JP4908483B2 - Signal transmitting apparatus and signal transmitting method - Google Patents
Signal transmitting apparatus and signal transmitting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4908483B2 JP4908483B2 JP2008297024A JP2008297024A JP4908483B2 JP 4908483 B2 JP4908483 B2 JP 4908483B2 JP 2008297024 A JP2008297024 A JP 2008297024A JP 2008297024 A JP2008297024 A JP 2008297024A JP 4908483 B2 JP4908483 B2 JP 4908483B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- unit
- optical
- frequency
- fourier transform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Description
本発明は、シングルキャリア信号の信号送信装置及び信号送信方法に関する。 The present invention relates to a signal transmission apparatus and signal transmission method for a single carrier signal.
従来、シングルキャリアを用いた通信システムにおける無線送信装置では、広帯域の信号をそのまま変調して送信していた(例えば、非特許文献1参照)。
近年、光通信のような広帯域伝送においてシングルキャリアを用いることが検討されている。
しかし、従来の技術では、一括して信号処理を行っていたため、変調回路・逆フーリエ変換・GI(ガードインターバル)挿入回路の処理速度や、D/A(デジタル/アナログ)コンバータ・周波数変換回路の動作速度によってデータレートが制限されてしまい、それ以上に高速な処理をリアルタイムに行うことはできなかった。
そこで、伝送帯域を分割して複数のチャネルに分け、複数の高速フーリエ変換器および逆高速フーリエ変換器を用いて変調信号を生成することが考えられるが、このような方法では、周波数変換した後に他チャネルへの干渉が生じてしまい、伝送品質の劣化を招いてしまう。また干渉を避けるためにはチャネルの周波数間隔を十分離す必要があり、周波数利用効率が低下する。
In recent years, it has been studied to use a single carrier in broadband transmission such as optical communication.
However, since the signal processing is performed collectively in the conventional technology, the processing speed of the modulation circuit, inverse Fourier transform, GI (guard interval) insertion circuit, D / A (digital / analog) converter, frequency conversion circuit The data rate was limited by the operating speed, and it was not possible to perform processing faster than that in real time.
Therefore, it is conceivable to divide the transmission band into a plurality of channels and generate a modulation signal using a plurality of fast Fourier transformers and inverse fast Fourier transformers. Interference with other channels will occur, leading to degradation of transmission quality. Further, in order to avoid interference, it is necessary to sufficiently separate the channel frequency intervals, and the frequency utilization efficiency is lowered.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、シングルキャリアを用いた、リアルタイムかつ高品質の広帯域伝送が可能な信号送信装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a signal transmission apparatus and method capable of high-speed broadband transmission in real time using a single carrier.
本発明の信号送信装置は、多波長光源と、前記多波長光源から出力される複数の光キャリアを設定された波長帯域に分波する光分波部と、それぞれが、入力されるシリアル信号を、チャネルに対応した複数のパラレル信号に変換し、各チャネルの信号を合成した合成信号を出力する複数のシングルキャリア信号生成部と、前記波長帯域毎に設けられ、対応するシングルキャリア信号生成部からの合成信号により前記波長帯域の光を変調して光信号として出力する複数の光変調器と、前記波長帯域毎に対応する前記各光変調器の変調した前記光信号を合波する光合波部とを有し、前記シングルキャリア信号生成部が、入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換部と、それぞれがチャネルに対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するチャネルの信号を生成する複数の処理部と、前記複数の処理部によって生成された各チャネルの信号を合成して信号を生成する合成部と、を備え、前記複数の各処理部が、各パラレル信号を自身に対応するチャネルへ変調する入力信号変調部と、前記入力信号変調部によって変調された信号にフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部によりフーリエ変換が行われた信号に対して、当該信号の帯域制限行う、信号伝達に必要な帯域外の周波数に0の周波数成分を挿入するゼロ挿入部、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳するフィルタリング部と、前記ゼロ挿入部により0の周波数成分が挿入された信号、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するチャネルの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するチャネルが使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタとを備え、前記合成部は、前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記信号を生成する、ことを特徴とする。 The signal transmission device of the present invention includes a multi-wavelength light source, an optical demultiplexing unit that demultiplexes a plurality of optical carriers output from the multi-wavelength light source into a set wavelength band, and each of which receives an input serial signal. A plurality of single carrier signal generation units that convert a plurality of parallel signals corresponding to the channels and output a combined signal obtained by synthesizing the signals of the respective channels; and a corresponding single carrier signal generation unit provided for each wavelength band. A plurality of optical modulators that modulate the light in the wavelength band with the combined signal and output as optical signals, and an optical multiplexing unit that combines the optical signals modulated by the optical modulators corresponding to the wavelength bands possess the door, the single-carrier signal generating unit includes a serial-parallel converter for converting an input signal into a plurality of parallel signals, each corresponding to the channel, the plurality of parallel signals On the other hand, a plurality of processing units that generate signals of channels corresponding to itself, and a combining unit that generates signals by combining the signals of the respective channels generated by the plurality of processing units, Each processing unit modulates each parallel signal into a channel corresponding to itself, a Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the signal modulated by the input signal modulation unit, and a Fourier transform by the Fourier transform unit A zero insertion unit that inserts a frequency component of 0 into a frequency outside the band necessary for signal transmission, or a filtering unit that superimposes a transfer function of a band limitation filter, , The inverse frequency transform that performs inverse Fourier transform on the signal in which the zero frequency component is inserted by the zero insertion unit or the signal on which the transfer function of the band limiting filter is superimposed. A Rie transform unit, a digital / analog conversion unit that converts a signal subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit into an analog signal synchronized with other processing units, and an analog signal converted by the digital / analog conversion unit A frequency conversion unit that converts the frequency of the signal so that the center frequency of the frequency band of the signal is the center frequency of the frequency band of the channel corresponding to the processing unit, and the signal frequency-converted by the frequency conversion unit A band pass filter that extracts a signal in a frequency band used by a channel corresponding to the processing unit, and the synthesizing unit generates the signal by synthesizing the signals extracted by the band pass filter. It is characterized by.
本発明の信号送信装置は、前記複数の各処理部が、逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部をさらに備えることを特徴とする。 The signal transmission device according to the present invention is characterized in that each of the plurality of processing units further includes a guard interval insertion unit that inserts a guard interval into a signal that has been subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit.
本発明の信号送信装置は、前記複数の各処理部は、前記ガードインターバル挿入部によりガードインターバルが挿入された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目にスムージング処理を行うスムージング部をさらに備えることを特徴とする。 The signal transmission device according to the present invention is characterized in that each of the plurality of processing units further includes a smoothing unit that performs a smoothing process at a joint between Fourier transform blocks of the signal in which the guard interval is inserted by the guard interval insertion unit. To do.
本発明の信号送信装置は、前記光変調器が強度変調器であることを特徴とする。 In the signal transmission device of the present invention, the optical modulator is an intensity modulator.
本発明の信号送信装置は、前記光変調器が光直交変調器であることを特徴とする。 The signal transmission apparatus according to the present invention is characterized in that the optical modulator is an optical quadrature modulator.
