特許 6242907 ＷＤＭ信号からデータを取得する装置および方法、ＷＤＭ信号を送信するトランスミッタおよび方法、およびＷＤＭシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242907

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】ＷＤＭ信号からデータを取得する装置および方法、ＷＤＭ信号を送信するトランスミッタおよび方法、およびＷＤＭシステム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2507 20130101AFI20171127BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/2507

   H04J14/02

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-537153(P2015-537153)

(86)(22)【出願日】2012年10月19日

(65)【公表番号】特表2016-500960(P2016-500960A)

(43)【公表日】2016年1月14日

(86)【国際出願番号】EP2012070774

(87)【国際公開番号】WO2014060045

(87)【国際公開日】20140424

【審査請求日】2015年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】591037214

【氏名又は名称】フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ

(74)【代理人】

【識別番号】100079577

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 全啓

(74)【代理人】

【識別番号】100167966

【弁理士】

【氏名又は名称】扇谷 一

(72)【発明者】

【氏名】ハベル カイ

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４４６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７９１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０７２４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００６００６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０２３５１４５（ＵＳ，Ａ１）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トランスミッタ（３０）から異なる波長と関連した複数のチャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）を有するＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路（４０）を介して受信された光波長分割多重化（ＷＤＭ）信号（１２）から、データ（１ｂ、２ｂ、…、Ｎｂ）を取得するための装置（１０）であって、
前記光ＷＤＭ信号（１２）を各々前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）の１つと各々関連した複数の信号（１ａ、２ａ、…、Ｎａ）に分割するように構成されたデマルチプレクサ（１４）と、
シンボルの予め定められかつ識別可能なシーケンスに基づき前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）間のクロストーク干渉に関する情報（２０）を決定するように構成されたチャネル推定器（５２）とを備え、
前記装置（１０）は、前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）間のクロストーク干渉に関する前記情報（２０）を、前記トランスミッタ（３０）に送るように構成された、装置。

【請求項2】

複数の信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタルコンバータ（６６ａ、６６ｂ、…、６６Ｎ）を備えた、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

決定されたクロストーク干渉に関する前記情報（２０）は、クロストークマトリクス（Ｃ）の形である、請求項１または２に記載の装置（１０）。

【請求項4】

前記クロストークマトリクスは、前記それぞれのチャネルの２つの直接隣接するチャネルのみの決定されたクロストーク干渉に関する情報（２０）を考慮する三重対角のクロストークマトリクスである、請求項３に記載の装置（１０）。

【請求項5】

異なる波長と関連した複数のチャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）を有するＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路（４０）を介して光波長分割多重化（ＷＤＭ）信号（１２）をレシーバ（５０）に送信するためのトランスミッタ（３０）であって、
前記レシーバ（５０）から決定されたクロストーク干渉に関する情報（２０）を受信し、かつ前記それぞれのチャネルに他のチャネルの決定されたクロストーク干渉に関する前記情報（２０）により前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）のそれぞれの一つと関連したデータ（１、２、…、Ｎ）を前置補償するように構成された前置補償器（３２）と、
前記それぞれのチャネルに関連した前記データを前記それぞれのチャネルの前記波長に対応する搬送周波数を有する光信号（１ｄ、２ｄ、…、Ｎｄ）に変換し、前記光信号（１２）を前記ＷＤＭ経路（４０）に適用するように構成された前記ＷＤＭ送信システムの各チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）のための信号源（３４ａ、３４ｂ、…、３４Ｎ）とを備えた、トランスミッタ。

【請求項6】

決定されたクロストーク干渉に関する前記情報（２０）は、クロストークマトリクス（Ｃ）の形である、請求項５に記載のトランスミッタ（３０）。

【請求項7】

前記クロストークマトリクスは、前記それぞれのチャネルの２つの直接隣接するチャネルのみの決定されたクロストーク干渉に関する情報（２０）を考慮する三重対角のクロストークマトリクスである、請求項６に記載のトランスミッタ（３０）。

【請求項8】

請求項５ないし７のいずれかに記載のトランスミッタ（３０）と、
前記ＷＤＭ経路（４０）と、
前記ＷＤＭ経路（４０）を介して前記トランスミッタ（３０）からのＷＤＭ信号を受信するように構成された前記レシーバ（５０）とを備え、
前記レシーバ（５０）は、シンボルの予め定められかつ識別可能なシーケンスに基づき前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）間のクロストーク干渉に関する情報（２０）を決定するように構成されたチャネル推定器（５２）を備え、
前記レシーバ（１０）は、前記トランスミッタ（３０）にクロストーク干渉に関する前記決定された情報（２０）を送るように構成された、波長分割多重化（ＷＤＭ）システム。

