(57)【要約】【課題】光信号対雑音比の監視装置、信号送信装置及び受信機を提供する。【解決手段】異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号対雑音比の監視装置であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、前記受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する選択手段と、
選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力を計算する第１計算手段と、
第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算する第２計算手段であって、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる、第２計算手段と、
前記受信信号の白色雑音電力に基づいて、前記受信信号の光信号対雑音比を計算する第３計算手段と、を含む、装置。
【請求項２】
前記第２計算手段は、第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力の比と、第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記選択手段は、伝送リンクに発生した分散により、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記選択手段は、
伝送リンクに発生した分散が所定閾値よりも大きい場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域を選択する第１選択手段と、
伝送リンクに発生した分散が前記所定閾値以下である場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する第２選択手段と、を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
信号送信装置であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信する送信手段、を含み、
第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は、異なる電力を有する、装置。
【請求項６】
前記送信手段は、直交振幅変調のコンステレーション図における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号の電力を決定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光信号対雑音比の監視装置を含む受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特に光信号対雑音比の監視装置、信号送信装置及び受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は、従来の直接検出の光通信システム及びコヒーレント光通信システムでは、システムの性能に直接に関連する量であるため、光信号対雑音比の監視技術は広く注目されている。
【０００３】
ＯＳＮＲに基づいて定義された従来の測定方法は、雑音電力スペクトルが平坦であり、且つスペクトルに信号がなく、雑音のみを含む周波数帯域が存在するという条件に依存する。光通信容量の増加に伴い、コヒーレント光通信システムの伝送距離及び伝送速度は、以前より大幅に改善されている。より多くの光ノードにより雑音の周波数スペクトル形状が大きく起伏し、雑音が周波数スペクトルにおいて均一に分布するという仮定は問題となる。一方、チャネル間隔が大幅に短縮するため、雑音電力を測定するための、信号を無視することが可能な帯域を探すのは不可能な問題点となる。従って、コヒーレント通信システムにおけるＯＳＮＲの測定に関する研究は新しく注目されている。
【０００４】
実際の通信システムでは、伝送リンクにおけるその自信の雑音の以外に、非線形効果による雑音も含まれ、ここで、該雑音は、チャネル内の非線形効果による雑音とチャネル間の非線形効果による雑音を含む。実際のＯＳＮＲ監視では、非線形効果による雑音を排除できないと、ＯＳＮＲの推定値が低くなる。非線形雑音のＯＳＮＲ推定値への干渉を低減させるために、１つの従来方法として、受信側で受信信号に対して非線形補償を行う。
【０００５】
なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものであり。これら技術案が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の方法を用いて受信側で受信信号に対して非線形補償を行う場合に、非線形補償のアルゴリズムは、リンク反転（ｌｉｎｋ  ｒｅｖｅｒｓａｌ）の方法に基づいて非線形シュレディンガー方程式の解を求める必要があり、演算が複雑であり、且つ応用範囲が狭い。
【０００７】
本発明の実施例は、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い光信号対雑音比の監視装置、信号送信装置及び受信機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例の第１の態様では、光信号対雑音比の監視装置であって、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、前記受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する選択手段と、選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力を計算する第１計算手段と、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算する第２計算手段であって、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる、第２計算手段と、前記受信信号の白色雑音電力に基づいて、前記受信信号の光信号対雑音比を計算する第３計算手段と、を含む、装置を提供する。
【０００９】