本発明の信号送信方法は、シングルキャリア信号を送信する信号送信装置による信号送信方法であり、多波長光源が複数の光キャリアを出力する過程と、光分波部が前記多波長光源から出力される複数の光キャリアを設定された波長帯域に分波する光分波過程と、複数のシングルキャリア信号生成部それぞれが、入力されるシリアル信号をチャネルに対応したパラレル信号に変換して、合成信号を出力するシングルキャリア信号生成過程と、光変調器が前記波長帯域毎に設けられ、対応するシングルキャリア信号生成部からの合成信号により前記波長帯域の光を前記光変調器により変調して光信号として出力する光変調過程と、光合波部が前記波長帯域毎に対応する前記各光変調器の変調した前記光信号を合波する光合波過程とを有し、前記シングルキャリア信号生成過程が、シリアルパラレル変換部が入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換過程と、複数の処理部のそれぞれがチャネルに対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するチャネルの信号を生成する複数の処理過程と、合成部が前記複数の処理部によって生成された各チャネルの信号を合成して信号を生成する合成過程と、を有し、前記複数の各処理過程が、入力信号変調部が各パラレル信号を自身に対応するチャネルへ変調する入力信号変調過程と、フーリエ変換部が前記入力信号変調過程によって変調された信号にフーリエ変換を行うフーリエ変換過程と、ゼロ挿入部が前記フーリエ変換部によりフーリエ変換が行われた信号に対して、当該信号の帯域制限行う、信号伝達に必要な帯域外の周波数に0の周波数成分を挿入するゼロ挿入過程、もしくはフィルタリング部が帯域制限フィルタの伝達関数を重畳するフィルタリング過程と、逆フーリエ変換部が前記ゼロ挿入部により0の周波数成分が挿入された信号、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換過程と、デジタルアナログ変換部が前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換過程と、周波数変換部が前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するチャネルの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換過程
と、バンドパスフィルタが前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するチャネルが使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ過程とを備え、前記合成過程において、前記合成部が前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記信号を生成する、ことを特徴とする。
The signal transmission method of the present invention is a signal transmission method by a signal transmission device that transmits a single carrier signal, and a process in which a multi-wavelength light source outputs a plurality of optical carriers, and an optical demultiplexing unit is output from the multi-wavelength light source. The optical demultiplexing process of demultiplexing a plurality of optical carriers into a set wavelength band, and each of a plurality of single carrier signal generation units converts an input serial signal into a parallel signal corresponding to a channel, and a combined signal And a single-carrier signal generation process, and an optical modulator is provided for each wavelength band, and the optical signal is modulated by the optical modulator using the combined signal from the corresponding single-carrier signal generation unit. a light modulation step of outputting as, optical multiplexing unit possess an optical multiplexing step of multiplexing the optical signal the modulated for each light modulator corresponding to each of the wavelength bands, the The single carrier signal generation process includes a serial / parallel conversion process in which the serial / parallel conversion unit converts an input signal into a plurality of parallel signals, and each of the plurality of processing units corresponds to a channel. a plurality of process for generating the signal of the corresponding channel to the combining unit is closed and a synthetic process of generating a synthesized to signal a signal of each channel generated by said plurality of processing units, said plurality of Each processing process includes an input signal modulation process in which the input signal modulation unit modulates each parallel signal into a channel corresponding to itself, and a Fourier transform process in which the Fourier transform unit performs a Fourier transform on the signal modulated by the input signal modulation process. And the zero insertion unit performs band limitation of the signal on which the Fourier transform is performed by the Fourier transform unit, for signal transmission. A zero insertion process for inserting a zero frequency component into a frequency outside the required band, or a filtering process in which the filtering unit superimposes the transfer function of the band limiting filter, and the inverse Fourier transform unit generates a zero frequency component by the zero insertion unit. An inverse Fourier transform process for performing an inverse Fourier transform on the inserted signal or a signal on which a transfer function of a band limiting filter is superimposed, and a signal obtained by performing an inverse Fourier transform on the digital analog converter by the inverse Fourier transform unit, A digital-analog conversion process for converting into an analog signal synchronized with another processing unit, and a signal whose frequency conversion unit has converted into an analog signal by the digital-analog conversion unit, the center frequency of the frequency band of the signal is the processing unit Frequency conversion process to convert the frequency to the center frequency of the frequency band of the channel corresponding to
And a band-pass filter process for extracting a signal in a frequency band used by a channel corresponding to the processing unit from a signal whose frequency is converted by the frequency conversion unit. The unit synthesizes the signals extracted by the bandpass filter to generate the signal .
以上説明したように、フーリエ変換が行われた信号の周波数帯域外の周波数に0の周波数成分を挿入することにより、従来のアナログフィルタのみでは実現困難な急峻なバンドパスフィルタを実現して、チャネル毎に分割した帯域の外側からの干渉を除去することが可能となり、この干渉を除去した各チャネルを周波数変換して合成することによって、リアルタイムかつ高品質の広帯域伝送を実現することができる。また、0挿入やガードインターバル挿入、スムージング処理をチャネル毎に並行して行うため、遅いクロックにより動作させることも可能である。 As described above, by inserting a frequency component of 0 to a frequency outside the frequency band of the signal subjected to Fourier transform, a steep bandpass filter that is difficult to realize with only a conventional analog filter is realized, and the channel Interference from the outside of the band divided every time can be removed, and real-time and high-quality broadband transmission can be realized by frequency-converting and synthesizing each channel from which this interference has been removed. Moreover, since zero insertion, guard interval insertion, and smoothing processing are performed in parallel for each channel, it is possible to operate with a slow clock.
また、本発明によれば、本発明によれば、多波長光源を用いたことによるさらなる効果として、複数の波長帯域を用いることができ、それぞれの波長帯域に対し、それぞれシングルキャリア信号生成部を対応させることにより、シングルキャリア光を送信する帯域を増加させることができ、光ファイバーにおける伝送容量を増加させ、リアルタイムかつ高品質の広帯域伝送を可能とすることもできる。
また、本発明によれば、同一の多波長光源から複数の波長帯域の光を生成するため、各光信号の帯域を重ねさせることもなく、また各光信号の位相を容易に合わせることも可能となり、高品質の広帯域伝送を可能とすることができる。
Further, according to the present invention, according to the present invention, as a further effect of using a multi-wavelength light source, a plurality of wavelength bands can be used, and a single carrier signal generation unit is provided for each wavelength band. Corresponding to this, it is possible to increase the bandwidth for transmitting single carrier light, increase the transmission capacity of the optical fiber, and enable real-time and high-quality broadband transmission.
In addition, according to the present invention, since light of a plurality of wavelength bands is generated from the same multi-wavelength light source, it is possible to easily match the phases of the optical signals without overlapping the bands of the optical signals. Thus, high-quality broadband transmission can be realized.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による信号送信装置の構成を示すブロック図である。同図において、信号送信装置は、バイナリデータを広帯域周波数の出力信号に変調する信号生成回路100と、固定の周波数間隔にて複数の光キャリアを発生する多波長光源101と、多波長光源101から放射される波長λi(i=1〜n)の光キャリアを各波長帯域毎に分波する光分波器102と、光キャリアλiに対応し、電気信号であるシングルキャリア信号を光キャリアλiに重畳し光信号を出力する光変調器103−i(i=1〜n)と、各光変調器103−i(i=1〜n)により変調されたシングルキャリア信号の光路長差を補正する位相調整部104−i(i=1〜n)と、各位相調整部104−iにより光路長差が補正された光信号を合波する光合波部105とを有している。上記信号生成回路100は、上記各光変調器103−i(i=1〜n)に対応したシングルキャリア信号生成回路100−i(i=1〜n)から構成されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, a signal transmission apparatus includes a
