distortion due to chromatic dispersion and polarization mode dispersion of an optical fiber in a communication path become serious as speed increases.

この問題を解決するために受信側にデジタル信号プロセッサを用いることにより、電気領域で波長分散と偏波モード分散を補償でき、また、多様な多値変調方式に対応できるデジタルコヒーレント通信方式が、近年、活発に研究開発されている(例えば特許文献1〜3参照)。   In order to solve this problem, digital coherent communication systems that can compensate for chromatic dispersion and polarization mode dispersion in the electrical domain by using a digital signal processor on the receiving side and that can handle various multilevel modulation systems have recently been developed. Have been actively researched and developed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

図5にデジタルコヒーレント通信方式の一種である偏波多重4値位相変調方式(Dual Polarization−Quadrature Phase Shift keying:DP−QPSK)を用いた、従来の光送受信機101の構成例を示す。光送受信機101は、光送信機102及び光受信機103から構成される。光送信機102は、誤り訂正部1021、送信信号生成部1022、QPSK変調器(以下、変調器と称す)1023,1024、光源1025、偏波ビームスプリッタ1026及び偏波ビーム合成器1027を備えている。光受信機103は、コヒーレント検波部1031、光源1032、DSP(デジタル信号プロセッサ)1033及び誤り訂正部1034を備えている。   FIG. 5 shows a configuration example of a conventional optical transceiver 101 using a polarization multiplexing quadrature phase shift keying (DP-QPSK) which is a kind of digital coherent communication method. The optical transceiver 101 includes an optical transmitter 102 and an optical receiver 103. The optical transmitter 102 includes an error correction unit 1021, a transmission signal generation unit 1022, a QPSK modulator (hereinafter referred to as a modulator) 1023, 1024, a light source 1025, a polarization beam splitter 1026, and a polarization beam combiner 1027. Yes. The optical receiver 103 includes a coherent detection unit 1031, a light source 1032, a DSP (digital signal processor) 1033, and an error correction unit 1034.

以下に、従来の光送受信機101の動作を説明する。
光送信機102において、まず、CW(Continuous Wave)光1061が光源1025から出力される。CW光1061は偏波ビームスプリッタ1026に入力され、X偏波成分1062とY偏波成分1063に分離される。その後、それぞれ変調器1023,1024に入力される。一方、送信電気信号1051が誤り訂正部1021に入力され、当該送信電気信号1051に誤り訂正用のパリティ(誤り訂正符号)が追加される。誤り訂正符号が追加された送信電気信号1052は送信信号生成部1022に入力され、高速電気信号1053,1054に変換される。さらに、高速電気信号1053,1054はそれぞれ変調器1023,1024に入力される。これらにより、CW光1061のX偏波成分1062とY偏波成分1063が変調され、それぞれ光変調信号1064,1065に変換される。これらは偏波ビーム合成器1027で合波され、送信光信号1066が光送受信機101から送出される。
The operation of the conventional optical transceiver 101 will be described below.
In the optical transmitter 102, first, CW (Continuous Wave) light 1061 is output from the light source 1025. The CW light 1061 is input to the polarization beam splitter 1026 and separated into an X polarization component 1062 and a Y polarization component 1063. Thereafter, the signals are input to the modulators 1023 and 1024, respectively. On the other hand, transmission electric signal 1051 is input to error correction section 1021, and parity (error correction code) for error correction is added to transmission electric signal 1051. Transmission electric signal 1052 to which the error correction code is added is input to transmission signal generation section 1022 and converted to high-speed electric signals 1053 and 1054. Further, the high-speed electrical signals 1053 and 1054 are input to the modulators 1023 and 1024, respectively. As a result, the X polarization component 1062 and the Y polarization component 1063 of the CW light 1061 are modulated and converted into optical modulation signals 1064 and 1065, respectively. These are combined by the polarization beam combiner 1027, and the transmission optical signal 1066 is transmitted from the optical transceiver 101.

次に、光受信機103において、まず、受信光信号1071が受信される。その後、受信光信号1071はコヒーレント検波部1031に入力される。また、CW光1072が光源1032から出力され、コヒーレント検波部1031に局発光として入力される。コヒーレント検波部1031において、受信光信号1071のX偏波成分とCW光1072のX偏波成分、また、受信光信号1071のY偏波成分とCW光1072のY偏波成分がそれぞれコヒーレント検波され、電気パラレル信号1081に変換される。電気パラレル信号1081はDSP1033に入力され、電気パラレル信号1082が出力される。最後に、電気パラレル信号1082は誤り訂正部1034において誤り訂正処理を施されて、ビットエラーが低減された受信電気信号1083が出力される。   Next, the optical receiver 103 first receives the received optical signal 1071. Thereafter, the received optical signal 1071 is input to the coherent detection unit 1031. Further, the CW light 1072 is output from the light source 1032 and input to the coherent detection unit 1031 as local light. The coherent detection unit 1031 performs coherent detection on the X polarization component of the received optical signal 1071 and the X polarization component of the CW light 1072, and the Y polarization component of the received optical signal 1071 and the Y polarization component of the CW light 1072, respectively. , Converted into an electric parallel signal 1081. The electric parallel signal 1081 is input to the DSP 1033, and the electric parallel signal 1082 is output. Finally, the electric parallel signal 1082 is subjected to error correction processing in the error correction unit 1034, and a received electric signal 1083 with reduced bit errors is output.

