特開 2023-143825 光リンクにおける非線形損傷の測定装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023143825

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】光リンクにおける非線形損傷の測定装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/073 20130101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

H04B10/073

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043982

(22)【出願日】2023-03-20

(31)【優先権主張番号】202210294309.0

(32)【優先日】2022-03-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】樊洋洋

(72)【発明者】

【氏名】タオ・ジェヌニン

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA46

5K102AD15

5K102LA53

5K102RD28

(57)【要約】

【課題】本発明は、光リンクにおける非線形損傷の測定装置及び方法を提供する。
【解決手段】測定装置は、測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成する第一生成ユニット；異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、前記測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する第一計算ユニット；及び、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号に対応する前記複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る外挿ユニットを含む。
【選択図】図2

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光リンクにおける非線形損傷の測定装置であって、
測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成する第一生成ユニット；
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、前記測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する第一計算ユニット；及び
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号に対応する前記複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る外挿ユニットを含む、測定装置。

【請求項2】

請求項1に記載の測定装置であって、
前記第一計算ユニットは、
線形伝送条件を満足した送信パワーで、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が前記光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号の複数の第一深さを測定する第一測定ユニット；
測定待ち送信パワーで、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が前記光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号の複数の第二深さを測定する第二測定ユニット；及び
前記複数の第一深さ及び前記複数の第二深さに基づいて、それぞれ、前記測定待ち周波数ポイントのところの前記複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する第二計算ユニットを含む、測定装置。

【請求項3】

請求項1に記載の測定装置であって、
前記第一生成ユニットは
Iパス及びQパスで送信信号に対してそれぞれバンドノッチ処理を行い、両側バンドノッチ信号を生成し；又は
複素信号に対してバンドノッチ処理を行い、片側バンドノッチ信号を生成する、測定装置。

【請求項4】

請求項1に記載の測定装置であって、
前記第一生成ユニットは波形領域又はサイン領域で前記測定待ち周波数ポイントのところのバンドノッチ信号を生成する、測定装置。

【請求項5】

請求項1に記載の測定装置であって、
前記第一生成ユニットは、
一部の周波数スペクトル範囲の信号を除去してバンドノッチ信号を生成する第二生成ユニット；又は
等確率ノッチ処理によりバンドノッチ信号を生成する第三生成ユニットを含む、測定装置。

【請求項6】

請求項5に記載の測定装置であって、
前記第三生成ユニットは、
周波数スペクトルでバンドノッチを生成するとともに、バンドノッチ処理を経た信号の時間領域での確率分布密度が参照信号に近くなり又はそれと同じになるようにさせる生成ユニット；
参照信号及び初期化されたシード信号に対して振幅並べ替え、振幅置換及び時間並べ替えを行い、同じ確率分布密度の信号を生成する並べ替えユニット；
周波数スペクトルをスライスし、各スライス内の総パワーが対応参照信号のスライスのパワーと同じになるようにさせ、等スペクトルの信号を生成する等スペクトルユニット；及び
所定条件が満足されたときに、バンドノッチ信号を出力する出力ユニットを含む、測定装置。

【請求項7】

請求項1に記載の測定装置であって、
前記外挿ユニットは、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号に対応する前記複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、dB単位又は線形単位で外挿によって前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る、測定装置。

【請求項8】

請求項1に記載の測定装置であって、
二重偏波信号について、前記測定装置は2つの偏波状態でそれぞれバンドノッチ信号を生成し、そして、それぞれ、2つの偏波状態の前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を計算する、測定装置。

【請求項9】

非線形システムのパフォーマンス推定装置であって、
請求項1に記載の光リンクにおける非線形損傷の測定装置であって、各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得るもの；
各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比に基づいて等価加法性ノイズモデルを生成するモデリングユニット；及び
等価加法性ノイズモデルに基づいて非線形システムのパフォーマンスを推定する推定ユニットを含む、パフォーマンス推定装置。

