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JP5544938B2 - Optical transmission system, optical transmission method, and optical receiver - Google Patents

Optical transmission system, optical transmission method, and optical receiver Download PDF

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JP5544938B2
JP5544938B2 JP2010049689A JP2010049689A JP5544938B2 JP 5544938 B2 JP5544938 B2 JP 5544938B2 JP 2010049689 A JP2010049689 A JP 2010049689A JP 2010049689 A JP2010049689 A JP 2010049689A JP 5544938 B2 JP5544938 B2 JP 5544938B2
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Description

本発明は、光位相変調及び復調を用いた光伝送技術に関する。   The present invention relates to an optical transmission technique using optical phase modulation and demodulation.

近年、現行の2.5Gbit/sや10Gbit/s光伝送システムに替わり、40Gbit/s以上の超高速光伝送システムの商用導入が新規に始まりつつある。超高速光伝送システムでは、これまでの強度変調(Amplitude Shift Keying)方式に替わり、光雑音耐力特性などの伝送特性に優れた位相変調(Phase Shift Keying)方式の採用が有力視されている。位相変調方式の中でも特に、伝送特性及び実現容易性やコストのバランスから、差動2値位相変調方式(Differential (Binary) Phase Shift Keying, D(B)PSK)や、差動4値位相変調方式(Differential Quadrature Phase Shift Keying,DQPSK)などの方式の実用化に向けて研究・開発が進められている(例えば特許文献1)。   In recent years, commercial introduction of ultra-high-speed optical transmission systems of 40 Gbit / s or higher is newly starting to replace the current 2.5 Gbit / s and 10 Gbit / s optical transmission systems. In the ultra-high-speed optical transmission system, instead of the conventional intensity modulation (Amplitude Shift Keying) system, the adoption of a phase modulation (Phase Shift Keying) system excellent in transmission characteristics such as optical noise resistance characteristics is considered promising. Among the phase modulation schemes, differential binary phase modulation schemes (Differential (Binary) Phase Shift Keying, D (B) PSK) and differential quaternary phase modulation schemes are particularly preferred because of the balance between transmission characteristics, ease of implementation, and cost. Research and development are being promoted toward the practical application of a system such as (Differential Quadrature Phase Shift Keying, DQPSK) (for example, Patent Document 1).

図9は、このような位相変調方式を用いた光伝送システムの一例の構成を表す図である。この光伝送システムは、光送信部501と、伝送路ファイバ502と、光受信部503とを備え、40Gbit/s以上の超高速光伝送システムに適用されるものである。光変調方式としては、差動4値位相変調方式が用いられている。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an example of an optical transmission system using such a phase modulation method. This optical transmission system includes an optical transmission unit 501, a transmission line fiber 502, and an optical reception unit 503, and is applied to an ultrahigh-speed optical transmission system of 40 Gbit / s or more. As the light modulation method, a differential quaternary phase modulation method is used.

図9において、光送信部501は、光源511と、光変調部512と、プリコーダ部513−1と、プリコーダ部513−2とを備える。
光源511は、光伝送を行うための連続発振光(Continuous Wave光:CW光)を送出する。この発振光は、光変調部512に送られる。
In FIG. 9, the optical transmission unit 501 includes a light source 511, an optical modulation unit 512, a precoder 513-1, and a precoder 513-2.
The light source 511 transmits continuous wave light (Continuous Wave light: CW light) for performing optical transmission. This oscillation light is sent to the light modulation unit 512.

プリコーダ部513−1及びプリコーダ部513−2には、データ入力端子515及び516から、I(In Phase)チャネル及びQ(Quadrature Phase)チャネルの2組の2値の電気情報信号が入力される。プリコーダ部513−1及びプリコーダ部513−2は、入力されたIチャネル及びQチャネルの電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う。プリコーダ部513−1及びプリコーダ部513−2で信号変換処理された電気情報信号は、光変調部512に送られる。   Two sets of binary electrical information signals of an I (In Phase) channel and a Q (Quadrature Phase) channel are input from the data input terminals 515 and 516 to the precoder unit 513-1 and the precoder unit 513-2. The precoder 513-1 and the precoder 513-2 perform signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation on the input I-channel and Q-channel electrical information signals, respectively. The electrical information signal subjected to the signal conversion processing by the precoder unit 513-1 and the precoder unit 513-2 is sent to the optical modulation unit 512.

光変調部512は、光源511が送出する連続発振光に対して、プリコーダ部513−1及びプリコーダ部513−2からの電気情報信号により差動4値位相変調を行い、電気情報信号から光位相変調信号に変換する。光変調部512は、例えば、マッハツェンダ干渉計からなる変調器と、IQ両光信号の位相を直交させるためのπ/2位相シフタで構成できる。   The optical modulation unit 512 performs differential quaternary phase modulation on the continuous wave light transmitted from the light source 511 using the electrical information signals from the precoder unit 513-1 and the precoder unit 513-2, and converts the optical phase from the electrical information signal to the optical phase. Convert to modulated signal. The optical modulation unit 512 can be configured by, for example, a modulator composed of a Mach-Zehnder interferometer and a π / 2 phase shifter for making the phases of IQ optical signals orthogonal.

伝送路ファイバ502は、光送信部501から出力された光位相変調信号を、光受信部503に伝送する。
光受信部503は、可変分散補償(Tunable Dispersion Compensator:TDC)部531と、遅延干渉部532−1と、遅延干渉部532−2と、差動光電変換検出部533−1と、差動光電変換検出部533−2と、識別器534−1と、識別器534−2と、分離部535と、誤り訂正(Forward Error Correction:FEC)部536と、分散補償器制御部537と、遅延干渉計制御部538とを備える。
The transmission line fiber 502 transmits the optical phase modulation signal output from the optical transmission unit 501 to the optical reception unit 503.
The optical receiving unit 503 includes a tunable dispersion compensation (TDC) unit 531, a delay interference unit 532-1, a delay interference unit 532-2, a differential photoelectric conversion detection unit 533-1, and a differential photoelectric converter. Conversion detection unit 533-2, classifier 534-1, classifier 534-2, separation unit 535, error correction (Forward Error Correction: FEC) unit 536, dispersion compensator control unit 537, delay interference And a meter control unit 538.

可変分散補償器531は、伝送路ファイバ502による分散による波形歪みを補償する。可変分散補償器531の制御は、分散補償器制御部537により行われる。可変分散補償器531からの光信号は、2並列化されて、遅延干渉部532−1及び532−2に送られる。   The tunable dispersion compensator 531 compensates for waveform distortion due to dispersion caused by the transmission line fiber 502. The dispersion compensator 531 is controlled by the dispersion compensator controller 537. The optical signal from the tunable dispersion compensator 531 is parallelized and sent to the delay interference units 532-1 and 532-2.

遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2は、可変分散補償器531からの光信号について、遅延干渉処理により位相変調を強度変調に変換・復調する。2並列の遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2は、それぞれ、1ビット分の遅延干渉計により構成されている。遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の遅延干渉計は、片アームの光位相を信号光位相に対して+π/4、−π/4シフトするように、光位相が制御される。遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2で、強度変調に変換された光信号は、差動光電変換検出部533−1及び差動光電変換検出部533−2に送られる。   The delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 convert and demodulate phase modulation into intensity modulation by delay interference processing for the optical signal from the tunable dispersion compensator 531. Each of the two parallel delay interference units 532-1 and 532-2 includes a delay interferometer for one bit. In the delay interferometers of the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2, the optical phase is controlled so that the optical phase of one arm is shifted + π / 4, −π / 4 with respect to the signal light phase. . The optical signals converted into intensity modulation by the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 are sent to the differential photoelectric conversion detection unit 533-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 533-2.

