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公開番号2025130704
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2025024782
出願日2025-02-19
発明の名称光送信機アナログ特性の監視装置と方法及び光送信機
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04B 10/07 20130101AFI20250901BHJP(電気通信技術)
要約【課題】測定待ち光信号と変調ローカル信号との相関量を利用して光送信機のアナログ特性情報を抽出し、必要なハードウェアコストが通常のブロードバンド受信機に比べてかなり低くなり、かつ、複雑なデジタル信号処理(DSP)を行う必要がなく、消費電力が大幅に低減する光送信機アナログ特性監視装置、方法及び光送信機を提供する。
【解決手段】方法は、第一信号を第一電気光変換器に入力して測定待ち光信号を取得し、第二信号を第二電気光変換器に入力して変調ローカル信号を取得し、第二信号を第一信号及び第一電気光変換器の監視待ちのアナログ特性に基づいて確定し、測定待ち光信号と変調ローカル信号とに対して相関処理を行って少なくとも1つの相関量を取得し、相関量に基づいて第一電気光変換器のアナログ特性を推定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光送信機のアナログ特性を監視する装置であって、
第一信号を第一電気光変換器に入力して測定待ち光信号を取得する第一入力ユニット；
第二信号を第二電気光変換器に入力して変調ローカル信号を取得する第二入力ユニットであって、前記第二信号は前記第一信号及び前記第一電気光変換器の監視待ちのアナログ特性に基づいて確定される、第二入力ユニット；
前記測定待ち光信号と前記変調ローカル信号とに対して相関処理を行って少なくとも１つの相関量を取得する相関ユニット；及び
前記相関量に基づいて前記第一電気光変換器のアナログ特性を推定する推定ユニットを含む、装置。
続きを表示（約 4,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記相関量は前記第一電気光変換器と前記第二電気光変換器がカスケードされるインパルス応答の第一時刻における値を表し、前記第一時刻は前記第一信号と前記第二信号の相対的遅延に依存する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
送信機が少なくとも２つの重ね合わせ信号を送信する場合に、各信号に対して少なくとも１回の監視を行って少なくとも２つの相関量を取得し、前記少なくとも２つの相関量に基づいて前記第一電気光変換器のアナログ特性を推定する、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性はコヒーレント送信機の、周波数とは無関係のＩＱ不均衡であり、
前記第一信号はＡ［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］＋ｊＡ
Ｑ
［ｎ］であり、Ａ
Ｉ
［ｎ］及びＡ
Ｑ
［ｎ］はそれぞれ、前記コヒーレント送信機のＩパス及びＱパスにロードされる信号を表し、
前記第二信号はＢ
Ｉ
１
［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］及びＢ
Ｑ
１
［ｎ］＝Ａ
Ｑ
［ｎ］であり、Ｂ
Ｉ
１
［ｎ］及びＢ
Ｑ
１
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000111.tif
12
170
及び
TIFF
2025130704000112.tif
12
170
を生成し、又は、
前記第二信号はＢ
Ｉ
２
［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］＋Ａ
Ｉ
［ｎ－１］＋・・・＋Ａ
Ｉ
［ｎ－ｋ］及びＢ
Ｑ
２
［ｎ］＝Ａ
Ｑ
［ｎ］＋Ａ
Ｑ
［ｎ－１］＋・・・＋Ａ
Ｑ
［ｎ－ｋ］であり、ｋ＝１、２、…、Ｋであり、Ｂ
Ｉ
２
［ｎ］及びＢ
Ｑ
２
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000113.tif
12
170
及び
TIFF
2025130704000114.tif
12
170
を生成する、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性はコヒーレント送信機のＩＱ偏差であり、
前記第一信号はＡ［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］＋ｊＡ
Ｑ
［ｎ］であり、Ａ
Ｉ
［ｎ］及びＡ
Ｑ
［ｎ］はそれぞれ、前記コヒーレント送信機のＩパス及びＱパスにロードされる信号を表し、
前記第二信号はＢ
Ｉ
３
［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］－Ａ
Ｉ
［ｎ－ｍ］及びＢ
Ｑ
３
［ｎ］＝Ａ
Ｑ
［ｎ］－Ａ
Ｑ
［ｎ－ｍ］であり、ｍ＝１、２、…、Ｍであり、Ｂ
Ｉ
３
［ｎ］及びＢ
Ｑ
３
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000115.tif
11
170
を生成する、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性はコヒーレント送信機の、周波数と関係があるＩＱ不均衡であり、
