(57)【要約】【課題】相互位相変調の影響を除去することができる相互位相変調補償装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明は相互位相変調補償装置及び方法を提供した。前記相互位相変調補償装置はカスケード接続されたＭ段階相互位相変調補償器を含む。ここでＭ≧２である。各段階の相互位相変調補償器は、該段階相互位相変調補償器に入力された偏光逆多重化済みのベースバンド信号に相互位相変調が及ぼす影響を低減をするために用いられる。さらに前記装置を含む光コヒーレント受信機を提供した。【選択図】図１
2012034347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カスケード接続されたＭ段階相互位相変調補償器を含み、
ここで、Ｍ≧２であり、
各段階の相互位相変調補償器が、該段階相互位相変調補償器に入力された偏光逆多重化済みのベースバンド信号に相互位相変調が及ぼす影響を低減をするために用いられる
相互位相変調補償装置。
【請求項２】
第1段階から第Ｍ−１段階までの相互位相変調補償器中の各段階相互位相変調補償器が、キャリア位相回復器及び偏波クロストークキャンセラを含み、
第Ｍ段階相互位相変調補償器がキャリア位相回復器を含み、
前記第1段階から第Ｍ−１段階までの相互位相変調補償器中の各段階相互位相変調補償器の偏波クロストークキャンセラの入力が、該段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の出力に接続され、
該偏波クロストークキャンセラの出力が次の段階の相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の入力に接続され、
各キャリア位相回復器が該キャリア位相回復器に入力された信号に対してキャリア位相回復を行うために用いられ、
各偏波クロストークキャンセラが該偏波クロストークキャンセラ中に入力された信号中の偏波クロストークの除去を行うために用いられる
請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記Ｍ段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の平均長さが段階的に逓減する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第Ｍ段階相互位相変調補償器がさらに偏波クロストークキャンセラを含み、
該偏波クロストークキャンセラの入力が第Ｍ段階相互位相変調補償器のキャリア位相回復器の出力に接続され、該偏波クロストークキャンセラの出力を前記相互位相変調補償装置の出力とする
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記Ｍ段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器が互いに同一の設定を有する請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記Ｍ段階相互位相変調補償器が互いに異なる設定を有する請求項１または２に記載の装置。
【請求項７】
等化及び偏光逆多重化装置、並びにデータ回復装置を含み、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の相互位相変調補償装置をさらに含み、
前記相互位相変調補償装置が前記等化及び偏光逆多重化装置が出力した逆多重化信号に対して相互位相変調が及ぼす影響を低減し、前記データ回復装置に出力するために用いられる光コヒーレント受信機。
【請求項８】
周波数差補償装置をさらに含み、該周波数差補償装置が前記等化及び偏光逆多重化装置が出力した逆多重化信号に対して周波数差を低減し、
周波数差が低減された信号を前記相互位相変調補償装置に出力するために用いられる請求項７記載の光コヒーレント受信機。
【請求項９】
前記周波数差補償装置が前記逆多重化信号中のｈ成分(水平偏波)信号及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立したに周波数差推定を行い、
推定した二つの周波数差値に基づき、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立して周波数差を低減するために設定される
請求項８に記載の光コヒーレント受信機。
【請求項１０】
前記周波数差補償装置が前記逆多重化信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立して周波数差推定を行い、
推定した二つの周波数差値の平均値を計算し、該平均値に基づき、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差を低減するために設定される
請求項８に記載の光コヒーレント受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信分野に関し、具体的には、相互位相変調補償装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
相互位相変調（Cross‐Phase Modulation、ＸＰＭ）による位相雑音及び偏波クロストークは光通信システム、特に高密度波長分割多重システムの通信品質の低下の主な原因の一つである。そこで、あるコヒーレント光通信システムでは、コヒーレント受信機中のキャリア位相回復装置を利用して、非線形位相雑音を補償している。また、他のコヒーレント光通信システムでは、非線形偏波クロストークキャンセラを利用して、非線形偏波クロストークを補償している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Lei LI et al.「XPM Tolerant Adaptive Carrier Phase Recovery for Coherent Receiver Based on Phase Noise Statistics Monitoring」(ECOC2009 ,Paper P3.16)