図6にDSP1033の機能部構成を示す。
DSP1033の初段には、ADC部(アナログデジタル変換部)1035が備わり、コヒーレント検波部1031から出力された電気パラレル信号1081を受け、アナログデジタル変換して、デジタルパラレル信号1084を出力する。次に、デジタルパラレル信号1084は等化処理部1036においてデジタル信号処理され、波長分散、偏波依存損失や偏波モード分散を補償した電気パラレル信号1085が出力される。電気パラレル信号1085は、周波数オフセット補償部1037に入力され、信号光と局発光の周波数オフセットがデジタル信号処理により算出される。その後、算出された周波数オフセットを補償した電気パラレル信号1086が周波数オフセット補償部1037から出力される。電気パラレル信号1086は、位相同期部1038に入力され、信号光と局発光の間の位相差をデジタル信号処理により除去した電気パラレル信号1087が出力される。最後に、電気パラレル信号1087は、デコード部1039に入力され、識別判定された電気パラレル信号1082が出力される。
FIG. 6 shows a functional unit configuration of the DSP 1033.
The first stage of the DSP 1033 is provided with an ADC unit (analog / digital conversion unit) 1035, receives the electric parallel signal 1081 output from the coherent detection unit 1031, performs analog / digital conversion, and outputs a digital parallel signal 1084. Next, the digital parallel signal 1084 is subjected to digital signal processing in the equalization processing unit 1036, and an electric parallel signal 1085 compensated for chromatic dispersion, polarization dependent loss, and polarization mode dispersion is output. The electric parallel signal 1085 is input to the frequency offset compensation unit 1037, and the frequency offset between the signal light and the local light is calculated by digital signal processing. Thereafter, an electrical parallel signal 1086 that compensates the calculated frequency offset is output from the frequency offset compensation unit 1037. The electric parallel signal 1086 is input to the phase synchronization unit 1038, and an electric parallel signal 1087 from which the phase difference between the signal light and the local light is removed by digital signal processing is output. Finally, the electric parallel signal 1087 is input to the decoding unit 1039, and the electric parallel signal 1082 that has been identified and determined is output.

特開2009−135930号公報JP 2009-135930 A 特開2012−248944号公報JP 2012-248944 A 特開2010−268210号公報JP 2010-268210 A

デジタルコヒーレント方式では、2値位相変調方式と4値位相変調方式など複数の方式が使用されている。しかしながら、図6のDPS1033では、周波数オフセット補償部1037及び位相同期部1038は変復調方式に依存するため、異なる変復調方式を同一の光受信機103では受信できないという課題がある。   In the digital coherent method, a plurality of methods such as a binary phase modulation method and a quaternary phase modulation method are used. However, in the DPS 1033 of FIG. 6, the frequency offset compensation unit 1037 and the phase synchronization unit 1038 depend on the modulation / demodulation method, and therefore there is a problem that the same optical receiver 103 cannot receive different modulation / demodulation methods.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、変復調方式に依存せず光信号を受信できる光送受信機及び光受信機を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an optical transceiver and an optical receiver capable of receiving an optical signal without depending on a modulation / demodulation method.