本発明の実施例の第２の態様では、信号送信装置であって、第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信する送信手段、を含み、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は、異なる電力を有する、装置を提供する。
【００１０】
本発明の実施例の第３の態様では、本発明の実施例の第１の態様に記載の光信号対雑音比の監視装置を含む受信機を提供する。
【００１１】
本発明の実施例の有益な効果としては、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００１２】
下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。
【００１３】
１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。
【００１４】
なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを指し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
含まれる図面は、本発明の実施例をさらに理解するために用いられ、明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示するために用いられ、文言の記載と共に本発明の原理を説明する。なお、以下に説明される図面は、単なる本発明の一部の実施例であり、当業者にとっては、これらの図面に基づいて他の図面を容易に想到できる。
【図１】本発明の実施例１の光信号対雑音比の監視装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の送信信号におけるパイロット信号の電力を決定するための１６ＱＡＭコンステレーション図である。
【図３】本発明の実施例１の２つの偏光状態においてパイロット信号を送信することを示す図である。
【図４】本発明の実施例１の２つの偏光状態における受信信号の周波数スペクトログラムを示す図である。
【図５】本発明の実施例１の選択部１０１の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の信号送信装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例３の受信機の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例３の受信機のシステム構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例４の送信機の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例４の送信機のシステム構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例５の通信システムの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例６の光信号対雑音比の監視方法のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例７の信号送信方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。
【００１７】
＜実施例１＞
本発明の実施例は光信号対雑音比の監視装置を提供し、該光信号対雑音比の監視装置は通信システムの受信側に適用されてもよい。図１は本発明の実施例１の光信号対雑音比の監視装置の構成を示す図である。図１に示すように、該装置１００は、選択部１０１、第１計算部１０２、第２計算部１０３及び第３計算部１０４を含む。
【００１８】
選択部１０１は、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する。
【００１９】
第１計算部１０２は、選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号の雑音電力を計算する。
【００２０】
第２計算部１０３は、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、受信信号の白色雑音電力を計算する。ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる。
【００２１】
第３計算部１０４は、受信信号の白色雑音電力に基づいて、受信信号の光信号対雑音比を計算する。
【００２２】
上記実施例によれば、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００２３】
本実施例では、該受信信号は、光通信システムにおいて、送信側から送信された送信信号が伝送リンクを経た後で、受信側で受信された信号である。ここで、送信信号にパイロット信号を挿入しているため、受信信号にもパイロット信号が含まれる。
【００２４】
本実施例では、２つの偏光状態のそれぞれにおいて、周波数の異なるパイロット信号を送信してもよい。例えば、第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいてパイロット信号を含む信号を送信し、ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は異なる電力を有する。これによって、第１偏光状態及び第２偏光状態におけるパイロット信号の電力が異なるため、受信側は第１偏光状態及び第２偏光状態におけるパイロット信号の電力の比を用いて白色雑音電力を算出できる。
【００２５】
本実施例では、直交振幅変調（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＱＡＭ）のコンステレーション図（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｍａｐ）における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号の電力を決定してもよい。これによって、コンステレーション図における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて２つの偏光状態におけるパイロット信号の電力を決定することで、２つの偏光状態におけるパイロット信号の電力を異ならせ、送信電力の変動及び高すぎる実施複雑さを回避できる。
