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公開番号2025069779
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179716
出願日2023-10-18
発明の名称偏波状態監視装置、偏波状態監視方法、及びプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H04B 10/079 20130101AFI20250423BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光受信信号の偏波状態を監視するための新たな技術を提供する。
【解決手段】偏波状態監視装置は、監視期間から得られる複数の第1部分期間それぞれについて、その第1部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第1偏波状態ベクトルを特定し、かつ、監視期間から得られる複数の第2部分期間それぞれについて、その第2部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第2偏波状態ベクトルを特定する。偏波状態監視装置は、第1偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれと、第2偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれとについて、偏波状態ベクトルの回転角を算出する。偏波状態監視装置は、第1偏波状態ベクトルの回転角と第2偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、第1部分期間の長さが適切であるか否かを判定し、第1部分期間の長さが適切であると判定された場合に、監視期間における偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
監視期間から得られる複数の第１部分期間それぞれについて、その第１部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第１偏波状態ベクトルを特定し、なおかつ、前記監視期間から得られる複数の第２部分期間それぞれについて、その第２部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第２偏波状態ベクトルを特定する特定手段と、
前記第１偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第１偏波状態ベクトルの回転角を算出し、なおかつ、前記第２偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第２偏波状態ベクトルの回転角を算出する算出手段と、
前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かを判定する判定手段と、
前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記第１偏波状態ベクトルの回転角に基づいて、前記監視期間における前記偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する出力手段と、を有し、
前記第２部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも短いか、又は、前記第２部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも短い、偏波状態監視装置。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記判定手段は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とが比例関係にある場合に、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定する、請求項１に記載の偏波状態監視装置。
【請求項３】
前記第１部分期間の長さが適切でない場合に、前記第１部分期間の長さを変更する変更手段を有する、請求項１又は２に記載の偏波状態監視装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記監視期間から得られる複数の第３部分期間それぞれについて、その第３部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第３偏波状態ベクトルをさらに特定し、
前記算出手段は、前記第３偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第３偏波状態ベクトルの回転角をさらに算出し、
前記判定手段は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第３偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かをさらに判定し、
前記出力手段は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定され、なおかつ、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第３偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記変化速度データを出力し、
前記第３部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも長いか、又は、前記第３部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも長い、請求項３に記載の偏波状態監視装置。
【請求項５】
前記変更手段は、
前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さが適切でないと判定された場合に、前記第１部分期間の長さを短くするか、又は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間のインターバルの長さが適切でないと判定された場合に、前記第１部分期間のインターバルの長さを短くし、
前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第３偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さが適切でないと判定された場合に、前記第１部分期間の長さを長くするか、又は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第３偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間のインターバルの長さが適切でないと判定された場合に、前記第１部分期間のインターバルの長さを長くする、請求項４に記載の偏波状態監視装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第３偏波状態ベクトルの回転角とが比例関係にある場合に、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定する、請求項４に記載の偏波状態監視装置。
【請求項７】
監視期間から得られる複数の第１部分期間それぞれについて、その第１部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第１偏波状態ベクトルを特定し、なおかつ、前記監視期間から得られる複数の第２部分期間それぞれについて、その第２部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第２偏波状態ベクトルを特定する特定ステップと、
前記第１偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第１偏波状態ベクトルの回転角を算出し、なおかつ、前記第２偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第２偏波状態ベクトルの回転角を算出する算出ステップと、
前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かを判定する判定ステップと、
前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記第１偏波状態ベクトルの回転角に基づいて、前記監視期間における前記偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する出力ステップと、を有し、
前記第２部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも短いか、又は、前記第２部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも短い、コンピュータによって実行される偏波状態監視方法。
【請求項８】
前記判定ステップにおいて、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とが比例関係にある場合に、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定する、請求項７に記載の偏波状態監視方法。
【請求項９】
監視期間から得られる複数の第１部分期間それぞれについて、その第１部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第１偏波状態ベクトルを特定し、なおかつ、前記監視期間から得られる複数の第２部分期間それぞれについて、その第２部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第２偏波状態ベクトルを特定する特定ステップと、