この発明に係る光送受信機は、入力された電気信号を光信号に変換して出力する光送信機と、対向する光送信機から入力された光信号を電気信号に変換して出力する光受信機とを備え、光送信機は、入力された電気信号に誤り訂正符号を追加する誤り訂正部と、誤り訂正部により誤り訂正符号が追加された電気信号を差動符号化する差動符号化部と、光を発光する第1の光源と、差動符号化部により差動符号化された電気信号に応じて、第1の光源により発光された光を変調して光信号に変換する変調器とを備え、光受信機は、光を発光する第2の光源と、光送信機から入力された光信号と第2の光源からの光とをコヒーレント検波するコヒーレント検波部と、コヒーレント検波部によりコヒーレント検波された電気信号を差動検波する差動検波部と、差動検波部により差動検波された電気信号に対して誤り訂正処理を行う誤り訂正部と、誤り訂正部における誤り訂正数が最小となるように第2の光源により発光される光の周波数を調整する制御部とを備えたものである。   An optical transceiver according to the present invention includes an optical transmitter that converts an input electric signal into an optical signal and outputs the optical signal, and an optical receiver that converts an optical signal input from an opposite optical transmitter into an electric signal and outputs the electric signal. The optical transmitter includes an error correction unit that adds an error correction code to the input electrical signal, and differential encoding that differentially encodes the electrical signal to which the error correction code is added by the error correction unit A first light source that emits light, and a modulation that modulates the light emitted by the first light source and converts it into an optical signal in accordance with the electrical signal differentially encoded by the differential encoding unit The optical receiver includes: a second light source that emits light; a coherent detector that coherently detects an optical signal input from the optical transmitter and light from the second light source; and a coherent detector Differential for differential detection of electrical signals coherently detected by Light is emitted from the wave source, an error correction unit that performs error correction processing on the electrical signal differentially detected by the differential detection unit, and the second light source so that the number of error corrections in the error correction unit is minimized And a control unit that adjusts the frequency of light.

この発明によれば、上記のように構成したので、位相推定・周波数オフセット補償をDSP(デジタル信号プロセッサ)で行わず、周波数オフセットに対する許容量の大きい差動検波を行うことと、誤り訂正数に応じて第2の光源による光の周波数を調整することで、変調方式に依存せず光信号を受信できる効果がある。   According to the present invention, since it is configured as described above, phase estimation and frequency offset compensation are not performed by a DSP (digital signal processor), differential detection with a large tolerance for frequency offset is performed, and the number of error corrections is increased. Accordingly, by adjusting the frequency of light by the second light source, there is an effect that an optical signal can be received without depending on the modulation method.

この発明の実施の形態1に係る光送受信機の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical transmitter-receiver which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る光送信機の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the optical transmitter which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る光受信機の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the optical receiver which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る光送受信機の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical transmitter-receiver which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来のデジタルコヒーレント通信方式の光送受信機の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical transmitter / receiver of the conventional digital coherent communication system. 一般的なデジタル信号プロセッサの機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of a general digital signal processor.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1係る光送受信機1の概略構成を示す図である。
光送受信機1は、図1に示すように、光送信機2及び光受信機3から構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical transceiver 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the optical transceiver 1 includes an optical transmitter 2 and an optical receiver 3.

まず、光送信機2の構成について説明する。
光送信機2は、入力された送信電気信号51を送信光信号62に変換して出力するものである。この光送信機2は、誤り訂正部21、差動符号化部22、送信信号集約部23、ドライバ24、光源(第1の光源)25及び変調器26を備えている。
First, the configuration of the optical transmitter 2 will be described.
The optical transmitter 2 converts the input transmission electric signal 51 into a transmission optical signal 62 and outputs it. The optical transmitter 2 includes an error correction unit 21, a differential encoding unit 22, a transmission signal aggregation unit 23, a driver 24, a light source (first light source) 25, and a modulator 26.

誤り訂正部21は、外部から入力された送信電気信号51に、誤り訂正用のパリティ(誤り訂正符号)を追加するものである。この誤り訂正部21により誤り訂正符号が追加された電気信号(送信電気信号52)は差動符号化部22に出力される。   The error correction unit 21 adds a parity (error correction code) for error correction to the transmission electrical signal 51 input from the outside. The electric signal (transmission electric signal 52) to which the error correction code is added by the error correction unit 21 is output to the differential encoding unit 22.

差動符号化部22は、誤り訂正部21からの送信電気信号52を差動符号化するものである。この差動符号化部22により差動符号化された電気信号(差動符号化信号53)は送信信号集約部23に出力される。   The differential encoding unit 22 differentially encodes the transmission electrical signal 52 from the error correction unit 21. The electrical signal differentially encoded by the differential encoding unit 22 (differential encoded signal 53) is output to the transmission signal aggregating unit 23.

送信信号集約部23は、差動符号化部22からの差動符号化信号53を集約するものである。この送信信号集約部23により集約された電気信号(高速電気信号54)はドライバ24に出力される。   The transmission signal aggregating unit 23 aggregates the differential encoded signals 53 from the differential encoding unit 22. The electrical signal (high-speed electrical signal 54) aggregated by the transmission signal aggregating unit 23 is output to the driver 24.

ドライバ24は、送信信号集約部23からの高速電気信号54を増幅するものである。このドライバ24により増幅された電気信号(高速電気信号55)は変調器26に出力される。   The driver 24 amplifies the high-speed electrical signal 54 from the transmission signal aggregation unit 23. The electric signal (high-speed electric signal 55) amplified by the driver 24 is output to the modulator 26.