差動光電変換検出部533−1及び差動光電変換検出部533−2は、遅延干渉部532からの光信号について差動光電変換検出を行い、光信号から電気情報信号への復調を行う。差動光電変換検出部533−1及び差動光電変換検出部533−2からの電気情報信号は、識別器534−1及び識別器534−2に送られる。   The differential photoelectric conversion detection unit 533-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 533-2 perform differential photoelectric conversion detection on the optical signal from the delay interference unit 532, and demodulate the optical signal to the electrical information signal. The electrical information signals from the differential photoelectric conversion detection unit 533-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 533-2 are sent to the discriminator 534-1 and the discriminator 534-2.

識別器534−1及び識別器534−2は、差動光電変換検出部533−1及び差動光電変換検出部533−2から、Iチャネル及びQチャネルの復調電気情報信号を識別再生する。再生されたIチャネル及びQチャネルの電気情報信号は、分離部535に送られる。
分離部535は、識別器534−1及び識別器534−2からのIチャネル及びQチャネルの電気情報信号を並列化処理する。この電気情報信号は、誤り訂正部536に送られる。誤り訂正部536は、分離部535からの電気情報信号の誤りを訂正する。
The discriminator 534-1 and the discriminator 534-2 discriminate and reproduce the demodulated electrical information signals of the I channel and the Q channel from the differential photoelectric conversion detection unit 533-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 533-2. The reproduced I channel and Q channel electrical information signals are sent to the separation unit 535.
Separating section 535 performs parallel processing on the I-channel and Q-channel electrical information signals from discriminator 534-1 and discriminator 534-2. This electrical information signal is sent to the error correction unit 536. The error correction unit 536 corrects an error in the electrical information signal from the separation unit 535.

分散補償器制御部537は、誤り訂正部536において検出される誤り訂正個数に基づいて、可変分散補償器531の分散補償量を制御する。
遅延干渉計制御部538は、誤り訂正部536において検出される誤り訂正個数に基づいて、遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の光位相の制御を行う。すなわち、遅延干渉計制御部538は、誤り訂正部536において検出される誤り訂正個数が最小になるように制御することで、2並列の遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の1ビット遅延干渉計を、それぞれ、片アームの光位相が信号光位相に対して+π/4、−π/4シフトするように、光信号の位相を制御する。
The dispersion compensator control unit 537 controls the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensator 531 based on the number of error corrections detected by the error correction unit 536.
The delay interferometer control unit 538 controls the optical phase of the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 based on the number of error corrections detected by the error correction unit 536. That is, the delay interferometer control unit 538 performs control so that the number of error corrections detected by the error correction unit 536 is minimized, so that one of the two parallel delay interference units 532-1 and 532-2. Each of the bit delay interferometers controls the phase of the optical signal so that the optical phase of one arm is shifted by + π / 4 and −π / 4 with respect to the signal optical phase.

上述のように、位相変調方式の光伝送システムの光受信部503には、可変分散補償器531が設けられている。40Gbit/sの伝送速度を持つ光信号では、同一変調方式の10Gbit/s光信号と比較して、伝送速度の2乗に比例して分散による波形歪みの影響を強く受ける。   As described above, the tunable dispersion compensator 531 is provided in the optical receiver 503 of the optical transmission system of the phase modulation system. An optical signal having a transmission rate of 40 Gbit / s is strongly affected by waveform distortion due to dispersion in proportion to the square of the transmission rate, as compared to a 10 Gbit / s optical signal of the same modulation method.

図10は、波長分散量とビットエラーレートとの関係を示す概略図である。図10において、横軸は波長分散量を示し、縦軸はビットエラーレートを示している。図10において、曲線A1は10Gbit/sでNRZ(Non Return to Zero)変調方式の場合の特性を示し、曲線A2は40Gbit/sでNRZ変調方式の場合の特性を示している。図10において曲線A1で示すように、10Gbit/sでは、ビットエラーレートが10−3以下になるウィンドウが1600ps/nm〜2000ps/nm程度ある。これに対して、曲線A2で示すように、40Gbit/sでは、ビットエラーレートが10−3以下になるウィンドウが80〜100ps/nm程度になる。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between the chromatic dispersion amount and the bit error rate. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the amount of chromatic dispersion, and the vertical axis indicates the bit error rate. In FIG. 10, a curve A1 shows the characteristics in the case of NRZ (Non Return to Zero) modulation scheme at 10 Gbit / s, and a curve A2 shows the characteristics in the case of NRZ modulation scheme at 40 Gbit / s. As indicated by a curve A1 in FIG. 10, at 10 Gbit / s, there are about 1600 ps / nm to 2000 ps / nm windows where the bit error rate is 10 −3 or less. On the other hand, as indicated by the curve A2, at 40 Gbit / s, the window where the bit error rate is 10-3 or less is about 80 to 100 ps / nm.

図10に示すように、40Gbit/sの伝送システムでは、同程度の信号誤り率を得ることができる分散範囲(分散耐力)は、10Gbit/sの約1/16しかない。DQPSK変調方式においては、1シンボルで4値の情報を伝送できるため、40Gbit/sのDQPSK変調光信号のシンボルレートは20Gbit/sとなる。
図11は、NRZ変調方式の場合とDQPSK変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。上記理由により、図11に示すように、分散耐力は10Gbit/s強度変調光信号の約1/4程度まで改善される。なお、図11において、曲線A11は10Gbit/sNRZ変調方式の場合の特性を示し、曲線A12は40Gbit/sのDQPSK変調方式の場合の特性を示している。図11において曲線A12で示すように、40Gbit/sのDQPSKでは、ビットエラーレートが10−3以下になるウィンドウが150〜200ps/nm程度になる。したがって、NRZ変調方式の場合に比べて、分散耐力は改善される。
As shown in FIG. 10, in a 40 Gbit / s transmission system, the dispersion range (dispersion tolerance) in which a comparable signal error rate can be obtained is only about 1/16 of 10 Gbit / s. In the DQPSK modulation method, four-value information can be transmitted with one symbol, so the symbol rate of a 40 Gbit / s DQPSK modulated optical signal is 20 Gbit / s.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the chromatic dispersion amount and the bit error rate in the case of the NRZ modulation method and the DQPSK modulation method. For the above reasons, as shown in FIG. 11, the dispersion tolerance is improved to about ¼ of the 10 Gbit / s intensity modulated optical signal. In FIG. 11, a curve A11 shows the characteristic in the case of the 10 Gbit / s NRZ modulation method, and a curve A12 shows the characteristic in the case of the 40 Gbit / s DQPSK modulation method. As indicated by a curve A12 in FIG. 11, with 40 Gbit / s DQPSK, the window where the bit error rate is 10-3 or less is about 150 to 200 ps / nm. Therefore, the dispersion tolerance is improved as compared with the case of the NRZ modulation method.

このように、DQPSK変調方式では、分散耐力は改善される。しかしながら、40Gbit/sの伝送システムでは、10Gbit/sと比較すると分散耐力が小さい。そのため、同一の光伝送システムにおいて10Gbit/sの光信号と40Gbit/sの光信号が混在するような場合などは、40Gbit/s光信号に対しては光受信機などにおいて10Gbit/sの光信号よりも精密に波長分散補償を行う必要がある。   Thus, with the DQPSK modulation method, the dispersion tolerance is improved. However, in a 40 Gbit / s transmission system, the dispersion tolerance is small compared to 10 Gbit / s. Therefore, in the case where a 10 Gbit / s optical signal and a 40 Gbit / s optical signal are mixed in the same optical transmission system, a 10 Gbit / s optical signal is received by an optical receiver or the like for a 40 Gbit / s optical signal. It is necessary to perform chromatic dispersion compensation more precisely.

