JP2001211122A - 分散補償モニタ装置及び方法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに光伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散補償を施した光通信システムに適用さ
れ、構成の簡易化、作業工数の削減が可能な分散補償モ
ニタ装置等を提供する。 【解決手段】 分散補償を施された光信号は光フロント
エンド１０４で光電変換され、その出力は自動利得制御
増幅器１０５で一定レベルに増幅される。その出力の一
方は、パワーデバイダ１０９で分岐され、その一方はパ
ワーディテクタ１１０でパワー検出され、他方は、高域
通過フィルタ１１１で高周波の信号成分のみ抽出された
後、パワーディテクタ１１２でパワー検出される。パワ
ーディテクタ１１０、１１２の出力は、分散補償量の過
不足の識別を行う識別器１１３に入力される。識別器１
１３では、それぞれのパワーディテクタの出力を割り算
した結果と、分散耐力範囲の境界値とを比較して、分散
補償量のモニタ出力１１４とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散補償モニタ装
置及び方法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに光
伝送システムに関し、特に、特別な測定器を用いずに、
光ファイバ伝送路の分散補償量が所定の範囲内にあるか
否かを検出することが可能な分散補償モニタ装置及び方
法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに光伝送シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ファイバ通信システムの光伝
送路として用いられる光ファイバは波長分散特性を有す
る。波長分散特性とは、光信号の伝送時間が波長によっ
て異る特性である。波長分散特性を有する光ファイバ中
を伝搬するディジタル光信号は、その伝送速度（Ｂｉｔ
−ｒａｔｅ）が増加するに従い、または光ファイバの伝
送距離が長くなるに従い、伝送後の光波形が劣化する。
典型的なシングルモード光ファイバの波長分散特性は、
波長分散値＝１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ＠波長１．５５μｍ
の程度である。この光ファイバ８０ｋｍを、伝送速度１
０Ｇｂ／ｓのディジタル信号を伝搬させた場合、伝送特
性は多大な影響を受け、伝送後の光波形は波長分散のた
めに大きく歪む。その結果、受信されるディジタル波形
は、マークとスペースの判別がつかなくなるため、誤り
率の十分小さい良好な品質での光伝送が不可能となる。

【０００３】この波長分散による波形歪みを補正する手
段として、光ファイバの分散を補償する、すなわち、光
ファイバの分散量と絶対値が等しく符号が逆の分散量を
有する光デバイスを光ファイバに挿入する方法が検討さ
れている。図２に、このための光デバイスである分散補
償デバイスの原理を示す。図２は、波長分散を有する１
０Ｇｂ／ｓ光ファイバ伝送での各部光波形の例を示した
ものである。図中のグラフの縦軸はｔｏｔａｌ−ｄｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎ、横軸は光ファイバ中の伝送距離であ
る。図２は、ｔｏｔａｌ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎが、伝
送距離の増加とと共に増加する様子を示している。この
積算された波長分散量は光受信部に設置された分散補償
デバイスで、総分散値が零となるよう調整される。一般
に、分散補償デバイスには、分散値が伝送路と逆符号と
なる分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍ
ｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ ： ＤＣＦ）や、チ
ャープト・ファイバ・グレーティング（Ｃｈｉｒｐｅｄ
Ｆｉｂｅｒ Ｇｒａｔｉｎｇ）が用いられる。これら
のデバイスを用いて、分散補償を行う場合には、伝送路
の総分散量と分散補償デバイスの補償量を一致させる必
要がある。もし、受信部での分散補償量が伝送路の総分
散量に比べ少ない場合には、等化波形は図中の２−１に
示す波形のパルス拡がりのある形（Ｕｎｄｅｒ ｄｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）となる。そ
の反面、分散補償量が伝送路の総分散量に比べ多い場合
は、等化波形は図中の２−３に示す波形のパルス圧縮が
生じた形（Ｏｖｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｉｏｎ）となる。上記両者の場合とも等化波
形に歪みが残るため、受信感度に感度劣化が生じる。一
方、分散補償量と伝送路の総分散量が一致した場合に
は、等化波形は、光送信部から送出したものと同等の波
形となり、光受信部で感度劣化の無い良好な光伝送が実
現されることとなる。すなわち、分散補償においては、
伝送路の総分散量と分散補償デバイスの分散補償量を一
致させることが重要となる。

【０００４】伝送路の総分散と分散補償量を一致させる
ためには、まず、伝送路の分散量を正確に評価する必要
がある。このため、従来から、分散測定装置を用いた分
散測定が一般に行われてきている。この分散測定装置の
例としては、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社のＣｈｒ
ｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ＴｅｓｔＳｙｓ
ｔｅｍ （ＨＰ８６０３７）等がある。この測定器は、
光パルスの発生器と受信機で構成されており、敷設伝送
路の両端（通常は４０ｋｍ〜８０ｋｍ）に光送信部と光
受信部を設置し光送信部と受信部の同期を確立した後、
伝送路の分散を測定するものである。伝送路の分散値を
上記測定器で測定すれば適正な分散補償量を決定でき
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
分散測定装置を用いた従来技術においては、下記のよう
な問題点があった。