光源25は、CW光61を発光するものである。この光源25により発光されたCW光61は変調器26に出力される。   The light source 25 emits CW light 61. The CW light 61 emitted from the light source 25 is output to the modulator 26.

変調器26は、ドライバ24からの高速電気信号55に応じて、光源25からのCW光61を変調するものである。この変調器26により変調された光信号(送信光信号62)は外部(対向する光受信機3)に出力される。   The modulator 26 modulates the CW light 61 from the light source 25 in accordance with the high-speed electrical signal 55 from the driver 24. The optical signal (transmission optical signal 62) modulated by the modulator 26 is output to the outside (opposing optical receiver 3).

次に、光受信機3の構成について説明する。
光受信機3は、対向する光送信機2から入力された受信光信号72を受信電気信号85に変換して出力するものである。この光受信機3は、光源(第2の光源)31、コヒーレント検波部32、ADC部(アナログデジタル変換部)33、等価処理部34、差動検波部35、誤り訂正部36及び制御部37を備えている。
Next, the configuration of the optical receiver 3 will be described.
The optical receiver 3 converts the received optical signal 72 input from the opposing optical transmitter 2 into a received electrical signal 85 and outputs it. The optical receiver 3 includes a light source (second light source) 31, a coherent detection unit 32, an ADC unit (analog / digital conversion unit) 33, an equivalent processing unit 34, a differential detection unit 35, an error correction unit 36, and a control unit 37. It has.

光源31は、CW光を発光するものである。この光源31により発光されたCW光は局発光71としてコヒーレント検波部32に出力される。   The light source 31 emits CW light. The CW light emitted from the light source 31 is output as the local light 71 to the coherent detection unit 32.

コヒーレント検波部32は、外部(対向する光送信機2)から入力された受信光信号72と光源31からの局発光71とをコヒーレント検波するものである。このコヒーレント検波部32によりコヒーレント検波された電気信号(電気パラレル信号81)はADC部33に出力される。   The coherent detection unit 32 performs coherent detection on the received optical signal 72 input from the outside (opposing optical transmitter 2) and the local light 71 from the light source 31. The electrical signal (electrical parallel signal 81) coherently detected by the coherent detection unit 32 is output to the ADC unit 33.

ADC部33は、コヒーレント検波部32からの電気パラレル信号81に対してアナログデジタル変換を行い、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。このADC部33によりアナログデジタル変換された電気信号(デジタルパラレル信号82)は等価処理部34に出力される。   The ADC unit 33 performs analog-digital conversion on the electric parallel signal 81 from the coherent detection unit 32 and converts the analog signal into a digital signal. The electric signal (digital parallel signal 82) converted from analog to digital by the ADC unit 33 is output to the equivalent processing unit 34.

等価処理部34は、ADC部33からのデジタルパラレル信号82に対してデジタル信号処理を行い、波長分散等を補償するものである。この等価処理部34によりデジタル信号処理された電気信号(電気パラレル信号83)は差動検波部35に出力される。   The equivalent processing unit 34 performs digital signal processing on the digital parallel signal 82 from the ADC unit 33 to compensate for chromatic dispersion and the like. The electrical signal (electrical parallel signal 83) subjected to digital signal processing by the equivalent processing unit 34 is output to the differential detection unit 35.

差動検波部35は、等価処理部34からの電気パラレル信号83を差動検波するものである。この差動検波部35により差動検波された電気信号(電気パラレル信号84)は誤り訂正部36に出力される。   The differential detection unit 35 differentially detects the electric parallel signal 83 from the equivalent processing unit 34. The electric signal (electrical parallel signal 84) differentially detected by the differential detection unit 35 is output to the error correction unit 36.

誤り訂正部36は、差動検波部35からの電気パラレル信号84に対して誤り訂正処理を行うものである。この誤り訂正部36により誤り訂正処理された電気信号(受信電気信号85)は外部に出力される。   The error correction unit 36 performs error correction processing on the electrical parallel signal 84 from the differential detection unit 35. The electrical signal (received electrical signal 85) that has been subjected to error correction processing by the error correction unit 36 is output to the outside.

制御部37は、誤り訂正部36における誤り訂正数に応じて、光源31により発光されるCW光の周波数を調整するものである。この際、制御部37は、誤り訂正数が最小となるように光源31により発光されるCW光の周波数を制御することで、受信光信号72と局発光71の周波数オフセットを補償し、伝送品質を向上させる。   The control unit 37 adjusts the frequency of the CW light emitted from the light source 31 according to the number of error corrections in the error correction unit 36. At this time, the control unit 37 compensates for the frequency offset between the received optical signal 72 and the local light 71 by controlling the frequency of the CW light emitted by the light source 31 so that the number of error corrections is minimized, and thereby the transmission quality. To improve.