【００２６】
本実施例では、第１偏光状態は例えばＨ偏光状態であり、第２偏光状態は例えばＶ偏光状態である。
【００２７】
以下は、１６ＱＡＭコンステレーション図を例にして、本実施例のパイロット信号の送信方法を例示的に説明する。
【００２８】
図２は本発明の実施例１の送信信号におけるパイロット信号の電力を決定するための１６ＱＡＭコンステレーション図である。図２に示すように、Ｈ偏光状態について、時計回りに最外周のコンステレーション点を選択し、選択されたコンステレーション点に基づいてＨ偏光状態において送信されるパイロット信号の電力を決定し、Ｖ偏光状態について、反時計回りに最内周のコンステレーション点を選択し、選択されたコンステレーション点に基づいてＶ偏光状態において送信されるパイロット信号の電力を決定してもよい。ここで、時計回りに最外周のコンステレーション点を選択すること及び反時計回りに最内周のコンステレーション点を選択することに限定されず、選択された２つのコンステレーション点のモジュロ値が異なることを満たせばよい。
【００２９】
本実施例では、１６ＱＡＭを一例にして説明しているが、また、他のＱＡＭ変調フォーマットについて、同様な方式でＨ偏光状態及びＶ偏光状態において送信されるパイロット信号の電力を決定してもよい。
【００３０】
図３は本発明の実施例１の２つの偏光状態においてパイロット信号を送信することを示す図である。図３に示すように、Ｈ偏光状態及びＶ偏光状態におけるパイロット信号の周波数及び電力は共に異なる。
【００３１】
本実施例では、選択部１０１は、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する。
【００３２】
通信システムでは、チャネル間の非線形効果は相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ−ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とも称され、ＸＰＭ効果による非線形雑音は２種類、即ち位相雑音と偏光クロストークにさらに分類されてもよい。Ｈ偏光状態におけるパイロット信号について、位相雑音の周波数スペクトルは該パイロット信号の周波数近傍に集中し、ＸＰＭのローパスフィルタリング効果により、該位相雑音の周波数スペクトルの範囲は数ＧＨｚの範囲内に相対的に集中する。チャネル内の非線形雑音及びチャネル間の位相雑音と異なって、偏光クロストークは、直交偏光状態のパイロット信号に対応する周波数近傍、即ちＶ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に現れる。
【００３３】
本実施例では、偏光クロストークは加法性雑音であり、下記の式（１）で示されてもよい。
【数１】
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【００３４】
ここで、下付き１は自チャネルを表し、２は隣接チャネルを表し、ｕ１Ｖは自チャネルのＶ偏光状態における時間領域波形を表し、ｕ２Ｈは隣接チャネルのＨ偏光状態における時間領域波形を表し、ｕ２Ｖは隣接チャネルのＶ偏光状態における時間領域波形を表し、ｃｏｎｊは共役を求める処理を表す。
【００３５】
図４は本発明の実施例１の２つの偏光状態における受信信号の周波数スペクトログラムを示す図である。図４に示すように、Ｈ偏光状態について、位相雑音がＨ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置し、偏光クロストークはＶ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置し、Ｖ偏光状態について、位相雑音がＶ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置し、偏光クロストークはＨ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置する。
【００３６】
本実施例では、Ｈ偏光状態について、選択部１０１により選択される位相雑音領域はパイロット信号の周波数近傍に位置し、例えば図４における領域Ａであり、選択される偏光クロストーク領域はＶ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置し、例えば図４における領域Ｂである。Ｖ偏光状態について、選択部１０１により選択される位相雑音領域はパイロット信号の周波数近傍に位置し、例えば図４における領域Ｄであり、選択される偏光クロストーク領域はＨ偏光状態におけるパイロット信号の周波数近傍に位置し、例えば図４における領域Ｃである。
【００３７】
本実施例では、選択される位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域の大きさは実際の要求に応じて設定されてもよく、本発明の実施例は該領域の大きさに限定されない。
【００３８】
本実施例では、選択部１０１は領域Ａ及びＢ、並びに領域Ｃ及びＤを同時に選択してもよいし、領域Ａ及びＢのうち１つを選択してもよい。例えば、Ｈ偏光状態について位相雑音領域Ａを選択した場合は、Ｖ偏光状態についてそれに応じて位相雑音領域Ｄを選択し、Ｈ偏光状態について偏光クロストーク領域Ｂを選択した場合は、Ｖ偏光状態についてそれに応じて偏光クロストーク領域Ｃを選択する。
【００３９】
本実施例では、選択部１０１は、伝送リンクに発生した分散により、受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択してもよい。
【００４０】
これによって、伝送リンクに発生した分散により、位相雑音領域又は偏光クロストーク領域を、雑音電力を計算するための領域として選択し、或いは位相雑音領域及び偏光クロストーク領域両方を、雑音電力を計算するための領域として選択することで、ＯＳＮＲの推定の正確性をさらに向上できる。
【００４１】
図５は本発明の実施例１の選択部１０１の構成を示す図である。図５に示すように、選択部１０１は、第１選択部５０１及び第２選択部５０２を含む。