【請求項10】

請求項1に記載の測定装置を含む、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信技術の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信システムでは通常、送信光パワーを増加させることで伝送距離を増やす。光パワーの増加は光リンク、即ち、光ファイバーの非線形損傷の増加を招き、受信信号の劣化をもたらすことがあるため、光通信システムにおける光リンクの伝送距離を制限する。よって、光リンクにおける非線形損傷の測定はシステム設計を最適化して伝送パフォーマンスを向上させるのに役立つ。光リンクにおける非線形損傷による信号劣化は非線形ノイズ比又は非線形ノイズ対パワー比（noise-to-power ratio、NPR）により表すことができる。

【0003】

従来の方法では、送信機端でバンドノッチ（band-notch(「notch」ともいう)）信号を送信することで、光リンクの出力端又は受信機の出力端で受信パワーを測定し、非線形ノイズ対パワー比を計算できる。非線形損傷と線形損傷の主な相異点は、非線形損傷によって、周波数領域で新しい周波数スペクトル成分が生じ、受信信号のバンドノッチ深さの変化をもたらし得ることにある。よって、受信信号のバンドノッチ深さの変化を測定することで非線形ノイズ対パワー比を測定できる。

【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】

発明者は、上述の従来の方法により測定された非線形ノイズ対パワー比と実際(real)の非線形ノイズ対パワー比との間には大きな差が存在するということを発見した。

【0006】

また、発明者は次のようなことも発見した。即ち、光リンクにおける非線形ノイズパワーが送信されるバンドノッチ信号のバンドノッチ幅に関連しており、バンドノッチ信号のバンドノッチ幅が狭いほど、測定結果が実際の非線形ノイズ対パワー比に近くなる。しかし、バンドノッチ幅が非常に狭いバンドノッチ信号を採用すると、一方では、測定精度が光通信システムのノイズフロアの影響を受けることができ、他方では、分光器（spectrometer）の分解能への要求が非常に高い。また、バンドノッチ信号が付く信号は常に特定のバンドノッチ幅があり、バンドノッチ信号のバンドノッチ幅が非常に狭い場合でも、その測定結果は依然として実際の非線形ノイズ対パワー比を反映できない。

【0007】

上述の問題のうちの少なくとも1つを解決するために、本発明の実施例は光リンクにおける非線形損傷の測定装置及び方法を提供し、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た(通過した)後の複数のバンドノッチ信号に基づいて複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し、また、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号に対応する複数の非線形ノイズ対パワー比に基づく外挿によって、ゼロのバンドノッチ幅に対応する非線形ノイズ対パワー比、即ち、実際の非線形ノイズ対パワー比を得ることができる。よって、簡単な方法及び既存のデバイスにより、光リンクにおける実際の非線形ノイズ対パワー比を正確に測定できる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施例の第一側面によれば、光リンクにおける非線形損傷の測定装置が提供され、前記装置は、
測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成する第一生成ユニット；
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、前記測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する第一計算ユニット；及び
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号に対応する前記複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る外挿ユニットを含む。

【0009】

本発明の実施例の第二側面によれば、非線形システムのパフォーマンス推定装置が提供され、前記装置は、
本発明の実施例の第一側面に記載の光リンクにおける非線形損傷の測定装置であって、各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得るもの；
各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、等価加法性ノイズモデルを生成するモデリングユニット；及び
等価加法性ノイズモデルに基づいて非線形システムのパフォーマンスを推定する推定ユニットを含む。

【0010】

本発明の実施例の第三側面によれば、電子機器が提供され、前記電子機器は本発明の実施例の第一側面又は第二側面に記載の装置を含む。

【0011】

本発明の実施例の第四側面によれば、光リンクにおける非線形損傷の測定方法が提供され、前記方法は、
測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成し；
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、前記測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し；及び
異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号に対応する前記複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、前記測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得ることを含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明の有利な効果は次のとおりであり、即ち、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し、また、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号に対応する複数の非線形ノイズ対パワー比に基づく外挿によって、ゼロのバンドノッチ幅に対応する非線形ノイズ対パワー比、即ち、実際の非線形ノイズ対パワー比を得ることができる。従って、簡単な方法及び既存のデバイスにより、光リンクにおける実際の非線形ノイズ対パワー比を正確に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例1における光通信システムの非線形損傷の測定を示す図である。