次に、上記のように構成された光送受信機1の動作について説明する。
まず、光送信機2の動作について、図2を参照しながら説明する。
光送信機2の動作では、図2に示すように、まず、誤り訂正部21は、外部から入力された送信電気信号51に誤り訂正符号を追加する(ステップST201)。この誤り訂正部21により誤り訂正符号が追加された電気信号(送信電気信号52)は差動符号化部22に出力される。
Next, the operation of the optical transceiver 1 configured as described above will be described.
First, the operation of the optical transmitter 2 will be described with reference to FIG.
In the operation of the optical transmitter 2, as shown in FIG. 2, first, the error correction unit 21 adds an error correction code to the transmission electric signal 51 input from the outside (step ST201). The electric signal (transmission electric signal 52) to which the error correction code is added by the error correction unit 21 is output to the differential encoding unit 22.

次いで、差動符号化部22は、誤り訂正部21からの送信電気信号52を差動符号化する(ステップST202)。この差動符号化部22により差動符号化された電気信号(差動符号化信号53)は送信信号集約部23に出力される。   Next, the differential encoding unit 22 differentially encodes the transmission electrical signal 52 from the error correction unit 21 (step ST202). The electrical signal differentially encoded by the differential encoding unit 22 (differential encoded signal 53) is output to the transmission signal aggregating unit 23.

次いで、送信信号集約部23は、差動符号化部22からの差動符号化信号53を集約する(ステップST203)。この送信信号集約部23により集約された電気信号(高速電気信号54)はドライバ24に出力される。   Next, the transmission signal aggregating unit 23 aggregates the differential encoded signals 53 from the differential encoding unit 22 (step ST203). The electrical signal (high-speed electrical signal 54) aggregated by the transmission signal aggregating unit 23 is output to the driver 24.

次いで、ドライバ24は、送信信号集約部23からの高速電気信号54を増幅する(ステップST204)。このドライバ24により増幅された電気信号(高速電気信号55)は変調器26に出力される。   Next, the driver 24 amplifies the high-speed electrical signal 54 from the transmission signal aggregation unit 23 (step ST204). The electric signal (high-speed electric signal 55) amplified by the driver 24 is output to the modulator 26.

一方、光源25は、CW光61を発光する(ステップST205)。この光源25により発光されたCW光61は変調器26に出力される。   On the other hand, the light source 25 emits CW light 61 (step ST205). The CW light 61 emitted from the light source 25 is output to the modulator 26.

次いで、変調器26は、ドライバ24からの高速電気信号55に応じて、光源25からのCW光61を変調する(ステップST206)。この変調器26により変調された光信号(送信光信号62)は外部に出力される。   Next, the modulator 26 modulates the CW light 61 from the light source 25 according to the high-speed electrical signal 55 from the driver 24 (step ST206). The optical signal (transmission optical signal 62) modulated by the modulator 26 is output to the outside.

次に、光送信機2の動作について、図3を参照しながら説明する。
光受信機3の動作では、図3に示すように、まず、光源31は、CW光を発光する(ステップST301)。この光源31により発光されたCW光は局発光71としてコヒーレント検波部32に出力される。
Next, the operation of the optical transmitter 2 will be described with reference to FIG.
In the operation of the optical receiver 3, as shown in FIG. 3, first, the light source 31 emits CW light (step ST301). The CW light emitted from the light source 31 is output as the local light 71 to the coherent detection unit 32.

次いで、コヒーレント検波部32は、外部から入力された受信光信号72と光源31からの局発光71とをコヒーレント検波する(ステップST302)。このコヒーレント検波部32によりコヒーレント検波された電気信号(電気パラレル信号81)はADC部33に出力される。   Next, the coherent detection unit 32 performs coherent detection on the received optical signal 72 input from the outside and the local light 71 from the light source 31 (step ST302). The electrical signal (electrical parallel signal 81) coherently detected by the coherent detection unit 32 is output to the ADC unit 33.

次いで、ADC部33は、コヒーレント検波部32からの電気パラレル信号81に対してアナログデジタル変換を行い、アナログ信号をデジタル信号に変換する(ステップST303)。このADC部33によりアナログデジタル変換された電気信号(デジタルパラレル信号82)は等価処理部34に出力される。   Next, the ADC unit 33 performs analog-to-digital conversion on the electric parallel signal 81 from the coherent detection unit 32, and converts the analog signal into a digital signal (step ST303). The electric signal (digital parallel signal 82) converted from analog to digital by the ADC unit 33 is output to the equivalent processing unit 34.