そこで、この光伝送システムにおける光受信部503では、図9に示すように、分散補償量を可変制御できるような可変分散補償器531を光受信機503に配置して、分散補償を最適に行うようにしている。
更に、40Gbit/sのDQPSK変調光信号を受信する光受信機においては、分散補償された差動4値位相変調光信号を電気情報信号に復調するために、2並列の遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2が設けられている。DQPSK変調の復調を行うためには、2並列の遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2は、それぞれ、1ビット遅延干渉計を、片アームの光位相が信号光位相に対して+π/4、−π/4シフトするように、光信号の位相を精密に制御する必要がある。
Therefore, in the optical receiver 503 in this optical transmission system, as shown in FIG. 9, a variable dispersion compensator 531 capable of variably controlling the dispersion compensation amount is arranged in the optical receiver 503 to optimally perform dispersion compensation. I am doing so.
Further, in an optical receiver that receives a 40 Gbit / s DQPSK modulated optical signal, in order to demodulate the dispersion-compensated differential quaternary phase modulated optical signal into an electrical information signal, two parallel delay interference units 532-1 In addition, a delay interference unit 532-2 is provided. In order to perform demodulation of DQPSK modulation, each of the two parallel delay interference units 532-1 and 532-2 includes a 1-bit delay interferometer, and the optical phase of one arm is + π with respect to the signal light phase. It is necessary to precisely control the phase of the optical signal so as to shift by / 4 and −π / 4.

そこで、この光伝送システムにおける光受信部503では、図9に示したように、遅延干渉計制御部538を配置し、遅延干渉部532−1及び532−2の光信号の位相を制御するようにしている。   Therefore, in the optical receiving unit 503 in this optical transmission system, as shown in FIG. 9, a delay interferometer control unit 538 is arranged to control the phase of the optical signals of the delay interference units 532-1 and 532-2. I have to.

特開2007−60583号公報JP 2007-60583 A

上述のように、図9に示した光伝送システムにおける光受信部503では、分散補償量を可変制御できるような可変分散補償器531を光受信機503に配置して、分散補償を最適に行うようにしている。また、遅延干渉計制御部538を配置し、遅延干渉部532−1及び532−2の光信号の位相を制御するようにしている。   As described above, in the optical receiver 503 in the optical transmission system shown in FIG. 9, the dispersion compensation unit 531 that can variably control the dispersion compensation amount is arranged in the optical receiver 503 to optimally perform dispersion compensation. I am doing so. Also, a delay interferometer control unit 538 is arranged to control the phase of the optical signals of the delay interference units 532-1 and 532-2.

しかしながら、図9に示した光伝送システムにおける光受信部503では、可変分散補償器531の分散補償量を最適に制御する処理も、遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の光位相を最適に制御する処理も、誤り訂正部536において検出される誤り訂正個数に基づいて行われる。可変分散補償器531の分散補償量と遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の光位相を最適制御するための誤差モニタ信号として、誤り訂正部536での誤り訂正数を用いると、可変分散補償器531と遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2とが同時に変化されてしまうため、それぞれの変化量に対する誤り訂正数の変化を区別できない。このため、可変分散補償器531の分散補償量と遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2の光位相をそれぞれ最適点まで制御するまでの完了時間が長くなるという問題が生じる。   However, in the optical receiver 503 in the optical transmission system shown in FIG. 9, the process of optimally controlling the dispersion compensation amount of the tunable dispersion compensator 531 is also performed by the optical phases of the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2. Is also performed based on the number of error corrections detected by the error correction unit 536. When the number of error corrections in the error correction unit 536 is used as an error monitor signal for optimally controlling the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensator 531 and the optical phase of the delay interference unit 532-1 and delay interference unit 532-2, Since the tunable dispersion compensator 531, the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 are changed at the same time, the change in the number of error corrections with respect to each change amount cannot be distinguished. Therefore, there arises a problem that the completion time until the dispersion compensation amount of the tunable dispersion compensator 531 and the optical phases of the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 are each controlled to the optimum point becomes long.

また、伝送路ファイバ502の温度変化等による変動や、伝送経路の切り替え等による伝送路ファイバ長の変化により、伝送路ファイバの分散量が変化する、あるいは送信光信号の波長を異なる波長に切り替えるなどの場合がある。そのため、光受信機503における可変分散補償器531の最適分散補償量及び遅延干渉部532−1及び遅延干渉部532−2における光位相シフト量の最適値が変動する場合がある。分散補償量については装置の初期立ち上げ時だけではなく、運用中の変化にも部品交換なしで対応するために分散補償器の可変量を広く取る必要がある。そのため、広い可変範囲から最適分散補償量に制御するまでの完了時間が更に長くなるという問題が生じる。   In addition, the dispersion amount of the transmission line fiber changes due to a change in the transmission line fiber 502 due to a temperature change or the like, or a change in the transmission line fiber length due to a transmission path change or the like, or the wavelength of the transmission optical signal is switched to a different wavelength. There are cases. Therefore, the optimum dispersion compensation amount of the tunable dispersion compensator 531 in the optical receiver 503 and the optimum value of the optical phase shift amount in the delay interference unit 532-1 and the delay interference unit 532-2 may fluctuate. Regarding the dispersion compensation amount, it is necessary to take a wide variable amount of the dispersion compensator in order to cope with not only the initial startup of the apparatus but also changes during operation without replacement of parts. Therefore, there arises a problem that the completion time from the wide variable range to the optimal dispersion compensation amount is further increased.

上述の課題を鑑み、本発明は、光位相変調及び復調を用いた光伝送システムにおいて、光受信機における可変分散補償器及び遅延干渉計を効率よく最適調整できる光伝送システム、光受信機、及び光受信方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an optical transmission system, an optical receiver, and an optical transmission system that can efficiently and optimally adjust a variable dispersion compensator and a delay interferometer in an optical receiver in an optical transmission system using optical phase modulation and demodulation. An object is to provide an optical receiving method.

本発明の一態様は、差動位相変調された光信号を生成して送信する光送信機と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信するための光受信機とを備える光伝送システムであって、前記光送信機は、光伝送を行うための連続発振光を送出する光源と、入力された2組の2値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行うプリコーダ手段と、前記光源からの連続発振光に対して、前記プリコーダ手段により差動位相変調を行う光変調手段と、を備え、前記光受信機は、受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、前記可変分散補償手段からの2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段からの前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、前記光電変換検出手段からの2組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、前記誤り訂正手段における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the present invention is an optical transmitter that generates and transmits an optical signal subjected to differential phase modulation, and an optical receiver that receives the optical signal transmitted from the optical transmitter via a transmission line fiber. An optical transmission system comprising: a light source that transmits continuous wave light for performing optical transmission; and two sets of input binary electrical information signals, Pre-coder means for performing signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation; and optical modulation means for performing differential phase modulation by the pre-coder means for continuous wave light from the light source. A variable dispersion compensation unit capable of varying a dispersion compensation amount with respect to a received optical signal, and delay interference processing for performing delay interference processing on two sets of optical signals output in parallel from the variable dispersion compensation unit. Means and said delay interference By performing photoelectric conversion detected for the two sets of the optical signal from the stage, and the photoelectric conversion detecting means for demodulating the two sets of electrical information signals from the differential phase modulated light, the two sets of demodulated from the photoelectric conversion detecting means and regenerating means for regenerating the electrical information signals, two sets of error correcting means for correcting the identification error of the identification reproduced signal, exclusive OR means for performing an exclusive OR operation of the two sets of regenerating signal A dispersion compensation control means for controlling a dispersion compensation amount in the variable dispersion compensation means based on a signal output from the exclusive OR means, and detecting the number of error corrections in the error correction means, and the delay Delay interferometer control means for controlling the delay interferometer of the interference means.