【０００６】まず、この分散測定装置は大型で高価であ
ることが挙げられる。測定装置が大型であること、さら
には、測定に際して、遠く離れた光送信部と光受信部そ
れぞれに作業員が必要であること、のため、分散測定装
置を用いた伝送路の分散測定には作業員の工数、測定設
備、測定器移動のための設備等に関し膨大な作業時間と
設備コストが必要となるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決して、小型
化、低コスト化、さらには光伝送路の分散量の調整に要
する作業工数の低減が可能な分散補償モニタ装置及び方
法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに光伝送シス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分散補償モニタ装置は、入力されるディジ
タル信号の電力を検出する第１のパワー検出器と、前記
ディジタル信号のうち予め定められた周波数帯域の成分
を抽出するフィルタ回路と、該フィルタ回路の出力信号
の電力を検出する第２のパワー検出器と、前記第１及び
第２のパワー検出器の出力の比を予め定められた値と比
較する判定回路とを備えている。

【０００９】ここで、前記予め定められた周波数帯域は
高周波帯域であることが望ましい。

【００１０】さらに、前記予め定められた周波数帯域
が、前記ディジタル信号のビットレートに対応する周波
数より高い周波数帯域であってもよい。

【００１１】さらに、前記フィルタ回路の出力を全波整
流する整流回路を備えていてもよい。

【００１２】また、上記の構成において、前記第１のパ
ワー検出器の入力部に低域通過フィルタを備えていても
よい。

【００１３】本発明の分散補償モニタ装置の他の構成
は、入力されるディジタル信号からクロック信号を抽出
するクロック抽出回路と、前記ディジタル信号と前記ク
ロック信号の積を求め、積信号として出力する掛算回路
と、前記積信号のレベルを予め定められた値と比較する
判定回路とを備えている。

【００１４】この構成において、さらに、前記クロック
抽出回路と、前記掛算回路の間に挿入され、入力された
信号を予め定められた時間だけ遅延して出力する遅延回
路を備えていてもよい。

【００１５】本発明の分散制御装置は、制御対象である
分散補償デバイスの補償分散量を制御する分散制御装置
であって、上記のいずれかの構成を有する分散補償モニ
タ装置と、前記判定回路の出力信号を前記予め定められ
た値に漸近させる制御信号に変換して前記分散補償デバ
イスに供給する制御回路とを備えている。

【００１６】また、本発明の光受信器は、光伝送路から
入力される光信号を電気信号に変換する光検出器と、上
記のいずれかの構成を有し、前記電気信号が前記ディジ
タル信号として供給される分散補償モニタ装置とを備え
ている。

【００１７】前記第１のパワー検出器は、前記光検出器
に通流するフォトカレントの大きさから前記ディジタル
信号の電力を検出するように構成されていてもよい。

【００１８】さらに、前記光伝送路と前記光検出器の間
に挿入され、外部から供給される制御信号に従って分散
量が変化する分散補償デバイスと、前記判定回路の出力
信号を前記予め定められた値に漸近させる制御信号に変
換して前記分散補償デバイスに供給する制御回路とを備
えていてもよい。

【００１９】また、前記分散補償デバイスは、前記光伝
送路に接続された入力ポートを複数の出力ポートの１つ
に選択的に接続する第１の光スイッチと、該第１の光ス
イッチの前記複数の出力ポートの各々に接続され、互い
に分散量が異なる複数の分散補償ファイバと、該複数の
分散補償ファイバの各々の出力端が接続された複数の入
力ポートの１つが出力ポートに選択的に接続される第２
の光スイッチとを備えていてもよい。

【００２０】本発明の光受信器の第２の構成は、光伝送
路から入力される光信号を電気信号に変換する光検出器
と、前記電気信号の電力を検出する第１のパワー検出器
と、前記電気信号のうち高周波帯域の成分を抽出するフ
ィルタ回路と、該フィルタ回路の出力信号の電力を検出
する第２のパワー検出器と、前記第１及び第２のパワー
検出器の出力の比を予め定められた値と比較する判定回
路と、前記フィルタ回路の出力を全波整流する整流回路
と、該整流回路の出力から、前記電気信号のクロック周
波数付近の周波数成分を抽出し、クロック信号として出
力する帯域通過フィルタと、前記電気信号をデータ入力
とし、前記クロック信号をクロック入力として、前記電
気信号を識別再生する識別再生回路とを備えている。