次いで、等価処理部34は、ADC部33からのデジタルパラレル信号82に対してデジタル信号処理を行い、波長分散等を補償する(ステップST304)。この等価処理部34によりデジタル信号処理された電気信号(電気パラレル信号83)は差動検波部35に出力される。   Next, the equivalent processing unit 34 performs digital signal processing on the digital parallel signal 82 from the ADC unit 33 to compensate for chromatic dispersion or the like (step ST304). The electrical signal (electrical parallel signal 83) subjected to digital signal processing by the equivalent processing unit 34 is output to the differential detection unit 35.

次いで、差動検波部35は、等価処理部34からの電気パラレル信号83を差動検波する(ステップST305)。ここで、差動検波は、ある時刻の信号と1シンボル前の信号との位相差を検出することで行い、これにより電気パラレル信号84に復調する。この差動検波部35により復調された電気パラレル信号84は誤り訂正部36に出力される。   Next, the differential detection unit 35 differentially detects the electrical parallel signal 83 from the equivalent processing unit 34 (step ST305). Here, differential detection is performed by detecting a phase difference between a signal at a certain time and a signal one symbol before, and thereby, the electric parallel signal 84 is demodulated. The electric parallel signal 84 demodulated by the differential detection unit 35 is output to the error correction unit 36.

次いで、誤り訂正部36は、差動検波部35からの電気パラレル信号84に対して誤り訂正処理を行う(ステップST306)。この誤り訂正部36により誤り訂正処理された電気信号(受信電気信号85)は外部に出力される。   Next, the error correction unit 36 performs error correction processing on the electrical parallel signal 84 from the differential detection unit 35 (step ST306). The electrical signal (received electrical signal 85) that has been subjected to error correction processing by the error correction unit 36 is output to the outside.

次いで、制御部37は、誤り訂正部36における誤り訂正数に応じて、光源31により発光されるCW光の周波数を調整する(ステップST307)。この際、制御部37は、誤り訂正数が最小となるように光源31により発光されるCW光の周波数を制御することで、受信光信号72と局発光(CW光)71の周波数オフセットを補償し、伝送品質を向上させる。   Next, the control unit 37 adjusts the frequency of the CW light emitted from the light source 31 according to the number of error corrections in the error correction unit 36 (step ST307). At this time, the control unit 37 compensates for the frequency offset between the received light signal 72 and the local light (CW light) 71 by controlling the frequency of the CW light emitted by the light source 31 so that the number of error corrections is minimized. And improve transmission quality.

ここで、従来のデジタルコヒーレント通信方式の光受信機3では、デジタル信号処理による周波数オフセット補償・位相同期が変調方式に依存するため、変調方式が異なる受信光信号は受信できない。それに対して、本発明の光受信機3では、差動検波及び誤り訂正数に応じて周波数オフセットを補償することによって、変調方式によらない光信号を受信できる効果がある。   Here, in the optical receiver 3 of the conventional digital coherent communication system, frequency offset compensation / phase synchronization by digital signal processing depends on the modulation system, and therefore, received optical signals having different modulation systems cannot be received. On the other hand, the optical receiver 3 of the present invention has an effect of receiving an optical signal that does not depend on the modulation method by compensating the frequency offset according to the differential detection and the number of error corrections.

なお、本実施の形態の光送信機2の変調方式は2値位相変調方式、4値位相変調方式など各種のデジタルコヒーレント通信方式にも適用できる。   Note that the modulation scheme of the optical transmitter 2 of the present embodiment can also be applied to various digital coherent communication schemes such as a binary phase modulation scheme and a quaternary phase modulation scheme.