本発明の一態様は、差動位相変調された光信号を送信する工程と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信する工程とを有する光伝送方法であって、前記光信号を送信する工程は、入力された2組の2値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う工程と、光源からの連続発振光に対して、差動位相変調を行う工程と、を含み、前記光信号を受信する工程は、受信した光信号に対して可変分散補償を行う工程と、可変分散補償を行う工程で2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う工程と、前記遅延干渉処理された前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する工程と、前記光電変換検出が行われた2組の復調電気情報信号を識別再生する工程と、2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する工程と、前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う工程と、前記排他的論理和演算を行う工程で出力される信号に基づいて、前記可変分散補償の分散補償量を制御する工程と、前記識別誤りを訂正する工程における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉処理で使用される遅延干渉計を制御する工程と、を含むことを特徴とする。 One aspect of the present invention is an optical transmission method including a step of transmitting a differential phase modulated optical signal and a step of receiving an optical signal transmitted from the optical transmitter via a transmission line fiber. The optical signal transmitting step includes a step of performing signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation on each of the two sets of input binary electrical information signals, and a continuous light source. the oscillation light, comprising a step of performing differential phase modulation, the step of receiving the optical signal, and performing variable dispersion compensation on the optical signal received in the step of performing a variable dispersion compensator and performing 2 parallelized for two sets of optical signals output by the delay interference process, by performing the delay interference treated the two pairs of photoelectric conversion detection optical signal, 2 a differential phase modulated light a step of demodulating the set of electrical information signal, Exclusive OR of serial and step photoelectric conversion detection reproduces identify two sets of demodulated electrical information signal is performed, a step of correcting the identification error of the two sets of identification reproduced signal, the two sets of regenerating signal The number of error corrections in the step of calculating, the step of controlling the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensation based on the signal output in the step of performing the exclusive OR operation, and the step of correcting the identification error Detecting and controlling a delay interferometer used in the delay interference process.

本発明の一態様は、伝送路ファイバを介して伝送されてきた差動位相変調された光信号を受信する光受信機であって、受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、前記可変分散補償手段からの2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段からの前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、前記光電変換検出手段からの2組の復復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、前記誤り訂正手段において前記2組の電気情報信号からの誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備えることを特徴とする。
One aspect of the present invention is an optical receiver that receives a differential phase modulated optical signal transmitted through a transmission line fiber, and is capable of varying a dispersion compensation amount with respect to the received optical signal. Compensation means, delay interference means for performing delay interference processing for two sets of optical signals output in parallel from the variable dispersion compensation means, and photoelectric conversion for the two sets of optical signals from the delay interference means by detecting a photoelectric conversion detection means for demodulating the two sets of electrical information signals from the differential phase modulated light, and regenerating means for regenerating two sets of condensate demodulated electrical information signal from the photoelectric conversion detecting means and error correcting means for correcting the identification error of the two sets of identification reproduction signal, an exclusive OR means for performing an exclusive OR operation of the two sets of regenerating signal, output from the exclusive OR means Based on the signal A dispersion compensation control means for controlling the amount of dispersion compensation in the serial variable dispersion compensator, the number of error corrections from the two sets of electrical information signals detected in the error correction means, controls the delay interferometer of the delay interference means And a delay interferometer control means.

本発明によれば、可変分散補償部と遅延干渉部を、識別器出力の排他的論理和と、誤り訂正部からの誤り訂正数という別々のモニタ信号を用いて制御している。このため、 可変分散補償部と遅延干渉部とを同時に動作させて制御を行うことができ、最適値に至るまでの制御時間を短縮することが可能になる。また、本発明によれば、誤り訂正部のフレーム同期が掛からないような信号品質の悪い条件においても、排他的論理和部が動作し、時間平均値の変化を検出することが可能であるため、分散耐力幅の中央付近に高速に制御を引き込むことが可能になる。   According to the present invention, the variable dispersion compensator and the delay interference unit are controlled using separate monitor signals of the exclusive OR of the discriminator output and the number of error corrections from the error correction unit. Therefore, it is possible to perform control by operating the variable dispersion compensator and the delay interference unit at the same time, and it is possible to shorten the control time until the optimum value is reached. In addition, according to the present invention, the exclusive OR unit can operate and detect a change in time average value even under poor signal quality conditions such that frame synchronization of the error correction unit is not applied. It becomes possible to draw the control at a high speed near the center of the distributed bearing width.

本発明の第1の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system as a first embodiment of the present invention. 送信出力と受信出力との関係の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the relationship between a transmission output and a reception output. 補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the transmission output when a compensation amount differs. 排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average value of the output of an exclusive OR part, and the dispersion compensation amount of a variable dispersion compensation part. 送信出力と受信出力との関係の他の例の説明図である。It is explanatory drawing of the other example of the relationship between a transmission output and a reception output. 補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the transmission output when a compensation amount differs. 排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average value of the output of an exclusive OR part, and the dispersion compensation amount of a variable dispersion compensation part. 本発明の第2の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transmission system as the 2nd Embodiment of this invention. 位相変調方式を用いた光伝送システムの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the optical transmission system using a phase modulation system. NRZ変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of wavelength dispersion in the case of a NRZ modulation system, and a bit error rate. NRZ変調方式の場合とDQPSK変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of chromatic dispersion in the case of a NRZ modulation system, and a DQPSK modulation system, and a bit error rate.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図を示すものである。この光伝送システムは、光送信部1と、伝送路ファイバ2と、光受信部3とからなり、40Gbit/s以上の超高速光伝送システムに適用されるものである。光変調方式としては、差動4値位相変調方式が用いられている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system as a first embodiment of the present invention. This optical transmission system includes an optical transmission unit 1, a transmission line fiber 2, and an optical reception unit 3, and is applied to an ultrahigh-speed optical transmission system of 40 Gbit / s or more. As the light modulation method, a differential quaternary phase modulation method is used.

図1において、光送信部1は、光源11と、光変調部12と、プリコーダ部13−1、13−2とから構成される。
光源11は、光伝送を行うための連続発振光を送出する。この発振光は、光変調部12に送られる。
In FIG. 1, the optical transmission unit 1 includes a light source 11, an optical modulation unit 12, and precoder units 13-1 and 13-2.
The light source 11 sends out continuous wave light for optical transmission. This oscillation light is sent to the light modulator 12.

プリコーダ部13−1及び13−2には、データ入力端子15及び16から、Iチャネル及びQチャネルの2組の2値の電気情報信号が入力される。プリコーダ部13−1及び13−2は、入力されたIチャネル及びQチャネルの電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う。プリコーダ部13−1及び13−2で信号変換処理された電気情報信号は、光変調部12に送られる。   Two sets of binary electrical information signals of the I channel and the Q channel are input from the data input terminals 15 and 16 to the precoder units 13-1 and 13-2. The precoders 13-1 and 13-2 perform signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation on the input I-channel and Q-channel electrical information signals, respectively. The electrical information signal subjected to the signal conversion processing by the precoder units 13-1 and 13-2 is sent to the optical modulation unit 12.