前記第１偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第１偏波状態ベクトルの回転角を算出し、なおかつ、前記第２偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、前記第２偏波状態ベクトルの回転角を算出する算出ステップと、
前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かを判定する判定ステップと、
前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記第１偏波状態ベクトルの回転角に基づいて、前記監視期間における前記偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する出力ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記第２部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも短いか、又は、前記第２部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも短い、プログラム。
【請求項１０】
前記判定ステップにおいて、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とが比例関係にある場合に、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定する、請求項９に記載のプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、偏波状態監視装置、偏波状態監視方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、光信号の偏波状態の変化を監視する技術が開発されている。例えば非特許文献１は、QPSK（Quadrature Phase-Shift Keying）で変調された光受信信号について、偏波状態の変化を監視する技術を開示する。非特許文献１のシステムは、光受信信号から複数のジョーンズベクトルを算出し、算出した各ジョーンズベクトルをストークス空間上の点にマッピングする。次に、非特許文献１のシステムは、マッピングによって得られた複数の点を４つのグループに分割し、各グループの中心点を算出する。さらに、非特許文献１のシステムは、算出された４つの中心点に基づいて法線ベクトルを算出する。非特許文献１のシステムは、このようにして算出される法線ベクトルの回転速度に基づいて、光受信信号の偏波状態を監視する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Jingnan Li、Yangyang Fan、Zhenning Tao、Hisao Nakashima、及び Takeshi Hoshida、「Polarization Change Monitor Based on Geometrical Analysis in Stokes Space」、2021 European Conference on Optical Communication (ECOC)、２０２１年１１月２２日
Bogdan Szafraniec、Todd S. Marshall、及び Bernd Nebendahl、「Performance Monitoring and Measurement Techniques for Coherent Optical Systems」、Journal of Lightwave Technology、２０１３年２月１５日、vol. 31、no. 4、pp. 648-663
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の発明者は、光受信信号の偏波状態を監視するための新たな技術を見出した。本開示の目的は、光受信信号の偏波状態を監視するための新たな技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の偏波状態監視装置は、監視期間から得られる複数の第１部分期間それぞれについて、その第１部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第１偏波状態ベクトルを特定し、なおかつ、前記監視期間から得られる複数の第２部分期間それぞれについて、その第２部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第２偏波状態ベクトルを特定する特定手段と、前記第１偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、第１偏波状態ベクトルの回転角を算出し、なおかつ、前記第２偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、第２偏波状態ベクトルの回転角を算出する算出手段と、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かを判定する判定手段と、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記第１偏波状態ベクトルの回転角に基づいて、前記監視期間における前記偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する出力手段と、を有する。前記第２部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも短いか、又は、前記第２部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも短い。
【０００６】
本開示の偏波状態監視方法は、コンピュータによって実行される。当該方法は、監視期間から得られる複数の第１部分期間それぞれについて、その第１部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第１偏波状態ベクトルを特定し、なおかつ、前記監視期間から得られる複数の第２部分期間それぞれについて、その第２部分期間における光受信信号の偏波状態を表す第２偏波状態ベクトルを特定する特定ステップと、前記第１偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、第１偏波状態ベクトルの回転角を算出し、なおかつ、前記第２偏波状態ベクトルの複数のペアそれぞれについて、第２偏波状態ベクトルの回転角を算出する算出ステップと、前記第１偏波状態ベクトルの回転角と前記第２偏波状態ベクトルの回転角とに基づいて、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であるか否かを判定する判定ステップと、前記第１部分期間の長さ又は前記第１部分期間のインターバルの長さが適切であると判定された場合に、前記第１偏波状態ベクトルの回転角に基づいて、前記監視期間における前記偏波状態の変化の速さを表す変化速度データを出力する出力ステップと、を有する。前記第２部分期間の長さが前記第１部分期間の長さよりも短いか、又は、前記第２部分期間のインターバルの長さが前記第１部分期間のインターバルの長さよりも短い。
【０００７】
本開示のプログラムは、本開示の偏波状態監視方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、光受信信号の偏波状態を監視するための新たな技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の偏波状態監視装置によって扱われる光送受信システムを例示する図である。
偏波状態監視装置の動作の概要を例示する図である。
偏波状態の回転角について、エイリアシングを例示する図である。
偏波状態監視装置の機能構成を例示する第１のブロック図である。
偏波状態監視装置を実現するコンピュータのハードウエア構成を例示するブロック図である。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第１のフローチャートである。
第１部分期間のインターバルの長さと第２部分期間のインターバルの長さとが互いに異なる状況を表す図である。
偏波状態監視装置の機能構成を例示する第２のブロック図である。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第２のフローチャートである。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第３のフローチャートである。
第１部分期間、第２部分期間、及び第３部分期間を例示する図である。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第４のフローチャートである。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第４のフローチャートである。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第５のフローチャートである。
偏波状態監視装置によって実行される処理の流れを例示する第５のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。また、特に説明しない限り、所定値や閾値などといった予め定められている値は、その値を利用する装置からアクセス可能な記憶装置などに予め格納されている。さらに、特に説明しない限り、記憶部は、１つ以上の任意の数の記憶装置によって構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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