【非特許文献２】D. Van Den Borne et al.「Carrier Phase Estimation for Coherent Equalization of 43-Gb/s POLMUX-NRZ-DQPKS transmission with 10.7-Gb/s NRZ Neighbours」（ECOC2007,Paper We3.2.2）
【非特許文献３】Lei LI et al.「Nonlinear Polarization Crosstalk Canceller for Dual-Polarization Digital Coherent Receivers」（ECOC2010,Paper OWE3）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、背景技術で例として挙げたいずれのシステムにおいても、キャリア位相雑音や非線形偏波クロストークなどを含む相互位相変調が伝送信号に及ぼす影響を除去しきれないことがある。本発明は、相互位相変調の影響を除去することができる相互位相変調補償装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、本発明の内容を理解しやすくするために、いくつかの実施形態に関する概略的な説明を行う。ここで、以下の概略的な説明は発明の内容の全てを列挙した説明ではない。また、本発明のキーポイント又は重要部分を決定することを意図したものでもなく、また本発明の範囲を限定することを意図したものでもない。すなわち、簡略化された形でいくつかの概念を提示することにより、後の記載を分かりやすくすることに過ぎない。
【０００６】
ある実施形態は、相互位相変調補償装置を提供する。該装置はカスケード接続されたＭ段階相互位相変調補償器を含み、ここで、Ｍ≧２である。各段階の相互位相変調補償器は該段階相互位相変調補償器に入力された偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して相互位相変調補償を行うために用いられる。
【０００７】
もう一つの実施形態により、相互位相変調補償方法が提供される。該方法は多段階カスケードの相互位相変調補償装置を利用して、偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して複数回の相互位相変調補償を行う。ここで、相互位相変調補償を行う回数は2以上である。
【０００８】
もう一つの実施形態によれば、さらに、光コヒーレント受信機が提供される。該光コヒーレント受信機は等化及び偏光逆多重化装置、並びにデータ回復装置を含む。該光コヒーレント受信機はさらに前述のような相互位相変調補償装置を含む。前記相互位相変調補償装置は前記等化及び偏光多重化装置が出力した逆多重化信号に対して相互位相変調補償を行い、補償された信号を前記データ回復装置に出力するために用いられる。
【０００９】
また、ある実施形態は、さらに前記方法を実現するコンピュータプログラムを提供する。このほか、ある実施形態では、少なくともコンピュータが読み取り可能な媒体形式のコンピュータプログラム製品を提供する。ここで、そのコンピュータプログラム製品には前記方法を実現するためのコンピュータプログラムコードが記録されている。
【発明の効果】
【００１０】
伝送信号中の相互位相変調（例えば、キャリア位相雑音及び非線形偏波クロストークを含む）を有効に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
以下の図面を結び付けた本公開の実施例に対する説明を参照すると、本公開の以上の及び他の目的、特徴並びに長所をさらに理解しやすくなる。図面中の部品は比例して作画されたものではなく、本公開の原理を示すためのものに過ぎない。図面において、同一または類似の技術的特徴または部品は同一または類似の図面表記を採用して表示する。
【図１】本公開の一つの実施例に基づく相互位相変調補償装置の構造のブロック図を示す。
【図２Ａ】本公開の他の一つの実施例に基づく相互位相変調補償装置の構造のブロック図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａが示す単一のＸＰＭＲの構造のブロック図を示す。
【図３】本公開の実施例に基づく光コヒーレント受信機の構造のブロック図を示す。
【図４】本公開の一つの例に基づく周波数差補償装置の構造のブロック図を示す。
【図５】本公開の他の一つの例に基づく周波数差補償装置の構造のブロック図を示す。
【図６】本公開の他の一つの例に基づく周波数差補償装置の構造のブロック図を示す。
【図７】さまざまな相互位相変調補償装置の性能を比較した図を示す。
【図８】本公開の一つの実施例に基づく相互位相変調補償方法のブロック図を示す。
【図９】本公開の他の一つの実施例に基づく相互位相変調補償方法のブロック図を示す。
【図１０】本公開の実施例/例に基づく方法を実現するために用いられるコンピュータの構造のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照しながら本公開の実施例を説明する。本公開の一つの図面又は一つの実施方法において記述された要素及び特徴は一つ又はそれ以上のその他の図面又は実施方式において示された要素及び特徴と結合することができる。ここで、対象を明確にするために、図面及び説明において本公開と関係のない、当業者にとって既知の部品及び処理の表示並びに記述は省略したことについて注意されたい。
【００１３】
上記のように、いくつかの光通信システムにおいては、キャリア位相回復は、偏波クロストークがないと仮定された情況で行われる。また他の光通信システムにおいて、非線形偏光クロストーク除去は、キャリア位相雑音がないと仮定された情況で行われる。発明者は、実際の光通信システムにおいて相互位相変調によるキャリア位相雑音及び非線形偏光クロストークが多くの場合同時的に存在しているので、上記の仮説は全て成立しないことに気付いた。偏波クロストークを考慮しない情況でキャリア位相回復を行う場合、偏波クロストークの影響で、位相推定の正確度が大幅に下がり、好ましい位相回復が実現できなくなるため、位相回復された信号中にはまだそれに対応する位相雑音が残ることになる。またキャリア位相雑音を考慮しない情況で非線形偏光クロストーク除去を行う場合、信号中に位相雑音が存在するため、偏波クロストークの計算精度も大幅に下がり、それによって理想的な非線形偏光クロストーク除去が実現できなくなる。