多波長光源101により生成される光キャリア群は、各々の位相が高い精度で同期しており、各周波数に分波し変調をかけた後、合波しても各キャリアの位相が高い精度で同期を保っているため、ブロック間の位相雑音が低く、広帯域なシングルキャリア信号を生成できる。従来は、シングルキャリア信号生成回路(シングルキャリア信号生成部)の演算回路やD/A(デジタル/アナログ)変換器、増幅器の動作速度などの要因により、高速なシングルキャリア信号を合成するためには多波長光源で発生させる光のキャリア数を増やす必要があった。本実施形態ではシングルキャリア信号生成回路100−iにおいて電気回路による多重を行うため、従来技術よりも多波長光源で発生させる波長数を抑えることができ、送信シングルキャリア信号のS/N比を良好なものにすることができる。
The optical carrier group generated by the
以下に、多波長光源101の構成例について説明する。多波長光源101は、以下に示す(1)〜(5)のように構成することができる。
Below, the structural example of the
(1)強度変調器を用いた構成;
多波長光源101として、マッハツェンダー型光変調器を用い、バイアス点ミニマムで正弦波駆動する。光源から出力され、マッハツェンダー型光変調器に入力される光の周波数をfc、マッハツェンダー型変調器を駆動する正弦波の周波数をΔfとすると、マッハツェンダー型変調器から出力される光キャリアs(t)は、以下の式に示す波長帯域の光信号のようになる。つまり、光源から出力された周波数fcの光は、周波数fcを中心とした側波帯fc+Δf、fc−Δfのバンドに変調される。
s(t)=cos(2πfct)×cos(2πΔft)
=cos(2π(fc+Δf)t)+cos(2π(fc−Δf)t)
(1) Configuration using an intensity modulator;
A Mach-Zehnder type optical modulator is used as the
s (t) = cos (2πfct) × cos (2πΔft)
= Cos (2π (fc + Δf) t) + cos (2π (fc−Δf) t)
(2)位相変調器を用いた構成;
多波長光源101として、光の位相変調器を用い、当該位相変調器を正弦波駆動する。光源の周波数をfc、位相変調器の駆動周波数をΔfとすると、位相変調器により、周波数fc,fc+Δf,fc−Δfの3つのキャリアが生成できる。また、変調指数(位相変調において,変調周波数と周波数デビエーション(入力周波数)との比を)を変化させることにより、周波数fcを中心にn本の光キャリアを生成することができる。
(2) Configuration using a phase modulator;
A light phase modulator is used as the
(3)強度変調器及び位相変調器を用いた構成;
図2は、多波長光源101を、強度変調器及び位相変調器を用いて構成した場合の例を示している。同図において、光マッハツェンダー型光変調器などの強度変調器(IM)12は、周波数Δfの正弦波により駆動され、光源11からの光を変調し、2本の光キャリアを生成する。位相変調器(PM)13は、強度変調器12から出力された2本の光キャリアを周波数Δfにより位相変調して、各光キャリアから3本のキャリアを生成する。(2)に示したように、変調指数を調整することにより、周波数fcを中心にn本の光キャリアを生成することができる。
(3) Configuration using an intensity modulator and a phase modulator;
FIG. 2 shows an example in which the
(4)高非線形ファイバを用いた構成;
図3は、多波長光源101を、高非線形ファイバを用いて構成した場合の例を示している。同図においては、複数の波長で位相をそろえて同時に発振させるモード同期レーザー16からの光キャリアを、光増幅器17により増幅し、高非線形ファイバ18内で、非線形光学効果である自己位相変調を発生させ、モード同期レーザー16から出力された複数の波長の光を種光として、さらに多くの光キャリアを生成する。
(4) Configuration using highly nonlinear fiber;
FIG. 3 shows an example in which the multi-wavelength
(5)位相変調器と分散媒質を用いた構成;
図4に、多波長光源101を位相変調器と分散媒質により構成した場合の例を示している。
同図において、位相変調器22は、光源21からの光キャリアを周波数Δfの正弦波により位相変調し、分散付加部23は、分散媒質により、位相変調器22から出力された光キャリアに分散を付加し、さらに、位相変調器25は、位相シフタ24により位相が調整された周波数Δfの正弦波により、分散付加部23から出力された光キャリアを変調する。
(5) Configuration using a phase modulator and a dispersion medium;
FIG. 4 shows an example in which the multi-wavelength
In the figure, a phase modulator 22 performs phase modulation on an optical carrier from a
次に、図5を用いて、図1に示すシングルキャリア信号生成回路100−i(i=1〜n)の構成について説明する。以下の説明において、多波長光源101は、上述した(3)の構成とする。
この図5において、S/P(シリアルパラレル)変換回路110は、信号生成回路100における各シングルキャリア信号生成回路100−iへ入力されたバイナリデータの入力信号をパラレル信号に変換して変調回路111−k(k=1〜m)へ出力する。
Next, the configuration of the single carrier signal generation circuit 100-i (i = 1 to n) shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the following description, the multi-wavelength
In FIG. 5, an S / P (serial parallel)
変調回路111−k(k=1〜m)はそれぞれ、シングルキャリア信号のチャネルに対応しており、所定の変調方式により、S/P変換回路110から入力された信号をチャネル毎に変調する。なお、この変調回路111−k(k=1〜m)はそれぞれ、シングルキャリア信号のチャネルに対応しており、所定のシングルキャリア変調方式により、S/P変換回路110から入力された信号をチャネル毎に変調する。なお、以下では、変調回路111−kそれぞれに対応したチャネルをそれぞれチャネルkと記載する。
Each of the modulation circuits 111-k (k = 1 to m) corresponds to a channel of a single carrier signal, and modulates a signal input from the S /
フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)は、変調回路111−kにより変調された信号にフーリエ変換を行う。0挿入回路113−k(k=1〜m)は、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)によりフーリエ変換された信号の信号伝送周波数帯域の外の周波数帯に「0」の周波数成分を挿入する。なお、この0挿入回路113−k(k=1〜m)は、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)によりフーリエ変換された信号の信号伝送周波数帯域の外の周波数帯であって、信号伝送周波数帯域に隣接する周波数帯に「0」の周波数成分を挿入する。
また、0挿入回路113−k(k=1〜m)の代わりに、ルートナイキストフィルタのような帯域制限フィルタを用いることにより、隣接するチャネル間における干渉を低減することもできる。
The Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) performs Fourier transform on the signal modulated by the modulation circuit 111-k. The 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m) has a frequency of “0” in a frequency band outside the signal transmission frequency band of the signal subjected to Fourier transform by the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m). Insert ingredients. The 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m) is a frequency band outside the signal transmission frequency band of the signal subjected to the Fourier transform by the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m). The frequency component of “0” is inserted into the frequency band adjacent to the signal transmission frequency band.
Further, by using a band limiting filter such as a root Nyquist filter instead of the 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m), interference between adjacent channels can be reduced.
逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)は、0挿入回路113−kにより0の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う。GI(ガードインターバル)挿入回路115−k(k=1〜m)は、逆フーリエ変換回路114−kによって逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入する。受信機の構成に応じて、GI挿入回路115−kは省略することができる。スムージング回路116−k(k=1〜m)は、フーリエ変換ブロック間のつなぎ目に対して、デジタル信号処理によりスムージングをかける。D/A変換回路117−k(k=1〜m)は、共通クロック21によるクロックを用いて、デジタル信号を同期したアナログ信号に変換する。なお、共通クロック121は、上記クロックを多波長光源101における強度変調器12及び位相変調器13に対しても出力し、同期を取っている。
The inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m) performs inverse Fourier transform on the signal in which the zero frequency component is inserted by the zero insertion circuit 113-k. The GI (guard interval) insertion circuit 115-k (k = 1 to m) inserts a guard interval into the signal subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform circuit 114-k. Depending on the configuration of the receiver, the GI insertion circuit 115-k can be omitted. The smoothing circuit 116-k (k = 1 to m) applies smoothing by digital signal processing to the joints between the Fourier transform blocks. The D / A conversion circuit 117-k (k = 1 to m) converts the digital signal into a synchronized analog signal using the clock by the
周波数変換回路118−k(k=1〜m)は、局部発振器122からの発振信号を用いて、アナログ信号の周波数を変換する。なお、この局部発振器122は、上記発信信号を多波長光源101における強度変調器12及び位相変調器13に対しても出力し、同期を取っている。このとき、D/A変換回路117−kから出力されたアナログ信号の周波数帯域において中心となる周波数(以下、周波数帯域において中心となる周波数を「周波数帯域の中心周波数」と記載)が、チャネルにより使用される周波数帯域の中心周波数となるように、周波数変換を行う。BPF119−k(k=1〜m)は、周波数変換された信号から、チャネルが使用する周波数帯域の信号を抽出する。合成回路120は、BPF119−k(k=1〜m)それぞれから出力されたチャネルkを合成してシングルキャリア信号のベースバンド信号を生成し、出力Aとして出力する。
The frequency conversion circuit 118-k (k = 1 to m) converts the frequency of the analog signal using the oscillation signal from the local oscillator 122. The local oscillator 122 also outputs the transmission signal to the intensity modulator 12 and the
なお、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)には、フーリエ変換として離散フーリエ変換を用いた場合には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を用いることが可能である。また、逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)には、逆フーリエ変換として逆離散フーリエ変換を用いた場合には、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse FFT)を用いることが可能である。このようにフーリエ変換回路112−k(k=1〜m)に高速フーリエ変換を用いることにより、また、逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)に逆高速フーリエ変換を用いることにより、チャネル毎の演算負荷および演算時間が更に低減される。 The Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) can use Fast Fourier Transform (FFT) when discrete Fourier transform is used as Fourier transform. The inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m) can use inverse fast Fourier transform (IFFT: Inverse FFT) when inverse discrete Fourier transform is used as inverse Fourier transform. is there. Thus, by using the fast Fourier transform for the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) and by using the inverse fast Fourier transform for the inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m). The calculation load and calculation time for each channel are further reduced.