【請求項9】

前記ＷＤＭ経路（４０）が光ファイバまたはポリマー光ファイバからなるか、または、前記ＷＤＭ経路（４０）が無線光路である、請求項８に記載のＷＤＭシステム。

【請求項10】

トランスミッタ（３０）から異なる波長と関連した複数のチャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）を有する波長分割多重化送信システムにおけるＷＤＭ経路（４０）を介して受信された光波長分割多重化（ＷＤＭ）信号（１２）からデータを取得する方法であって、
前記光ＷＤＭ信号（１２）を前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）の１つと各々関連した複数の信号（１ａ、２ａ、…、Ｎａ）に分割することと、
シンボルの予め定められかつ識別可能なシーケンスに基づき前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）間のクロストーク干渉に関する情報（２０）を決定することと、
前記トランスミッタ（３０）に前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）間のクロストーク干渉に関する前記情報（２０）を送ることとを含む、方法。

【請求項11】

異なる波長と関連した複数のチャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）を有するＷＤＭ送信システムのＷＤＭ経路（４０）を介して光波長分割多重化（ＷＤＭ）信号をレシーバ（５０）に送る方法であって、
前記レシーバ（５０）から決定されたクロストーク干渉に関する情報（２０）を受信することと、
前記それぞれのチャネルに他のチャネルの決定されたクロストーク干渉に関する前記情報（２０）により前記チャネル（Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮ）のそれぞれの一つと関連したデータを前置補償することと、
前記ＷＤＭ送信システムの各チャネルごとに、前記それぞれのチャネルに関連した前記データを、前記それぞれのチャネルの前記波長と対応する搬送周波数を有する光信号に変換することと、
前記ＷＤＭ経路（４０）を介して前記光信号を送信することとを含む、方法。

【請求項12】

決定されたクロストーク干渉に関する前記情報（２０）は、クロストークマトリクス（Ｃ）の形である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記クロストークマトリクスは、前記それぞれのチャネルの２つの直接隣接するチャネルのみの決定されたクロストーク干渉に関する情報（２０）を考慮する三重対角のクロストークマトリクスである、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長分割多重化（ＷＤＭ）送信システムの分野および、特に、ＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路を介して受信されたＷＤＭ信号からデータを取得するための装置、ＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路を介して光ＷＤＭ信号を送信するためのトランスミッタ、および対応する方法およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

波長分割多重化は、異なる波長を用いて、単一の光路、例えば単一の光ファイバ、上に多数の光搬送波信号を多重化する技術である。異なる波長を有する光搬送波信号は、一般にチャネルと呼ばれる。この技術は、一つの光路上で双方向通信を可能にする。通常、ＷＤＭ送信システムにおいて、トランスミッタ側で送信源のスペクトルおよびレシーバ側で波長選択要素のフィルタ特性が、互いに調整されることが必要である。特に、隣接するチャネルは、クロストークにより互いに極端に干渉するのを防止する必要がある。

【0003】

光バンドパスフィルタは、隣接するＷＤＭチャネルによる干渉を防止し得るか最小化し得る。中心周波数帯域幅および更なるパラメータに関するこれらのフィルタ特性は、正確に定める必要があり、送信すべきスペクトルに適合する必要がある。この点に関し、Idler, et al.:"WDM Field Trial over 764 km SSMF with 16 x 112 Gb/s NRZ-DQPSK co-propagating with 10.7 Gb/s NRZ", ECOC 2010, 19-23 September, 2010, Torino, Italy, We.8.C.5.を参照する。さらにまた、信号源のスペクトルと、環境条件、例えば熱的影響、によるフィルタ特性との間の不一致は、防止する必要がある。この目的のために、温度安定化または広いフィルタ通過帯域、例えば粗波長分割多重化（ＣＷＤＭ）、が提案された。ITU-T G.694.2 Spectral grids for WDM applications:CWDM wavelength grid, 12/2003 および ITU-T G.671 Transmission characteristics of optical components and subsystems, 01/2009を参照されたい。

【0004】

一方、有線電気通信システムの分野で、デジタル信号処理による補償が、広く使用され、集中的に研究されている。事例は、ギガビットイーサネット（登録商標）システムにおける４つのデータストリームの並列データ送信である。IEEE Std. 802.3 Local and metropolitan area networks−Specific requirements Part 3:Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications, Clause 40, 2005を参照されたい。または電力線通信（ＰＬＣ）システムにおける２つのデータストリームの並列データ送信である。ITU-T, "G.9963 :Unified high-speed wireline-based home networking transceivers−Multiple input/multiple output specification", 12/2011を参照されたい。