【００１４】
図１は本公開の一つの実施例に基づく相互位相変調補償装置を示した略図的ブロック図である。図１に示すように、該相互位相変調補償装置１１０はＭ個の相互位相変調補償装置（略称ＸＰＭＲ,即ちCross-Phase Modulation Recovering device)を含み、これらのＸＰＭＲはともにカスケード接続され、そのうち、第一段階ＸＰＭＲ（＃１ＸＰＭＲ）は１１１で表され、第二段階ＸＰＭＲ（＃２ＸＰＭＲ）は１１２で表され、第Ｍ段階ＸＰＭＲ  （＃Ｍ  ＸＰＭＲ）は１１３で表される。第一段階ＸＰＭＲ１１１は偏光逆多重化済みのベースバンド信号を受信し、該ベースバンド信号に対して相互位相変調補償を行うために用いられる。第二段階ＸＰＭＲ１１２は第一段階ＸＰＭＲ１１１からの信号を受信し、ＸＰＭＲ１１１によって補償された信号に対して、再度、相互位相変調補償を行うために用いられる。これに基づいて類推すると、第Ｍ段階ＸＰＭＲ１１３は前の段階のＸＰＭＲ（第Ｍ−１段階のＸＰＭＲ）からの信号を受信し、前の段階のＸＰＭＲによって補償された信号に対して相互位相変調補償を行うために用いられる。そのうち、ＭはＭ２以上の整数である。
【００１５】
図１に示された相互位相変調補償装置１１０（略称Ｍ−ＸＰＭＲ）において、多段階カスケードのＸＰＭＲを採用しているため、信号に対する相互位相変調補償は複数回行われる。このため、キャリア位相補償又は非線形偏光クロストーク除去のうち一つだけを行う装置又は相互位相変調補償を一回しか行わない装置と比べると、相互位相変調補償の効果を大幅に向上させることができる。
【００１６】
一例として、本公開の実施例に基づく相互位相変調補償装置（例えば１１０）中の多段階ＸＰＭＲ（１１１、１１２、１１３等）は互いに同一の設定を有していてもよい。他の一つの例として、これらのＸＰＭＲ（１１１、１１２、１１３等）は互いに異なる設定を有していてもよい。
なお、各段階のＸＰＭＲは任意の適切な技術を採用して相互位相変調補償処理を行うことができる。
【００１７】
図２Ａは本開示の他の一つの実施例に基づく相互位相変調補償装置を示した略図的ブロック図である。前述の実施例の装置１１０と類似し、図２Ａに示す相互位相変調補償装置２１０はＭ段階カスケード接続であるＸＰＭＲ２１１、２１２、２１３等も含む。図１に示す実施例と類似し、Ｍは２以上の整数である。
【００１８】
図２Ａに示す装置２２０は、ＸＰＭＲ各段階が全てキャリア位相回復器（略称ＣＰＲ,即ちCarrier Phase Recovering device)及び偏波クロストークキャンセラ(略称ＮＰＣＣ,即ちPolarization Crosstalk Canceller又はNon-linear Polarization Crosstalk Canceller)を含む。図２Ａに示すように、第一段階ＸＰＭＲ（＃１ＸＰＭＲ）２１１は、キャリア位相回復器２１１−１及び偏波クロストークキャンセラ２１１−２を含むことができる。該キャリア位相回復器２１１−１の入力は、装置２１０の入力であり、偏光逆多重化済みのベースバンド信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１１−２は、キャリア位相回復器２１１−１によって処理された信号を受信する。第二段階ＸＰＭＲ（＃２ＸＰＭＲ）２１２は、キャリア位相回復器２１２−１及び偏波クロストークキャンセラ２１２−２を含む。該キャリア位相回復器２１２−１は、前の段階のＸＰＭＲ（即ち＃１ＸＰＭＲ）によって処理された信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１２−２は、キャリア位相回復器２１２−１によって処理された信号を受信する。これに基づいて類推すると、第Ｍ段階ＸＰＭＲ（＃Ｍ  ＸＰＭＲ）２１３は、キャリア位相回復器２１３−１及び偏波クロストークキャンセラ２１３−２を含む。該キャリア位相回復器２１３−１は、前の段階のＸＰＭＲ（第Ｍ−１段階ＸＰＭＲ）によって処理された信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１３−２は、キャリア位相回復器２３１−１によって処理された信号を受信する。装置２１０は、偏波クロストークキャンセラ２１３−２の出力を装置２１０の出力とすることができる。
【００１９】
図２Ｂは図２Ａに示す単一の相互位相変調回復装置ＸＰＭＲの内部構造を示す。単一のＸＰＭＲは一つのキャリア位相回復器（ＣＰＲ）及び一つの偏波クロストークキャンセラ（ＮＰＣＣ）を含むことができる。図２Ｂの中のＥ＿ｈ＿Ｉ、Ｅ＿ｈ＿Ｑ、Ｅ＿ｖ＿Ｉ及びＥ＿ｖ＿ＱはそれぞれＣＰＲに入力された信号の各成分を表し、Ｅ＿ＣＰＲ＿ｈ＿Ｉ、Ｅ＿ＣＰＲ＿ｈ＿Ｑ、Ｅ＿ＣＰＲ＿ｖ＿Ｉ及びＥ＿ＣＰＲ＿ｖ＿ＱはそれぞれＣＰＲによって処理された後の信号の各成分を表し、Ｅ＿ＮＰＣＣ＿ｈ＿Ｉ、Ｅ＿ＮＰＣＣ＿ｈ＿Ｑ、Ｅ＿ＮＰＣＣ＿ｖ＿Ｉ及びＥ＿ＮＰＣＣ＿ｖ＿ＱはそれぞれＮＰＣＣによって処理された後の信号の各成分を表す。
【００２０】
各ＣＰＲ（例えば２１１−１、２１２−１、２１３−１）は該ＣＰＲに入力された信号に対してキャリア位相回復を行うために用いられ、各ＮＰＣＣ（例えば２１１−２、２１２−２、２１３−２）は該ＮＰＣＣに入力された信号中の偏波クロストークを除去するために用いられる。
【００２１】
ここで、ＣＰＲ及びＮＰＣＣは任意の適切な技術を採用してキャリア位相回復及び非線形偏波クロストーク除去を行うことができる。例えば、背景技術で言及したキャリア位相回復方法若しくは非線形偏波クロストーク除去方法又はその他何らかの適切な方法を採用することができる。
【００２２】