【００４２】
第１選択部５０１は、伝送リンクに発生した分散が所定閾値よりも大きい場合に、受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域を選択する。
【００４３】
第２選択部５０２は、伝送リンクに発生した分散が所定閾値以下である場合に、受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する。
【００４４】
本実施例では、該所定閾値は実際の要求に応じて設定されてもよく、本発明は所定閾値の数値に限定されない。
【００４５】
本実施例では、第１計算部１０２は、選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号の雑音電力を計算する。ここで、受信信号の雑音電力の計算は従来方法を用いてもよい。例えば、選択された上記周波数範囲内の受信信号の雑音電力のスペクトル密度にスペクトル幅を乗じて雑音電力を取得してもよい。
【００４６】
本実施例では、第２計算部１０３は、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、受信信号の白色雑音電力を計算する。ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる。例えば、第２計算部１０３は、第１偏光状態と第２偏光状態の受信信号の雑音電力の比と、第１偏光状態と第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係に基づいて、受信信号の白色雑音電力を計算する。
【００４７】
以下は、選択された領域が位相雑音領域であること及び選択された領域が偏光クロストーク領域であることを例にして、受信信号の白色雑音の計算方法をそれぞれ例示的に説明する。
【００４８】
本実施例では、第１計算部１０２により算出されたＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号の雑音電力は下記の式（２）及び（３）でそれぞれ表される。
【００４９】
ＮＨ＝ＮＡＳＥ＋ＮＮＬ＿Ｈ            （２）
ＮＶ＝ＮＡＳＥ＋ＮＮＬ＿Ｖ            （３）
ここで、ＮＨ及びＨＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号の雑音電力をそれぞれ表し、ＮＡＳＥは受信信号の白色雑音電力を表し、ＮＮＬ＿Ｈ及びＮＮＬ＿ＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号のチャネル間の非線形雑音の電力をそれぞれ表す。
【００５０】
選択部１０１により選択された領域が位相雑音領域、例えば図４における領域Ａ及びＤであると仮定する。位相雑音電力が自チャネルの自分の偏光状態における信号電力に比例するため、Ｈ偏光状態とＶ偏光状態の受信信号の雑音電力の比と、Ｈ偏光状態とＶ偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係は、下記（４）で表されてもよい。
【００５１】
ＮＮＬ＿Ｈ／ＮＮＬ＿Ｖ＝ＰＨ／ＰＶ            （４）
ここで、ＮＮＬ＿Ｈ及びＮＮＬ＿ＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号のチャネル間の非線形雑音の電力をそれぞれ表し、ＰＨ及びＰＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力をそれぞれ表す。
【００５２】
よって、上記式（２）〜（４）に基づいて、下記の式（５）を取得できる。
【００５３】
（ＮＨ−ＮＡＳＥ）／（ＮＶ−ＮＡＳＥ）＝ＰＨ／ＰＶ            （５）
本実施例では、ＰＨとＰＶとは異なるため、上記式（５）に従って、ＮＡＳＥ、即ち受信信号の白色雑音電力を算出できる。
【００５４】
選択部１０１により選択された領域が偏光クロストーク領域、例えば図４における領域Ｂ及びＣであると仮定する。位相雑音電力が自チャネルの直交偏光状態における信号電力に比例するため、Ｈ偏光状態とＶ偏光状態の受信信号の雑音電力の比と、Ｈ偏光状態とＶ偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係は、下記（６）で表されてもよい。
【００５５】
ＮＮＬ＿Ｈ／ＮＮＬ＿Ｖ＝ＰＶ／ＰＨ            （６）
ここで、ＮＮＬ＿Ｈ及びＮＮＬ＿ＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号のチャネル間の非線形雑音の電力をそれぞれ表し、ＰＨ及びＰＶはＨ偏光状態及びＶ偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力をそれぞれ表す。
【００５６】
よって、上記式（２）、（３）及び（５）に基づいて、下記の式（７）を取得できる。
【００５７】
（ＮＨ−ＮＡＳＥ）／（ＮＶ−ＮＡＳＥ）＝ＰＶ／ＰＨ            （７）
本実施例では、ＰＨとＰＶとは異なるため、上記式（７）に従って、ＮＡＳＥ、即ち受信信号の白色雑音電力を算出できる。
【００５８】
本実施例では、選択部１０１により選択された領域が位相雑音領域及び偏光クロストーク領域である場合は、上記式（５）及び（７）に基づいて２つの白色雑音電力をそれぞれ算出し、この２つの白色雑音電力の平均値を、ＯＳＮＲを計算するための白色雑音電力としてもよい。
【００５９】
本実施例では、受信信号の白色雑音電力を算出した後に、第３計算部１０４は受信信号の白色雑音電力に基づいて受信信号の光信号対雑音比を計算する。ここで、従来方法を用いて光信号対雑音比を計算してもよい。
【００６０】
例えば下記の式（８）を用いて受信信号の光信号対雑音比を計算してもよい。
【００６１】
ＯＳＮＲ＝１０＊ｌｏｇ１０（Ｓ／ｎ）−１０＊ｌｏｇ１０（１２．５ｅ９／Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）            （８）