【0005】

光学システムにおいて、空間分割多重化（ＳＤＭ）システムのためのクロストーク補償が、テストされた。S. Chandarasekhar et al., "WDM/SDM Transmission of 10 x 128- Gb/s PDM−QPSK over 2688-km 7−Core Fiber with a per-Fiber Net Aggregate Spectral Efficiency Distance Product of 40,320 km. b/s/Hz", ECOC Post-deadline Papers, 2011 OSA]を参照されたい。この種の補償は、キーワードＭＩＭＯ−ＳＤＭの下で提案された。C. Koebele, M. Salsi, L. Milord, R. Ryf, C. Bolle, P. Sillard, S. Bigo, and G. Charlet, 840 km transmission of five mode division multiplexed data streams at 100 Gb/s with low MIMO-DSP complexity, in Proc. ECOC, Geneva, Switherland, 2011, Paper Th. 13.C3を参照されたい。

【0006】

Taiji Sakamoto, et al.:"Differential Mode Delay Managed Transmission Line for WDM-MIMO System Using Multi-Step Index Fiber", JLT, Vol. 30, NO.7, September 1^st 2012は、総差分モード遅延を補償するための正負の差分モード遅延を有するファイバからなるシステムとの関連でＷＤＭ−ＭＩＭＯ（波長分割多重多入力多出力）という用語を使用する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Idler, et al.:"WDM Field Trial over 764 km SSMF with 16 x 112 Gb/s NRZ-DQPSK co-propagating with 10.7 Gb/s NRZ", ECOC 2010, 19-23 September, 2010, Torino, Italy, We.8.C.5.

【0008】

【非特許文献2】ITU-T G.694.2 Spectral grids for WDM applications:CWDM wavelength grid, 12/2003

【0009】

【非特許文献3】ITU-T G.671 Transmission characteristics of optical components and subsystems, 01/2009

【0010】

【非特許文献4】IEEE Std. 802.3 Local and metropolitan area networks−Specific requirements Part 3:Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications, Clause 40, 2005

【0011】

【非特許文献5】ITU-T, "G.9963 :Unified high-speed wireline-based home networking transceivers−Multiple input/multiple output specification", 12/2011

【0012】

【非特許文献6】S. Chandarasekhar et al., "WDM/SDM Transmission of 10 x 128- Gb/s PDM−QPSK over 2688-km 7−Core Fiber with a per-Fiber Net Aggregate Spectral Efficiency Distance Product of 40,320 km. b/s/Hz", ECOC Post-deadline Papers, 2011 OSA]

【0013】

【非特許文献7】C. Koebele, M. Salsi, L. Milord, R. Ryf, C. Bolle, P. Sillard, S. Bigo, and G. Charlet, 840 km transmission of five mode division multiplexed data streams at 100 Gb/s with low MIMO-DSP complexity, in Proc. ECOC, Geneva, Switherland, 2011, Paper Th. 13.C3

【0014】

【非特許文献8】Taiji Sakamoto, et al.:"Differential Mode Delay Managed Transmission Line for WDM-MIMO System Using Multi-Step Index Fiber", JLT, Vol. 30, NO.7, September 1st 2012

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

非常に信頼性の高い態様でＷＤＭシステムを介してデータを取得し送信するための方法を提供することが、本発明の根底にある目的である。

【0016】

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の装置、請求項７に記載のトランスミッタおよび請求項１１および１２に記載の方法により達成される。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の実施例は、異なる波長に関連した複数のチャネルを有するＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路を介して受信された光ＷＤＭ信号からデータを取得する装置を提供し、
光ＷＤＭ信号を各々チャネルの一つと関連した複数の信号に分割するように構成されたデマルチプレクサと、
それぞれのチャネルと関連した信号に基づきチャネルのそれぞれの一つと関連したデータを計算し、かつ、それぞれのチャネルに他のチャネルの識別されたクロストーク干渉に関する情報を考慮するように構成された計算機とを備える。

【0018】

本発明の実施例は、ＷＤＭ送信システムを介したデータ送信の信頼性が、他の、例えば隣接する、ＷＤＭチャネルにより干渉を抑制するかまたは減少するためにクロストーク補償の原則を光送信システムに適用することにより改善され得るとの認識に基づく。本発明の実施例では、他のまたは隣接したＷＤＭチャネルによる干渉は、デジタル信号処理により抑制されるかまたは減少される。