【００２１】本発明の光受信器の第３の構成は、光伝送
路から入力される光信号を電気信号に変換する光検出器
と、該光検出器を通流するフォトカレントの大きさか
ら、前記電気信号の電力を検出する第１のパワー検出器
と、前記電気信号のうち高周波帯域の成分を抽出するフ
ィルタ回路と、該フィルタ回路の出力信号の電力を検出
する第２のパワー検出器と、前記第１及び第２のパワー
検出器の出力の比を予め定められた値と比較する判定回
路と、前記フィルタ回路の出力を全波整流する整流回路
と、該整流回路の出力から、前記電気信号のクロック周
波数付近の周波数成分を抽出し、クロック信号として出
力する帯域通過フィルタと、前記電気信号をデータ入力
とし、前記クロック信号をクロック入力として、前記電
気信号を識別再生する識別再生回路とを備えている。

【００２２】本発明の光伝送システムは、ディジタル信
号で変調された光信号を送出する光送信器と、前記光信
号を伝送する光伝送路と、該光伝送路から出力される前
記光信号を受信する、上記のいずれかの構成を有する光
受信器とを備えている。

【００２３】本発明の分散補償モニタ方法は、入力され
るディジタル信号の電力を検出する第１のパワー検出工
程と、前記ディジタル信号のうち予め定められた周波数
帯域の成分を抽出するフィルタ工程と、該フィルタ工程
で抽出された成分の電力を検出する第２のパワー検出工
程と、前記第１及び第２のパワー検出工程で検出された
電力の比を予め定められた値と比較する判定工程とを含
んでいる。

【００２４】ここで、前記予め定められた周波数帯域は
高周波帯域であってもよい。

【００２５】また、前記予め定められた周波数帯域が、
前記ディジタル信号のビットレートに対応する周波数よ
り高い周波数帯域であってもよい。

【００２６】さらに、前記第１のパワー検出工程に先立
って行われる、前記ディジタル信号の低域周波数成分を
抽出する低域フィルタ工程を含んでいてもよい。

【００２７】本発明の分散補償モニタ方法の第２の構成
は、入力されるディジタル信号からクロック信号を抽出
するクロック抽出工程と、前記ディジタル信号と前記ク
ロック信号の積を求め、積信号を生成する掛算工程と、
前記積信号のレベルを予め定められた値と比較する判定
工程とを含んでいる。

【００２８】さらに、前記クロック抽出工程と、前記掛
算工程の間に挿入され、入力された信号を予め定められ
た時間だけ遅延する遅延工程を含んでいてもよい。

【００２９】本発明の分散制御方法は、制御対象である
分散補償デバイスの補償分散量を制御する分散制御方法
であって、上記のいずれかの構成を有する分散補償モニ
タ方法と、前記判定工程の出力信号を前記予め定められ
た値に漸近させる制御信号に変換して前記分散補償デバ
イスに供給する制御信号生成工程とを含んでいる。

【００３０】上述したように、本発明の分散補償モニタ
装置及び方法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに
光伝送システムでは、第１及び第２のパワー検出器（あ
るいは、第１及び第２のパワー検出工程）及びフィルタ
回路（あるいは、フィルタ工程）を備えることにより、
分散補償量に応じた受信信号のスペクトル形状の変化を
検出し、これにより、分散補償量の過不足を検出してい
る。従って、本発明を用いることにより、従来技術で必
要としていた分散測定装置を用いることなく、分散補償
量の過不足を検出することが可能となった。しかも、従
来の分散測定装置を用いる場合、光伝送路の送信側、受
信側の双方に測定器材（光送信部、光受信部）を装着し
なければならなかったのに対し、本発明では受信側のみ
に装備すればよく、特に長距離光通信システムにおいて
構成の簡略化、測定の工数削減に寄与することが期待で
きる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の分散補償モニタ装置及び
方法、分散制御装置及び方法、光受信器並びに光伝送シ
ステムの構成及びその動作を図１乃至図１２を用いて説
明する。

【００３２】まず、本発明の動作原理について、図３を
用いて説明する。

【００３３】図３は、分散補償後の光受信波形の例とそ
れぞれの波形に対応する受信スペクトラムである。図中
３−２は適正な分散補償がなされた場合の波形であり、
３−５はその受信部からのスペクトラムである。一方、
図中の３−１は、分散補償量が不足している場合の波形
とその受信スペクトル（３−４）である。３−１の波形
はパルス拡がりが生じており、その受信スペクトル３−
４では、適正な分散補償が行われた場合のスペクトラム
（３−５）に比べ高周波領域のスペクトラムが相対的に
減少したように見える。一方、３−３は分散補償量が過
大である場合のスペクトラムであり、パルス圧縮が生じ
たことにより、その受信スペクトラム（３−６）は適正
なスペクトラムに比べ高周波領域のスペクトラムが相対
的に増加したように見える。

【００３４】上記の現象を、より実際の動作に近づけて
示したものが図４である。図４の４−７のフィルタ特性
は、適正な受信等化波形のスペクトラムと同一の電気フ
ィルタの特性を仮定したものである。このフィルタに、
分散補償不足の波形（４−１）、適正な分散補償の波形
（４−２）、分散補償過剰な波形（４−３）が入力され
ると、その相対出力スペクトラムはそれぞれ４−４、４
−５、４−６に示されたスペクトラムとなる。すなわ
ち、分散補償が不足の場合は、高周波スペクトラムが低
周波スペクトラムに比べ低下した傾向となり、分散補償
が過剰な場合には、高周波スペクトラムが低周波スペク
トラムに比べ増加した傾向となる。本発明では、分散補
償後の波形の高周波スペクトルの電力の相対量を検出す
ることにより、分散補償の過不足をモニタする。