次に、図6は、図1に示す光変調器103−i(i=1〜n)の構成例を示す図である。この図6に示すように、光変調器103−i(i=1〜n)それぞれには、本実施形態において、マッハツェンダー型変調器が用いられ、対応するシングルキャリア信号生成回路100−i(i=1〜n)からの出力Aが入力される。これにより、光変調器103−iは、光分波部102により分波された波長帯域λi(i=1〜n)、すなわち周波数fcの光キャリアを中心にDSB(ダブルサイドバンド)の光シングルキャリア信号を生成する。この光変調器103−iを駆動する際、バイアス点を半波長電圧(Vπ)の半分に設定した場合、光キャリアが残り、バイアス点をNULL点に設定した場合、光のキャリアを抑圧できる。
Next, FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the optical modulator 103-i (i = 1 to n) illustrated in FIG. As shown in FIG. 6, a Mach-Zehnder type modulator is used for each of the optical modulators 103-i (i = 1 to n) in this embodiment, and the corresponding single carrier signal generation circuit 100-i ( The output A from i = 1 to n) is input. As a result, the optical modulator 103-i is an optical single of DSB (double sideband) centered on the wavelength band λi (i = 1 to n) demultiplexed by the
次に、上述したシングルキャリア信号生成回路による信号処理について説明する。
まず、S/P変換回路110は、信号生成回路1へ入力されたバイナリ信号を、シリアル信号から所定のデータ長のパラレル信号に変換して、変調回路111−k(k=1〜m)へ出力する。次に、変調回路111−k(k=1〜m)は、所定の変調方式、例えば、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)、64QAM、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4位相偏移変調)等のシングルキャリア変調方式によりS/P変換回路110から入力されたデータの変調を行い、チャネルにマッピングしてフーリエ変換回路112−k(k=1〜m)に出力する。
Next, signal processing by the single carrier signal generation circuit described above will be described.
First, the S /
具体的には、シングルキャリア信号生成回路100−iにおける変調回路111−k(k=1〜m)は、データに割り当てられたチャネル毎に、同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)とからなる信号を出力する。なお、いずれかのチャネルiには、信号を割り当てないようにすることができる。また、チャネルkの外側であって隣接する周波数帯域に信号を割り当てないようにすることもできる。 Specifically, the modulation circuit 111-k (k = 1 to m) in the single carrier signal generation circuit 100-i has an in-phase component (I component) and a quadrature component (Q component) for each channel assigned to data. A signal consisting of Note that no signal can be assigned to any channel i. In addition, it is possible not to assign a signal to an adjacent frequency band outside the channel k.
なお、上記において、S/P変換回路110は、たとえば、シリアル信号のうちチャネルk(k=1〜m)で送信するシリアル信号のデータに対して、所定のデータ長のパラレル信号に変換して、対応する変調回路111−k(k=1〜m)へ出力する。
In the above description, the S /
次に、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)は、変調回路111−kにより変調された信号にフーリエ変換を行い、0挿入回路113−k(k=1〜m)に出力する。 Next, the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) performs Fourier transform on the signal modulated by the modulation circuit 111-k, and outputs the result to the 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m). .
次に、0挿入回路113−k(k=1〜m)は、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)によりフーリエ変換された信号の信号伝送周波数帯域の外であって、隣接する周波数帯に0の周波数成分を挿入し、逆フーリエ変換回路114−kへ出力する。 Next, the 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m) is outside the signal transmission frequency band of the signal subjected to the Fourier transform by the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) and adjacent thereto. A frequency component of 0 is inserted into the frequency band and output to the inverse Fourier transform circuit 114-k.
図7は、チャネルkの外側に対応する周波数帯域に信号を割り当てない場合における、0挿入回路113−kの出力を示す図である。この図7において、フーリエ変換回路112−kを介して入力された変調回路111−kからのチャネルkの送信シンボルの外の周波数帯域(λi)には、0が挿入されている。また、予め全てのチャネルに0を指定しておき、変調回路111−kにより対応するチャネルに信号を出力することで、この0挿入回路113−kを介さずに同様の効果を得ることもできる。ここで、0挿入回路113−kの代わりにルートナイキストフィルタの様な帯域制限フィルタを用いることにより、隣接チャンネルに対する干渉を低減することができる。 FIG. 7 is a diagram illustrating the output of the 0 insertion circuit 113-k when no signal is assigned to the frequency band corresponding to the outside of the channel k. In FIG. 7, 0 is inserted in the frequency band (λi) outside the transmission symbol of the channel k from the modulation circuit 111-k input through the Fourier transform circuit 112-k. Further, by designating 0 for all channels in advance and outputting a signal to the corresponding channel by the modulation circuit 111-k, the same effect can be obtained without going through the 0 insertion circuit 113-k. . Here, by using a band limiting filter such as a root Nyquist filter instead of the 0 insertion circuit 113-k, interference with an adjacent channel can be reduced.
次に、逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)は、0挿入回路113−kから入力されたデータに逆フーリエ変換を施すことにより、周波数領域でマッピングされた伝送信号を時間領域の信号に変換して、シングルキャリア信号への変調を行う。これにより、チャネルkにおいて、逆フーリエ変換回路114−kは、0が挿入された信号系列に逆フーリエ変換を動作させる。 Next, the inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m) performs inverse Fourier transform on the data input from the 0 insertion circuit 113-k, thereby converting the transmission signal mapped in the frequency domain into the time domain. To a single carrier signal. Thereby, in the channel k, the inverse Fourier transform circuit 114-k operates the inverse Fourier transform on the signal series in which 0 is inserted.
ここで、フーリエ変換回路112−k(k=1〜m)、0挿入回路113−k(k=1〜m)、および、逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)により、変調回路111−k(k=1〜m)で変調された信号に対して、周波数領域でみた場合に、その信号伝送周波数帯域の外側には周波数領域で「0」の周波数が挿入されたことになる。これにより、周波数領域において、チャネル間の干渉が低減される効果がある。 Here, modulation is performed by the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m), the 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m), and the inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m). When the signal modulated by the circuit 111-k (k = 1 to m) is viewed in the frequency domain, the frequency “0” is inserted outside the signal transmission frequency band in the frequency domain. Become. This has the effect of reducing interference between channels in the frequency domain.
次に、GI(ガードインターバル)送入回路115−k(k=1〜m)は、逆フーリエ変換114−k(k=1〜m)から入力された信号に対して、ガードインターバルを挿入する。
図8は、GI挿入回路115−kにおけるガードインターバル挿入方法を示す図である。ガードインターバル115−kは、本来のシングルキャリア信号である1フーリエ変換ブロックの後半の一部分と同じ信号を、ガードインターバルとして当該フーリエ変換ブロックの前半に付加する。
Next, the GI (guard interval) input circuit 115-k (k = 1 to m) inserts a guard interval into the signal input from the inverse Fourier transform 114-k (k = 1 to m). .
FIG. 8 is a diagram illustrating a guard interval insertion method in the GI insertion circuit 115-k. The guard interval 115-k adds the same signal as a part of the second half of one Fourier transform block, which is an original single carrier signal, to the first half of the Fourier transform block as a guard interval.
次に、スムージング回路116−k(k=1〜m)は、GI挿入回路115−kから入力された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目に対して、デジタル信号処理によりスムージングをかけ、D/A変換回路117−kに出力する。
図9は、スムージング回路116−kにおけるスムージング処理を示す図である。単純にフーリエ変換ブロックを連続して並べた場合、フーリエ変換ブロック間は信号が不連続となってしまう。そこで、スムージング回路116−kは、フーリエ変換ブロック間のつなぎ目が滑らかに変化するよう処理し、急峻な周波数成分の存在を除去する。
Next, the smoothing circuit 116-k (k = 1 to m) performs smoothing by digital signal processing on the joint between the Fourier transform blocks of the signal input from the GI insertion circuit 115-k, and performs D / A The data is output to the conversion circuit 117-k.