【0019】

本発明の実施例では、計算機は、それぞれのチャネルの２つの直接的な隣接チャネルだけの識別されたクロストークに関する情報を考慮するように構成される。このように、ＷＤＭクロストークの特定の特性は、この種のクロストークにより生じる障害を補償するかまたは減少するために有益な方法で使用される。本発明の実施例では、計算機は、受信ベクトルにクロストークマトリクスの逆マトリクスを乗算するように構成され、受信ベクトルの各要素は、チャネルのうちの一つと関連したデジタル信号を含み、かつ、クロストークマトリクスは、ＷＤＭ送信システムのチャネル間のクロストーク干渉を示す。必要な計算の複雑さが減少され得るように、それぞれのチャネルの２つの直接的な隣接チャネルのみを考慮することにより、クロストークマトリクスを、三重対角対称クロストークマトリクスとなし得る。

【0020】

本発明の実施例では、装置は、シンボルの予め定められかつ識別可能なシーケンスに基くチャネル間のクロストーク干渉に関する情報を決定し、かつ識別されたクロストーク干渉に関する情報を動的に更新するように構成されたチャネル推定器を備える。このように、クロストークによる干渉は、状況を変える場合にさえ、確実に抑制され得る。

【0021】

本発明の実施例は、異なる波長と関連した複数のチャネルを有するＷＤＭ送信システムにおけるＷＤＭ経路を介して光ＷＤＭ信号を送信するためのトランスミッタを提供し、
それぞれのチャネルへの他のチャネルのクロストーク干渉に関する情報によりチャネルのそれぞれの一つと関連したデータを前置補償するように構成された前置補償器と、
それぞれのチャネルに関連したデータをそれぞれのチャネルの波長に対応する搬送周波数を有する光信号に変換し、ＷＤＭ経路を介して光信号を送信するように構成されたＷＤＭ送信システムの各チャネルのための信号源とを備える。

【0022】

このように、本発明の実施例において、クロストークによる干渉の補償は、レシーバ側で対応する計算によってよりはむしろトランスミッタ側で前置補償により達成される。本発明の実施例は、この種のトランスミッタ、ＷＤＭ経路、およびＷＤＭ経路を介してトランスミッタからＷＤＭ信号を受信するように構成されたレシーバを備えたＷＤＭシステムを提供し、レシーバは、シンボルの予め定められかつ識別可能なシーケンスに基づきチャネル間のクロストーク干渉に関する情報を決定するように構成されたチャネル推定器を備え、レシーバは、トランスミッタに決定されたクロストーク干渉を送るように構成される。このように、前置補償の不存在下で、レシーバ側で予想される干渉が補償されるかまたは少なくとも減少されるように、トランスミッタは送信されるべきデータを前置補償する位置に存在する。

【0023】

本発明の実施例は、ＷＤＭ信号からデータを取得するための、そして、ＷＤＭ経路を介して光ＷＤＭ信号を送信するための対応する方法を提供する。更なる実施例は、この種の方法を実行するためのプログラムコードを備えるコンピュータプログラムを提供する。

【0024】

本発明の実施例は、重畳するスペクトルを有する信号源の使用を可能にする。従って、信号源の広範囲の選択は、もはや必要ではない。さらに、それは、フィルタの中心周波数および信号源を互いに同調あるいは微同調させるのに、もはや必要ではない。従って、本発明の実施例は、システムのハードウェアに、低減された要求を持つＷＤＭ送信システムを介してデータの信頼できる伝送を可能にする。

【0025】

本発明の実施例は、いくつかの波長チャネル、いわゆる波長分割多重化システム（ＷＤＭシステム）およびスペクトル重畳信号源を有する光送信システムに適用され得る。例えば、本発明は、いくつかの並列データストリームおよびＬＥＤ光源（発光ダイオード）または他の調節可能な光源を有する無線光伝送システムに適用され得て、光学カラーフィルタは各レシーバのために提供される。本発明の実施例は、各レシーバの正面にいくつかの並列データストリーム、ＬＥＤ光源または他の調節可能な光源および光学カラーフィルタを有するポリマー光ファイバベースのＷＤＭシステムに適用され得る。本発明の実施例は、レシーバ側でファブリ・ペローレーザまたは他の調節可能な光源および波長選択性フィルタを有するファイバグラスベースの送信システムに適用され得る。

【0026】

以下において、本発明の実施例は、添付の図面に関してより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、光ＷＤＭ信号からデータを取得する装置の実施例を図式的に示す図である。