以上のように、この実施の形態1によれば、光送信機2は、入力された電気信号に誤り訂正符号を追加する誤り訂正部21と、誤り訂正部21により誤り訂正符号が追加された電気信号を差動符号化する差動符号化部22と、光を発光する光源25と、差動符号化部22により差動符号化された電気信号に応じて、光源25により発光された光を変調して光信号に変換する変調器26とを備え、光受信機3は、光を発光する光源31と、光送信機2から入力された光信号と光源31からの光とをコヒーレント検波するコヒーレント検波部32と、コヒーレント検波部32によりコヒーレント検波された電気信号を差動検波する差動検波部35と、差動検波部35により差動検波された電気信号に対して誤り訂正処理を行う誤り訂正部36と、誤り訂正部36における誤り訂正数が最小となるように光源31により発光される光の周波数を調整する制御部37とを備えるように構成したので、位相推定・周波数オフセット補償をDSP(デジタル信号プロセッサ)で行わず、周波数オフセットに対する許容量の大きい差動検波を行うことと、誤り訂正数に応じて光源31によるCW光の周波数を調整することで、変調方式に依存せず光信号を受信できる効果がある。   As described above, according to the first embodiment, the optical transmitter 2 includes the error correction unit 21 that adds an error correction code to the input electrical signal, and the error correction unit 21 added the error correction code. A differential encoding unit 22 that differentially encodes an electrical signal, a light source 25 that emits light, and light emitted by the light source 25 according to the electrical signal differentially encoded by the differential encoding unit 22 The optical receiver 3 includes a light source 31 that emits light, a coherent detection of the optical signal input from the optical transmitter 2 and the light from the light source 31. The coherent detection unit 32, the differential detection unit 35 for differential detection of the electrical signal coherently detected by the coherent detection unit 32, and the error correction processing for the electrical signal differentially detected by the differential detection unit 35 An error correction unit 36 to perform, And a control unit 37 that adjusts the frequency of light emitted from the light source 31 so that the number of error corrections in the correction unit 36 is minimized. Therefore, phase estimation / frequency offset compensation is performed by a DSP (digital signal processor). ), And by performing differential detection with a large tolerance for frequency offset and adjusting the frequency of CW light by the light source 31 according to the number of error corrections, an optical signal can be received without depending on the modulation method. effective.

実施の形態2.
実施の形態1では、光送信機2及び光受信機3にそれぞれ一つずつ光源25,31を備えた場合について示した。それに対して、実施の形態2では、光源31の出力光を分岐して、その分岐光を光送信機2のCW光61と光受信機3の局発光71として用いる場合について示す。
図4はこの発明の実施の形態2係る光送受信機1の概略構成を示す図である。図4に示す実施の形態2に係る光送受信機1は、図1に示す実施の形態1に係る光送受信機1の光送信機2から光源25を削除し、光受信機3に光分岐部38を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the optical transmitter 2 and the optical receiver 3 are provided with the light sources 25 and 31, respectively, has been described. In contrast, the second embodiment shows a case where the output light of the light source 31 is branched and the branched light is used as the CW light 61 of the optical transmitter 2 and the local light 71 of the optical receiver 3.
4 is a diagram showing a schematic configuration of an optical transceiver 1 according to Embodiment 2 of the present invention. The optical transceiver 1 according to the second embodiment shown in FIG. 4 deletes the light source 25 from the optical transmitter 2 of the optical transceiver 1 according to the first embodiment shown in FIG. 38 is added. Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

光分岐部38は、光源31により発光されたCW光を2分岐するものである。この光分岐部38により2分岐された一方のCW光はCW光61として変調器26に出力され、もう一方のCW光は局発光71としてコヒーレント検波部32に出力される。   The light branching unit 38 splits the CW light emitted from the light source 31 into two. One CW light branched into two by this optical branching unit 38 is output to the modulator 26 as CW light 61, and the other CW light is output to the coherent detection unit 32 as local light 71.

ここで、光源31からの光を2分岐してCW光61及び局発光71として用い、光源31によるCW光の周波数を制御部37にて調整することで、光受信機3における周波数オフセットを補償するだけでなく、光送信機2のCW光61も同時に調整できる。そのため、対向する光送受信機1に合わせて送受両方調整することで、対向する光送受信機1の周波数オフセット補償方法によらずに、調整時間の短縮及び最適な伝送特性を実現できる効果が得られる。   Here, the light from the light source 31 is branched into two to be used as the CW light 61 and the local light 71, and the frequency of the CW light from the light source 31 is adjusted by the control unit 37, thereby compensating for the frequency offset in the optical receiver 3. In addition, the CW light 61 of the optical transmitter 2 can be adjusted at the same time. Therefore, by adjusting both transmission and reception according to the facing optical transceiver 1, it is possible to obtain an effect that the adjustment time can be shortened and optimum transmission characteristics can be realized regardless of the frequency offset compensation method of the facing optical transceiver 1. .

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

1 光送受信機、2 光送信機、3 光受信機、21 誤り訂正部、22 差動符号化部、23 送信信号集約部、24 ドライバ、25 光源(第1の光源)、26 変調器、31 光源(第2の光源)、32 コヒーレント検波部、33 ADC部(アナログデジタル変換部)、34 等価処理部、35 差動検波部、36 誤り訂正部、37 制御部、38 光分岐部、51,52 送信電気信号、53 差動符号化信号、54,55 高速電気信号、61 CW光、62 送信光信号、71 局発光、72 受信光信号、81,83,84 電気パラレル信号、82 デジタルパラレル信号、85 受信電気信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical transmitter / receiver, 2 Optical transmitter, 3 Optical receiver, 21 Error correction part, 22 Differential encoding part, 23 Transmission signal aggregation part, 24 Driver, 25 Light source (1st light source), 26 Modulator, 31 Light source (second light source), 32 coherent detection unit, 33 ADC unit (analog / digital conversion unit), 34 equivalent processing unit, 35 differential detection unit, 36 error correction unit, 37 control unit, 38 optical branching unit, 51, 52 Transmission electrical signal, 53 Differential encoding signal, 54, 55 High-speed electrical signal, 61 CW light, 62 Transmission optical signal, 71 Local light emission, 72 Reception optical signal, 81, 83, 84 Electrical parallel signal, 82 Digital parallel signal , 85 Received electrical signal.