光変調部12は、光源11が送出する連続発振光に対して、プリコーダ部13−1及び13−2からの信号により差動4値位相変調を行い、電気情報信号から光位相変調信号に変換する。光変調部12は、例えば、マッハツェンダ干渉計からなる変調器と、IQ両光信号の位相を直交させるためのπ/2位相シフタで構成できる。   The optical modulation unit 12 performs differential quaternary phase modulation on the continuous wave light transmitted from the light source 11 using signals from the precoder units 13-1 and 13-2, and converts the electrical information signal into an optical phase modulation signal. To do. The optical modulation unit 12 can be composed of, for example, a modulator composed of a Mach-Zehnder interferometer and a π / 2 phase shifter for making the phases of IQ optical signals orthogonal.

伝送路ファイバ2は、光送信部1から出力された光位相変調信号を、光受信部3に伝送する。
光受信部3は、可変分散補償部31と、遅延干渉部32−1及び32−2と、差動光電変換検出部33−1及び33−2と、識別器34−1及び34−2と、分離部35と、誤り訂正部36と、分散補償器制御部37と、遅延干渉計制御部38と、排他的論理和部39とを備える。
The transmission line fiber 2 transmits the optical phase modulation signal output from the optical transmission unit 1 to the optical reception unit 3.
The optical receiver 3 includes a tunable dispersion compensator 31, delay interference units 32-1 and 32-2, differential photoelectric conversion detectors 33-1 and 33-2, and identifiers 34-1 and 34-2. , A separation unit 35, an error correction unit 36, a dispersion compensator control unit 37, a delay interferometer control unit 38, and an exclusive OR unit 39.

可変分散補償部31は、伝送路ファイバ2による分散による波形歪みを補償する。可変分散補償部31の制御は、分散補償器制御部37により行われる。可変分散補償部31からの光信号は、2並列化されて、遅延干渉部32−1及び32−2に送られる。
遅延干渉部32−1及び32−2は、可変分散補償部31からの光信号について、遅延干渉処理により位相変調を強度変調に変換・復調する。2並列の遅延干渉部32−1及び32−2は、それぞれ、1ビット分の遅延干渉計により構成されている。遅延干渉部32−1及び32−2の遅延干渉計は、片アームの光位相を信号光位相に対して+π/4、−π/4シフトするように、光位相が制御される。遅延干渉部32−1及び32−2で、強度変調に変換された光信号は、差動光電変換検出部33−1及び33−2に送られる。
The variable dispersion compensator 31 compensates for waveform distortion due to dispersion caused by the transmission line fiber 2. The variable dispersion compensator 31 is controlled by a dispersion compensator controller 37. The optical signal from the tunable dispersion compensation unit 31 is parallelized and sent to the delay interference units 32-1 and 32-2.
The delay interference units 32-1 and 32-2 convert and demodulate the phase modulation into intensity modulation by delay interference processing for the optical signal from the tunable dispersion compensation unit 31. Each of the two parallel delay interfering units 32-1 and 32-2 includes a 1-bit delay interferometer. In the delay interferometers of the delay interference units 32-1 and 32-2, the optical phase is controlled so that the optical phase of one arm is shifted + π / 4, −π / 4 with respect to the signal optical phase. The optical signals converted into intensity modulation by the delay interference units 32-1 and 32-2 are sent to the differential photoelectric conversion detection units 33-1 and 33-2.

差動光電変換検出部33−1及び33−2は、遅延干渉部32からの光信号について差動光電変換検出を行い、光信号から電気情報信号への復調を行う。差動光電変換検出部33−1及び33−2からの電気情報信号は、識別器34−1及び34−2に送られる。
識別器34−1及び34−2は、差動光電変換検出部33−1及び33−2から、Iチャネル及びQチャネルの復調電気情報信号を識別再生する。再生されたIチャネル及びQチャネルの電気情報信号は、分離部35に送られる。
The differential photoelectric conversion detectors 33-1 and 33-2 perform differential photoelectric conversion detection on the optical signal from the delay interference unit 32, and demodulate the optical signal to the electrical information signal. The electrical information signals from the differential photoelectric conversion detection units 33-1 and 33-2 are sent to the discriminators 34-1 and 34-2.
The discriminators 34-1 and 34-2 discriminate and reproduce the demodulated electrical information signals of the I channel and the Q channel from the differential photoelectric conversion detectors 33-1 and 33-2. The reproduced I channel and Q channel electrical information signals are sent to the separation unit 35.

分離部35は、識別器34−1及び34−2からのIチャネル及びQチャネルの電気情報信号を並列化処理する。この電気情報信号は、誤り訂正部36に送られる。誤り訂正部36は、分離部35からの電気情報信号の誤りを訂正する。
排他的論理和部39は、差動光電変換検出部33−1からのIチャネルの2値の電気情報信号と、差動光電変換検出部33−2からのQチャネルの2値の電気情報信号との排他的論理和を求める。分散補償器制御部37は、排他的論理和部39の出力信号に基づいて、可変分散補償部31の分散補償量を制御する。
The demultiplexer 35 performs parallel processing on the I-channel and Q-channel electrical information signals from the discriminators 34-1 and 34-2. This electrical information signal is sent to the error correction unit 36. The error correction unit 36 corrects an error in the electrical information signal from the separation unit 35.
The exclusive OR unit 39 includes an I-channel binary electrical information signal from the differential photoelectric conversion detector 33-1 and a Q-channel binary electrical information signal from the differential photoelectric conversion detector 33-2. Find the exclusive OR with. The dispersion compensator control unit 37 controls the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensation unit 31 based on the output signal of the exclusive OR unit 39.

遅延干渉計制御部38は、誤り訂正部36において検出される誤り訂正個数に基づいて、遅延干渉部32−1及び32−2の制御を行う。すなわち、遅延干渉計制御部38は、誤り訂正部36において検出される誤り訂正個数が最小になるように制御することで、2並列の遅延干渉部32−1及び32−2の1ビット遅延干渉計を、それぞれ、片アームの光位相が信号光位相に対して+π/4、−π/4シフトするように、光信号の位相を制御する。   The delay interferometer control unit 38 controls the delay interference units 32-1 and 32-2 based on the number of error corrections detected by the error correction unit 36. That is, the delay interferometer control unit 38 performs control so that the number of error corrections detected by the error correction unit 36 is minimized, thereby allowing 1-bit delay interference of the two parallel delay interference units 32-1 and 32-2. The phases of the optical signals are controlled so that the optical phase of one arm is shifted by + π / 4 and −π / 4 with respect to the signal optical phase, respectively.

上述のように、本発明の第1の実施形態では、排他的論理和部39で、差動光電変換検出部33−1からのIチャネルの電気情報信号と、差動光電変換検出部33−2からのQチャネルの電気情報信号との排他的論理和を求め、分散補償器制御部37で、排他的論理和部39の出力信号に基づいて、可変分散補償部31の分散補償量を制御している。これにより、伝送路ファイバ2による分散による波形歪みを最適に補償することができる。このことについて、以下に説明する。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the exclusive OR unit 39 uses the I-channel electrical information signal from the differential photoelectric conversion detection unit 33-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 33-. 2 is obtained, and the dispersion compensator control unit 37 controls the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensator 31 based on the output signal of the exclusive OR unit 39. doing. Thereby, the waveform distortion due to dispersion caused by the transmission line fiber 2 can be optimally compensated. This will be described below.