【図2】図２は、光ＷＤＭ信号を送信するためのトランスミッタの実施例を図式的に示す図である。

【図3】図３は、ＷＤＭシステムの実施例を図式的に示す図である。

【図4】図４は、ＷＤＭシステムの実施例の概略を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施例により入手できる効果を示すシミュレーション結果を示す図である。

【図6a】図６ａは、本発明の実施例により得られる効果を示すシミュレーション結果を示す図である。

【図6b】図６ｂは、本発明の実施例により得られる効果を示すシミュレーション結果を示す図である。

【図7a】図７ａは、本発明の実施例により得られる効果を示すシミュレーション結果を示す図である。

【図7b】図７ｂは、本発明の実施例により得られる効果を示すシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、光ＷＤＭ信号１２からデータを取得する装置１０を示す。装置１０は、デマルチプレクサ１４と計算機１６とを備える。デマルチプレクサ１４は、複数の光レシーバおよび各光レシーバの前に配置される波長選択要素を備え得る。このように、デマルチプレクサ１４は、光ＷＤＭ信号１２をＷＤＭシステムのチャネルに対応する複数の信号１ａ、２ａ、…、Ｎａに分割する。光ＷＤＭ信号をＷＤＭシステムのチャネルの１つに各々関連した複数の信号に分割することに加え、例えば対応する光レシーバ、例えばフォトダイオード等、により、デマルチプレクサは、複数の信号を電気信号に変換する。

【0029】

計算機は、複数の信号１ａ、２ａ、….、Ｎａを受信し、それぞれのチャネルに他のチャネルの決定されたクロストーク干渉に関する情報２０を考慮してそれぞれのチャネルと関連したデータ１ｂ、２ｂ、….、Ｎｂを計算する。

【0030】

本発明の実施例では、情報２０は、定常的な情報でもよく、それは１回のみ、システムの構築の間に、決定される。さらに具体的に、各チャネルから各他のチャネルへのクロストークは、１回のみ決定され得て、次の信号処理のためのレシーバ、すなわちＷＤＭ信号からデータを取得する装置、が使用し得るために格納され得る。状況、例えば干渉の強度、がシステムの動作の間、変化しない場合に備えて、この種の方法は、実際的でもよい。

【0031】

本発明の他の実施例において、情報は、システムの動作の間、連続的に測定されて、格納される。例えば、チャネル推定器は、チャネル評価によりレシーバ側の各ＷＤＭチャネルごとにクロストーク干渉を決定するために設けられ得る。この目的を達成するために、シンボルの予め定められ（既知）かつ識別可能なシーケンスは、トランスミッタからレシーバまで各チャネルのために送信され得る。シンボルのシーケンスの識別能力は、時間多重により、または、数学的直交性により達成され得る。このように、各レシーバは、隣接したＷＤＭチャネルにより実際のチャネル信号の強度およびクロストーク干渉の強度を検出し得る。このように、本発明の実施例において、クロストーク干渉に関する情報は、ダイナミックな方法で決定される。

【0032】

実施例において、クロストークマトリクスＣは、検出されたクロストーク干渉から決定され、次の信号処理のために格納される。このように、情報２０は、クロストークマトリクスＣの形であり得る。

【0033】

通常、計算機１６は、他のチャネル上の信号の対応する部分をそれぞれのチャネル上の信号から加算するかまたは減算することにより他のチャネルによるチャネルに対する干渉を抑制するように構成され得る。クロストークマトリクスＣが既知である場合、干渉はクロストークマトリクスの逆マトリクスを乗算することにより抑制または減少され得る。

【0034】

さらに具体的には、Ｎ（Ｎは自然数である）並列受信ストリーム（各々チャネルに関連した）のための受信ベクトルX(t) = [X₁(t) X₂(t) … X_N(t)]は、クロストークマトリクスＣの逆マトリクスにより乗算され、そして、非かく乱受信信号のベクトルY(t) = [Y₁(t) Y₂(t) … Y_N(t)]は、
Y(t) = X(t) * C^-1
を結果として得る。

【0035】

ＷＤＭシステムにおいて、チャネルは主に直接隣を妨害しており、そして、それ故、クロストークマトリクスＣは、対角線上を占める。

【0036】

【0037】

クロストークマトリクスＣにおいて、係数c₁₁からc_NN（対角線上に配列される）は、それぞれのチャネル１からＮのための伝達係数を表す。係数c₁₂は、第２のチャネルへの第１チャネルの干渉を示し、係数c₂₁は、第１チャネルへの第２のチャネルの干渉を示す等。

【0038】

ＷＤＭチャネルのチャネルクロストークの特定の特性を使用して、マトリクスＣは、三重対角行列および対称(c_ij=c_ji)マトリクスでもよい。この種のマトリクスのために、逆マトリクスのための簡素な方法があり、そして、従って、計算は、簡単な方法において達成され得る。

【0039】

両方の隣接チャネルから対称形の干渉のみが存在する場合、マトリクスは三重対角および対称形であろう。両方の隣接チャネルからの干渉が対称形ではない場合、すなわちチャネル１によるチャネル２の干渉がチャネル２によるチャネル１の干渉と異なる場合、マトリクスは、依然三重対角であるが、もはや対称形ではない。次の、しかし、１つのチャネルが同様に妨害する場合、マトリクスは、バンドマトリクスであろう。

【0040】

このように、通常、クロストークマトリクスは、直接的な隣接チャネルの用途にのみ、係数を含むことができない。このように、通常、受信ベクトルにマトリクスＣの逆マトリクスを乗算することにより、１つのチャネルに対する他の全てのチャネルの干渉は、抑制され得る。

【0041】

クロストークマトリクスの使用に代えて、各チャネルと関連した信号を処理する他の選択肢は、各受信したチャネルx_i(t)ごとに直接的な隣接チャネル（それは、クロストークにより生じる）の決定された信号部分を単に加算するかまたは減算することである。

【0042】

他の実施例において、それぞれのチャネルに対する他のチャネルの決定されたクロストーク干渉に関する情報が、レシーバ側からトランスミッタ側まで送られる。トランスミッタ３０の実施例は、図２に示される。トランスミッタ３０は、前置補償器３２と、各チャネルのための光信号源３４ａ、３４ｂ、…．、３４ｎとを備えている。前置補償器３２は、決定されたクロストーク干渉に関する情報２０および各チャネルのためのデータ１、２、…、Ｎを受信する。前置補償器３２は、情報２０を使用してデータ１、２、…、Ｎを前置補償する。前置補償器は、それぞれの光信号源３４ａ、３４ｂ、…．、３４Ｎに、前置補償された信号１ｃ、２ｃ、…．、Ｎｃを出力する。光信号源は、電気的に前置補償された信号１ｃ、２ｃ、…．、Ｎｃを光信号１ｄ、２ｄ、…、Ｎｄに変換し、それはそれぞれのチャネルの波長に対応する搬送周波数を有する。光信号１ｄ、２ｄ、…．、Ｎｄは、ＷＤＭ経路を介してＷＤＭ信号１２として送信される。

【0043】

前置補償器３２は、情報２０を使用して、干渉、さもなければレシーバ側に存在する、が補償されるように信号を前置補償する。このように、トランスミッタ側の前置補償の場合、更なる補償は、レシーバ側でなされる必要はない。

【0044】

本発明の実施例では、無視し得ない分散を有するＷＤＭシステムの場合には、分散もまた、レシーバ側でデータを計算する際に推定され考慮されるか、あるいはトランスミッタでの前置補償がこの種の分散を補償し得るように、トランスミッタにも送信される。分散は、チャネルをクロストークのないチャネルで測定することにより推定され得る。

【0045】

図３は、前置補償を使用しているＷＤＭシステムの実施例の概略図を示す。システムは、トランスミッタ３０と、ＷＤＭ経路４０と、レシーバ５０とを備えている。レシーバ５０は、チャネル推定器５２を備えている。チャネル推定器は、クロストーク干渉に関する情報２０を決定し、トランスミッタ３０にこの情報を送る。情報２０は、任意の適当な手段により、例えば無線伝送により、有線伝送により、または、ＷＤＭ経路、または、別々の光経路による光伝送により、トランスミッタ３０に送られ得る。

【0046】

ＷＤＭシステムの実施例は、どの補償がレシーバ側で達成されるかについてこれから図４を参照して説明する。

【0047】

図４の上部において、チャネルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮと関連している重畳するスペクトルが、示される。データ１、２、…．、Ｎは、各チャネルＣ１、Ｃ２、…．、ＣＮと関連している。周波数スペクトルは、各チャネルと関連しており、かつ、図４のスペクトルにおけるハッチングされた部分で示されるように、クロストークが、ＷＤＭチャネル間で生じるように、チャネルが重複する。本発明の実施例が、いくつかの並列なＷＤＭチャネルを有するこの種の光送信システムおよび無視し得ない顕著なＷＤＭクロストークとともに有益に使用され得る。前述したように、このクロストークに関する情報は、レシーバ側で（またはトランスミッタ側の前置補償により）クロストークを補償するために決定され得て格納され得る。

【0048】

図４の下部に示すように、並列入力データ１、２…．、Ｎは、光信号源５４ａ、５４ｂ、…、５４Ｎに適用される。信号源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＳＬＥＤｓ（スーパールミネセントダイオード）またはレーザーにより形成され得る。各信号源は、チャネルＣ１、Ｃ２、…．、ＣＮに関連しており、関連付けされた搬送周波数から成る光信号５６ａ、５６ｂ、…．、５６Ｎを出力する。光信号５６ａ、５６ｂ、…５６Ｎは、ＷＤＭ信号１２として、光ＷＤＭ経路４０、例えばファイバグラス、ポリマー光ファイバまたは無線光チャネルに適用される。光路４０は、レシーバ側に、ＷＤＭ信号１２、すなわち光信号５６ａ、５６ｂ、…、５６Ｎを送る。

【0049】

レシーバ側において、光信号は、波長選択要素６０ａ、６０ｂ、…．、６０Ｎにより分離される。波長選択要素６０ａ、６０ｂ、…．、６０Ｎの中心周波数は、関連するチャネルのスペクトルの中心周波数と一致する。しかしながら、それぞれの中心周波数の微同調は、本発明の実施例に従って実行される信号処理に鑑み必要とされない。波長選択要素は、光学フィルタ、配列された導波路回折格子（ＡＷＧｓ）等により形成され得る。分離された光信号５６ａ、５６ｂ、…．、５６Ｎは、光レシーバ６２ａ、６２ｂ、…．、６２Ｎに適用され、光レシーバ６２ａ、６２ｂ、…．、６２Ｎは、光信号を電気信号６４ａ、６４ｂ、…．、６４Ｎに変換し、電気信号６４ａ、６４ｂ、…．、６４Ｎは、アナログ信号である。光レシーバは、フォトダイオード、例えばＰＩＮダイオードまたはアバランシェフォトダイオードにより形成され得る。電気信号６４ａ、６４ｂ、…．、６４Ｎは、アナログデジタルコンバータ６６ａ、６６ｂ、…．、６６Ｎに適用され、デジタル電気信号６８ａ、６８ｂ、…、６８Ｎに変換される。デジタル信号６８ａ、６８ｂ、…．、６８Ｎは、信号処理ユニット７０に適用される。信号処理ユニット７０において、並列信号ストリームは、決定されたクロストーク推論に関する情報を考慮に入れて処理される。例えば、処理ユニットは、デジタル信号６８ａ、６８ｂ、…．、６８Ｎからデータ１ｂ、２ｂ、…．、Ｎｂを再生するために、決定されたクロストークマトリクスの逆マトリクスを使用する。データ１ｂ、２ｂ、…、Ｎｂは、修正された並列出力データを示し、修正が成功した場合、すなわち、クロストークにより生じた干渉が抑圧された場合、データ１、２、…．、Ｎに対応する。

【0050】

処理ユニット７０は、すなわち、修正された受信信号Y(t)（データ１ｂ、２ｂ、…、Ｎｂにより表される）を得るために、到着受信ベクトルX(t)（デジタル信号６８ａ、６８ｂ、…．６８Ｎにより表される）にクロストークマトリクスＣの逆マトリクスを乗算し得る。すなわち、Y(t) = X(t) * C^-1。このように、信号処理ユニット７０は、ＮｘＮ ＭＩＭＯ装置と呼ばれ得る。

【0051】

図４に示された実施例において、波長選択要素６０ａ、６０ｂ、…、６０Ｎおよび関連した光レシーバ６２ａ、６２ｂ、…．、６２Ｎは、デマルチプレクサ１４（図１）を表し、かつ、信号処理ユニット７０は、計算機１６（図１）を表す。

【0052】

本発明の実施例では、ＷＤＭシステムにおいてクロストークにより生じた干渉を補償するための信号処理または前置補償は、デジタル処理で行われる。別の実施例では、対応する信号処理は、アナログ様式で行われ得る。

【0053】

発明の方法の効果を示しているシミュレーション結果は、これから、図５から７ｂまでを参照して記述されている。さらに具体的には、３つのチャネル光伝送システムのためのシミュレーション結果が、説明される。第１チャネル、ｃｈａｎｎｅｌ１、の波長は、青の可視範囲内に存在し、第２のチャネル、ｃｈａｎｎｅｌ２の波長は、緑の可視範囲内に存在し、第３のチャネル、ｃｈａｎｎｅｌ３、の波長は、赤の可視範囲内に存在した。２５６の副搬送波を有する離散マルチトーン変調（ＤＭＴ）およびＱＡＭ１６（直角位相振幅変調）は、送信フォーマットとして選択された。いかなるＷＤＭクロストークなしでも、ＱＡＭ１６のための信号対雑音比以上のビット誤り率（ＢＥＲ）の理論的に予想されるグラフは、図５に示すように得られる。図５の表示xt＝0,0は、クロストーク干渉が存在しないことを示す。表示「ＷＤＭ−ＭＩＭＯオフ」は、修正が実行されなかったことを示す。