FIG. 9 is a diagram illustrating a smoothing process in the smoothing circuit 116-k. If the Fourier transform blocks are simply arranged continuously, the signal becomes discontinuous between the Fourier transform blocks. Therefore, the smoothing circuit 116-k performs processing so that the joints between the Fourier transform blocks change smoothly, and removes the presence of steep frequency components.
次に、D/A変換回路117−k(k=1〜m)は、共通クロック121によるクロックを用い、スムージング回路116−kから入力されたデジタル信号を、他のD/A変換回路117−kのものと同期したアナログ信号に変換し、周波数変換回路118−kに出力する。周波数変換回路118−k(k=1〜m)は、局部発振器122からの発振信号を用いて、D/A変換回路117−kから入力されたチャネルkのアナログ信号の周波数帯域を、周波数帯域fkに周波数変換し、BPF119−kに出力する。この周波数帯域fkの中心周波数は、チャネルkが使用する周波数帯域の中心周波数と一致しており、つまり、周波数変換回路118−kは、入力されたアナログ信号の周波数帯域の中心周波数が、チャネルkの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する。
Next, the D / A conversion circuit 117-k (k = 1 to m) uses a clock based on the common clock 121 and converts the digital signal input from the smoothing circuit 116-k to another D / A
図10は、周波数変換回路118−1における周波数変換を示す図である。この図10において、周波数変換回路118−1は、D/A変換回路117−1から出力された信号を、周波数帯域f1に周波数変換している。なお、周波数帯域f1〜fmは、周波数帯域fkの一部(後述する周波数帯域δfkの一部または全部)が、隣接する周波数帯域f(k−1)、f(k+1)と重なるように連続した周波数帯域である。 FIG. 10 is a diagram illustrating frequency conversion in the frequency conversion circuit 118-1. In FIG. 10, the frequency conversion circuit 118-1 frequency-converts the signal output from the D / A conversion circuit 117-1 into the frequency band f1. The frequency bands f1 to fm are continuous so that a part of the frequency band fk (a part or all of the frequency band δfk described later) overlaps with the adjacent frequency bands f (k−1) and f (k + 1). It is a frequency band.
次に、BPF119−k(k=1〜m)は、周波数変換された周波数帯域fkの信号から、チャネルkの周波数帯域に対応した周波数帯域Δfkの信号を抽出するが、このとき、周波数帯域Δfkに隣接する周波数帯域δfk分の信号も抽出される。
図11は、BPF119−1における処理を示す図である。この図11において、BPF119−1は、周波数帯域f1の信号から、周波数帯域Δf1の信号を抽出しているが、BPF119−1は、周波数帯域Δf1を抽出する際、その周波数帯域Δf1に隣接する周波数帯域δf1の信号が同時に抽出されてしまう。しかし、周波数帯域Δf1の外側部分は、0挿入回路113−1により0挿入が行われた周波数部分に相当するため、従来のアナログフィルタのみでは実現困難な急峻な(δf1が0に近い)BPFを用いることなく、チャネルkの周波数帯域の外側からの干渉を除去し、逆フーリエ変換の動作クロックを落とすことが可能となる。
Next, the BPF 119-k (k = 1 to m) extracts a signal of the frequency band Δfk corresponding to the frequency band of the channel k from the frequency-converted signal of the frequency band fk. At this time, the frequency band Δfk A signal for the frequency band δfk adjacent to is also extracted.
FIG. 11 is a diagram showing processing in the BPF 119-1. In FIG. 11, the BPF 119-1 extracts a signal of the frequency band Δf1 from the signal of the frequency band f1, but the BPF 119-1 extracts a frequency adjacent to the frequency band Δf1 when extracting the frequency band Δf1. The signal in the band δf1 is extracted at the same time. However, since the outer portion of the frequency band Δf1 corresponds to the frequency portion in which 0 insertion is performed by the 0 insertion circuit 113-1, a steep BPF (δf1 is close to 0) difficult to achieve with only a conventional analog filter is used. Without using it, it is possible to remove interference from outside the frequency band of the channel k and drop the operation clock of the inverse Fourier transform.
次に、合成回路120は、BPF119−k(k=1〜m)それぞれから出力されたチャネルk(k=1〜m)を合成して出力Aを生成し、出力する。
図12は、合成回路120から出力される出力Aを示す図である。この図12に示すように、合成回路120は、BPF119−k(k=1〜m)それぞれから出力された、周波数帯域f1〜fmまでのチャネル1〜mを合成し、電気の超広帯域シングルキャリア信号である出力Aを生成する。
Next, the
FIG. 12 is a diagram illustrating the output A output from the
次に、光変調器103−i(i=1〜n)に、マッハツェンダー型変調器を用いる場合、対応する信号生成回路100−i(i=1〜n)の出力Aを入力することにより、光分波部102から出力される周波数帯域λiにおける周波数fcの光キャリアを中心にDSBの光シングルキャリア信号を生成する。
図13は、光変調器103−iから出力される光シングルキャリア信号のスペクトルを示す図である。この図13に示すように、光変調器103−iから出力された光シングルキャリア信号は、光キャリア周波数fcを中心として両側のバンドに、周波数fk(k=1〜m)に対応した側波帯ができている。強度変調器4を駆動するときに、バイアス点を半波長電圧(Vπ)の半分に設定した場合、光キャリアが残り、バイアス点をNULL点に設定した場合、光のキャリアを抑圧できる。
Next, when a Mach-Zehnder type modulator is used for the optical modulator 103-i (i = 1 to n), the output A of the corresponding signal generation circuit 100-i (i = 1 to n) is input. Then, a DSB optical single carrier signal is generated around the optical carrier having the frequency fc in the frequency band λi output from the
FIG. 13 is a diagram illustrating a spectrum of an optical single carrier signal output from the optical modulator 103-i. As shown in FIG. 13, the optical single carrier signal output from the optical modulator 103-i has sidebands corresponding to the frequency fk (k = 1 to m) in both bands around the optical carrier frequency fc. A belt is made. When the intensity modulator 4 is driven, when the bias point is set to half of the half-wave voltage ( Vπ ), the optical carrier remains, and when the bias point is set to the NULL point, the optical carrier can be suppressed.
このように、DSBでは周波数fcを中心にして両側のバンドに同じシングルキャリア信号が発生するが、帯域の利用効率を上昇させるために、図14に示すように、光変調器103−i(i=1〜n)に対応させて、光BPF(バンドパスフィルタ)106−i(i=1〜n)を設け、光変調器103−iから出力されたシングルキャリア信号を、光BPF106−iによりSSB(シングルサイドバンド)化してもよい。
図15は、光BPF106−iから出力されるシングルキャリア信号のスペクトルを示す図である。この図15に示すように、光BPF106−iから出力されるシングルキャリア信号では、光変調器103−iから出力された光シングルキャリア信号において光キャリア周波数fcを中心として両側のバンドに現われる側波帯の一方のみを取り出している。
また、図示はしないが、光変調器103−iとして光直交変調器を用いれば、出力AをIch駆動信号とし、出力Aのヒルベルト変換をQchの駆動信号とすることで、光BPFを用いずにSSB化することができる。
As described above, in DSB, the same single carrier signal is generated in both bands around the frequency fc, but in order to increase the use efficiency of the band, as shown in FIG. 14, the optical modulator 103-i (i = 1 to n), optical BPFs (band pass filters) 106-i (i = 1 to n) are provided, and the single carrier signal output from the optical modulator 103-i is transmitted by the optical BPF 106-i. SSB (single sideband) may be used.
FIG. 15 is a diagram illustrating a spectrum of a single carrier signal output from the optical BPF 106-i. As shown in FIG. 15, in the single carrier signal output from the optical BPF 106-i, the side waves appearing in both bands around the optical carrier frequency fc in the optical single carrier signal output from the optical modulator 103-i. Only one of the bands is taken out.
Although not shown, if an optical quadrature modulator is used as the optical modulator 103-i, the output B is used as the Ich drive signal, and the Hilbert transform of the output A is used as the Qch drive signal, so that the optical BPF is not used. Can be converted to SSB.