【図2】本発明の実施例1による光リンクにおける非線形損傷の測定装置を示す図である。

【図3】本発明の実施例1における両側バンドノッチ信号を示す図である。

【図4】本発明の実施例1における両側バンドノッチ信号を示すもう１つの図である。

【図5】本発明の実施例1における片側バンドノッチ信号を示す図である。

【図6】本発明の実施例1における片側バンドノッチ信号を示すもう１つの図である。

【図7】本発明の実施例1において波形領域で両側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである；

【図8】本発明の実施例1においてサイン領域で両側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである；

【図9】本発明の実施例1において波形領域で片側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである；

【図10】本発明の実施例1においてサイン領域で片側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである；

【図11】本発明の実施例1における第一生成ユニットを示す図である。

【図12】本発明の実施例1における第三生成ユニットを示す図である。

【図13】本発明の実施例1における第一計算ユニットを示す図である。

【図14】本発明の実施例1におけるバンドノッチ深さの計算を示す図である。

【図15】本発明の実施例1における非線形ノイズ対パワー比の測定を示す図である。

【図16】本発明の実施例1における外挿による実際の非線形ノイズ対パワー比を示す図である。

【図17】本発明の実施例2における非線形システムのパフォーマンス推定装置を示す図である。

【図18】本発明の実施例2における非線形システムのパフォーマンス推定プロセスを示す図である。

【図19】本発明の実施例3における電子機器を示す図である。

【図20】本発明の実施例3における電子機器のシステム構成を示すブロック図である。

【図21】本発明の実施例4による光リンクにおける非線形損傷の測定方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

添付した図面及び以下の説明を参照することにより、本発明の前述及び他の特徴が明らかになる。なお、明細書及び図面では本発明の特定の実施例を開示するが、それらは本発明の原理を採用し得る一部のみの実施例を示し、理解すべきは、本発明は記載される実施例に限定されず、即ち、本発明は添付する特許請求の範囲に属するすべての変更、変形及び代替によるものをも含むということである。

【0015】

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

【実施例0016】

本発明の実施例では、光リンクにおける非線形損傷の測定装置が提供される。

【0017】

幾つかの実施例において、光リンクにおける非線形損傷の測定装置は光リンクの出力端に設置され得る。

【0018】

図1は本発明の実施例1における光通信システムの非線形損傷の測定を示す図である。図1に示すように、光通信システム10は光送信機11、光リンク12及び光受信機13を含み、光リンクにおける非線形損傷の測定装置100はバンドノッチ信号を生成し、送信機11は該信号を送信し、該信号は光リンク12の伝送を経た後に光受信機13により受信される。光リンクにおける非線形損傷の測定装置100は光リンク12を経た後の信号を測定し、光リンク12における非線形光損傷を取得し、例えば、非線形ノイズ対パワー比で該非線形損傷を表す。

【0019】

図2は本発明の実施例1による光リンクにおける非線形損傷の測定装置を示す図である。図2に示すように、光リンクにおける非線形損傷の測定装置100は次のものを含む。

【0020】

第一生成ユニット101：測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成し；
第一計算ユニット102：異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、該測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し；及び
外挿ユニット103：異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号に対応する複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、該測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る。

【0021】

幾つかの実施例において、測定待ち周波数ポイントは少なくとも1つの周波数ポイントを含み、複数の測定待ち周波数ポイントがあるときに、それぞれ、各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を測定する。

【0022】

幾つかの実施例において、バンドノッチ信号の周波数スペクトルが複数のバンドノッチを含むときに、複数のバンドノッチは複数の測定待ち周波数ポイントに対応し得る。つまり、該バンドノッチ信号に基づいて、複数の測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を1回測定できる。

【0023】

幾つかの実施例において、バンドノッチ信号（「ノッチ信号」ともいう）とは周波数スペクトルでバンドノッチ（「notch(ノッチ)」ともいう）を有する信号を指す。

【0024】

幾つかの実施例において、バンドノッチ幅が指すのは、バンドノッチ信号におけるバンドノッチの幅、即ち、周波数領域での幅である。

【0025】

幾つかの実施例において、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号とは、少なくとも2つの、異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号を指し、その具体的な数は実際のニーズに応じて決定され得る。異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号の数が多いほど、外挿によって、該測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得やすくなる。但し、処理のプロセスも多くなる。