ここで、ＯＳＮＲは受信信号の光信号対雑音比を表し、Ｓは信号電力を表し、ｎは白色雑音電力を表し、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈは信号帯域幅を表し、１２．５ｅ９は、ＯＳＮＲの計算において１２．５ＧＨｚ周波数帯域幅内の雑音電力を考慮するために用いられる数値を表し、なお、該数値１２．５ｅ９は具体的な周波数帯域幅に基づいて調整されてもよい。
【００６２】
上記実施例によれば、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００６３】
＜実施例２＞
本発明の実施例は信号送信装置をさらに提供し、該信号送信装置は通信システムの送信側に適用されてもよい。図６は本発明の実施例２に係る信号送信装置の構成を示す図である。図６に示すように、該装置６００は、送信部６０１を含む。
【００６４】
送信部６０１は、第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信する。ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は異なる電力を有する。
【００６５】
本実施例では、送信部６０１の信号送信の方法は実施例１に記載されたものと同じである。例えば、送信部６０１は、直交振幅変調のコンステレーション図における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号の電力を決定してもよい。例えば、図２に示すコンステレーション図に基づいてパイロット信号の電力を決定してもよい。
【００６６】
上記実施例によれば、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信されるパイロット信号は異なる電力を有するため、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００６７】
＜実施例３＞
本発明の実施例は受信機をさらに提供し、図７は本実施例に係る受信機の構成を示す図である。図７に示すように、該受信機７００は光信号対雑音比の監視装置７０１を含み、該光信号対雑音比の監視装置７０１の構成及び機能は実施例１における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。
【００６８】
図８は本発明の実施例３に係る受信機のシステム構成を示すブロック図である。図８に示すように、受信機８００はフロントエンドを含む。
【００６９】
フロントエンドの作用は、入力された光信号を２つの偏光状態におけるベースバンド信号に変換することであり、本発明の実施例では、該２つの偏光状態はＨ偏光状態及びＶ偏光状態を含んでもよい。
【００７０】
図８に示すように、該フロントエンドは、局部レーザ発振器８１０、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）８０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）８０２、８０４、８０６及び８０８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）８０３、８０５、８０７及び８０９、分散補償器８１１、等化器８１２、並びに光信号対雑音比の監視装置８１３を含み、光信号対雑音比の監視装置８１３の構成及び機能は実施例１における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。局部レーザ発振器８１０はローカル光源を提供し、光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）８０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）８０２、１４０４、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）８０３、８０５により１つの偏光状態におけるベースバンド信号に変換される。該光信号は、光混合器（Ｏｐｔｉｃａｌ  ９０ｄｅｇ  ｈｙｂｉｒｄ）８０１、光電検出器（Ｏ／Ｅ）８０６、８０８、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）８０７、８０９によりもう１つの偏光状態におけるベースバンド信号に変換され、その具体的なプロセスは従来技術と類似し、ここでその説明が省略される。
【００７１】
また、ＯＳＮＲの推定が周波数差及び位相雑音により影響されると、受信機８００は、周波数差補償器及び位相雑音補償器（図示せず）をさらに含んでもよい。
【００７２】
上記実施例によれば、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００７３】
＜実施例４＞
本発明の実施例は送信機をさらに提供し、図９は本実施例に係る送信機の構成を示す図である。図９に示すように、該送信機９００は信号送信装置９０１を含み、該信号送信装置９０１の構成及び機能は実施例２における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。
【００７４】
図１０は本発明の実施例４に係る送信機のシステム構成を示すブロック図である。図１０に示すように、送信機１０００は、信号生成器１００１、信号設定部１００２、Ｄ／Ａ変換部１００３及び光変調器部１００４を含む。
【００７５】
信号生成器１００１は、送信データに基づいてデジタル信号を生成し、信号設定部１００２は、生成されたデジタル信号において実施例２に記載の方式に従ってパイロット信号を設定し、即ち、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信されるパイロット信号が異なる電力を有するようにさせ、Ｄ／Ａ変換部１００３はデジタル信号に対してＤ／Ａ変換を行い、光変調器部１００４は該Ｄ／Ａ変換部１００３により変換された信号を変調信号として光を変調する。また、選択部１００５をさらに含んでもよく、光変調器部１００４は、異なる偏光状態におけるパイロット信号の周波数を異ならせるように、選択部１００５により選択されたコードワードに基づいて信号変調を行う。
【００７６】
上記実施例によれば、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信されるパイロット信号は異なる電力を有するため、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００７７】