次に、位相調整部104−i(i=1〜n)は、対応する光変調器103−i(i=1〜n)から出力された光シングルキャリア信号の位相を調整して出力する。
そして、光合波部105は、位相調整部104−i(i=1〜n)から出力される、位相の揃った光シングルキャリア信号を合成して出力する。
図16は、光合波部105から出力される信号を示している。この図16に示すように、光合波部105から出力される光シングルキャリア信号は、光キャリアλi(i=1〜n)を変調した光シングルキャリア信号を並べたものとなる。ここで、図14の構成にて、側波帯の一方のみを取り出した光シングルキャリア信号を用いている。また、図16においては、各光キャリアがλi(i=1〜n)を用いて変調された周波数帯域fik(k=1〜m)のmが「3」である場合を示している。
Next, the phase adjustment unit 104-i (i = 1 to n) adjusts and outputs the phase of the optical single carrier signal output from the corresponding optical modulator 103-i (i = 1 to n).
Then, the
FIG. 16 shows a signal output from the
上記実施形態によれば、従来技術に比べ、電気の周波数領域で広帯域な信号を変調できるため、多波長光源101と、光分波部102にて分波された光キャリアλi(i=1〜n)と、この光キャリアλi(i=1〜n)に対応した光変調器103−i(i=1〜n)に対して、広帯域で周波数利用効率のよい信号の変調が可能になる。
According to the above-described embodiment, since a broadband signal can be modulated in the electrical frequency region as compared with the conventional technology, the optical carrier λi (i = 1 to 1) demultiplexed by the multi-wavelength
なお、光シングルキャリア信号生成回路100−iにおける0挿入回路113−k(k=1〜m)は、変調回路111−k(k=1〜m)により該当する周波数帯域に「0」の周波数成分を挿入しているが、「略0」の値であって、逆離散フーリエ変換時に信号成分に対して影響を与えない値の周波数成分を挿入するようにしてもよい。 Note that the 0 insertion circuit 113-k (k = 1 to m) in the optical single carrier signal generation circuit 100-i has a frequency of “0” in the corresponding frequency band by the modulation circuit 111-k (k = 1 to m). Although a component is inserted, a frequency component having a value of “substantially 0” that does not affect the signal component during inverse discrete Fourier transform may be inserted.
なお、光シングルキャリア信号生成回路100−iにおけるフーリエ変換回路112−k(k=1〜m)によりフーリエ変換された信号に対して、信号スペクトルをダイナミック(動的)に全帯域にマッピングすることにより、周波数ダイバーシチ効果を得ることや、干渉の影響を低減することも可能である。 Note that the signal spectrum is dynamically mapped to the entire band with respect to the signal subjected to the Fourier transform by the Fourier transform circuit 112-k (k = 1 to m) in the optical single carrier signal generation circuit 100-i. Thus, it is possible to obtain the frequency diversity effect and reduce the influence of interference.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態による信号送信装置について説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a signal transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図17は、本発明の第2の実施形態による信号送信装置の構成を示すブロック図である。第1の実施形態では、信号生成回路100におけるシングルキャリア信号生成回路100−i(i=1〜n)より生成された広帯域の電気のシングルキャリア信号である信号Aを光変調器103−i(i=1〜n)の駆動信号としているが、本実施形態では、信号生成回路100aにおけるシングルキャリア生成回路100a−iにより生成された出力AのIch信号及びQch信号を光直交変調器107−i(i=1〜n)へ出力する点が異なる。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a signal transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the signal A, which is a broadband single electric carrier signal generated by the single carrier signal generation circuit 100-i (i = 1 to n) in the
図18に、本実施の形態の信号生成回路100aの構成を示すブロック図である。同図において、スムージング回路116−k(k=1〜m)までのデジタル信号処理部では、図5に示す第1の実施形態の信号生成回路100におけるシングルキャリア信号生成回路100−i(i=1〜n)の構成と同様に、複素信号によって演算を行っている。そこで、本実施形態のD/A変換回路117a−k(k=1〜m)は、アナログの複素信号(Ich、Qch)を出力する。これにより、合成回路120aからは、図13に示す出力AのIch信号及びQch信号が出力されることになる。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the
図19は、本実施の形態の信号生成回路100aの他の構成を示すブロック図である。同図において、GI挿入回路115−k(k=1〜m)までのデジタル信号処理部は、図5に示す第1の実施形態の信号生成回路100の構成と同様である。スムージング回路116a−k(k=1〜m)は、第1の実施形態と同様の処理を行うが、D/A変換回路への出力を、Ich、Qchに分けて出力しており、IchはD/A変換回路117b−k(k=1〜m)へ、QchはD/A変換回路117c−k(k=1〜m)へ出力される。そして、D/A変換回路117b−k、周波数変換回路118b−k、BPF119b−k、合成回路120bはIchについて、D/A変換回路117c−k、周波数変換回路118c−k、BPF119c−k、合成回路120cはQchについて、第1の実施形態に記載のD/A変換回路117−k、周波数変換回路118−k、BPF119−k、合成回路120と同様の処理を行う。このように、スムージング回路116a−kから以降の回路を、Ich、Qchで分けて処理することで、D/A変換回路のクロック数を下げることができる。
FIG. 19 is a block diagram showing another configuration of the
図20は、光直交変調部107−i(i=1〜n)の構成を示す図である。この図20に示すように、光直交変調部107−i(i=1〜n)は、マッハツェンダー型変調器を並列に並べ、それぞれに信号生成回路100aにおけるシングルキャリア信号生成回路100a−i(i=1〜n)から出力されるIch駆動信号、Qch駆動信号を入力する。そして、Qch信号が入力される片方の枝に位相シフトπ/2を与えることにより、光のsin(Qch)、cos(Ich)の波に変調を与えることができる。
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the optical orthogonal modulation unit 107-i (i = 1 to n). As shown in FIG. 20, the optical quadrature modulation unit 107-i (i = 1 to n) has Mach-Zehnder type modulators arranged in parallel, and each of them is a single carrier
図21は、光直交変調部107−i(i=1〜n)から出力される光シングルキャリア信号のスペクトルを示す図である。シングルキャリア信号生成回路100a−i(i=1〜n)から出力された、出力AのIch信号及びQch信号により光直交変調器107−i(i=1〜n)を駆動することで、図21に示すスペクトル遷移に示されるように、光源の周波数fcを中心とした、広帯域な光シングルキャリア信号を生成できる。このとき、光直交変調器107−iのバイアス点をNULL点とすれば光キャリアを抑制できる。本構成の場合、強度変調器を用いる構成と比べて、帯域の利用効率が上昇する。
FIG. 21 is a diagram illustrating a spectrum of an optical single carrier signal output from the optical orthogonal modulation unit 107-i (i = 1 to n). The optical quadrature modulator 107-i (i = 1 to n) is driven by the Ich signal and Qch signal of the output A output from the single carrier
なお、上記においては、光シングルキャリア信号を生成して送信しているが、無線によりシングルキャリア信号を送信するようにしてもよい。この場合、D/A変換回路117a−k(k=1〜m)において無線信号を生成するか、信号生成回路100からの出力Aを無線信号の搬送波にのせるようにする。
In the above description, the optical single carrier signal is generated and transmitted. However, the single carrier signal may be transmitted wirelessly. In this case, a radio signal is generated in the D /
また、上述した図5、図18及び図19の逆フーリエ変換回路114−k(k=1〜m)、及び、GI挿入回路115−k(k=1〜m)は、それぞれ各チャネルで異なる逆フーリエ変換ポイント数、ガードインターバル長にすることもできる。
また、図5、図18及び図19の共通クロック121、局部発振器122は、全てのチャネルで共通のものを用いているが、共通とせずにそれぞれ各チャネルで異なるクロック、局部発振器を用いてもよい(この場合、それぞれクロック及び発信信号は多波長光源101に出力し同期を取る必要はある)。
また、図5及び図18の周波数変換回路118−k(k=1〜m)、ならびに、図19の118b−k(k=1〜m)及び118c−k(k=1〜m)では、チャネル毎で周波数変換が行われた後、予め設定している全チャネル共通の電力の目標値にレベル調整し、全チャネルの信号電力を一定にすることで全チャネルの伝送品質を同じにすることもできる。
In addition, the inverse Fourier transform circuit 114-k (k = 1 to m) and the GI insertion circuit 115-k (k = 1 to m) in FIGS. 5, 18 and 19 described above are different for each channel. The number of inverse Fourier transform points and the guard interval length can also be used.