【0026】

第一生成ユニット101は測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成する。これらの異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号は測定信号である。

【0027】

幾つかの実施例において、第一生成ユニット101が毎回生成するバンドノッチ信号のバンドノッチ幅は異なり、これらのバンドノッチ幅の具体的な値は実際のニーズに応じて決定され得る。

【0028】

幾つかの実施例において、各バンドノッチ幅は測定用の分光器の周波数スペクトルの分解能よりも小さくない。

【0029】

幾つかの実施例において、光通信システム10の光送信機11の送信信号はIパス（ブランチともいう）及びQパスを含み、両パスの信号は合成された後に複素信号I+jQを構成する（形成する）。

【0030】

幾つかの実施例において、該第一生成ユニット101はIパス及びQパスで送信信号に対してそれぞれバンドノッチ処理を行うことで、両側バンドノッチ信号（bilateral band-notch signal）、即ち、周波数領域の両側にすべてバンドノッチがある信号を生成できる。

【0031】

幾つかの実施例において、両側バンドノッチ信号は周波数領域の一方側で1つの測定待ち周波数ポイントに対応する1つバンドノッチを含んでも良く、複数の測定待ち周波数ポイントが含まれても良く、複数の測定待ち周波数ポイントを含むときに、1回のバンドノッチ信号の送信の場合、複数の測定待ち周波数ポイントのところの非線形ノイズ対パワー比を測定できる。

【0032】

図3は本発明の実施例1における両側バンドノッチ信号を示す図であり、図4は本発明の実施例1における両側バンドノッチ信号を示すもう１つの図である。

【0033】

図3に示すように、該両側バンドノッチ信号は周波数領域の両側にそれぞれ1つバンドノッチがあり、測定待ち周波数ポイント-f1及びf1に対応し、そのバンドノッチ幅がBWである。

【0034】

図4に示すように、該両側バンドノッチ信号は周波数領域の両側にそれぞれ3つのバンドノッチがあり、測定待ち周波数ポイント-f1、-f2、-f3及びf1、f2、f3に対応し、そのバンドノッチ幅がBWである。

【0035】

幾つかの実施例において、該第一生成ユニット101は複素信号I+jQに対してバンドノッチ処理を行うことで、片側バンドノッチ信号、即ち、周波数領域の一方側にバンドノッチがある信号を生成できる。

【0036】

幾つかの実施例において、片側バンドノッチ信号は周波数領域の一方側で1つの測定待ち周波数ポイントに対応する1つバンドノッチを含んでも良く、複数の測定待ち周波数ポイントが含まれでも良く、複数の測定待ち周波数ポイントを含むときに、1回のバンドノッチ信号の送信の場合、複数の測定待ち周波数ポイントのところの非線形ノイズ対パワー比を測定できる。

【0037】

図5は本発明の実施例1における片側バンドノッチ信号を示す図であり、図6は本発明の実施例1における片側バンドノッチ信号を示すもう１つの図である。

【0038】

図5に示すように、該片側バンドノッチ信号は周波数領域の一方側に1つのバンドノッチがあり、測定待ち周波数ポイントf1に対応し、そのバンドノッチ幅がBWである。

【0039】

図6に示すように、該片側バンドノッチ信号は周波数領域の一方側に3つのバンドノッチがあり、測定待ち周波数ポイントf1、f2、f3に対応し、そのバンドノッチ幅がBWである。

【0040】

幾つかの実施例において、該第一生成ユニット101は波形領域(waveform domain)又はサイン領域（符号領域ともいう）（sign domain)で該測定待ち周波数ポイントのところのバンドノッチ信号を生成できる。

【0041】

以下、在波形領域又はサイン領域でバンドノッチ信号を生成することを例示的に説明する。

【0042】

図7は本発明の実施例1において波形領域で両側バンドノッチ信号を生成するフローチャートであり、図8は本発明の実施例1においてサイン領域で両側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである。