図２Ａから分かるように、装置２１０において、複数のキャリア位相回復器及び複数の偏波クロストークキャンセラは互いに交互に直列接続され、キャリア位相回復器及び偏波クロストークキャンセラの互いに交替でシリアル接続される。つまり、キャリア位相回復器及び偏波クロストークキャンセラが交替で設定されたカスケード構造が形成される。このような構造を利用して、第２段階ＸＰＭＲから始まる各ＣＰＲ（例えば２１２−１、２１３−１）において、前の段階のＸＰＭＲにおいてキャリア位相回復及び偏波クロストーク除去の処理が行われている。従って、ＣＰＲ２１２−１、ＣＰＲ２１３−１に入力される信号中の非線形偏波クロストークはある程度抑制され、ＣＰＲ２１２−１やＣＰＲ２１３−１で行われるキャリア位相推定の精度が大幅に向上する。また、各ＮＰＣＣにおいて、信号が該ＮＰＣＣに入力される前にキャリア位相回復処理が行われているため、信号中のキャリア位相雑音はある程度抑制される。そこで、該ＮＰＣＣが行う非線形偏光クロストーク除去の効果も顕著に向上する。つまり、装置２１０  を利用して、偏光逆多重化済みの信号に対して交互に複数回のキャリア位相回復及び非線形偏波クロストーク除去を行い、それによって信号中のキャリア位相雑音及び偏波クロストークを最大限に低減し、相互位相変調補償の効果を大幅に高めることができる。
【００２３】
一つの例として、最終段階のＸＰＭＲにおいて偏波クロストークキャンセラを省略することができる。図２Ａに示すように、第Ｍ段階ＸＰＭＲ２１３における偏波クロストークキャンセラ２１３−２はオプションである。これは図２Ａに示す交差カスケード構造が一つのＣＰＲから始まり、他の一つのＣＰＲで終了することができることを意味する。このようにして相互位相変調補償装置２１０の複雑度を低下させ、それによって受信機の複雑度を低下させることができる。
【００２４】
他の一つの例として、図２Ａに示すＭ−ＸＰＭＲ２１０における各段階ＸＰＭＲ２１１、２１２、２１３は互いに同一の設定を有することができる。ここで、各段階ＸＰＭＲの主要設定パラメータにはその中のキャリア位相回復器及び偏波クロストークキャンセラの平均長さを含む。具体的には、キャリア位相回復器２１１−１、２１２−１、２１３−１等は同一の設定を有することができ、即ち平均長さが同じである。また偏波クロストークキャンセラ２１１−２、２１２−２、２１３−２等も同一の設定を有することができ、即ち平均長さが同じである。
【００２５】
他の一つの例として、図２Ａに示すＭ−ＸＰＭＲ２１０における各段階ＸＰＭＲ２１１、２１２、２１３は互いに異なる設定を有することができる。例えば、図２Ａに示すＭ−ＸＰＭＲ２１０中のキャリア位相回復器２１１−１、２１２−１、２１３−１等は互いに異なる設定を有することができ、即ち異なる平均長さを有する。例えば、第１段階ＸＰＭＲによって処理された後、信号中の非線形偏光クロストーク及びキャリア位相雑音が一定程度抑制される。そこで、第２段階におけるキャリア位相回復器の平均長さは第１段階より短く設定することができる。このことに基づいて類推すると、各段階ＸＰＭＲにおけるキャリア位相回復器２１１−１、２１２−１、２１３−１等の平均長さは段階毎に逓減することができる。このように逓減する交差カスケード構造によって装置の複雑度を低下させるとともに、より良い性能も得ることができる。各段階ＸＰＭＲにおける偏波クロストークキャンセラ２１１−２、２１２−２、２１３−２等は同一の平均長さを有することができ、又は異なる平均長さを有することもできる。
【００２６】
図７はさまざまな相互位相変調補償装置のさまざまな性能を示した。図７に示すように、同じ伝送距離の場合、単一段階のＸＰＭＲを用いて処理された信号のビット誤り率（Bit Error Rate、ＢＥＲ）が最も高く、２段階同一設定のＸＰＭＲを用いて処理された信号のビット誤り率がこれに次ぐ。また最適化された２段階のＸＰＭＲ（ＣＰＲの平均長さが逓減）を用いて処理された信号のＢＥＲが最小である。言い換えれば、そのうちのＣＰＲの平均長さは段階的に逓減するＭ−ＸＰＭＲの性能が最もすぐれ、そのうち各段階ＸＰＭＲの設定が同一のＭ−ＸＰＭＲがこれ次ぐ。また単一段階のＸＰＭＲの性能が最も劣る。Ｍ−ＸＰＭＲは単一段階のＸＰＭＲと比べて、性能が顕著的に向上した。
【００２７】
上記実施例／例における相互位相変調補償装置は光通信システムのコヒーレント受信機に応用することができる。図３は本公開の一つの実施例に基づくコヒーレント受信機３００の略図的ブロック図を示した。
【００２８】
図３に示すように、コヒーレント受信機３００は、等化及び偏光逆多重化装置３２０並びにデータ回復装置３３０を含み、さらに相互位相変調補償装置３１０も含む。等化及び偏光逆多重化装置３２０は、信号に対して等化及び偏光逆多重化処理を行うために用いられる。等化及び偏光逆多重化装置３２０は、任意の適切な技術を採用してもよい。
【００２９】
相互位相変調補償装置３１０は、等化及び偏光逆多重化装置３２０が出力した偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して相互位相変調補償を行い、補償された信号をデータ回復装置３３０に出力するために用いられる。該相互位相変調補償装置３１０は、上記実施例／例において記述された相互位相変調補償装置１１０／２１０の構造を採用してもよく、ここでは繰り返さない。
【００３０】
データ回復装置３３０は、損傷補償された信号に対してデータ回復を行うために用いられる。データ回復装置３３０は、実際の応用に応じて何らかの適切な技術、例えば硬判定装置又は軟判定ＦＥＣ(Forward Error Correction前方誤り訂正)デコーダ等を採用してデータを回復することができるが、ここでは限定しない。
【００３１】
図３に示す受信機において、本公開の実施例に基づくＭ−ＸＰＭＲを採用したため、信号中の相互位相変調をよりよく補償することができ、既存の受信機と比べて、その性能は顕著に向上した。
【００３２】
一つの例として、コヒーレント受信機３００は、さらに周波数差補償装置３４０を含むことができる。該周波数差補償装置３４０は、等化及び偏光逆多重化装置３２０の出力した偏光逆多重化済みの信号に対して周波数差補償を行い、周波数差補償された信号を相互位相変調補償装置３１０に出力するために用いられる。信号光と局部振動光の周波数の差が大きい場合、コヒーレント受信機３００は、該周波数差補償装置３４０を採用して該周波数差を補償することができる。逆に、信号光と局部振動光の周波数の差が小さい場合、コヒーレント受信機３００は、周波数差補償装置３４０を含まなくてもよい。
【００３３】
図４、図５及び図６は、それぞれ本公開の一つの実施例に基づく周波数差補償装置の略図的構造ブロック図を示した。
図４に示すように、周波数差補償装置４４０は、偏光逆多重化済みの信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立して周波数差推定を行うことができる。周波数差補償装置４４０は、推定した二つの周波数差値に基づき前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して、それぞれ独立した周波数差補償を行う。具体的には、周波数差補償装置４４０は、ｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット４４１、v成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット４４２、ｈ成分(水平偏波)周波数差推定ユニット４４３及びv成分(垂直偏波)周波数差推定ユニット４４４を含むことができる。ｈ成分(水平偏波)周波数差推定ユニット４４３は、ｈ成分(水平偏波)信号の偏差に対して推定を行い、推定したｈ成分(水平偏波)の周波数差値をｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット４４１に出力することができる。ｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット４４１は推定したｈ成分(水平偏波)の周波数差値に基づき、ｈ成分(水平偏波)信号に対して周波数差補償を行う。v成分(垂直偏波)周波数差推定ユニット４４４は、v成分(垂直偏波)信号の偏差に対して推定を行い、推定したv成分(垂直偏波)の周波数差値をv成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット４４２に出力することができる。v成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット４４２は、推定したv成分(垂直偏波)の周波数差値に基づきv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行う。
【００３４】
図５に示すように、周波数差補償装置５４０は、偏光逆多重化済みの信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して、それぞれ独立して周波数差推定を行い、推定した二つの周波数差値の平均値を計算する。周波数差補償装置５４０は、該平均に基づき、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行うことができる。具体的には、周波数差補償装置５４０は、ｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット５４１、v成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット５４２、ｈ成分(水平偏波)周波数差推定ユニット５４３及びv成分(垂直偏波)周波数差推定ユニット５４４を含むことができる。ｈ成分(水平偏波)周波数差推定ユニット５４３は、ｈ成分(水平偏波)信号の偏差に対して推定を行うことができ、v成分(垂直偏波)周波数差推定ユニット５４４はv成分(垂直偏波)信号の偏差に対して推定を行うことができる。この二つの推定値は相加平均され、得られた平均値がそれぞれｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット５４１及びv成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット５４２に出力される。このようにして、ｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット５４１及びv成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット５４２は、同一の平均値を利用して、それぞれｈ成分(水平偏波)信号及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行うことができる。
【００３５】
図６に示すように、周波数差補償装置６４０は、偏光逆多重化済みの信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号うちの一つに対して周波数差推定を行い、推定した周波数差値に基づいて、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行う。具体的には、周波数差補償装置６４０は、第一ブランチ周波数差補償ユニット６４１、第二ブランチ周波数差補償ユニット６４２及び周波数差推定ユニット６４３を含むことができる。周波数差推定ユニットは、ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号中のいずれかの一つに対して周波数差推定を行い、推定した周波数差値をそれぞれ二つの補償ユニット６４１及び６４２に出力するために用いられる。また二つの補償ユニット６４１及び６４２は同一の周波数差値を採用してそれぞれ二つの信号に対して偏差補償を行う。
【００３６】
周波数差補償装置３４０／４４０／５４０／６４０を利用して信号周波数差を補償し、それによって受信機における非線形損傷補償の効果を向上させ、受信機の性能をさらに高めることができる。
【００３７】
前記実施例／例におけるＭ−ＸＰＭＲ  １１０／２１０／３１０は波長分割多重コヒーレント光通信システム（特に高密度波長分割多重コヒーレント光通信システム）におけるコヒーレント受信機に用いられ、非線形損傷補償を行うために用いられることができることを理解されたい。前記Ｍ−ＸＰＭＲを含むコヒーレント受信機は、複数種の偏波多重システム、例えばＤＰ−ｍＰＳＫ(Dual Polarization m-ray Phase Shift Keying、デュアル偏波-M元位相シフトキーイング)、ＤＰ−ＱＡＭ(Dual Polarization-Quadrature Amplitude Modulation、デュアル偏波-直交位相振幅変調)、ｍＰｏＩＳＫ(m-ray Palarization Shift Keying、M元偏光シフトキーイング)等に応用することができ、ある特定の変調フォーマットに限られない。
【００３８】
図８は、一つの実施例に基づく相互位相変調補償方法のブロック図を示した。図８に示すように、該方法は手順８０１及び手順８０５を含むことができる。手順８０１において、偏波逆多重化済みの信号に対して相互位相変調補償を行う。手順８０５において、相互位相変調補償を行う回数がある閾値Ｔｈを超えたかどうかを判断し、超えていない場合、手順８０１に戻って、再度信号に対して損傷補償処理を行う。回数が閾値Ｔｈを超えた場合、信号を次の段階の処理（例えばデータ回復処理等）に出力する。ここで、閾値Ｔｈは２以上の整数である。具体的な数値は実際の応用に応じて選択することができる。
また、何らかの適切な技術を採用して相互位相変調補償を行ってもよいが、ここでは限定しない。
【００３９】
図８に示した方法において、偏波逆多重化済みの信号に対して複数回相互位相変調補償が行われる。このため、キャリア位相補償または非線形編波クロストーク除去のうち一つのみを行う方法、又は相互位相変調補償を１回だけ行う方法と比べると、相互位相変調補償の効果を大幅に高めることができる。図８に示した方法は、図１または図２Ａまたは図２Ｂに示した装置を採用して実施してもよい。
【００４０】
図９は、実施例に基づく相互位相変調補償方法の一つの例を示す。図８に示した方法の一つの例として、図９は二つの交替で行われる手順９０１‐１及び手順９０１‐２を利用して信号に対してキャリア位相回復及び偏波クロストーク除去処理を行う。具体的には、手順９０１‐１において、偏波逆多重化済みの信号に対してキャリア位相回復が行われる。手順９０１‐２において、キャリア位相回復された信号に対して非線形偏波クロストーク除去処理が行われる。また手順９０５中において、交替で行うキャリア位相回復及び偏波クロストーク除去の回数がある閾値Ｔｈを超えたかどうかを判断し、超えていない場合、手順９０１‐１に戻って、再度信号に対してキャリア位相補償が行われる。回数が閾値Ｔｈを超えた場合、信号が次の段階の処理（例えばデータ回復処理等）に出力される。図８の実施例と類似し、閾値Ｔｈは２以上の整数である。具体的な数値は実際の応用に応じて選択することができる。
【００４１】
ここで何らかの適切な技術を採用してキャリア位相回復及び非線形偏光クロストーク除去を行うことができ、例えば背景技術で言及したキャリア位相回復方法又は非線形偏光クロストーク除去方法、又は、その他の任意の適切な方法を採用することができる。
【００４２】
図９の方法において、信号に対して交替でキャリア位相回復及び偏波クロストーク除去が行われ、該交替処理が複数回繰り返される。この方法により、信号中のキャリア位相雑音及び偏波クロストークを最大限に低下させ、相互位相変調補償の効果を大幅に高めることができる。図２Ａに示す装置２１０を採用して図９に示す方法を実施してもよい。
【００４３】
理解しておかなければならないのは、上記実施例及び例は、例示的なものであって、全てを列挙するものではない。本公開は、いかなる具体的な実施例又は例に限定されるものとも見なされるべきではない。
【００４４】
上記装置における各構成部品、ユニット及びサブユニットはソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの組み合わせの方式で設定することができる。設定に使用可能な具体的な手段又は方式は本分野の当業者に知られている任意の手段等とすることができる。
【００４５】
一つの例として、ソフトウェアまたはファームウェアによって実現する場合、記憶媒体またはネットワークから専用ハードウェア構造を有するコンピュータに、前述の方法を実施するためのソフトウェアのプログラムをインストールしてもよい。コンピュータは、たとえば、図１０に示されたような汎用コンピュータ１０００が用いられる。該コンピュータにさまざまなプログラムがインストールされ、該コンピュータが各種プログラムをインストールしている場合、各種機能等を実行することができる。
【００４６】
図１０において、中央処理装置（ＣＰＵ）１００１は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１００２中に記憶されたプログラム、または、記憶部１００８からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１００３にロードされたプログラムに基づいて、各種処理を実行する。またＲＡＭ１００３は、必要に応じてＣＰＵ１００１が各種処理等を実行する際に必要なデータを記憶する。ＣＰＵ１００１、ＲＯＭ１００２及びＲＡＭ１００３は、バス１００４を介して互いに接続される。入力／出力インターフェイス１００５もバス１００４に接続される。
【００４７】
入力部１００６、出力部１００７、記憶部１００８、通信部１００９は入力／出力インターフェイス１００５にリンクされる。入力部１００６は、キーボード、マウス等を含む。出力部１００７は、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ、及びスピーカー等を含む。記憶部１００８は、ハードディスク等を含む。通信部１００９は、ＬＡＮカード、モデム等のネットワークインターフェイスカードを含む。通信部１００９は、インターネット等のネットワークを経由して通信処理を実行する。必要に応じて、ドライバ１０１０も入力／出力インターフェイス１００５にリンクされてもよい。磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の取り外し可能な媒体１０１１は、必要に応じて、ドライバ１０１０に取り付けられ、中から読み出されたコンピュータプログラムを、必要に応じて記憶部１００８にインストールされるようにする。
【００４８】
ソフトウェアによって上記一連の処理を実現している状況で、インターネット等のネットワーク又は取り外し可能な媒体１０１１等の記憶媒体から、ソフトウェアを構成するプログラムをインストールする。
【００４９】
当業者は、このような記憶媒体は図１０に示すもの、すなわち、プログラムが記憶されて、装置と分離されて配布されることによって、ユーザーにプログラムを提供する取り外し可能な媒体１０１１に限定されないことを理解できる。取り外し可能な媒体１０１１の例には、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（読み取り専用の光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）及びデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）を含む）、光磁気ディスク（ミニディスク（ＭＤ）（登録商標）を含む）及び半導体メモリを含む。或いは、記憶媒体はＲＯＭ１００２、記憶部１００８中に含まれるハードディスク等であってもよく、その中にプログラムが記憶され、それらを含む装置とともにユーザーに配布される。本公開はさらに機器が読み取り可能なコマンドコードを記憶したプログラム製品を取り上げる。前記コマンドコードは機器によって読み取られ、実行される場合、前記本公開実施例に基づく相互位相変調補償方法を実行することができる。
【００５０】
それに対応して、上記機器が読み取り可能なコマンドコードを記憶したプログラム製品を搭載するために用いられる記憶媒体も本公開において公開されたものの中に含まれる。前記記憶媒体はフレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリーカード、メモリースティック等を含むが、それに限定されない。
【００５１】
上記本公開の具体的な実施例に対する記述において、実施方式の記述及び／又は示した特徴については、同一または類似の方式で一つまたはそれ以上の他の実施方式によって使用され、他の実施方式における特徴と組み合わせられ、または他の実施方式の中の特徴を代替することができる。
【００５２】
なお、用語「含む（包括/包含）」が本文で使用される場合、特徴、要素、手順又はアセンブリの存在を指すが、一つまたはそれ以上の他の特徴、要素、手順若しくはアセンブリの存在または付加を除外するものではない。
【００５３】
このほか、本公開の方法は明細書中に記述された時間順序にしたがって実行されることに限定されず、その他の時間順序にしたがって、並行してまたは独立して実行されてもよい。従って、本明細書中で記述された方法の実行順序は本公開の技術範囲に対して制限を構成するものではない。
【００５４】
以上に本公開の具体的な実施例に対する記述を通じて本公開について開示を行ったが、理解しておかなければならないのは、本分野の技術者なら添付された付記の精神及び範囲内で本公開に対する各種の修正、改良または同等物の設計を行うことができることである。これらの修正、改良または同等物も本公開の保護範囲内に含まれると考えられなければならない。
【００５５】
上述の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
カスケード接続されたＭ段階相互位相変調補償器を含み、
ここで、Ｍ≧２であり、
各段階の相互位相変調補償器が、該段階相互位相変調補償器に入力された偏光逆多重化済みのベースバンド信号に相互位相変調補償を行うために用いられる
相互位相変調補償装置。
（付記２）
第１段階から第Ｍ−１段階までの相互位相変調補償器中の各段階相互位相変調補償器が、キャリア位相回復器及び偏波クロストークキャンセラを含み、
第Ｍ段階相互位相変調補償器がキャリア位相回復器を含み、
前記第１段階から第Ｍ−１段階までの相互位相変調補償器中の各段階相互位相変調補償器の偏波クロストークキャンセラの入力が、該段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の出力に接続され、
該偏波クロストークキャンセラの出力が次の段階の相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の入力に接続され、
各キャリア位相回復器が該キャリア位相回復器に入力された信号に対してキャリア位相回復を行うために用いられ、
各偏波クロストークキャンセラが該偏波クロストークキャンセラ中に入力された信号中の偏波クロストークの除去を行うために用いられる
付記１に記載の装置。
（付記３）
前記Ｍ段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器の平均長さが段階的に逓減する付記２に記載の装置。
（付記４）
第Ｍ段階相互位相変調補償器がさらに偏波クロストークキャンセラを含み、
該偏波クロストークキャンセラの入力が第Ｍ段階相互位相変調補償器のキャリア位相回復器の出力に接続され、該偏波クロストークキャンセラの出力を前記相互位相変調補償装置の出力とする
付記１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
（付記５）
前記Ｍ段階相互位相変調補償器中のキャリア位相回復器が互いに同一の設定を有する付記２に記載の装置。
（付記６）
前記Ｍ段階相互位相変調補償器が互いに異なる設定を有する付記１または２に記載の装置。
（付記７）
等化及び偏光逆多重化装置、並びにデータ回復装置を含み、
付記１ないし６のいずれか１項に記載の相互位相変調補償装置をさらに含み、
前記相互位相変調補償装置が前記等化及び偏光逆多重化装置が出力した逆多重化信号に対して相互位相変調補償を行い、補償した信号を前記データ回復装置に出力するために用いられる光コヒーレント受信機。
（付記８）
周波数差補償装置をさらに含み、該周波数差補償装置が前記等化及び偏光逆多重化装置が出力した逆多重化信号に対して周波数差補償を行い、
周波数差補償された信号を前記相互位相変調補償装置に出力するために用いられる付記７記載の光コヒーレント受信機。
（付記９）
前記周波数差補償装置が前記逆多重化信号中のｈ成分(水平偏波) 信号及びv成分(垂直偏波) 信号に対してそれぞれ独立したに周波数差推定を行い、
推定した二つの周波数差値に基づき、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立して周波数差補償を行うために設定される
付記８に記載の光コヒーレント受信機。
（付記１０）
前記周波数差補償装置が前記逆多重化信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対してそれぞれ独立して周波数差推定を行い、
推定した二つの周波数差値の平均値を計算し、該平均値に基づき、前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行うために設定される