図2は、送信出力と受信出力との関係の一例を表す図である。本発明に第1の実施形態の光伝送システムでは、光受信機の運用立ち上げ時又は光信号復旧時等において、可変分散補償部31の分散補償量を最適値に調整する場合に、データ入力端子15及び16から入力されるIチャネル及びQチャネルの2値の電気情報信号として、図2に示すような同一符号の信号が入力される。この同一符号のIチャネルの信号とQチャネルの信号は、プリコーダ部13−1及び13−2で信号変換処理され、光変調部12で差動4値位相変調されて、光送信部1から送信される。図2の例では、Iチャネルの信号として”1011001010…”、Q信号として”1011001010…”が光送信部1から差動4値位相変調されて光信号で送信される。この光信号は、伝送路ファイバ2を介して光受信部3に送られ、光受信部3で受信される。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the transmission output and the reception output. In the optical transmission system according to the first embodiment of the present invention, when the dispersion compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is adjusted to the optimum value when the optical receiver is started up or the optical signal is restored, data input is performed. Signals having the same sign as shown in FIG. 2 are inputted as binary electrical information signals of I channel and Q channel inputted from terminals 15 and 16. The I channel signal and Q channel signal of the same code are subjected to signal conversion processing by the precoder units 13-1 and 13-2, subjected to differential quaternary phase modulation by the optical modulation unit 12, and transmitted from the optical transmission unit 1. Is done. In the example of FIG. 2, “1011001010...” As the I channel signal and “1011001010...” As the Q signal are differentially quadrature-phase modulated from the optical transmission unit 1 and transmitted as an optical signal. This optical signal is sent to the optical receiver 3 via the transmission line fiber 2 and received by the optical receiver 3.

光受信部3において、Iチャネル及びQチャネルの信号を同一符号信号により差動4値位相変調された光信号を受信した場合、可変分散補償部31の補償量が最適値に一致していた場合は、2並列の識別器34−1、34−2の出力は同一符号信号となる。このため、排他的論理和部39の出力は常に”0”となる。   When the optical receiver 3 receives an optical signal obtained by differential quaternary phase modulation of the I channel and Q channel signals with the same code signal, and the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 matches the optimum value The outputs of the two parallel discriminators 34-1 and 34-2 are the same code signal. For this reason, the output of the exclusive OR unit 39 is always “0”.

すなわち、光送信部1から、Iチャネルの信号として”1011001010…”、Qチャネルの信号として”1011001010…”が差動4値位相変調されて送信された場合には、図2に示すように、識別器34−1からは、Iチャネルの信号として”1011001010…”が出力され、識別器34−2からは、Qチャネルの信号として”1011001010…”が出力される。この識別器34−1の出力されるIチャネルの信号と、識別器34−2から出力されるQチャネルの信号との排他的論理和を排他的論理和部39で求めると、図2に示すように、排他的論理和部39の出力は、”0000000000…”となる。   That is, when “1011001010...” As an I channel signal and “1011001010...” As a Q channel signal are transmitted after differential four-level phase modulation from the optical transmitter 1, as shown in FIG. The discriminator 34-1 outputs "1011001010 ..." as an I channel signal, and the discriminator 34-2 outputs "1011001010 ..." as a Q channel signal. When the exclusive OR of the I channel signal output from the discriminator 34-1 and the Q channel signal output from the discriminator 34-2 is obtained by the exclusive OR unit 39, it is shown in FIG. Thus, the output of the exclusive OR unit 39 is “0000000000000.

これに対して、可変分散補償部31の補償量が最適値からわずかに異なっている場合は、2並列の識別器34−1、34−2の出力は常に同一符号出力とはならず、わずかな確率でランダムに誤る。図3は、補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係を表す図である。このため、識別器34−1の出力と、識別器34−2の出力とが同一符号出力ではない場合が発生し、排他的論理和部39の出力中に”1”となる部分が生じる。したがって、排他的論理和部39の出力の一定時間の平均値をとると、”0”よりわずかに大きな値になる。   On the other hand, when the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is slightly different from the optimum value, the outputs of the two parallel discriminators 34-1 and 34-2 are not always the same code output, Random mistakes with random probability. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the transmission output and the reception output when the compensation amounts are different. For this reason, the case where the output of the discriminator 34-1 and the output of the discriminator 34-2 are not the same code output occurs, and a portion of “1” is generated in the output of the exclusive OR unit 39. Therefore, taking an average value of the output of the exclusive OR unit 39 for a certain period of time, the value is slightly larger than “0”.

すなわち、図3において、光送信部1から、Iチャネルの信号として”1011001010…”、Qチャネルの信号として”1011001010…”が差動4値位相変調されて送信されたが、可変分散補償部31の補償量が最適値からわずかに異なっており、識別器34−1からは、Iチャネルの信号として”1011000010…”が出力され、識別器34−2からは、Qチャネルの信号として”1010001010…”が出力されたとする。ここでは、下線の符号が誤りとなっている。この識別器34−1の出力されるIチャネルの信号と、識別器34−2から出力されるQチャネルの信号との排他的論理和を排他的論理和部39で求めると、図3に示すように、排他的論理和部39の出力は、”0001001000…”となり、排他的論理和部39の出力中に”1”となる部分が生じる。   That is, in FIG. 3, “1011001010...” As the I channel signal and “1011001010...” As the Q channel signal are transmitted after differential quaternary phase modulation. Is slightly different from the optimum value. The discriminator 34-1 outputs "1011000010 ..." as the I channel signal, and the discriminator 34-2 outputs "101001010 ..." as the Q channel signal. "Is output. Here, the underlined code is incorrect. When the exclusive OR of the I channel signal output from the discriminator 34-1 and the Q channel signal output from the discriminator 34-2 is obtained by the exclusive OR unit 39, it is shown in FIG. As described above, the output of the exclusive OR unit 39 is “0001001000...”, And a portion of “1” is generated in the output of the exclusive OR unit 39.

可変分散補償部31の補償量が最適値から大きく異なっている場合は、2並列の識別器34−1、34−2の出力は常にランダムに誤るため、排他的論理和部39の出力のある一定時間の平均値は”0.5”となる。
図4は、このような排他的論理和部39の出力の平均値と、可変分散補償部31の分散補償量との関係を示すグラフである。図4において、横軸は分散補償量を示し、縦軸は排他的論理和部39の出力の平均値を示している。図4に示すように、可変分散補償部31の補償量が最適に設定されている場合には、排他的論理和部39の出力の平均値は、”0”に近い値となる。したがって、分散補償器制御部37で、排他的論理和部39の出力の平均値が”0”に近づくように可変分散補償部31の補償量を制御することで、最適値制御が可能になる。
When the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is greatly different from the optimum value, the outputs of the two parallel discriminators 34-1 and 34-2 are always erroneously random, and therefore the output of the exclusive OR unit 39 is present. The average value for a certain time is “0.5”.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the average value of the output of the exclusive OR unit 39 and the dispersion compensation amount of the tunable dispersion compensator 31. In FIG. 4, the horizontal axis represents the dispersion compensation amount, and the vertical axis represents the average value of the output of the exclusive OR unit 39. As shown in FIG. 4, when the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is set optimally, the average value of the output of the exclusive OR unit 39 is a value close to “0”. Accordingly, the dispersion compensator control unit 37 controls the compensation amount of the tunable dispersion compensation unit 31 so that the average value of the output of the exclusive OR unit 39 approaches “0”, thereby enabling optimum value control. .

図5は、送信出力と受信出力との関係の他の例を表す図である。図6は、補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の例を表す図である。光送信部1における差動4値位相変調でのπ/2位相シフトが反転した場合には、可変分散補償部31の補償量が最適値に一致していた場合は、2並列の識別器34−1、34−2の出力は常に逆符号信号となる。そのため、排他的論理和部39の出力は常に”1”となる。可変分散補償部31の補償量が最適値からわずかに異なっている場合は、図6に示すように2並列の識別器34−1、34−2の出力は常に逆符号出力とはならず、わずかな確率でランダムに誤るため、逆符号出力ではない場合が発生し、その場合は排他的論理和部39の出力は”0”となるため、ある一定時間の平均値をとると”1”ではなく、1よりわずかに小さな値になる。可変分散補償部31の補償量が最適値から大きく異なっている場合は、2並列の識別器34−1、34−2の出力は常にランダムに誤るため、排他的論理和部39の出力のある一定時間の平均値は”0.5”となる。これをグラフに示すと図7に示すようになる。図7は、排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。この場合には、分散補償器制御部37で、排他的論理和部39の出力の平均値が”1”に近づくように可変分散補償部31の補償量を制御すれば良い。   FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the relationship between the transmission output and the reception output. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the transmission output and the reception output when the compensation amounts are different. When the π / 2 phase shift in the differential quaternary phase modulation in the optical transmitter 1 is reversed, and the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 matches the optimum value, the two parallel discriminators 34 The outputs of -1 and 34-2 are always reverse sign signals. Therefore, the output of the exclusive OR unit 39 is always “1”. When the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is slightly different from the optimum value, the outputs of the two parallel discriminators 34-1 and 34-2 are not always reverse code outputs as shown in FIG. Since there is a random error with a small probability, there is a case where the output is not the reverse sign output. In this case, the output of the exclusive OR unit 39 is “0”. Instead, it is slightly smaller than 1. When the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 is greatly different from the optimum value, the outputs of the two parallel discriminators 34-1 and 34-2 are always erroneously random, and therefore the output of the exclusive OR unit 39 is present. The average value for a certain time is “0.5”. This is shown in a graph in FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the average value of the output of the exclusive OR unit and the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensator. In this case, the dispersion compensator controller 37 may control the compensation amount of the tunable dispersion compensator 31 so that the average value of the output of the exclusive OR unit 39 approaches “1”.

このように、本発明の第1の実施形態では、分散補償については、排他的論理和部39で、差動光電変換検出部33−1からのIチャネルの信号と差動光電変換検出部33−2からのQチャネルの信号との排他的論理和を求め、分散補償器制御部37で、この排他的論理和部39の出力信号に基づいて、可変分散補償部31を制御している。これに対して、遅延干渉部32−1及び32−2の遅延干渉計の光位相については、誤り訂正部36で受信信号の誤りを検出し、遅延干渉計制御部38で、この誤り訂正部36において検出される誤り訂正個数に基づいて、制御を行うようにしている。これにより、可変分散補償部31と遅延干渉部32−1及び32−2の制御を独立かつ同時に最適値制御することができ、短時間で、分散補償と光位相とをそれぞれ最適に制御することが可能となる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, with respect to dispersion compensation, the exclusive OR unit 39 performs the I-channel signal from the differential photoelectric conversion detection unit 33-1 and the differential photoelectric conversion detection unit 33. 2 is obtained, and the dispersion compensator controller 37 controls the variable dispersion compensator 31 based on the output signal of the exclusive OR 39. On the other hand, for the optical phases of the delay interferometers of the delay interference units 32-1 and 32-2, the error correction unit 36 detects an error in the received signal, and the delay interferometer control unit 38 detects this error correction unit. Control is performed based on the number of error corrections detected in 36. Thereby, the control of the tunable dispersion compensation unit 31 and the delay interference units 32-1 and 32-2 can be independently and simultaneously controlled to the optimum value, and the dispersion compensation and the optical phase can be optimally controlled in a short time. Is possible.

<第2の実施形態>
図8は、本発明の第2の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図を示すものである。この光伝送システムは、光送信部101と、伝送路ファイバ102と、光受信部103とを備える。
<Second Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system according to the second embodiment of the present invention. This optical transmission system includes an optical transmission unit 101, a transmission path fiber 102, and an optical reception unit 103.

光送信部101は、光源111と、光変調部112と、プリコーダ部113−1、113−2とから構成される。この構成は、第1の実施形態の光送信部1における、光源11と、光変調部12と、プリコーダ部13−1、13−2と同様である。
光受信部103は、可変分散補償部131と、遅延干渉部132−1及び132−2と、差動光電変換検出部133−1及び133−2と、識別器134−1及び134−2と、分離部135と、誤り訂正部136と、分散補償器制御部137と、遅延干渉計制御部138と、排他的論理和部139とを備える。この構成は、第1の実施形態の光受信部3における、可変分散補償部31と、遅延干渉部32−1及び32−2と、差動光電変換検出部33−1及び33−2と、識別器34−1及び34−2と、分離部35と、誤り訂正部36と、分散補償器制御部37と、遅延干渉計制御部38と、排他的論理和部39と基本的には同様である。
The optical transmission unit 101 includes a light source 111, an optical modulation unit 112, and precoder units 113-1 and 113-2. This configuration is the same as the light source 11, the light modulation unit 12, and the precoder units 13-1 and 13-2 in the optical transmission unit 1 of the first embodiment.
The optical receiver 103 includes a tunable dispersion compensator 131, delay interference units 132-1 and 132-2, differential photoelectric conversion detectors 133-1 and 133-2, and identifiers 134-1 and 134-2. , A separation unit 135, an error correction unit 136, a dispersion compensator control unit 137, a delay interferometer control unit 138, and an exclusive OR unit 139. This configuration includes a variable dispersion compensation unit 31, delay interference units 32-1 and 32-2, and differential photoelectric conversion detection units 33-1 and 33-2 in the optical receiver 3 of the first embodiment. Basically the same as the discriminators 34-1 and 34-2, the separation unit 35, the error correction unit 36, the dispersion compensator control unit 37, the delay interferometer control unit 38, and the exclusive OR unit 39. It is.

第1の実施形態と第2の実施形態との相違点は、第1の実施形態では、識別器34−1及び34−2の出力を排他的論理和部39に供給していたのに対して、第2の実施形態では、識別器134−1及び134−2の出力を並列展開した分離部135の出力におけるIチャネルとQチャネルとが対応するポートの出力を排他的論理和部139に供給している。この例では、分離部134が2:4のシリアル・パラレル変換器である場合、Iチャネル信号出力I−1とQチャネル信号出力Q−1を排他的論理和部139に供給している。この分離部135は、標準の300ピンMSA規格パッケージとしてよく用いられる2:16のシリアル・パラレル変換でももちろん良い。   The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the output of the discriminators 34-1 and 34-2 is supplied to the exclusive OR unit 39 in the first embodiment. Thus, in the second embodiment, the output of the port corresponding to the I channel and the Q channel in the output of the separation unit 135 obtained by developing the outputs of the discriminators 134-1 and 134-2 in parallel is output to the exclusive OR unit 139. Supply. In this example, when the separation unit 134 is a serial / parallel converter of 2: 4, the I channel signal output I-1 and the Q channel signal output Q-1 are supplied to the exclusive OR unit 139. The separation unit 135 may of course be a 2:16 serial-parallel conversion often used as a standard 300-pin MSA standard package.