【0043】

図9は本発明の実施例1において波形領域で片側バンドノッチ信号を生成するフローチャートであり、図10は本発明の実施例1においてサイン領域で片側バンドノッチ信号を生成するフローチャートである。

【0044】

図7及び図9に示すように、パルス整形（pulse
shaping）後のバンドノッチを波形領域バンドノッチと呼び、図8及び図10に示すように、パルス整形前に入力サインに作用するバンドノッチをサイン領域バンドノッチと呼ぶ。

【0045】

該第一生成ユニット101は複数の方法を用いてバンドノッチ処理を行うことができる。

【0046】

図11は本発明の実施例1における第一生成ユニットを示す図である。図11に示すように、該第一生成ユニット101は次のものを含む。

【0047】

第二生成ユニット1101：一部の周波数スペクトル範囲の信号を除去してバンドノッチ信号を生成し；又は
第三生成ユニット1102：等確率ノッチ処理によりバンドノッチ信号を生成する。

【0048】

幾つかの実施例において、第二生成ユニット1101が一部の周波数スペクトル範囲の信号を除去することでバンドノッチ信号を生成することは、信号を、バンドストップフィルターを通過させることに相当する。

【0049】

幾つかの実施例において、第三生成ユニット1102は等確率ノッチ処理によりバンドノッチ信号を生成する。

【0050】

図12は本発明の実施例1における第三生成ユニットを示す図である。該第三生成ユニット1102は以下のものを含む。

【0051】

生成ユニット1201：周波数スペクトルでバンドノッチを生成すると同時に、バンドノッチ処理を経た信号の時間領域での確率分布密度が参照信号に近くなり又はそれと同じなるようにさせ；
並べ替えユニット1202：参照信号及び初期化されたシード信号に対して振幅（amplitude）並べ替え、振幅置換及び時間並べ替えを行うことで同じ確率分布密度の信号を構築（生成）し；
等スペクトルユニット1203：周波数スペクトルに対してスライスし、各スライス内の総パワーが対応参照信号のスライスのパワーと同じになるようにさせることで、等スペクトルの信号を生成し；及び
出力ユニット1204：所定条件を満たしたときに、バンドノッチ信号を出力する。

【0052】

幾つかの実施例において、生成ユニット1201、並べ替えユニット1202、等スペクトルユニット1203は反復して処理を行い、所定条件が満足されたときに、出力ユニット1204はバンドノッチ信号を出力する。

【0053】

幾つかの実施例において、該所定条件は例えば、確率分布密度の類似度が所定閾値に達していることである。

【0054】

このようにして、等スペクトル等確率のバンドノッチ信号を生成できるため、測定結果の正確度をさらに向上させることができる。

【0055】

幾つかの実施例において、二重偏波システムについて非線形NPRを測定する必要があるときに、二重偏波信号の各偏波状態について、上述のバンドノッチ信号の生成方法のうちの1つを同時に選択しても良く、又は、1つのみの偏波状態について上述のバンドノッチ信号の生成方法のうちの1つを選択し、もう1つの偏波状態についてバンドノッチ無しの信号を伝送する。

【0056】

幾つかの実施例において、単偏波信号であるI及びQパス、又は、二重偏波信号の中の4パス信号について、各パスの信号は互いに関連しない（uncorrelated）。また、二重偏波信号の2つの偏波状態は等パワーを有する。

【0057】

第一生成ユニット101は測定待ち周波数ポイントに対応する、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号を生成し、第一計算ユニット101は異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて、それぞれ、該測定待ち周波数ポイントのところの複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し、つまり、第一生成ユニット101が生成した、各異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号について、第一計算ユニット101はそれぞれ処理を行い、毎回処理するときにバンドノッチ幅に対応する１つの非線形ノイズ対パワー比を得る。

