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公開番号2024058713
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-30
出願番号2022165969
出願日2022-10-17
発明の名称光送信機
出願人富士通株式会社
代理人インフォート弁理士法人,個人,個人,個人
主分類H04B 10/556 20130101AFI20240422BHJP(電気通信技術)
要約【課題】送信信号に対して予等化および予符号化を行う光伝送システムにおいて、歪を補償するために使用される信号の処理を簡単にする。
【解決手段】光送信機は、変調部、振幅決定部、挿入部、補正部、モジュロ演算器、および送信回路を備える。変調部は、第1の信号を変調して第1の変調信号を生成する。振幅決定部は、第1の変調信号の振幅よりも大きいモジュロ振幅を決定する。挿入部は、第1の変調信号に第2の変調信号を挿入して送信信号を生成する。補正部は、送信信号の各シンボルを1または複数の直前のシンボルの振幅に応じて補正して予等化信号を生成する。モジュロ演算器は、予等化信号に対してモジュロ振幅に基づくモジュロ演算を実行する。送信回路は、モジュロ演算器の出力信号に基づいて変調光信号を生成して受信ノードに送信する。第2の変調信号の振幅は、モジュロ振幅と同じである。
【選択図】図11

特許請求の範囲【請求項１】
第１の信号を変調して第１の変調信号を生成する変調部と、
前記第１の変調信号の振幅よりも大きいモジュロ振幅を決定する振幅決定部と、
前記第１の変調信号に第２の変調信号を挿入して送信信号を生成する挿入部と、
前記送信信号の各シンボルを１または複数の直前のシンボルの振幅に応じて補正して予等化信号を生成する補正部と、
前記予等化信号に対して前記モジュロ振幅に基づくモジュロ演算を実行するモジュロ演算器と、
前記モジュロ演算器の出力信号に基づいて変調光信号を生成して受信ノードに送信する送信回路と、を備え、
前記第２の変調信号の振幅は、前記モジュロ振幅と同じである
ことを特徴とする光送信機。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記モジュロ演算器は、前記予等化信号の振幅が前記モジュロ振幅より大きいときに、前記予等化信号の振幅が前記モジュロ振幅より小さくなるように、前記予等化信号に対してモジュロ演算を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項３】
前記第２の変調信号は、各シンボルがコンステレーション上の第１の信号点、第２の信号点、第３の信号点、または第４の信号点に割り当てられるＱＰＳＫ信号であり、
前記モジュロ振幅がＭであるときに、
前記第１の信号点の実数部の値および虚数部の値はそれぞれＭおよびＭであり、
前記第２の信号点の実数部の値および虚数部の値はそれぞれ－ＭおよびＭであり、
前記第３の信号点の実数部の値および虚数部の値はそれぞれ－Ｍおよび－Ｍであり、
前記第４の信号点の実数部の値および虚数部の値はそれぞれＭおよび－Ｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項４】
前記第１の変調信号は１６ＱＡＭ信号であり、
前記モジュロ振幅は、コンステレーション上で１６ＱＡＭの互いに隣接する信号点の間の距離の２倍である
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
【請求項５】
前記モジュロ演算器の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器をさらに備え、
前記送信回路は、前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号に基づいて前記変調光信号を生成する構成であり、
前記モジュロ振幅は、前記Ｄ／Ａ変換器の入力範囲を超えないように設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多値信号を送信する光送信機および光伝送システムに係わる。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
大容量の光通信は、各シンボルが伝送するビットの数を多くすること、及び／又は、ボーレートを高くすることにより実現される。ただし、各シンボルが伝送するビットの数を多くするためには、大きな送信電力が必要であり、光送信機の消費電力が増加する。或いは、信号点間の距離が小さくなるので、誤り率が悪くなることがある。他方、ボーレートを高くする場合、光回路だけでなく、電気回路の高速化も必要である。ところが、送信機内の電気回路の高速化には限界がある。例えば、超高速通信に対応する帯域を有するＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）を製造することは容易でない。
【０００３】
送信信号のボーレートに対してＤ／Ａ変換器の帯域が十分でない場合、直前の１または複数のシンボルの振幅成分の影響により、送信シンボルの品質が劣化することがある。例えば、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号などの多値信号を送信する場合は、送信シンボルの振幅または位相に誤差が生じる。そして、多値信号の振幅または位相に誤差が発生すると、受信ノードにおいてデータを正しく再生できないことがある。このため、光送信機において直前の１または複数のシンボルの影響を補償する予等化が行われることがある。例えば、ＴＨＰ（Tomlinson-Harashima Precoding）は、直前の１または複数のシンボルの振幅に応じた波形歪を補償する。このとき、ＴＨＰは、送信信号の振幅がＤＡＣの入力範囲を超えないように、送信信号に対してコーディングおよび予符号化を行う。これにより、電気回路（特に、ＤＡＣ）の帯域を超える高速信号を伝送することが可能になる。
【０００４】
なお、コヒーレント光通信において、定モジュラス多次元符号を生成する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－５１３３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光コヒーレント通信システムにおいて、受信ノードは、受信信号の歪を補償してデータを再生する。このとき、送信ノードは、主信号にパイロット信号を挿入してもよい。この場合、受信ノードは、パイロット信号を利用して主信号の歪を補償することができる。
【０００７】
主信号の歪を補償するために使用されるパイロット信号は、受信ノードにおいて偏波分離、伝送特性の推定、位相雑音の補償が容易であることが要求される。このため、パイロット信号は、信号点の数が少ない変調方式で生成される。例えば、パイロット信号はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）信号である。ＱＰＳＫは、４個の信号点を利用して２ビットのデータを伝送する。
【０００８】
ただし、光送信機が上述したＴＨＰで信号を処理する構成において主信号にパイロット信号が挿入される場合、主信号だけでなく、パイロット信号に対してもＴＨＰ処理が行われる。そして、パイロット信号に対しＴＨＰ処理を行うと、パイロット信号を送信するための信号点の数が増加することがある。例えば、ＱＰＳＫ信号に対してＴＨＰ処理を行うと、各シンボルは、１６個の信号点のいずれかにマッピングされる。
【０００９】
信号点の数が増加すると、受信ノードにおいて、偏波分離、伝送特性の推定、位相雑音の補償が困難になる。或いは、偏波分離、伝送特性の推定、位相雑音を行う回路の構成が複雑になる。
【００１０】
本発明の１つの側面に係わる目的は、送信信号に対して予等化および予符号化を行う光伝送システムにおいて、歪を補償するために使用される信号の処理を簡単にすることである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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