【００３５】図１は本発明の第１の実施例による光受信
器を示すブロック図である。図１の光受信器は、分散補
償デバイス１０２、光フロントエンド１０４、自動利得
制御増幅器１０５、クロック／データ再生回路（ＣＤ
Ｒ）１０６、パワーデバイダ１０９、パワーディテクタ
１１０、高域通過フィルタ１１１、パワーディテクタ１
１２、識別器１１３を含んで構成されている。

【００３６】図１において、分散補償デバイス１０２
は、伝送路の入力ファイバ１０１に接続され、光ファイ
バ伝送路に対し分散補償を行う。分散補償を施された光
信号は、光ファイバ１０３を介して、ＰＩＮ−ＰＤとプ
リアンプで構成された光フロントエンド１０４で光電変
換される。光フロントエンド１０４の出力は自動利得制
御増幅器１０５に入力される。自動利得制御増幅器１０
５の一方の出力は、クロック／データ再生回路１０６に
入力され、識別再生されたデータ出力１０７とクロック
再生されたクロック出力１０８を出力している。また、
自動利得制御増幅器１０５の他方の出力は、パワーデバ
イダ１０９で分岐され、その一方は第一のパワーディテ
クタ１１０でパワー検出される。パワーデバイダ１０９
の他方の出力は、高域通過フィルタ１１１で高周波の信
号成分のみ抽出された後、第二のパワーディテクタ１１
２でそのパワーが検出される。第一のパワーディテクタ
１１０と第二のパワーディテクタ１１２で検出された出
力は、分散補償量の過不足の識別を行う識別器１１３に
入力される。識別器１１３では、それぞれのパワーディ
テクタの出力を割り算した結果（Ｄｅｃ−ｌｅｖｅｌ
＝ ｏｕｔ（ｄｅｔ．２）／ｏｕｔ（ｄｅｔ．１））
と、分散耐力範囲の境界値とを比較して、分散補償量の
モニタ出力１１４とする。本実施例では、３本のモニタ
出力は、ＬＥＤに接続され分散補償値の不足、適正、過
剰の状態に応じて光受信器のそれぞれのＬＥＤが点灯す
るようにした。

【００３７】第１の実施例での分散補償モニタの原理
を、図５を用いて説明する。図５には、分散補償後の分
散値が不足、適正、過剰の場合の受信波形のスペクトラ
ムと第一・第二のパワーディテクタで検出する帯域およ
び各条件における第一・第二のパワーディテクタの出力
を示した。この場合、高周波成分を検出する第二のパワ
ーディテクタの出力は、分散補償の不足、適正、過剰の
状態に応じて増加している。分散モニタ回路として動作
させるためには、光受信器の分散耐力に応じ、分散補償
の不足−適正間および過剰−適正間の識別レベルの閾値
を設定し、この閾値と上述のパワーディテクタからの演
算結果（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ＝ｏｕｔ（ｄｅ
ｔ２）／ｏｕｔ（ｄｅｔ１））との比較を行えばよい。

【００３８】本実施例で、特に伝送速度＝１０Ｇｂ／ｓ
の伝送を行うため外部変調器を用いた光送信器及び光受
信器を用いて光伝送システムを構成した場合を想定す
る。この場合、光伝送システムの構成としては、図２あ
るいは図３の上部に示したものとなる。また、伝送路と
して用いる光ファイバの分散を１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ＠
１．５５μｍとし、伝送路長を８０ｋｍとする。また、
光受信器内の高域通過フィルタ１１１の遮断周波数は５
ＧＨｚに設定し、分散補償モニタの識別レベル値は、＋
４００ｐｓ／ｎｍ以上の残留分散となった場合に分散補
償不足の出力、−４００ｐｓ／ｎｍ以下の残留分散とな
った場合に分散補償過剰の出力となるように設定する。
上記の条件のもと、図１の分散補償デバイス１０２であ
る分散補償ファイバの分散値を変化させて、本実施例の
分散補償モニタ回路の動作確認を行った。その結果、分
散補償ファイバが−１０００ｐｓ／ｎｍの分散値の場合
（残留分散＝４４０ｐｓ／ｎｍ＝８０ｋｍ・１８ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ−１０００ｐｓ／ｎｍ）、モニタ１１４から
は分散補償不足の信号出力が、分散補償ファイバが−１
５００ｐｓ／ｎｍの場合（残留分散＝−８０ｐｓ／ｎｍ
＝８０ｋｍ・１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ−１５００ｐｓ／ｎ
ｍ）モニタ１１４からは分散補償適正の信号出力が、分
散補償ファイバが−２０００ｐｓの場合（残留分散＝−
５６０ｐｓ／ｎｍ＝８０ｋｍ・１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ−
２０００ｐｓ／ｎｍ）モニタ１１４から分散補償過剰の
信号出力が、発出されることとなる。本発明を適用すれ
ば、敷設現場にて、分散補償モニタ回路の出力が適正範
囲に入るよう分散補償デバイスの分散量を調整するだけ
で良い。