＜実施例５＞
本発明の実施例は通信システムをさらに提供する。図１１は本実施例に係る通信システムの構成を示す図であり、図１１に示すように、通信システム１１００は、送信機１１０１、伝送リンク１１０２、及び受信機１１０３を含み、送信機１１０１の構成及び機能は実施例４における記載と同じであり、受信機１１０３の構成及び機能は実施例３における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。伝送リンク１１０２は従来の伝送リンクの構成及び機能を有してもよく、本発明の実施例は伝送リンクの構成及び機能に限定されない。
【００７８】
上記実施例によれば、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信されるパイロット信号は異なる電力を有するため、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００７９】
＜実施例６＞
本発明の実施例は光信号対雑音比の監視方法をさらに提供し、該監視方法は実施例１の光信号対雑音比の監視装置に対応する。図１２は本実施例に係る光信号対雑音比の監視方法のフローチャートである。図１２に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００８０】
ステップ１２０１：第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する。
【００８１】
ステップ１２０２：選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号の雑音電力を計算する。
【００８２】
ステップ１２０３：第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、受信信号の白色雑音電力を計算する。ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる。
【００８３】
ステップ１２０４：受信信号の白色雑音電力に基づいて、受信信号の光信号対雑音比を計算する。
【００８４】
本実施例では、位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域の選択方法、雑音電力の計算方法、白色雑音電力の計算方法、並びに光信号対雑音比の計算方法は、実施例１における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。
【００８５】
上記実施例によれば、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００８６】
＜実施例７＞
本発明の実施例は信号送信方法をさらに提供し、該信号送信方法は実施例２の信号送信装置に対応する。図１３は本実施例に係る信号送信方法のフローチャートである。図１３に示すように、該方法は下記のステップを含む。
【００８７】
ステップ１３０１：第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信する。ここで、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は、異なる電力を有する。
【００８８】
本実施例では、２つの偏光状態において信号をそれぞれ送信する方法は実施例２における記載と同じであり、ここでその説明が省略される。
【００８９】
上記実施例によれば、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信されるパイロット信号は異なる電力を有するため、異なる偏光状態における受信信号の雑音電力及びパイロット信号の電力に基づいて受信信号の白色雑音電力を計算することで、非線形雑音の影響を排除し、光信号対雑音比を正確に推定でき、計算プロセスが簡単であり、且つ応用範囲が広い。
【００９０】
本発明の実施例は、光信号対雑音比の監視装置又は受信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該光信号対雑音比の監視装置又は受信機において実施例６に記載の光信号対雑音比の監視方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【００９１】
本発明の実施例は、信号送信装置又は送信機においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該信号送信装置又は送信機において実施例７に記載の信号送信方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【００９２】
本発明の実施例は、コンピュータに、光信号対雑音比の監視装置又は受信機において実施例６に記載の光信号対雑音比の監視方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【００９３】
本発明の実施例は、コンピュータに、信号送信装置又は送信機において実施例７に記載の信号送信方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【００９４】
本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。
【００９５】
以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。
【００９６】
また、上述の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
光信号対雑音比の監視装置であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、前記受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する選択手段と、
選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力を計算する第１計算手段と、
第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算する第２計算手段であって、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる、第２計算手段と、
前記受信信号の白色雑音電力に基づいて、前記受信信号の光信号対雑音比を計算する第３計算手段と、を含む、装置。
（付記２）
前記第２計算手段は、第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力の比と、第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算する、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記選択手段は、伝送リンクに発生した分散により、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する、付記１に記載の装置。
（付記４）
前記選択手段は、
伝送リンクに発生した分散が所定閾値よりも大きい場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域を選択する第１選択手段と、
伝送リンクに発生した分散が前記所定閾値以下である場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択する第２選択手段と、を含む、付記３に記載の装置。
（付記５）
信号送信装置であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信する送信手段、を含み、
第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は、異なる電力を有する、装置。
（付記６）
前記送信手段は、直交振幅変調のコンステレーション図における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号の電力を決定する、付記５に記載の装置。
（付記７）
付記１〜４の何れかに記載の光信号対雑音比の監視装置を含む受信機。
（付記８）
付記５又は６に記載の信号送信装置を含む、送信機。
（付記９）
付記７に記載の受信機と、付記８に記載の送信機と、を含む、通信システム。
（付記１０）
光信号対雑音比の監視方法であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、前記受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択するステップと、
選択された位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域において、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力を計算するステップと、
第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算するステップであって、第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力は異なる、ステップと、
前記受信信号の白色雑音電力に基づいて、前記受信信号の光信号対雑音比を計算するステップと、を含む、方法。
（付記１１）
前記第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力、並びに第１偏光状態及び第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算するステップは、
第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号の雑音電力の比と、第１偏光状態と第２偏光状態の前記受信信号におけるパイロット信号の電力の比との比例関係に基づいて、前記受信信号の白色雑音電力を計算するステップ、を含む、付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記第１偏光状態及び第２偏光状態の受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、前記受信信号における雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択するステップは、
伝送リンクに発生した分散により、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択するステップ、を含む、付記１０に記載の方法。
（付記１３）
前記伝送リンクに発生した分散により、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて、雑音電力を計算するための位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択するステップは、
伝送リンクに発生した分散が所定閾値よりも大きい場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域を選択するステップと、
伝送リンクに発生した分散が前記所定閾値以下である場合に、前記受信信号におけるパイロット信号の位置に基づいて位相雑音領域及び／又は偏光クロストーク領域を選択するステップと、を含む、付記１２に記載の方法。
（付記１４）
信号送信方法であって、
第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信するステップ、を含み、
第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号は、異なる電力を有する、方法。
（付記１５）
前記第１偏光状態及び第２偏光状態のそれぞれにおいて、パイロット信号を含む信号を送信するステップは、
直交振幅変調のコンステレーション図における異なるモジュロ値を有するコンステレーション点に基づいて、第１偏光状態及び第２偏光状態において送信される信号におけるパイロット信号の電力を決定するステップ、を含む、付記１４に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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