【0054】

図６ｅおよび６ｂは、異なる干渉に対するそれぞれのグラフを示し、図６ａは、より弱い干渉xt＝0,1のためのグラフを示し、および図６ｂは、より強い干渉xt＝0,2のためのグラフを示す。クロストークマトリクスＣ₁およびＣ₂は、干渉と関連している。

【0055】

【0056】

干渉を補償することなく、図６ａおよび６ｂに示されるグラフが、得られる。人は、図６ａおよび６ｂから、チャネル３がＷＤＭクロストークにより最も妨害されると認識する。このように、図６ａおよび６ｂは、中央チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ３）が最も妨害されることを示す。両方の外側チャネルは、仮定された非対称的な干渉により異なって妨害される。

【0057】

図７ａおよび７ｂは、クロストークマトリクスＣ₁およびＣ₂により与えられた干渉の場合におけるグラフを示し、ＷＤＭクロストーク干渉を補償するために記述されたアルゴリズムが用いられる。図７ａおよび７ｂから導出され得るように、非かく乱の場合（図５）の予想されるグラフが、得られる。

【0058】

したがって、本発明の実施例は、無線またはファイバ光伝送システムのＷＤＭチャネルクロストークにより生じるひずみを修正するためのアルゴリズムを提供する。

【0059】

本発明の実施例では、波長選択要素、例えば光学フィルタまたは配列された導波路回折格子、は、レシーバ側に直接配置されないことを必要とする。むしろ、波長選択要素は、ほぼ伝送経路内に配置され得て、光路、例えばファイバ、は、波長選択要素の各々および関連するレシーバの間に設け得る。例えば、フィルタ、例えば、配列された導波管、が、伝送経路の中間に、すなわちレシーバから少し離れて、ファイバベースの送信システムで一般に使用され得て、色フィルタ処理信号は、個々のレシーバに送信される。

【0060】

若干の態様が装置との関連において記述されていたにもかかわらず、これらの態様も対応する方法の説明を表すことは明らかであり、ここで、１ブロックまたは装置は、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップとの関連において記述されている態様は、対応する装置の対応するブロックまたはアイテムまたは特徴の説明を表す。

【0061】

特定の実施要件に応じて、本発明の実施例は、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアにおいて、実施され得る。実施は、その上に格納される電子的に読み込み可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（登録商標）、ＣＤ（登録商標）、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリ、を使用して実行され得て、それは、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する（または協働し得る）。

【0062】

本発明によるいくつかの実施例は、本願明細書に記述された方法の１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働し得る、電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータキャリアを備える。

【0063】

通常、本発明の実施例は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実施され得て、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行されるときに、方法のうちの１つを実行するために実施されている。プログラムコードは、有形の機械読み取り可読キャリアに例えば格納され得る。

【0064】

他の実施例は、本願明細書に記述され、機械読み取り可読キャリアまたは非一時的記憶媒体に格納された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを備える。

【0065】

換言すれば、本発明の方法の実施例は、それ故、コンピュータプログラムがコンピュータで実行されるときに、本願明細書に記述された方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

【0066】

本発明の方法の更なる実施例は、それ故、その上に記録され、本願明細書に記述された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを含むデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。

【0067】

本発明の方法の更なる実施例は、それ故、本願明細書に記述された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表しているデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは一連の信号は、データ通信接続、例えばインターネットを経て転送されるように例えば構成され得る。

【0068】

更なる実施例は、本願明細書に記述された方法の１つを実行するように構成された、あるいは実行するのに適する処理手段、例えばコンピュータまたはプログラム可能な論理装置、を備える。

【0069】

更なる実施例は、その上に、本願明細書に記述された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを具備する。

【0070】

いくつかの実施例では、プログラム可能な論理装置（例えばフィールドプログラム可能なゲートアレイ）は、本願明細書に記述された方法の機能の一部または全部を実行するために使用し得る。いくつかの実施形態では、フィールドプログラム可能なゲートアレイは、本願明細書に記述された方法の１つを実行するために、マイクロプロセッサと協働し得る。通常、方法は、任意のハードウェア装置により好適に実行される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】