【００３９】本発明によれば、従来の光受信器内に高域
通過フィルタとパワーディテクタを追加することのみに
より、光ファイバ伝送路の適正な分散補償が、専用の測
定器を用いずに簡便に実現できる。

【００４０】なお、本実施例では受信信号の伝送速度の
半分である周波数を遮断周波数として有する高域通過フ
ィルタを用いているが、設定される遮断周波数はこれに
限定されない。すなわち、図３にも見られるように、信
号の伝送速度より大きい周波数範囲では、分散補償の過
不足によって、スペクトル形状が一様に上下する。従っ
てこの周波数範囲の一部のみをフィルタで取り出しても
同様に分散補償の過不足を判別できる。

【００４１】次に、本発明の第２の実施例について、図
６を用いて説明する。

【００４２】本実施例は、光受信器のクロック再生回路
として、光受信等化波形の微分動作を行う高域通過フィ
ルタ６１４を用い、これを第１の実施例で用いた高域通
過フィルタと兼用することにより、部品点数を減らした
構成となっている。なお、本実施例では、クロック再生
回路を、等化差動アンプ６０９、高域通過フィルタ６１
４、全波整流器６１５、帯域通過フィルタ６１６、リミ
ッタアンプ６１７、識別回路６０６を含んで構成してい
る。

【００４３】等化差動アンプ６０９は受信等化出力を増
幅する。高域通過フィルタ６１４は微分動作を司る。全
波整流器６１５は、微分された波形からクロック成分を
抽出するため、折り返し動作を行っている。帯域通過フ
ィルタ６１６は、全波整流器６１５の出力からクロック
成分のみを取り出している。抽出されたクロック成分
は、リミッタアンプ６１７により十分な振幅まで増幅さ
れる。リミッタアンプ６１７の出力はＤフリップフロッ
プを基本回路とした識別回路６０６に入力され、再生さ
れたデータ信号６０７が出力される。

【００４４】受信等化出力の全パワーを検出する第一の
パワーディテクタ６１０の入力は、等化差動アンプ６０
９の出力より供給され、受信波形の高周波出力のパワー
を検出する第二のパワーディテクタ６１１の入力は、微
分動作を行う高域通過フィルタ６１４の出力から供給さ
れている。本実施例の分散補償モニタの動作原理は、第
１の実施例と同様である。

【００４５】図７に本発明の第３の実施例による光受信
器の構成を示す。

【００４６】本実施例は、第２の実施例と同様なクロッ
ク再生回路を有しており、高域通過フィルタ７１４をク
ロック再生回路と分散補償モニタ回路とで共用してい
る。第２の実施例との相違は、受信等化信号全体のパワ
ーを検出する第１のパワーディテクタ７１０の入力が、
光フロントエンド７０４に含まれるＰＩＮ−ＰＤに直列
に接続された抵抗７１８の両端から取り出された信号と
なっている点である。本実施例の構成を用いることによ
り、最少の部品構成で分散補償モニタ回路が実現でき
る。また、第１のパワーディテクタ７１０の入力は、本
実施例以外にも、光入力信号を光レベルで分岐し、モニ
タ用光検出器からの出力としても良い。

【００４７】図８に本発明の第４の実施例による光受信
器の構成を示す。

【００４８】本実施例は、第２の実施例による光受信器
を変形し、分散補償モニタ回路の識別精度を向上させた
ものである。この目的のため、第１のパワーディテクタ
の入力にフィルタを挿入している。すなわち、本実施例
では、第１のパワーディテクタ８１０の入力部に低域通
過フィルタ８１８を挿入して第１のパワーディテクタの
検出Ｓ／Ｎ比を向上させている。また、この他の変形例
としては、分散補償モニタ回路用のパワーディテクタの
個数を２個から複数個に増加させ、それぞれのパワーデ
ィテクタの入力に違った周波数通過となるフィルタを挿
入させて、分散補償後の等化波形のより精度の高い検出
スペクトラム形状比較を行ってもよい。