【0058】

図13は本発明の実施例1における第一計算ユニットを示す図である。図13に示すように、第一計算ユニット102は次のものを含む。

【0059】

第一測定ユニット1301：線形伝送条件を満足した送信パワーの下で、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が該光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号の複数の第一深さを測定し；
第二測定ユニット1302：測定待ち送信パワーの下で、異なるバンドノッチ幅を有する前記複数のバンドノッチ信号が該光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号の複数の第二深さを測定し；及び
第二計算ユニット1303：複数の第一深さ及び複数の第二深さに基づいて、それぞれ、該測定待ち周波数ポイントのところの前記複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する。

【0060】

幾つかの実施例において、第一生成ユニット101はN個の、異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号を生成し、光送信機11により送信され、光リンク12の伝送を経た後に、N個のバンドノッチ信号を、非線形ノイズ対パワー比の測定を行うために取得し、即ち、バンドノッチ信号1、バンドノッチ信号2、……、バンドノッチ信号Nであり、Nは1よりも大きい正の整数である。

【0061】

第一測定ユニット1301について、それは線形伝送条件を満足した送信パワーの下で測定を行い、即ち、線形伝送条件を満足した送信パワーの下で光送信機11によりN個の異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号が送信され、光リンク12の伝送を経た後に、N個のバンドノッチ信号を取得し、即ち、図13に示すバンドノッチ信号1、バンドノッチ信号2、……、バンドノッチ信号Nが第一測定ユニット1301に入力され、計算が行われ、N個のバンドノッチ信号の第一深さ、即ち、第一深さ1、第一深さ2、……、第一深さNを得る。例えば、第一測定ユニット1301は分光器により受信信号のパワースペクトルを測定することで計算を行う。

【0062】

幾つかの実施例において、線形伝送条件を満足した送信パワーが小さいため、それは非線形損傷を引き起こすことがない。

【0063】

幾つかの実施例において、N個の異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号のバンドノッチ幅はそれぞれBW1、BW2、……、BWNである。第一測定ユニット1301が出力する第一深さ1、第一深さ2、……、第一深さNはそれぞれバンドノッチ幅BW1、BW2、……、BWNに対応する。

【0064】

第二測定ユニット1302について、それは測定待ち送信パワーの下で測定を行い、即ち、測定待ち送信パワーと同じ送信パワーの下で光送信機11によりN個の異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号が送信され、光リンク12の伝送を経た後に、N個のバンドノッチ信号を取得し、即ち、図13に示すバンドノッチ信号1、バンドノッチ信号2、……、バンドノッチ信号Nが第一測定ユニット1302に入力され、計算が行われ、N個のバンドノッチ信号の第二深さ、即ち、第二深さ1、第二深さ2、……、第二深さNを得る。例えば、第二測定ユニット1302は分光器により受信信号のパワースペクトルを測定することで計算を行う。

【0065】

幾つかの実施例において、測定待ち送信パワーは非線形損傷を来すことがある。また、非線形損傷の大きさ、即ち、非線形NPRの大きさが送信パワーに関連しているので、第二測定ユニット1302は測定待ち送信パワーを用いてバンドノッチ信号を送信する。

【0066】

幾つかの実施例において、N個の異なるバンドノッチ幅を有するバンドノッチ信号のバンドノッチ幅はそれぞれBW1、BW2、……、BWNである。第一測定ユニット1302が出力する第二深さ1、第二深さ2、……、第二深さNはそれぞれバンドノッチ幅BW1、BW2、……、BWNに対応する。

【0067】

幾つかの実施例において、第一深さ及び第二深さとはバンドノッチ深さを指す。

【0068】

幾つかの実施例において、第一深さは光リンクにおけるノイズフロア（noise floor）の深さを指し、第二深さは光リンクにおけるノイズフロアプラス非線形ノイズの深さを指す。両者の差に基づいて非線形NPRを計算できる。

【0069】

幾つかの実施例において、バンドノッチ深さは、バンドノッチの底部の平均パワーとバンドノッチのところの信号平均パワーの比と定義され、その単位がdBであっても良い。

【0070】

幾つかの実施例において、第二計算ユニット1303は複数の第一深さ及び複数の第二深さに基づいて、それぞれ、該測定待ち周波数ポイントのところの該複数の非線形ノイズ対パワー比を計算する。例えば、第二計算ユニット1303は第一深さ1及び第二深さ1に基づいて非線形NPR 1を計算し、第一深さ2及び第二深さ2に基づいて非線形NPR 2を計算し、……、第一深さN及び第二深さNに基づいて非線形NRP
Nを計算する。

【0071】

幾つかの実施例において、片側バンドノッチ信号と両側バンドノッチ信号のバンドノッチ深さの計算方法は同様であり、異なる点は、片側バンドノッチ信号は正負対称周波数を有せず、そのバンドノッチ深さの計算は正の周波数及び負の周波数を考慮する必要がなく、対して、両側バンドノッチ信号はそのバンドノッチ深さの計算は正の周波数及び負の周波数をともに考慮する必要があることにある。なお、具体的な計算方法については関連技術を参照できる。

【0072】

両側バンドノッチを例とし、例えば、以下の公式（1）により第一深さを計算できる。

【0073】

【数1】

ここで、NPR₀は第一深さを示し、P_n-及びP_n+はそれぞれ両側バンドノッチの対称の正の周波数及び負の周波数のところのパワーであり、P_s-,l及びP_s-,rは負の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを示し、P_s+,l及びP_s+,rは正の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを示す。

【0074】

図14は本発明の実施例1におけるバンドノッチ深さの計算を示す図である。図14に示すように、P_n-及びP_n+はそれぞれ両側バンドノッチの対称の正の周波数及び負の周波数処のパワーを表し、P_s-,l及び_Ps-,rは負の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを表し、負の周波数のバンドノッチのところの信号パワーを推定するために用いられ、P_s+,l及びP_s+,rは正の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを表し、正の周波数のバンドノッチのところの信号パワーを推定するために用いられる
第一深さの計算方法と同様に、例えば、以下の公式（2）により第二深さを計算できる。

【0075】

【数2】

ここで、NPR₁は第二深さを示し、P_n-及びP_n+はそれぞれ両側バンドノッチの対称の正の周波数及び負の周波数のところのパワーであり、P_s-,l及びP_s-,rは負の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを示し、P_s+,l及びP_s+,rは正の周波数のバンドノッチの両側の信号パワーを示す。

【0076】

第一深さ及び第二深さを計算した後に、例えば、以下の公式（3）により非線形ノイズ対パワー比を計算できる。

【0077】

【数3】

ここで、NPR_NL(BW_n,f_i)は光リンクの測定待ち周波数ポイントf_iのところの、バンドノッチ幅BW_nに対応する非線形ノイズ対パワー比を表し、NPR₁(BW_n,f_i)は測定待ち周波数ポイントf_iのところの、バンドノッチ幅BW_nに対応する第二深さを表し、NPR₀(BW_n,f_i)は測定待ち周波数ポイントf_iのところの、バンドノッチ幅BW_nに対応する第一深さを表す。

【0078】

幾つかの実施例において、コヒーレント光通信システムについて、第一測定ユニット1301及び第二測定ユニット1302の測定時間内で、コヒーレント光受信機のローカルオシレーターの周波数オフセットの変化がバンドノッチ幅よりも遥かに小さく、かつレーザーの位相ノイズの特性も変わらない。

【0079】

図15は本発明の実施例1における非線形ノイズ対パワー比の測定を示す図である。図15に示すように、それぞれ、線形伝送条件を満足したパワーの下で、バンドノッチ信号を送信することで第一深さを測定し、また、測定待ちパワーの下でバンドノッチ信号を送信することで第二深さを測定し、そして、第一深さ及び第二深さに基づいて計算することで非線形ノイズ対パワー比を得る。

【0080】

第一計算ユニット102が異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号に対応する複数の非線形ノイズ対パワー比を計算した後に、外挿ユニット103は該複数の非線形ノイズ対パワー比に基づいて、外挿によって、該測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得る。