Claims (3)

入力された電気信号を光信号に変換して出力する光送信機と、対向する前記光送信機から入力された光信号を電気信号に変換して出力する光受信機とを備えた光送受信機において、
前記光送信機は、
前記入力された電気信号に誤り訂正符号を追加する誤り訂正部と、
前記誤り訂正部により誤り訂正符号が追加された電気信号を差動符号化する差動符号化部と、
光を発光する第1の光源と、
前記差動符号化部により差動符号化された電気信号に応じて、前記第1の光源により発光された光を変調して前記光信号に変換する変調器とを備え、
前記光受信機は、
光を発光する第2の光源と、
前記光送信機から入力された光信号と前記第2の光源からの光とをコヒーレント検波するコヒーレント検波部と、
前記コヒーレント検波部によりコヒーレント検波された電気信号を差動検波する差動検波部と、
前記差動検波部により差動検波された電気信号に対して誤り訂正処理を行う誤り訂正部と、
前記誤り訂正部における誤り訂正数が最小となるように前記第2の光源により発光される光の周波数を調整する制御部とを備えた
ことを特徴とする光送受信機。
An optical transceiver comprising: an optical transmitter that converts an input electric signal into an optical signal and outputs the optical signal; and an optical receiver that converts an optical signal input from the opposite optical transmitter into an electric signal and outputs the electric signal. In
The optical transmitter is
An error correction unit for adding an error correction code to the input electrical signal;
A differential encoding unit that differentially encodes the electrical signal to which an error correction code is added by the error correction unit;
A first light source that emits light;
A modulator that modulates the light emitted by the first light source and converts it into the optical signal in response to the electrical signal differentially encoded by the differential encoding unit;
The optical receiver is:
A second light source that emits light;
A coherent detection unit for coherently detecting the optical signal input from the optical transmitter and the light from the second light source;
A differential detector for differentially detecting the electrical signal coherently detected by the coherent detector;
An error correction unit for performing error correction processing on the electrical signal differentially detected by the differential detection unit;
An optical transceiver comprising: a control unit that adjusts a frequency of light emitted from the second light source so that the number of error corrections in the error correction unit is minimized.
前記第1の光源に代えて、前記第2の光源により発光された光を2分岐する光分岐部を備え、
前記変調器は、前記光分岐部により2分岐された一方の光を用い、
前記コヒーレント検波部は、前記光分岐部により2分岐されたもう一方の光を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の光送受信機。
In place of the first light source, a light branching unit that branches the light emitted from the second light source into two parts,
The modulator uses one light branched into two by the light branching unit,
The optical transceiver according to claim 1, wherein the coherent detection unit uses the other light branched into two by the optical branching unit.
入力された光信号を電気信号に変換して出力する光受信機において、
光を発光する第2の光源と、
対向する光送信機により誤り訂正符号が追加され差動符号化された電気信号に応じて変調された前記光信号と、前記第2の光源からの光とをコヒーレント検波するコヒーレント検波部と、
前記コヒーレント検波部によりコヒーレント検波された電気信号を差動検波する差動検波部と、
前記差動検波部により差動検波された電気信号に対して誤り訂正処理を行う誤り訂正部と、
前記誤り訂正部における誤り訂正数が最小となるように前記第2の光源により発光される光の周波数を調整する制御部とを備えた
ことを特徴とする光受信機。
In an optical receiver that converts an input optical signal into an electrical signal and outputs it,
A second light source that emits light;
A coherent detector for coherently detecting the optical signal modulated according to the differentially encoded electrical signal added with an error correction code by an opposing optical transmitter, and the light from the second light source;
A differential detector for differentially detecting the electrical signal coherently detected by the coherent detector;
An error correction unit for performing error correction processing on the electrical signal differentially detected by the differential detection unit;
An optical receiver comprising: a control unit that adjusts a frequency of light emitted from the second light source so that the number of error corrections in the error correction unit is minimized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102535830B1 (en) * 2023-04-11 2023-05-26 주식회사 수산이앤에스 A system for testing optical converter
WO2025046871A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-06 日本電信電話株式会社 Optical communication device, optical communication system, and frequency offset compensation method

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