【００４９】図９に本発明の第５の実施例による光受信
器の構成を示す。本実施例は、第２の実施例からの変形
例である。第２の実施例との相違は、分散補償デバイス
を切替可能な複数の分散補償素子から構成した点であ
る。本実施例の分散補償デバイスは、入力ポートを複数
の出力ポートのいずれかに選択的に接続する第１の光ス
イッチ９１８と、第１の光スイッチ９１８の出力ポート
の各々に接続された複数の分散補償素子９０２−１、９
０２−２、９０２−３と、これら分散補償素子が入力ポ
ートの各々に接続され、入力ポートのいずれかと出力ポ
ートを選択的に接続する第２の光スイッチ９１９から構
成されている。さらに、本実施例においては、識別回路
９１１の出力９１３に制御回路９２０が接続されてい
る。制御回路９２０は、分散補償モニタ回路の識別回路
９１１の出力が常に適正な分散補償範囲にあるように上
記光スイッチ９１８，９１９を制御している。すなわ
ち、識別回路９１１の出力が補償分散量が過剰であるこ
とを示している場合には、制御回路９２０は、より小さ
い分散量を有する分散補償素子に切り替えるための制御
信号を生成し、第１及び第２の光スイッチ９１８、９１
９に供給する。その逆に、識別回路９１１の出力が補償
分散量が不足であることを示している場合には、制御回
路９２０は、より大きい分散量を有する分散補償素子に
切り替えるための制御信号を生成する。識別回路９１１
の出力が補償分散量が適正であることを示している場合
には、切替動作を行わず現状の分散補償素子での動作を
維持する。

【００５０】ここで、分散補償素子９０２−１，９０２
−２，９０２−３として、分散値が、例えば、−８００
ｐｓ／ｎｍ、−１６００ｐｓ／ｎｍ、−２４００ｐｓ／
ｎｍの分散補償ファイバ（ＤＣＦ）を用いた場合、分散
値１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの光ファイバでの１０Ｇｂ／ｓ
伝送で、２０ｋｍ〜１６０ｋｍの任意の長さでの分散補
償が自動的に実現できる。本実施例では、分散補償デバ
イス９０２の個数を増加させることにより、さらに長尺
の光ファイバ伝送での自動分散等化を実現することも可
能である。

【００５１】図１０に本発明の第６の実施例による光受
信器の構成を示す。本実施例においては、上記各実施例
とは異なり、受信ディジタル信号を構成する各ビットの
中央付近の位相の信号レベルを用いて、分散補償の過不
足を検出している。すなわち、図２中に示した受信信号
波形からも明らかなように、分散補償の過不足に応じ
て、マークのビットのほぼ中央部の位相における信号レ
ベルが変化する。補償分散量が適正である場合に比べて
不足している場合はレベルが小さくなり、逆に過剰であ
る場合にはレベルが大きくなる。

【００５２】図１０の光受信器は、光フロントエンド１
００４、リミッタアンプ１００５、ＣＤＲ１００６、遅
延素子１１００、掛算回路１１０１、識別器１０１３を
含んで構成される。遅延素子１１００の遅延量は、掛算
回路１１０１に入力されるクロックとデータ信号の位相
が図１１に示すような関係を実現するように設定され
る。また、掛算回路１１０１の構成を図１２に示す。図
１２の回路は、周知のギルバート型掛算器を用いて構成
されている。図１２において、２つの入力信号は、差動
信号として、各々Ｖ１、Ｖ２から入力される。掛算出力
は、図中の記号を用いて、Ｉ１−Ｉ２で与えられる。

【００５３】本実施例の光受信器に入力された光信号
は、まず、光フロントエンド１００４で電気信号に変換
される。この電気信号は、リミッタアンプ１００５で所
定のレベルに増幅された後、ＣＤＲ１００６でクロック
信号が抽出される。抽出されたクロック信号は、遅延素
子１１００を介して掛算回路１１０１の一方の入力端子
に入力される。掛算回路１１０１のもう一方の入力端子
には、リミッタアンプ１００５の出力が入力される。掛
算回路１１０１は、アナログ的なミキサ動作を行ってお
り、２つの入力の積に相当する信号が出力される。掛算
回路１１０１の反転出力は、識別器１０１３に入力さ
れ、所定の閾値と比較されて補償分散量が適正、不足あ
るいは過剰のいずれであるかが判定される。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
光受信部において、パワーディテクタ及びフィルタ回路
を追加するのみで、補償分散量の過不足を検出すること
が可能となっている。このため、特別な波長分散測定装
置を用意し、あるいは複雑な分散測定を行うことなく、
光ファイバの分散補償が可能となる。従って、分散補償
に係る装置が小型化されるとともに、光伝送システムの
敷設／運用時のランニングコストが大幅に軽減でき、シ
ステムの全体的なコストが低減される効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例による光受信器の構成
を表す図である。