付記８に記載の光コヒーレント受信機。
（付記１１）
前記周波数差補償装置が前記逆多重化信号中のｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号中の一つに対して周波数差推定を行い、
推定した周波数差値に基づき前記ｈ成分(水平偏波)及びv成分(垂直偏波)信号に対して周波数差補償を行うために設定される付記８に記載の光コヒーレント受信機。
（付記１２）
偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して連続して複数回の相互位相変調補償を行うことを含み、
前記相互位相変調補償を行う回数が２以上である
相互位相変調補償方法。
（付記１３）
偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して行う相互位相変調補償に、
偏光逆多重化済みのベースバンド信号に対して交替でキャリア位相回復及び偏波クロストーク除去処理を行うことを含み、そのうち、キャリア位相回復及び偏波クロストーク除去処理を交互に行う回数が２以上である付記１２に記載の方法。
【符号の説明】
【００５６】
１１０  相互位相変調補償装置
１１１、１１２、１１３  ＸＰＭＲ
２１０  装置
２１１、２１２、２１３  ＸＰＭＲ
２１１−１、２１２−１、２１３−１  キャリア位相回復器
２１１−２、２１２−２、２１３−２  偏波クロストークキャンセラ
３００  コヒーレント受信機
３１０  相互位相変調補償装置
３２０  等化及び偏光逆多重化装置
３３０  データ回復装置
３４０、４４０、５４０、６４０  周波数差補償装置
４４１、５４１  ｈ成分(水平偏波)周波数差補償ユニット
４４２、５４２  v成分(垂直偏波)周波数差補償ユニット
４４３、５４３  ｈ成分(水平偏波)周波数差推定ユニット
４４４、５４４  v成分(垂直偏波)周波数差推定ユニット
６４１  第一ブランチ周波数差補償ユニット
６４２  第二ブランチ周波数差補償ユニット
６４３  周波数差推定ユニット
１００１  ＣＰＵ
１００２  ＲＯＭ
１００３  ＲＡＭ
１００４  バス
１００５  入力/出力インターフェイス
１００６  入力部
１００７  出力部
１００８  記憶部
１００９  通信部
１０１０  ドライバ
１０１１  取り外し可能媒体
【図１】
2012034347.tif 000003
【図２Ａ】
2012034347.tif 000004
【図２Ｂ】
2012034347.tif 000005
【図３】
2012034347.tif 000006
【図４】
2012034347.tif 000007
【図５】
2012034347.tif 000008
【図６】
2012034347.tif 000009
【図８】
2012034347.tif 000010
【図９】
2012034347.tif 000011
【図１０】
2012034347.tif 000012
【図７】
2012034347.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１は本公開の一つの実施例に基づく相互位相変調補償装置を示した略図的ブロック図である。図１に示すように、該相互位相変調補償装置１１０はＭ個の相互位相変調補償装置（略称ＸＰＭＲ,即ちCross-Phase Modulation Recovering device)を含み、これらのＸＰＭＲはともにカスケード接続され、そのうち、第一段階ＸＰＭＲ（＃１ＸＰＭＲ）は１１１で表され、第二段階ＸＰＭＲ（＃２ＸＰＭＲ）は１１２で表され、第Ｍ段階ＸＰＭＲ（＃Ｍ  ＸＰＭＲ）は１１３で表される。第一段階ＸＰＭＲ１１１は偏光逆多重化済みのベースバンド信号を受信し、該ベースバンド信号に対して相互位相変調補償を行うために用いられる。第二段階ＸＰＭＲ１１２は第一段階ＸＰＭＲ１１１からの信号を受信し、ＸＰＭＲ１１１によって補償された信号に対して、再度、相互位相変調補償を行うために用いられる。これに基づいて類推すると、第Ｍ段階ＸＰＭＲ１１３は前の段階のＸＰＭＲ（第Ｍ−１段階のＸＰＭＲ）からの信号を受信し、前の段階のＸＰＭＲによって補償された信号に対して相互位相変調補償を行うために用いられる。そのうち、Ｍは２以上の整数である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図２Ａに示す装置２１０は、ＸＰＭＲ各段階が全てキャリア位相回復器（略称ＣＰＲ,即ちCarrier Phase Recovering device)及び偏波クロストークキャンセラ(略称ＮＰＣＣ,即ちPolarization Crosstalk Canceller又はNon-linear Polarization Crosstalk Canceller)を含む。図２Ａに示すように、第一段階ＸＰＭＲ（＃１ＸＰＭＲ）２１１は、キャリア位相回復器２１１−１及び偏波クロストークキャンセラ２１１−２を含むことができる。該キャリア位相回復器２１１−１の入力は、装置２１０の入力であり、偏光逆多重化済みのベースバンド信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１１−２は、キャリア位相回復器２１１−１によって処理された信号を受信する。第二段階ＸＰＭＲ（＃２ＸＰＭＲ）２１２は、キャリア位相回復器２１２−１及び偏波クロストークキャンセラ２１２−２を含む。該キャリア位相回復器２１２−１は、前の段階のＸＰＭＲ（即ち＃１ＸＰＭＲ）によって処理された信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１２−２は、キャリア位相回復器２１２−１によって処理された信号を受信する。これに基づいて類推すると、第Ｍ段階ＸＰＭＲ（＃Ｍ  ＸＰＭＲ）２１３は、キャリア位相回復器２１３−１及び偏波クロストークキャンセラ２１３−２を含む。該キャリア位相回復器２１３−１は、前の段階のＸＰＭＲ（第Ｍ−１段階ＸＰＭＲ）によって処理された信号を受信する。偏波クロストークキャンセラ２１３−２は、キャリア位相回復器２３１−１によって処理された信号を受信する。装置２１０は、偏波クロストークキャンセラ２１３−２の出力を装置２１０の出力とすることができる。