前記第一信号はＡ［ｎ］＝Ａ
Ｉ
［ｎ］＋ｊＡ
Ｑ
［ｎ］であり、Ａ
Ｉ
［ｎ］及びＡ
Ｑ
［ｎ］はそれぞれ、前記コヒーレント送信機のＩパス及びＱパスにロードされる信号を表し、
前記第二信号はＢ
Ｉ／Ｑ
４（ｑ）
［ｎ］＝Ａ
Ｉ／Ｑ
［ｎ］であり、Ｂ
Ｉ
４（ｑ）
［ｎ］及びＢ
Ｑ
４（ｑ）
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000116.tif
10
170
を生成し、１≦ｑ≦Ｙであり、ｑは整数であり、Ｙは測定待ちの送信機のアナログ特性に基づいて選択される経験値であり、τはＴよりも小さい単位遅延であり、又は、
（ｑ－１）τ＝ｍＴ＋δであり、かつ０≦δ＜Ｔであるときに、前記第二信号はＢ
Ｉ／Ｑ
４（ｑ）
［ｎ］＝Ａ
Ｉ／Ｑ
［ｎ－ｍ］であり、前記Ｂ
Ｉ
４（ｑ）
［ｎ］及びＢ
Ｑ
４（ｑ）
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000117.tif
10
170
を生成する、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性は送信機内でビットに従って割り当てられる異なる段の間又は異なる段組み合わせの間の與周波数无関の差異であり、
前記第一信号はｊ番目のビットにより割り当てられる段又は段組み合わせにロードされる信号Ａ
（ｊ）
［ｎ］であり、
前記第二信号はＢ
（ｊ）
５
［ｎ］＝Ａ
（ｊ）
［ｎ］であり、前記Ｂ
（ｊ）
５
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000118.tif
10
170
を生成し、又は、
前記第二信号はＢ
（ｊ）
６
［ｎ］＝Ａ
（ｊ）
［ｎ］＋Ａ
（ｊ）
［ｎ－１］＋・・・＋Ａ
（ｊ）
［ｎ－ｋ］であり、ｋ＝１、２、…、Ｋであり、前記Ｂ
（ｊ）
６
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000119.tif
10
170
を生成する、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性は送信機内でビットに従って割り当てられる異なる段の間又は異なる段組み合わせの間の偏差差異であり、
前記第一信号はｊ番目のビットにより割り当てられる段又は段組み合わせにロードされる信号Ａ
（ｊ）
［ｎ］であり、
前記第二信号はＢ
（ｊ）
７
［ｎ］＝Ａ
（ｊ）
［ｎ］－Ａ
（ｊ）
［ｎ－ｍ］であり、前記Ｂ
（ｊ）
７
［ｎ］は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000120.tif
11
170
を生成する、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性は送信機内でビットに従って割り当てられる異なる段の間又は異なる段組み合わせの間の、周波数と関係がある差異であり、
前記第一信号はｊ番目のビットにより割り当てられる段又は段組み合わせにロードされる信号Ａ
（ｊ）
［ｎ］であり、
前記第二信号はＢ
（ｊ）
８（ｑ）
＝Ａ
（ｊ）
［ｎ］であり、前記Ｂ
（ｊ）
８（ｑ）
は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000121.tif
10
170
を生成し、１≦ｑ≦Ｙであり、ｑは整数であり、Ｙは測定待ちの送信機のアナログ特性に基づいて選択される経験値であり、τはＴよりも小さい単位遅延であり、又は、
（ｑ－１）τ＝ｍＴ＋δであり、かつ０≦δ＜Ｔであるときに、前記第二信号はＢ
（ｊ）
８（ｑ）
＝Ａ
（ｊ）
［ｎ－ｍ］であり、前記Ｂ
（ｊ）
８（ｑ）
は順次、前記第二電気光変換器にそれぞれ入力されることで、変調ローカル信号
TIFF
2025130704000122.tif
10
170
を生成する、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、
前記アナログ特性はデュアル偏波送信機内で異なる偏波状態全体の又は異なる偏波状態内にある、ビットに従って割り当てられる異なる段の間又は異なる段組み合わせの間の差異であり、
Ｈ及びＶがそれぞれデュアル偏波送信機のＨ偏波状態及びＶ偏波状態を表し、
前記デュアル偏波送信機のＨパス及びＶパスの第二信号はそれぞれＢ
Ｈ
９
［ｎ］及びＢ
Ｖ
９
［ｎ］である、装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の技術分野に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
通信技術の発展に伴い、送受信機アナログ特性の欠陥（ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒａｎａｌｏｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）が益々、光通信システムの伝送パフォーマンスに影響する主な損傷（ｄａｍａｇｅ）になっている。コヒーレント光通信システムにおける６４ＧＢａｕｄ６４ＱＡＭ信号を例にとり、送信機における僅かなＩＱ（Ｉｎ－ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）振幅不均衡（例えば、０．５ｄＢ）、ＩＱ位相不均衡（例えば、４°）又はＩＱｓｋｅｗ（例えば、０．７ｐｓ）でも、０．５ｄＢの光信号対ノイズ比（ＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ、ＯＳＮＲ））のコストを来すことがある。よって、光送信機アナログ特性の欠陥を簡単かつ正確に監視することでそれを校正（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）する必要がある。
【０００３】
今のところ、受信機のイコライザに基づいて光送信機の欠陥の推定及び補償を行うことができ、受信端で送信機の欠陥を動的に補償及び推定することができる。しかし、この方法は、補償及び推定し得る欠陥の範囲が限られており、かつキャリア位相回復後に機能するため、チャネル損傷、受信機光信号対ノイズ比、及び受信機デジタル信号処理（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＤＳＰ）のワーキング状態の影響を受けやすいので、安定していない。
【０００４】
なお、上述の背景技術についての紹介は、本発明の技術案を明確かつ完全に説明し、また、当業者がそれを理解しやすいためのものである。これらの技術案は、本発明の背景技術に記述されているため、当業者にとって周知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】
【０００５】
発明者が次のようなことを発見した。即ち、送信機アナログ特性の欠陥が送信端にあるので、送信端での補償効果は受信端での補償効果よりも優れている。ところが、リモート受信機により推定された損傷係数を送信機にフィードバックしてアナログ特性の欠陥の補償に使用する場合に、追加の通信リソースを占用する必要があり、かつ実施（実装）が不便になり、また、送信端に１つの追加のフル機能のブロードバンド受信機を送信機アナログ特性の監視のために配置する場合に、必要なブロードバンド受信機及び高速アナログデジタル変換器のハードウェアコスト及び消費電力（パワー）が何れも非常に高くなる。
【０００６】
上述の技術的な問題のうちの少なくとも１つに鑑み、本発明の実施例は光送信機アナログ特性の監視装置と方法及び光送信機を提供する。本発明の実施例は低速光電気デバイスや電気デバイスを利用して相関処理を行うことで測定待ち光信号と変調ローカル信号（即ち、変調されたローカル信号）の相関量を取得し、そして、前記相関量に基づいて測定待ちの送信機アナログ特性を計算及び推定することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例の一側面によれば、光送信機アナログ特性監視装置が提供され、それは、
第一信号を第一電気光変換器（ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に入力して測定待ち光信号を取得する第一入力ユニット；
第二信号を第二電気光変換器に入力して変調ローカル信号を取得する第二入力ユニットであって、前記第二信号は前記第一信号及び前記第一電気光変換器の監視待ちのアナログ特性に基づいて確定される、第二入力ユニット；
前記測定待ち光信号と前記変調ローカル信号とに対して相関処理を行って少なくとも１つの相関量（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を取得する相関ユニット；及び
前記相関量に基づいて前記第一電気光変換器のアナログ特性を推定する推定ユニットを含む。
【０００８】
本発明の実施例のもう１つの側面によれば、光送信機アナログ特性監視方法が提供され、それは、
第一信号を第一電気光変換器に入力して測定待ち光信号を取得し；
第二信号を第二電気光変換器に入力して変調ローカル信号を取得し、そのうち、前記第二信号は前記第一信号及び前記第一電気光変換器の監視待ちのアナログ特性に基づいて確定され；
前記測定待ち光信号と前記変調ローカル信号とに対して相関処理を行って少なくとも１つの相関量を取得し；及び
前記相関量に基づいて前記第一電気光変換器のアナログ特性を推定することを含む。
【０００９】
本発明の実施例の他の側面によれば、光送信機が提供され、それは第一電気光変換器及び第二電気光変換器を含み、
第一信号が前記第一電気光変換器に入力されることで測定待ち光信号が取得され、第二信号が前記第二電気光変換器に入力されることで変調ローカル信号が取得され、そのうち、前記第二信号は前記第一信号及び前記第一電気光変換器の監視待ちのアナログ特性に基づいて確定され、
前記光送信機は監視装置をさらに含み、それは前記測定待ち光信号と前記変調ローカル信号とに対して相関処理を行って少なくとも１つの相関量を取得し、及び、前記相関量に基づいて前記第一電気光変換器のアナログ特性を推定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施例の有利な効果は少なくとも次のとおりであり、即ち、測定待ち光信号と変調ローカル信号との相関量を利用して光送信機のアナログ特性情報を抽出し、必要なハードウェアコストが通常のブロードバンド受信機に比べてかなり低くなり、かつ複雑なデジタル信号処理（ＤＳＰ、ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行う必要がないので、消費電力が大幅に低減し得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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