なお、上述の第1及び第2の実施形態において、差動光電変換検出部133−1、133−2は単一入力光電変換器で構成しても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
In the first and second embodiments described above, the differential photoelectric conversion detectors 133-1 and 133-2 may be configured with a single input photoelectric converter.
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

1,101…光送信部, 2,102…伝送路ファイバ, 3,103…光受信部, 11,111…光源, 12,112…光変調部, 13−1,13−2,113−1,113−2…プリコーダ部, 31,131…可変分散補償部, 32−1,32−2,132−1,132−2…遅延干渉部, 33−1,33−2,133−1,133−2…差動光電変換検出部, 34−1,34−2,134−1,134−2…識別器, 35,135…分離部, 36,136…誤り訂正部, 37,137…分散補償器制御部, 38,138…遅延干渉計制御部, 39…排他的論理和部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Optical transmission part, 2,102 ... Transmission path fiber, 3,103 ... Optical reception part, 11, 111 ... Light source, 12, 112 ... Optical modulation part, 13-1, 13-2, 113-1, 113-2 ... Precoder unit 31, 131 ... Variable dispersion compensation unit 32-1, 32-2, 132-1, 132-2 ... Delay interference unit 33-1, 33-2, 133-1, 133- 2 ... differential photoelectric conversion detectors, 34-1, 34-2, 134-1, 134-2 ... discriminators, 35, 135 ... separating units, 36, 136 ... error correcting units, 37, 137 ... dispersion compensators Control unit, 38, 138 ... Delay interferometer control unit, 39 ... Exclusive OR unit

Claims (7)

差動位相変調された光信号を生成して送信する光送信機と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信するための光受信機とを備える光伝送システムであって、
前記光送信機は、
光伝送を行うための連続発振光を送出する光源と、
入力された2組の2値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行うプリコーダ手段と、
前記光源からの連続発振光に対して、前記プリコーダ手段により差動位相変調を行う光変調手段と、を備え、
前記光受信機は、
受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、
前記可変分散補償手段からの2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、
前記遅延干渉手段からの前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、
前記光電変換検出手段からの2組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と
2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、
前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、
前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、
前記誤り訂正手段における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備える
ことを特徴とする光伝送システム。
An optical transmission system comprising: an optical transmitter that generates and transmits a differential phase-modulated optical signal; and an optical receiver that receives the optical signal transmitted from the optical transmitter via a transmission line fiber. Because
The optical transmitter is
A light source that emits continuous wave light for optical transmission;
Precoder means for performing signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation for each of two sets of binary electrical information signals input;
Optical modulation means for performing differential phase modulation by the precoder means for continuous wave light from the light source,
The optical receiver is:
A variable dispersion compensation means capable of varying the dispersion compensation amount for the received optical signal;
Delay interference means for performing delay interference processing on two sets of optical signals output in parallel from the variable dispersion compensation means;
By performing photoelectric conversion detected for the two sets of optical signals from said delay interference section, and the photoelectric conversion detecting means for demodulating the two sets of electrical information signals from the differential phase modulated light,
Identification reproduction means for identifying and reproducing two sets of demodulated electrical information signals from the photoelectric conversion detection means ;
And error correcting means for correcting the identification error of the two sets of identification reproduced signal,
Exclusive OR means for performing an exclusive OR operation of the two sets of identification reproduction signals;
Dispersion compensation control means for controlling a dispersion compensation amount in the variable dispersion compensation means based on a signal output from the exclusive OR means;
An optical transmission system comprising: a delay interferometer control unit that detects a number of error corrections in the error correction unit and controls a delay interferometer of the delay interference unit.
前記光送信機は、前記2組の2値電気情報信号として同一信号を与え、
前記分散補償制御手段は、前記光受信機における前記排他的論理和手段の出力の一定時間の平均値が”0”又は”1”に近くなるように、前記可変分散補償手段の分散補償量の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の光伝送システム。
The optical transmitter gives the same signal as the two sets of binary electrical information signals,
The dispersion compensation control means adjusts the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensation means so that the average value of the output of the exclusive OR means in the optical receiver for a certain time is close to “0” or “1”. The optical transmission system according to claim 1, wherein control is performed.
前記光送信機は、光受信機の運用立ち上げ時又は光信号復旧時に、前記2組の2値電気情報信号として同一信号を与えることを特徴とする請求項2に記載の光伝送システム。   3. The optical transmission system according to claim 2, wherein the optical transmitter gives the same signal as the two sets of binary electrical information signals when the optical receiver is started up or restored. 前記排他的論理和手段は、前記識別再生手段から出力される識別再生信号の排他的論理和演算を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 1, wherein the exclusive OR unit performs an exclusive OR operation on the identification reproduction signal output from the identification reproduction unit. 前記排他的論理和手段は、並列展開した前記識別再生信号の排他的論理和演算を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 1, wherein the exclusive OR unit performs an exclusive OR operation on the identification reproduction signals expanded in parallel. 差動位相変調された光信号を送信する工程と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信する工程とを有する光伝送方法であって、
前記光信号を送信する工程は、
入力された2組の2値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う工程と、
光源からの連続発振光に対して、差動位相変調を行う工程と、を含み、
前記光信号を受信する工程は、
受信した光信号に対して可変分散補償を行う工程と
可変分散補償を行う工程で2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う工程と、
前記遅延干渉処理された前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する工程と、
前記光電変換検出が行われた2組の復調電気情報信号を識別再生する工程と
2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する工程と、
前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う工程と、
前記排他的論理和演算を行う工程で出力される信号に基づいて、前記可変分散補償の分散補償量を制御する工程と、
前記識別誤りを訂正する工程における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉処理で使用される遅延干渉計を制御する工程と、を含むことを特徴とする光伝送方法。
An optical transmission method comprising: transmitting a differential phase modulated optical signal; and receiving an optical signal transmitted from the optical transmitter via a transmission line fiber,
Transmitting the optical signal comprises:
A step of performing signal conversion processing corresponding to signal conversion by differential demodulation on each of two sets of input binary electrical information signals;
A step of performing differential phase modulation on continuous wave light from a light source,
Receiving the optical signal comprises:
And performing variable dispersion compensation on the received optical signal,
A step of performing a delay interference process on two sets of optical signals output in parallel by two in the step of performing variable dispersion compensation ;
By performing photoelectric conversion detection for the delayed interference treated the two pairs of optical signal, a step of demodulating the two sets of electrical information signals from the differential phase modulated light,
Identifying and reproducing the two sets of demodulated electrical information signals subjected to the photoelectric conversion detection ;
A step of correcting the identification error of the two sets of identification reproduced signal,
Performing an exclusive OR operation of the two sets of identification reproduction signals;
Controlling the dispersion compensation amount of the variable dispersion compensation based on the signal output in the step of performing the exclusive OR operation ;
Detecting the number of error corrections in the step of correcting the identification error, and controlling a delay interferometer used in the delay interference process.
伝送路ファイバを介して伝送されてきた差動位相変調された光信号を受信する光受信機であって、
受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、
前記可変分散補償手段からの2並列化されて出力された2組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、
前記遅延干渉手段からの前記2組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から2組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、
前記光電変換検出手段からの2組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と
2組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、
前記2組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、
前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、
前記誤り訂正手段において前記2組の電気情報信号からの誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備える
ことを特徴とする光受信機。
An optical receiver for receiving a differential phase-modulated optical signal transmitted through a transmission line fiber,
A variable dispersion compensation means capable of varying the dispersion compensation amount for the received optical signal;
Delay interference means for performing delay interference processing on two sets of optical signals output in parallel from the variable dispersion compensation means;
By performing photoelectric conversion detected for the two sets of optical signals from said delay interference section, and the photoelectric conversion detecting means for demodulating the two sets of electrical information signals from the differential phase modulated light,
And regenerating means for regenerating two sets of demodulation electrical information signal from the photoelectric conversion detecting means,
And error correcting means for correcting the identification error of the two sets of identification reproduced signal,
Exclusive OR means for performing an exclusive OR operation of the two sets of identification reproduction signals;
Dispersion compensation control means for controlling a dispersion compensation amount in the variable dispersion compensation means based on a signal output from the exclusive OR means;
An optical receiver comprising: delay interferometer control means for detecting the number of error corrections from the two sets of electrical information signals in the error correction means and controlling a delay interferometer of the delay interference means.
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