【図２】 分散補償を説明するための図である。

【図３】 分散補償を施した場合の出力波形と信号スペ
クトラムを表す図である。

【図４】 分散補償後のスペクトラムと仮想的なフィル
タを通過した場合のスペクトラムを表す図である。

【図５】 分散補償の原理を説明するための図である。

【図６】 本発明の第２の実施例による光受信器の構成
を表す図である。

【図７】 本発明の第３の実施例による光受信器の構成
を表す図である。

【図８】 本発明の第４の実施例による光受信器の構成
を表す図である。

【図９】 本発明の第５の実施例による光受信器の構成
を表す図である。

【図１０】 本発明の第６の実施例による光受信器の構
成を表す図である。

【図１１】 掛算回路に入力されるデータとクロックの
タイミング関係を表す図である。

【図１２】 本発明の第６の実施例で用いる掛算回路の
構成を表す図である。

【符号の説明】

１０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１：
入力光ファイバ １０２、６０２、７０２、８０２、１００２：分散補償
デバイス １０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３：
光ファイバ １０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４：
光フロントエンド １０５、６０５、７０５、８０５、９０５、１００５：
自動利得制御増幅器 １０６、１００６：クロック／データ再生回路 １０７、６０７、７０７、８０７、９０７、１００７：
データ出力 １０８、６０８、７０８、８０８、９０８、１００８：
クロック出力 １０９：パワーデバイダ １１０、１１２、６１０、６１２、７１０、７１２、８
１０、８１２、９１０、９１２：パワーディテクタ １１１、６１４、７１４、８１４、９１４：高域通過フ
ィルタ １１３、６１１、７１１、８１１、９１１、１０１１：
識別器 ６０６、７０６、８０６、９０６：識別回路 ６０９、８０９、９０９：等化差動アンプ ６１３、７１３、８１３、９１３：分散量モニタ出力 ６１５、７１５、８１５、９１５：全波整流器 ６１６、７１６、８１６、９１６：帯域通過フィルタ ６１７、７１７、８１７、９１７：リミッタアンプ ７１８：抵抗 ８１８：低域通過フィルタ ９０２−１、９０２−２、９０２−３：分散補償素子 ９１８、９１９：光スイッチ ９２０：制御回路 １１００：遅延素子 １１０１：掛算回路

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されるディジタル信号の電力を検出
   する第１のパワー検出器と、 前記ディジタル信号のうち予め定められた周波数帯域の
   成分を抽出するフィルタ回路と、 該フィルタ回路の出力信号の電力を検出する第２のパワ
   ー検出器と、 前記第１及び第２のパワー検出器の出力の比を予め定め
   られた値と比較する判定回路とを備えていることを特徴
   とする分散補償モニタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の分散補償モニタ装置であ
   って、 前記予め定められた周波数帯域が高周波帯域であること
   を特徴とする分散補償モニタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の分散補償モニタ装置であ
   って、 前記予め定められた周波数帯域が、前記ディジタル信号
   のビットレートに対応する周波数より高い周波数帯域で
   あることを特徴とする分散補償モニタ装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の分散補償モニタ装置であ
   って、前記分散補償モニタ装置は、さらに、 前記フィルタ回路の出力を全波整流する整流回路を備え
   ていることを特徴とする分散補償モニタ回路。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかの請求
   項に記載された分散補償モニタ装置であって、 前記第１のパワー検出器の入力部に低域通過フィルタを
   備えていることを特徴とする分散補償モニタ装置。
6. 【請求項６】 入力されるディジタル信号からクロック
   信号を抽出するクロック抽出回路と、 前記ディジタル信号と前記クロック信号の積を求め、積
   信号として出力する掛算回路と、 前記積信号のレベルを予め定められた値と比較する判定
   回路とを備えていることを特徴とする分散補償モニタ装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の分散補償モニタ装置であ
   って、 前記分散補償モニタ装置は、さらに、 前記クロック抽出回路と、前記掛算回路の間に挿入さ
   れ、入力された信号を予め定められた時間だけ遅延して
   出力する遅延回路を備えていることを特徴とする分散補
   償モニタ装置。
8. 【請求項８】 制御対象である分散補償デバイスの補償
   分散量を制御する分散制御装置であって、 前記分散制御装置は、 請求項１乃至請求項７のいずれかの請求項に記載された
   分散補償モニタ装置と、 前記判定回路の出力信号を前記予め定められた値に漸近
   させる制御信号に変換して前記分散補償デバイスに供給
   する制御回路とを備えていることを特徴とする分散制御
   装置。
9. 【請求項９】 光伝送路から入力される光信号を電気信
   号に変換する光検出器と、 請求項１乃至請求項７のいずれかの請求項に記載され、
   前記電気信号が前記ディジタル信号として供給される分
   散補償モニタ装置とを備えていることを特徴とする光受
   信器。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の光受信器であって、 前記第１のパワー検出器は、前記光検出器に通流するフ
    ォトカレントの大きさから前記ディジタル信号の電力を
    検出することを特徴とする光受信器。
11. 【請求項１１】 請求項９又は請求項１０のいずれかの
    請求項に記載された光受信器であって、 前記光受信器は、さらに、 前記光伝送路と前記光検出器の間に挿入され、外部から
    供給される制御信号に従って分散量が変化する分散補償
    デバイスと、 前記判定回路の出力信号を前記予め定められた値に漸近
    させる制御信号に変換して前記分散補償デバイスに供給
    する制御回路とを備えていることを特徴とする光受信
    器。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の光受信器であって、 前記分散補償デバイスは、前記光伝送路に接続された入
    力ポートを複数の出力ポートの１つに選択的に接続する
    第１の光スイッチと、 該第１の光スイッチの前記複数の出力ポートの各々に接
    続され、互いに分散量が異なる複数の分散補償ファイバ
    と、 該複数の分散補償ファイバの各々の出力端が接続された
    複数の入力ポートの１つが出力ポートに選択的に接続さ
    れる第２の光スイッチとを備えていることを特徴とする
    光受信器。
13. 【請求項１３】 光伝送路から入力される光信号を電気
    信号に変換する光検出器と、 前記電気信号の電力を検出する第１のパワー検出器と、 前記電気信号のうち高周波帯域の成分を抽出するフィル
    タ回路と、 該フィルタ回路の出力信号の電力を検出する第２のパワ
    ー検出器と、 前記第１及び第２のパワー検出器の出力の比を予め定め
    られた値と比較する判定回路と、 前記フィルタ回路の出力を全波整流する整流回路と、 該整流回路の出力から、前記電気信号のクロック周波数
    付近の周波数成分を抽出し、クロック信号として出力す
    る帯域通過フィルタと、 前記電気信号をデータ入力とし、前記クロック信号をク
    ロック入力として、前記電気信号を識別再生する識別再
    生回路とを備えていることを特徴とする光受信器。
14. 【請求項１４】 光伝送路から入力される光信号を電気
    信号に変換する光検出器と、 該光検出器を通流するフォトカレントの大きさから、前
    記電気信号の電力を検出する第１のパワー検出器と、 前記電気信号のうち高周波帯域の成分を抽出するフィル
    タ回路と、 該フィルタ回路の出力信号の電力を検出する第２のパワ
    ー検出器と、 前記第１及び第２のパワー検出器の出力の比を予め定め
    られた値と比較する判定回路と、 前記フィルタ回路の出力を全波整流する整流回路と、 該整流回路の出力から、前記電気信号のクロック周波数
    付近の周波数成分を抽出し、クロック信号として出力す
    る帯域通過フィルタと、 前記電気信号をデータ入力とし、前記クロック信号をク
    ロック入力として、前記電気信号を識別再生する識別再
    生回路とを備えていることを特徴とする光受信器。
15. 【請求項１５】 ディジタル信号で変調された光信号を
    送出する光送信器と、 前記光信号を伝送する光伝送路と、 該光伝送路から出力される前記光信号を受信する、請求
    項９乃至請求項１２のいずれかの請求項に記載された光
    受信器とを備えていることを特徴とする光伝送システ
    ム。
16. 【請求項１６】 入力されるディジタル信号の電力を検
    出する第１のパワー検出工程と、 前記ディジタル信号のうち予め定められた周波数帯域の
    成分を抽出するフィルタ工程と、 該フィルタ工程で抽出された成分の電力を検出する第２
    のパワー検出工程と、 前記第１及び第２のパワー検出工程で検出された電力の
    比を予め定められた値と比較する判定工程とを含んでい
    ることを特徴とする分散補償モニタ方法。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載の分散補償モニタ方法
    であって、 前記予め定められた周波数帯域が高周波帯域であること
    を特徴とする分散補償モニタ方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６記載の分散補償モニタ方法
    であって、 前記予め定められた周波数帯域が、前記ディジタル信号
    のビットレートに対応する周波数より高い周波数帯域で
    あることを特徴とする分散補償モニタ方法。
19. 【請求項１９】 請求項１６乃至請求項１８のいずれか
    の請求項に記載された分散補償モニタ方法であって、 前記分散モニタ方法は、さらに、 前記第１のパワー検出工程に先立って行われる、前記デ
    ィジタル信号の低域周波数成分を抽出する低域フィルタ
    工程を含んでいることを特徴とする分散補償モニタ方
    法。
20. 【請求項２０】 入力されるディジタル信号からクロッ
    ク信号を抽出するクロック抽出工程と、 前記ディジタル信号と前記クロック信号の積を求め、積
    信号を生成する掛算工程と、 前記積信号のレベルを予め定められた値と比較する判定
    工程とを含んでいることを特徴とする分散補償モニタ方
    法。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の分散補償モニタ方法
    であって、 前記分散補償モニタ方法は、さらに、 前記クロック抽出工程と、前記掛算工程の間に挿入さ
    れ、入力された信号を予め定められた時間だけ遅延する
    遅延工程を含んでいることを特徴とする分散補償モニタ
    方法。
22. 【請求項２２】 制御対象である分散補償デバイスの補
    償分散量を制御する分散制御方法であって、 前記分散制御方法は、 請求項１６乃至請求項２１のいずれかの請求項に記載さ
    れた分散補償モニタ方法と、 前記判定工程の出力信号を前記予め定められた値に漸近
    させる制御信号に変換して前記分散補償デバイスに供給
    する制御信号生成工程とを含んでいることを特徴とする
    分散制御方法。