Further, the common clock 121 and local oscillator 122 in FIGS. 5, 18 and 19 are common to all channels, but different clocks and local oscillators may be used for each channel instead of being common. (In this case, it is necessary to synchronize the clock and the transmission signal by outputting them to the multi-wavelength light source 101).
Further, in the frequency conversion circuit 118-k (k = 1 to m) of FIGS. 5 and 18 and 118b-k (k = 1 to m) and 118c-k (k = 1 to m) of FIG. After frequency conversion is performed for each channel, level adjustment is made to the preset target value of power common to all channels, and the signal power of all channels is made constant so that the transmission quality of all channels is the same. You can also.
本実施の形態によれば、従来のアナログフィルタのみでは実現困難な急峻なバンドパスフィルタ(BFP)を実現して、チャネル毎に分割した帯域の外側からの干渉を除去することが可能となり、この干渉を除去した各チャネルを周波数変換して合成することによって、シングルキャリアを用いたリアルタイムかつ高品質の広帯域伝送を実現することができる。また、0挿入やガードインターバル挿入、スムージング処理をチャネル毎に並行して行うため、遅いクロックにより動作させることも可能である。 According to the present embodiment, it is possible to realize a steep band pass filter (BFP) that is difficult to realize with only a conventional analog filter, and to remove interference from outside the band divided for each channel. By combining and frequency-converting each channel from which interference has been removed, real-time and high-quality broadband transmission using a single carrier can be realized. Moreover, since zero insertion, guard interval insertion, and smoothing processing are performed in parallel for each channel, it is possible to operate with a slow clock.
11,21…光源
12…強度変調器
13,22,25…位相変調器
16…モード同期レーザー
17…光増幅器
18…光非線形ファイバ
23…分散付加部
24…位相シフタ
100,100a…信号生成回路
100−1〜100−n…シングルキャリア信号生成回路
101…多波長光源
102…光分波部102
103−1〜103−n…光変調器
104−1〜104−n…位相調整部
105…光合波部
106−1〜106−n…光BPF(光バンドパスフィルタ)
107−1〜107−n…光直交変調部
110…S/P変換回路(シリアルパラレル変換部)
111−1〜111−m…フーリエ変換回路(フーリエ変換部)
112−1〜112−m…変調回路(入力信号変調部)
113−1〜113−m…0挿入回路(ゼロ挿入部)
114−1〜114−m…逆フーリエ変換回路(逆フーリエ変換部)
115−1〜115−m…GI挿入回路(ガードインターバル挿入部)
116−1〜116−m,116a−1〜116a−m…スムージング回路(スムージング部)
117−1〜117−m,117a−1〜117a−m,117b−1〜117b−m,117c−1〜117c−m…D/A変換回路(デジタルアナログ変換回路)
118−1〜118−m,118b−1〜118b−m,118c−1〜118c−m…周波数変換回路(周波数変換部)
119−1〜119−m,119b−1〜119b−m,119c−1〜119c−m…BPF(バンドパスフィルタ)
120,120a,120b,120c…合成回路(合成部)
DESCRIPTION OF
103-1 to 103-n Optical modulators 104-1 to 104-n
107-1 to 107-n: Optical
111-1 to 111-m ... Fourier transform circuit (Fourier transform unit)
112-1 to 112-m ... modulation circuit (input signal modulation unit)
113-1 to 113-m ... 0 insertion circuit (zero insertion section)
114-1 to 114-m: Inverse Fourier transform circuit (inverse Fourier transform unit)
115-1 to 115-m ... GI insertion circuit (guard interval insertion section)
116-1 to 116-m, 116a-1 to 116a-m ... smoothing circuit (smoothing unit)
117-1 to 117-m, 117a-1 to 117a-m, 117b-1 to 117b-m, 117c-1 to 117c-m ... D / A conversion circuit (digital / analog conversion circuit)
118-1 to 118-m, 118b-1 to 118b-m, 118c-1 to 118c-m ... frequency conversion circuit (frequency conversion unit)
119-1 to 119 -m, 119 b-1 to 119 b -m, 119 c-1 to 119 c -m... BPF (band pass filter)
120, 120a, 120b, 120c... Synthesis circuit (synthesis unit)
Claims (6)
前記多波長光源から出力される複数の光キャリアを設定された波長帯域に分波する光分波部と、
それぞれが、入力されるシリアル信号を、チャネルに対応した複数のパラレル信号に変換し、各チャネルの信号を合成した合成信号を出力する複数のシングルキャリア信号生成部と、
前記波長帯域毎に設けられ、対応するシングルキャリア信号生成部からの合成信号により前記波長帯域の光を変調して光信号として出力する複数の光変調器と、
前記波長帯域毎に対応する前記各光変調器の変調した前記光信号を合波する光合波部と
を有し、
前記シングルキャリア信号生成部が、
入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換部と、
それぞれがチャネルに対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するチャネルの信号を生成する複数の処理部と、
前記複数の処理部によって生成された各チャネルの信号を合成して信号を生成する合成部と、
を備え、
前記複数の各処理部が、
各パラレル信号を自身に対応するチャネルへ変調する入力信号変調部と、
前記入力信号変調部によって変調された信号にフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部によりフーリエ変換が行われた信号に対して、当該信号の帯域制限行う、信号伝達に必要な帯域外の周波数に0の周波数成分を挿入するゼロ挿入部、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳するフィルタリング部と、
前記ゼロ挿入部により0の周波数成分が挿入された信号、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、
前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するチャネルの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するチャネルが使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタとを備え、
前記合成部は、前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記信号を生成する、
ことを特徴とする信号送信装置。 A multi-wavelength light source;
An optical demultiplexing unit for demultiplexing a plurality of optical carriers output from the multi-wavelength light source into a set wavelength band;
Each of the plurality of single carrier signal generation units for converting the input serial signal into a plurality of parallel signals corresponding to the channels and outputting a combined signal obtained by combining the signals of the respective channels,
A plurality of optical modulators that are provided for each wavelength band and modulate the light of the wavelength band by a combined signal from a corresponding single carrier signal generation unit and output as an optical signal;
Possess the optical multiplexing section for multiplexing the optical signal the modulated for each light modulator corresponding to each of the wavelength bands,
The single carrier signal generator is
A serial-parallel converter that converts an input signal into a plurality of parallel signals;
A plurality of processing units each corresponding to a channel and generating a signal of a channel corresponding to the plurality of parallel signals,
A synthesizing unit that synthesizes the signals of the respective channels generated by the plurality of processing units to generate a signal;
With
Each of the plurality of processing units is
An input signal modulator that modulates each parallel signal to a channel corresponding to the parallel signal;
A Fourier transform unit for performing a Fourier transform on the signal modulated by the input signal modulation unit;
The signal subjected to Fourier transform by the Fourier transform unit is subjected to band limitation of the signal, and a zero insertion unit for inserting a zero frequency component into a frequency outside the band necessary for signal transmission, or transmission of a band limiting filter A filtering unit for superimposing functions;
An inverse Fourier transform unit that performs an inverse Fourier transform on a signal in which a zero frequency component is inserted by the zero insertion unit, or a signal on which a transfer function of a band limiting filter is superimposed;
A digital-analog converter that converts the signal that has been subjected to the inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit into an analog signal that is synchronized with another processing unit;
A frequency converter that converts the frequency of the signal converted into an analog signal by the digital analog converter so that the center frequency of the frequency band of the signal is the center frequency of the frequency band of the channel corresponding to the processing unit;
A band-pass filter that extracts a signal of a frequency band used by a channel corresponding to the processing unit from the signal frequency-converted by the frequency conversion unit;
The synthesizing unit generates the signal by synthesizing the signals extracted by the bandpass filter;
A signal transmission apparatus characterized by that.
逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の信号送信装置。 Each of the plurality of processing units is
A guard interval insertion unit that inserts a guard interval into the signal that has been inverse Fourier transformed by the inverse Fourier transform unit;
The signal transmission device according to claim 1 .