【0081】

幾つかの実施例において、外挿は補外と称され、つまり、測定用のバンドノッチ幅の範囲外で非線形ノイズ対パワー比に対して補間を行う。

【0082】

幾つかの実施例において、実際の非線形ノイズ対パワー比とは、バンドノッチ幅が0である場合の非線形ノイズ対パワー比を指す。

【0083】

幾つかの実施例において、例えば、複数の非線形ノイズ対パワー比に対して当てはめを行い、当てはめ線と、バンドノッチ幅が0のときの縦坐標との交差点を、実際の非線形ノイズ対パワー比とする。

【0084】

図16は本発明の実施例1における外挿による実際の非線形ノイズ対パワー比を示す図である。図16に示すように、1つの測定待ち周波数ポイントのところで、バンドノッチ幅BW1、BW2、……、BW5に対応する非線形ノイズ対パワー比に基づいて当てはめを行い、当てはめ線と、バンドノッチ幅が0のときの縦坐標との交差点を、実際の非線形ノイズ対パワー比（実NPR）とする。

【0085】

幾つかの実施例において、バンドノッチに対応する周波数ポイントを変えてバンドノッチ信号を生成することで上述の測定過程を繰り返すことができ、即ち、上述の方法により他の測定待ち周波数ポイントのところの非線形ノイズ対パワー比をも測定できる。このようにして、すべての測定待ち周波数ポイントのところの非線形ノイズ対パワー比を得ることができる。

【0086】

幾つかの実施例において、二重偏波システムでは、該装置100は上述の方法により、二重偏波信号について、2つの偏波状態でそれぞれバンドノッチ信号を生成し、そして、それぞれ、2つの偏波状態の該測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を計算する。このようにして、二重偏波システムにも適用できる。

【0087】

上述の実施例から分かるように、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号が光リンクを経た後の複数のバンドノッチ信号に基づいて複数の非線形ノイズ対パワー比を計算し、また、異なるバンドノッチ幅を有する複数のバンドノッチ信号に対応する複数の非線形ノイズ対パワー比に基づく外挿によって、ゼロのバンドノッチ幅に対応する非線形ノイズ対パワー比、即ち、実際の非線形ノイズ対パワー比を得ることができる。よって、簡単な方法及び既存のデバイスにより、光リンクにおける実際の非線形ノイズ対パワー比を正確に測定できる。

【実施例0088】

本発明の実施例では非線形システムのパフォーマンス推定装置がさらに提供される。

【0089】

図17は本発明の実施例2における非線形システムのパフォーマンス推定装置を示す図である。図17に示すように、非線形システムのパフォーマンス推定装置1700は次のものを含む。

【0090】

光リンクにおける非線形損傷の測定装置1701：各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を取得し；
モデリングユニット1702：各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比に基づいて等価加法性ノイズモデルを生成し；及び
推定ユニット1703：等価加法性ノイズモデルに基づいて非線形システムのパフォーマンスを推定する。

【0091】

幾つかの実施例において、光リンクにおける非線形損傷の測定装置1701は実施例1のものと同じであるため、ここではその詳しい説明を省略する。

【0092】

モデリングユニット1702は各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比に基づいて等価加法性ノイズモデルを生成し、該等価加法性ノイズモデルは等価線形モデル及び等価非線形ノイズモデルを含み、その具体的な生成方法については関連技術を参照できる。

【0093】

幾つかの実施例において、非線形システムは例えば、光通信システム又は光通信システムの一部である。

【0094】

図18は本発明の実施例2における非線形システムのパフォーマンス推定プロセスを示す図である。図18に示すように、各測定待ち周波数ポイントのところの実際のNRP及びランダムノイズが非線形NPRフィルタに入力され、信号が出力され、光送信機に入力された信号が等価線形モデルを経た後の信号との重ね合わせを行い、そして、加法性ホワイトガウシアンノイズとの重ね合わせを行った後に受信信号が取得され、該受信信号はパフォーマンス推定を行うために用いられる。なお、具体的な推定方法については関連技術を参照でき、ここではその詳しい説明を省略する。

【0095】

上述の実施例から分かるように、各測定待ち周波数ポイントのところの実際の非線形ノイズ対パワー比を得ることで等価加法性ノイズモデルを生成できるため、システムパフォーマンスの推定を正確に行うことができる。