前記ガードインターバル挿入部によりガードインターバルが挿入された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目にスムージング処理を行うスムージング部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の信号送信装置。 Each of the plurality of processing units is
A smoothing unit that performs a smoothing process at a joint between Fourier transform blocks of the signal in which the guard interval is inserted by the guard interval insertion unit;
The signal transmission apparatus according to claim 2 .
多波長光源が複数の光キャリアを出力する過程と、
光分波部が前記多波長光源から出力される複数の光キャリアを設定された波長帯域に分波する光分波過程と、
複数のシングルキャリア信号生成部それぞれが、入力されるシリアル信号をチャネルに対応したパラレル信号に変換して、合成信号を出力するシングルキャリア信号生成過程と、
光変調器が前記波長帯域毎に設けられ、対応するシングルキャリア信号生成部からの合成信号により前記波長帯域の光を前記光変調器により変調して光信号として出力する光変調過程と、
光合波部が前記波長帯域毎に対応する前記各光変調器の変調した前記光信号を合波する光合波過程と
を有し、
前記シングルキャリア信号生成過程が、
シリアルパラレル変換部が入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換過程と、
複数の処理部のそれぞれがチャネルに対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するチャネルの信号を生成する複数の処理過程と、
合成部が前記複数の処理部によって生成された各チャネルの信号を合成して信号を生成する合成過程と、
を有し、
前記複数の各処理過程が、
入力信号変調部が各パラレル信号を自身に対応するチャネルへ変調する入力信号変調過程と、
フーリエ変換部が前記入力信号変調過程によって変調された信号にフーリエ変換を行うフーリエ変換過程と、
ゼロ挿入部が前記フーリエ変換部によりフーリエ変換が行われた信号に対して、当該信号の帯域制限行う、信号伝達に必要な帯域外の周波数に0の周波数成分を挿入するゼロ挿入過程、もしくはフィルタリング部が帯域制限フィルタの伝達関数を重畳するフィルタリング過程と、
逆フーリエ変換部が前記ゼロ挿入部により0の周波数成分が挿入された信号、もしくは帯域制限フィルタの伝達関数を重畳された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換過程と、
デジタルアナログ変換部が前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換過程と、
周波数変換部が前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するチャネルの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換過程と、
バンドパスフィルタが前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するチャネルが使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタ過程と
を備え、
前記合成過程において、前記合成部が前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記信号を生成する、
ことを特徴とする信号送信方法。 A signal transmission method by a signal transmission device that transmits a single carrier signal,
A process in which a multi-wavelength light source outputs a plurality of optical carriers;
An optical demultiplexing process in which an optical demultiplexing unit demultiplexes a plurality of optical carriers output from the multi-wavelength light source into a set wavelength band;
Each of a plurality of single carrier signal generation units converts an input serial signal into a parallel signal corresponding to a channel, and outputs a combined signal, a single carrier signal generation process,
An optical modulator is provided for each wavelength band, and an optical modulation process in which light in the wavelength band is modulated by the optical modulator by a combined signal from a corresponding single carrier signal generation unit and output as an optical signal;
Possess the optical multiplexing step of multiplexing the optical signal the modulated for each light modulator optical multiplexing unit corresponding to each of the wavelength bands,
The single carrier signal generation process includes:
A serial-parallel conversion process in which the serial-parallel converter converts the input signal into a plurality of parallel signals;
Each of a plurality of processing units corresponds to a channel, and a plurality of processing steps for generating a signal of a channel corresponding to the plurality of parallel signals,
A synthesizing process in which a synthesizing unit generates a signal by synthesizing the signals of the respective channels generated by the plurality of processing units;
I have a,
Each of the plurality of processing steps is
An input signal modulation process in which the input signal modulation unit modulates each parallel signal to a channel corresponding to itself,
A Fourier transform process in which a Fourier transform unit performs a Fourier transform on the signal modulated by the input signal modulation process;
A zero insertion process in which a zero insertion unit inserts a frequency component of 0 into a frequency outside a band necessary for signal transmission, which performs band limitation of the signal on which the Fourier transform is performed by the Fourier transform unit, or filtering A filtering process in which the part superimposes the transfer function of the band limiting filter;
An inverse Fourier transform process in which an inverse Fourier transform unit performs an inverse Fourier transform on a signal in which a zero frequency component is inserted by the zero insertion unit, or a signal on which a transfer function of a band limiting filter is superimposed;
A digital-analog conversion process in which the digital-analog conversion unit converts the signal subjected to the inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit into an analog signal synchronized with another processing unit;
Frequency at which the frequency conversion unit converts the signal converted into the analog signal by the digital analog conversion unit so that the center frequency of the frequency band of the signal is the center frequency of the frequency band of the channel corresponding to the processing unit The conversion process,
A bandpass filter process of extracting a signal of a frequency band used by a channel corresponding to the processing unit from a signal whose bandpass filter is frequency-converted by the frequency conversion unit;
With
In the synthesis process, the synthesis unit synthesizes the signals extracted by the bandpass filter to generate the signal.
A signal transmission method characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008297024A JP4908483B2 (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Signal transmitting apparatus and signal transmitting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008297024A JP4908483B2 (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Signal transmitting apparatus and signal transmitting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010124320A JP2010124320A (en) | 2010-06-03 |
JP4908483B2 true JP4908483B2 (en) | 2012-04-04 |
Family
ID=42325239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008297024A Expired - Fee Related JP4908483B2 (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Signal transmitting apparatus and signal transmitting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4908483B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5803164B2 (en) | 2011-03-10 | 2015-11-04 | 富士通株式会社 | Optical transmitter |
IN2014DN09665A (en) * | 2012-05-25 | 2015-07-31 | Corning Inc |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3578966B2 (en) * | 2000-03-31 | 2004-10-20 | 日本電信電話株式会社 | Transmitter circuit for multi-carrier modulation |
JP3694638B2 (en) * | 2000-07-19 | 2005-09-14 | 日本電信電話株式会社 | Coherent multiwavelength signal generator |
JP3862212B2 (en) * | 2001-10-29 | 2006-12-27 | 松下電器産業株式会社 | Optical transmission system and optical receiver |
-
2008
- 2008-11-20 JP JP2008297024A patent/JP4908483B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010124320A (en) | 2010-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2166681B1 (en) | Optical modulation circuit and optical transmission system | |
US10277313B2 (en) | Transmission apparatus, transmission system, and transmission control method | |
US8818207B2 (en) | Optical transmitter | |
US20090067843A1 (en) | Optical Wavelength-Division-Multiplexed (WDM) Comb Generator Using a Single Laser | |
US8867916B2 (en) | Optical transmission method and apparatus using OFDM | |
JP5467686B2 (en) | Optical communication apparatus and optical communication method | |
JP2009201099A (en) | Method and apparatus for 100 gbit/s ofdm optical signal generation | |
US8705980B2 (en) | Optical modulation device and optical modulation method | |
US8655177B2 (en) | Optical transmitter | |
WO2018198873A1 (en) | Optical transmission method and optical transmission device | |
JP4871925B2 (en) | Signal transmitting apparatus and method | |
JP2017011471A (en) | Optical branch insertion device | |
JP4908483B2 (en) | Signal transmitting apparatus and signal transmitting method | |
JP4818328B2 (en) | Signal transmitting apparatus and method | |
JP2008028726A (en) | Signal generating device and method, and data generating device and method | |
US8995843B2 (en) | Multicarrier based optical signal transmitting apparatus and optical signal receiving apparatus | |
JP5385858B2 (en) | Generation method and apparatus for optical orthogonal frequency division multiplexing optical signal | |
JP6070062B2 (en) | Optical transmission system and control method | |
JP5322227B2 (en) | Optical orthogonal frequency division multiplexing communication apparatus and communication method | |
JP4871939B2 (en) | Signal transmitting apparatus and method | |
JP2008206063A (en) | Optical transmission device and method | |
JP2010045672A (en) | Signal receiver, and signal receiving method | |
JP5182154B2 (en) | Optical communication system | |
JP3761528B2 (en) | Optical transmission device and optical transmission method | |
JP2001244887A (en) | Optical transmission system and optical reception device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100301 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110816 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111017 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120104 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120112 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4908483 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |