JP2007181048A

JP2007181048A - 信号光処理装置

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Publication number: JP2007181048A
Application number: JP2005378911A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Sakamoto; 久弥坂本; Toru Yamazaki; 亨山崎; Yoshitaka Anazawa; 義登穴澤; Hiroshi Kuzugami; 寛葛上
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: US7769304B2; US20070146795A1; JP4792291B2; EP1804401A2; EP1804401A3

Abstract

【課題】最小受信系及び最大受信系にかかわらず識別レベルを最適に設定する。
【解決手段】主信号をなす二値信号が変調された伝送信号光を受光するとともに受光した信号光のレベルに応じた強度の電気信号を出力する受光部１，２と、該受光部１，２からの電気信号をもとに、該二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ該電気信号のピークレベルを、該二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出するレベル検出部４と、をそなえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号光処理装置に関し、特に、光通信システムにおける受信系において用いて好適の、信号光処理装置に関する。

一般的な光通信システムにおいては、伝送路である光ファイバを通じて伝送されてきた信号光を、例えば図１５に示すような光受信装置１００で受信する。光受信装置１００においては、伝送路を伝送されてきた信号光をＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）等の光電変換素子１０１で受光するとともに電流信号に変換し、プリアンプ１０２で電圧信号に変換・増幅する。そして、スライスアンプ１０３で更に増幅してから、データ信号（DATA）を再生するためのフリップフロップ１０４とともに、クロック信号（CLK）を再生するためのクロック抽出器１０５に出力されるようになっている。

このとき、スライスアンプ１０３では、プリアンプ１０２からの電圧信号を、識別レベル発生源１０３Ａで発生された所定の識別レベルとの大小に応じた矩形波の電圧信号に変換して、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）１０４およびクロック抽出器１０５に出力することができる。これにより、スライスアンプ１０３においては、信号光に変調されている二値信号（主信号データ）を実質的に矩形波の電圧信号として検出することができるようになっている。

近年のＷＤＭ伝送システムのごとき光通信システムにおいては、伝送距離，システム構成及び機能によって、光受信装置１００において入力される信号光のＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）は大きく変化する。そして、識別レベル発生源１０３Ａで発生する識別レベルについても、当該光受信装置１００が設置される光通信システムにおけるＯＳＮＲによって最適な値が定められることになる。

たとえば、伝送路上に光アンプが介装されている段数が比較的少ない光通信システムにおける光受信装置１００においては、比較的ノイズが少ない（Ｓ／Ｎが良好である）反面受信レベルが比較的小さい性質を持つような信号光を受信する。特に、光アンプが介装されない最小受信系での光受信装置１００における受信レベルにおいては、受信レベルがきわめて小さい信号光を受信することになる。

このような受信信号光についての、アイパターンの一例を図１７（ａ）に、識別レベル設定値に応じたＢＥＲ（又はＳ／Ｎ）の特性を図１７（ｂ）に、それぞれ示す。この図１７（ｂ）に示すように、ノイズが少ない光信号を受信する場合には、入力レベルが比較的大きければＳ／Ｎが良好となり、識別レベル設定カーブのＶ字特性は急峻となり、Ｖ字をなす谷の領域は幅広で深くなる。

したがって、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization sector）等で規定されるＢＥＲ（規定ＢＥＲ）を具備するような識別レベルの設定可能範囲は、「１」のデータが変調されている光レベルと「０」のデータが変調されている光レベルとの間の、比較的広い範囲で設定することが可能になる。
ただし、受信レベルが小さくなってくると、「１」，「０」のデータが変調されている光レベルの差そのものが小さくなり、これらのレベル周辺にそれぞれ現れるノイズによってアイ開口が狭くなってくるので、データ識別レベルの設定には高精度な調整が必要となる。通常、「１」のデータが変調されている光レベル周辺に現れるノイズ成分は、「０」のデータが変調されている光レベル周辺に現れるノイズ成分よりも大きいレベルとなるので、識別レベルとしては、上述の「１」のレベルと「０」のレベルとの中間、即ち、５０パーセントのレベルから下方にオフセットを持たせる必要が生じる。

この場合においては、例えば、平均光入力パワーが−１０ｄＢｍの場合に、スライスアンプの入力振幅が１０００ｍＶｐｐとなり、識別レベル電圧を上述のレベル差の４０パーセントのレベルに設定する場合には、５０パーセントのレベルから例えば100mVのオフセットを持たせれば良いが、上述の平均光入力パワーが−２０ｄＢｍと小さくなった場合には、識別レベル電圧を同様の４０パーセントに設定する場合には、５０パーセントのレベルから例えば10mVという比較的高精度なオフセットを持たせる必要がある。

また、伝送路上に光アンプが介装されている段数が比較的多い光通信システム、即ち最大受信系における光受信装置１００においては、光アンプで発生するＡＳＥ光等が要因となってノイズが比較的多くなるが（Ｓ／Ｎが良好ではなくなるが）、受信レベルが比較的大きい性質を持つような信号光を受信する。このような受信信号光についての、アイパターンの一例を図１８（ａ）に、識別レベル設定値に応じたＢＥＲ（又はＳ／Ｎ）の特性を図１８（ｂ）に、それぞれ示す。

この図１８（ｂ）に示すように、光アンプが介装されている段数の多い伝送路上を通じて入力された光信号を受信する場合には、Ｓ／Ｎが劣化してくるので、識別レベル設定カーブのＶ字特性はなだらかになり、Ｖ字をなす谷領域は浅くなる。受信レベルは比較的大きいので、「１」，「０」のデータが変調された光レベルも大きくなるが、「１」，「０」の光レベル周辺に現れるノイズレベルも大きくなるので（Ｖ字特性自体が劣化するので）、規定のＢＥＲを具備するような識別レベルの設定可能範囲は、上述の図１７（ｂ）の場合よりも、（比率を基準とした範囲では）狭くなることが想定される。

このように、光受信装置１００が設置される光通信システムにおけるＯＳＮＲによって、識別レベルの最適な値が定められるようになっている。そこで、光受信装置の製品提供に当たっては、様々な通信システムに搭載できる光受信装置１００を提供するために、装置の品種毎に識別レベル発生源１０３Ａで発生する識別レベルの設定をメニュー化し、識別レベルにバリエーションを持たせた装置を比較的多く製品メニューとして準備することが行なわれている。但し、このような識別レベルの設定バリエーションを比較的多く準備することは、品種増大による開発コストや管理コストの増大という課題を抱えることにつながる。

さらに、最小受信系および最大受信系双方において良好な識別レベル設定を行なうことができるように、光受信装置の識別レベルの設定バリエーションを準備することとすれば、上述のごとき品種増大によるコスト増大の課題が更に重要となる。
そこで、光受信装置に入力される信号光のＳ／Ｎをモニタして、識別レベルを制御するようにすることで、上述の最小受信系や、最大受信系にかかわらず識別レベルを最適に設定しつつ、識別レベルの設定バリエーションを少なくして、装置の汎用化を図ることが求められる。

図１６は、このような識別レベルを制御する構成例を適用した光受信装置１１０を示すブロック図である。この図１６に示す光受信装置１１０では、上述の図１５に示すスライスアンプ１０３，識別レベル発生源１０３Ａ，フリップフロップ１０４およびクロック検出部１０５としての構成を識別器１１３として示している。
そして、識別器１１３をなすフリップフロップ１０４でデータ再生された信号をＤＥＭＵＸ１０６でＮ列のパラレルデータに変換して、ＦＥＣ（Foward Error Collection）１０７で、このパラレルデータについての誤り訂正を行なう。そして、誤り情報抽出部１０８において、ＦＥＣ１０７において誤り訂正を行なった回数等を誤り情報として抽出し、識別レベル演算制御部１０９において、誤り情報抽出部１０８にて抽出した誤り情報をパラメータとして、識別器１１３での識別レベルを演算制御する。

なお、このようなＦＥＣ１０７による誤り訂正を行なうことで、受信信号光における識別段で求められるＢＥＲが、ＦＥＣ１０７による誤り訂正を行なわない場合に比べれば緩和される。即ち、規定のＢＥＲを具備するために、識別器１１３による識別に求められるＢＥＲのレベルは、後段において誤り訂正を行わない場合に比べれば、緩いレベルとなる。特に、光アンプを伝送路上に介装した場合の受信信号光について識別器１１３での識別において識別レベルの設定範囲を広げることができるようになる［図１８（ａ），図１８（ｂ）参照］。

ところで、光通信システムにおける光受信装置においては、伝送路ファイバの分散特性による受信波形劣化により伝送距離（即ち再生中継器間の伝送路ファイバの長さ）の制約を受ける。例えば、伝送前において図１９（ａ）に示すようなアイパターンを有する信号光が、伝送路ファイバの分散特性によって、例えば図１９（ｂ）又は図１９（ｃ）に示すように受信波形が劣化する。

従来、このような伝送路ファイバの分散特性による受信波形劣化を補償するための機能を受信側の光伝送装置に搭載することが検討されている。受信波形劣化を補償する機能を搭載することで、光伝送装置の機能を向上させ、伝送路ファイバ長の延伸化を図ることができる。
図２０（ａ）〜図２０（ｃ）はそれぞれ、送信側および受信側の光伝送装置１２１，１２２Ａ〜１２２Ｃが伝送路ファイバ１２０を介して接続されてなる光通信システムにおいて、送信側の光伝送装置１２１における送信部１２１ａから出力された信号光を、受信側の光伝送装置１２２Ａ〜１２２Ｃで受信する際に、上述の受信波形劣化を補償する機能を設けた例を示している。

ここで、図２０（ａ）に示す光伝送装置１２２Ａは、光アンプ１２２ａおよび光受信部１２２ｂの間に分散補償ファイバ１２２ｃを介装するもので、図２０（ｂ）に示す光伝送装置１２２Ｂは、光アンプ１２２ａおよび光受信部１２２ｂの間に光学的分散補償器１２２ｄを介装するもので、図２０（ｂ）に示す光伝送装置１２２Ｃは、光アンプ１２２ａの後段の光受信部１２２ｂ′をなす受光部１２２ｂ−１および識別再生部１２２ｂ−２の間に、電気分散補償器１２２ｂ−３をそなえる構成である。

その他、本願発明に関連する公知技術として、例えば以下の特許文献１〜４に記載されたものもある。
特開平１１−３４６１９４号公報特開２００３−３０４２０２号公報特開２００４−１５５８７号公報特開平９−１８１６８７号公報

しかしながら、上述の図１６に示す装置においては、光送信装置および光受信装置ともに固有のＦＥＣコードで主信号を符号化する必要があるので、対応するＦＥＣコード／デコード機能がない装置との対向が困難であり、既存装置との接続や異なるシステムベンダ間との接続に支障を来すという課題がある。
また、ＦＥＣ機能を持つデバイスを光モジュールに内蔵することで、装置の部品交換のみによって、既存装置との接続を可能にすることも考えられるが、このようなＦＥＣ機能を持つ集積回路デバイスのサイズが大きいので、光モジュールに内蔵するとサイズの拡大を避けることができない、という課題もある。

さらに、図２０（ａ）に示すように、波形劣化を補償するために分散補償ファイバ１２２ｃを介装する場合には、伝送路ファイバの長さに応じて相違してくる分散特性に対応して、伝送路ファイバの長さに合わせて、分散補償ファイバをメニュー化する必要があるため、装置の商品化の際の製造コストが高くなってしまう。
また、図２０（ｂ）に示す光学的分散補償器１２２ｄを介装する場合においては、波形劣化の度合いを検出することが困難であるため、補償量の自動設定を行なうことが困難である。更に、図２０（ｃ）に示す光受信部１２２ｂ′に電気分散補償器１２２ｂ−３をそなえる場合においては、波形劣化量とノイズ成分とが混在している信号をもとに波形劣化を補償する構成であるため、波形劣化量を補償する制御が不安定になるという課題がある。

特許文献１〜４に記載された技術においてはいずれも、上述のごとき、最小受信系や最大受信系にかかわらず識別レベルを最適に設定するという課題、又波形劣化量を受信信号波形から取り出すという課題について解決する技術を提供するものではない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、最小受信系及び最大受信系にかかわらず識別レベルを最適に設定することを目的とする。

また、伝送路ファイバの分散による波形劣化量を受信信号波形から取り出すことができるようにすることを目的とする。

このため、本発明の信号光処理装置は、主信号をなす二値信号が変調された伝送信号光を受光するとともに受光した信号光のレベルに応じた強度の電気信号を出力する受光部と、該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ該電気信号のピークレベルを、該二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出するレベル検出部と、をそなえたことを特徴としている。

また、該レベル検出部が、該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルを検出するハイレベル信号検出部と、該信号光に変調された二値信号をなすローレベルを検出するローレベル信号検出部と、該信号光に変調された二値信号をなすハイレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するハイ側ノイズピーク検出部と、該信号光に変調された二値信号をなすローレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するロー側ノイズピーク検出部と、をそなえることもできる。

この場合において、該ハイ側ノイズピーク検出部および該ロー側ノイズピーク検出部においては、該信号光についてのデータ再生の際に求められるビット誤り率に適合して、該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するもできる。
さらに、好ましくは、該受光部が、該信号光を受光する受光素子と、該受光素子で受光された信号光のレベルに応じた強度を有する電気信号を増幅するとともに、該増幅された電気信号として、該主信号をなす二値信号パターンに従った正転信号とともに、該二値信号パターンが反転された反転信号を出力する増幅部と、をそなえ、該レベル検出部が、該正転信号について半波整流させる第１半波整流回路と、該反転信号について半波整流させる第２半波整流回路と、をそなえ、該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイレベルを検出するとともに、該ハイ側ノイズピーク検出部は該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイ側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出し、かつ、該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力をもとに該ローレベルを検出するとともに、該ロー側ノイズピーク検出部は該第２半波整流回路からの出力をもとに該ロー側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出することとする。

また、該レベル検出部が更に、該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすハイ側に含まれた高周波成分のレベルを検出するハイ側高周波レベル検出部と、該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすロー側に含まれた高周波成分のレベルを検出するロー側高周波レベル検出部と、をそなえ、かつ、該ハイ側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ハイ側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすハイ側に含まれた波形歪み成分を求めるハイ側波形歪み導出部と、該ロー側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ロー側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすロー側に含まれた波形歪み成分を求めるロー側波形歪み導出部と、をそなえることもできる。

このように、本発明によれば、レベル検出部において、受光部からの電気信号をもとに、二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出することができるので、このように検出された各レベルを用いて、光電変換された電気信号の実際のデータ成分の振幅値と、電気信号に実際に含まれているノイズの振幅値とを求めて、これらの振幅値からノイズの影響が規定ＢＥＲの条件下で最適となる識別レベルを容易に求めることができるようになるという利点がある。

また、本発明によれば、レベル検出部において、受信部からの電気信号に変調されている二値信号成分をなすハイレベル（「１」レベル）およびローレベル（「０」レベル）を検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ高精度に検出することに加え、受光部からの電気信号に含まれる高周波成分をハイレベル側およびローレベル側に分けて検出することができるので、これらの検出したピークレベルおよび「１」，「０」レベル並びに高周波成分から、波形歪み量を簡素な演算で求めることができるという利点がある。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる信号光処理装置１０を示すブロック図である。この図１に示す信号光処理装置１０は、光通信システムにおける光受信装置として適用できるものである。即ち、データ信号をなす二値信号が変調された信号光を光送信装置で生成・送信し、光受信装置としての信号光処理装置１０では、光送信装置からの信号光を、伝送路を通じて受信することができる。

この信号光処理装置１０は、受光素子１，前置増幅器２および識別器３をそなえるとともに、Ｓ／Ｎモニタ部４，識別レベル演算制御部５および検出時間設定部６をそなえている。受光素子１は、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）等により構成されて、光通信システムをなす光送信装置から図示しない伝送路を通じて伝送されてきた伝送信号光（以下、単に信号光という）を受光するとともに電流信号に変換する。

また、前置増幅器（増幅部）２は、受光素子１からの電流信号について電圧信号に変換するととに増幅する。具体的には、受光素子１で受光された信号光のレベルに応じた強度を有する電気信号（電圧信号）を増幅するとともに、増幅された電圧信号として、（図示しない光送信装置において信号光に変調されている）主信号をなす二値信号パターンに従った正転信号（図２のＡ参照）とともに、その二値信号パターンが反転された反転信号（図２のＢ参照）を出力するようになっている。

したがって、上述の受光素子１および前置増幅器２により、主信号をなす二値信号が変調された信号光を受光するとともに受光した信号光のレベルに応じた強度の電気信号を出力する受光部を構成する。
さらに、識別器３は、前置増幅器２から出力された電圧信号（正転信号，反転信号）のレベルについて、識別レベルとの大小比較を行なうことによりデータを再生するものである。尚、この識別器３において用いられる識別レベルは、後述の識別レベル演算制御部５において演算により導出され設定制御されるようになっている。

また、Ｓ／Ｎモニタ部（レベル検出部）４は、前置増幅器２からの電圧信号をモニタして、この電圧信号から、受信信号のＳ／Ｎが導出されるパラメータとなる複数種類のレベル値を検出するものである。具体的には、前置増幅器２からの電圧信号をもとに、信号光に変調されている二値信号をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ上述の電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出するようになっている。

さらに、識別レベル演算制御部５は、Ｓ／Ｎモニタ部４において検出された、信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベル、並びに二値信号をなすハイ側およびロー側に含まれるノイズ信号のレベルを用いて、前述の識別器３で用いられる識別レベルを算出して識別器３に設定するものである。
上述のＳ／Ｎモニタ部４は、この図１に示すように、容量素子４ａ，４ｂ，第１，第２半波整流回路４ｃ，４ｄ，第１〜第４フィルタ４ｅ〜４ｈおよび第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌ（エル）をそなえている。第１半波整流回路４ｃは、前置増幅器２からの正転信号を、直流除去用の容量素子４ａを介して入力されて、半波整流させることにより、信号光に変調された二値信号をなすハイレベル信号（図２のＣ参照）を出力するものである。同様に、第２半波整流回路４ｄは、前置増幅器２からの反転信号を、直流除去用の容量素子４ｂを介して入力されて、半波整流させることにより、信号光に変調された二値信号をなすローレベル信号（図２のＤ参照）を（ノイズを除去して）出力するものである。

また、第１フィルタ４ｅは、第１半波整流回路４ｃからのハイレベル信号を入力されて、このハイレベル信号について、主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域に設定された特性を持つローパスフィルタによりフィルタ処理を施すものである。これにより、第１フィルタ４ｅでは、主信号の符号が「１，１，…」のように、「１」が少なくとも２つ連続する信号区間の信号レベル（図２のＥ参照）を透過させることができるようになっている。

たとえば、１０Ｇｂ／ｓの主信号データが変調された信号光についての電気信号を入力された場合、第１フィルタ４ｅとしては、カットオフ周波数を例えば２ＧＨｚ程度としたローパスフィルタとすることができる。尚、図３のＡは、このようにカットオフ周波数ｆｃを２ＧＨｚ程度としたローパスフィルタからなる第１フィルタ４ｅのフィルタ特性を示すものである。

さらに、第２フィルタ４ｆは、第１半波整流回路４ｃからのハイレベル信号を入力されて、このハイレベル信号について、主信号の周波数帯域以下を透過帯域に設定された特性を持つローパスフィルタによりフィルタ処理を施すものである。これにより、第２フィルタ４ｆにおいては、第１半波整流回路４ｃからのハイレベル信号に、当該ハイレベルの近傍に現れるノイズ成分が含まれた信号を透過させることができるようになっている（図２のＦ参照）。

また、第３フィルタ４ｇは、第１フィルタ４ｅに準じて、第２半波整流回路４ｄからのローレベル信号を入力されて、このローレベル信号について、主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域に設定された特性を持つローパスフィルタによりフィルタ処理を施すものである。これにより、第３フィルタ４ｇでは、主信号の符号が「０，０，…」のように、「０」が少なくとも２つ連続する信号区間の信号レベル（図２のＧ参照）を透過させることができるようになっている。

たとえば、１０Ｇｂ／ｓの主信号データが変調された信号光についての電気信号を入力された場合、第３フィルタ４ｇとしては、第１フィルタ４ｅと同様に、カットオフ周波数を例えば２ＧＨｚ程度としたローパスフィルタとすることができる。
さらに、第４フィルタ４ｈは、第２半波整流回路４ｃからのローレベル信号を入力されて、このローレベル信号について、主信号の周波数帯域以下を透過帯域に設定された特性を持つローパスフィルタによりフィルタ処理を施すものである。これにより、第４フィルタ４ｈにおいては、第２半波整流回路４ｃからのローレベル信号に、当該ローレベルの近傍に現れるノイズ成分が含まれた信号を透過させることができるようになっている（図２のＨ参照）。

なお、１０Ｇｂ／ｓの主信号データの場合、上述の第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈとしては、カットオフ周波数を例えば６ＧＨｚ程度としたローパスフィルタとすることができる。尚、図３のＢは、このようにカットオフ周波数ｆｃを６ＧＨｚ程度としたローパスフィルタからなる第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈのフィルタ特性を示すものである。
また、第１ピーク検出部４ｉは、第１フィルタ４ｅを透過した成分におけるピークレベル（図２のピーク♯１）を検出するものであり、このピーク検出部４ｉで検出されたピークレベルを主信号データの「１」（ＳＨ）のレベルとして取り出すことができる。換言すれば、上述の第１フィルタ４ｅおよび第１ピーク検出部４ｉにより、第１半波整流回路４ｃからの出力をもとに、信号光に変調された二値信号をなすハイレベルを検出するハイレベル信号検出部を構成する。

さらに、第２ピーク検出部４ｊは、第２フィルタ４ｆを透過した成分におけるピークレベル（図２のピーク♯２）を検出するものであり、このピーク検出部４ｊで検出されたピークレベルを、上述のＳＨとともに、主信号「１」側におけるノイズ（ＮＨ）を含んだ電気信号（ＳＨ＋ＮＨ）のレベルとして検出することができる。換言すれば、上述の第２フィルタ４ｆおよび第２ピーク検出部４ｊにより、二値信号をなすハイ側に含まれるノイズ成分を含む電気信号レベルを検出するハイ側ノイズピーク検出部を構成する。

また、第３ピーク検出部４ｋは、第３フィルタ４ｇを透過した成分におけるピークレベル（図２のピーク♯３）を検出するものであり、このピーク検出部４ｋで検出されたピークレベルを主信号データの「０」（ＳＬ）のレベルとして取り出すことができる。換言すれば、上述の第３フィルタ４ｇおよび第３ピーク検出部４ｋにより、第２半波整流回路４ｃからの出力をもとに、信号光に変調された二値信号をなすローレベルを検出するローレベル信号検出部を構成する。

さらに、第４ピーク検出部４ｌは、第４フィルタ４ｈを透過した成分におけるピークレベル（図２のピーク♯４）を検出するものであり、このピーク検出部４ｌで検出されたピークレベルを、上述のＳＬとともに、主信号「０」側におけるノイズ（ＮＬ）を含んだ電気信号（ＳＬ＋ＮＬ）のレベルとして検出することができる。換言すれば、上述の第４フィルタ４ｈおよび第４ピーク検出部４ｌにより、二値信号をなすロー側に含まれるノイズ成分を含む電気信号レベルを検出するロー側ノイズピーク検出部を構成する。

また、それぞれ、上述の第１，第３フィルタ４ｅ，４ｇをなすローパスフィルタを透過した信号のピーク♯１，♯３を、第１，第３ピーク検出部４ｉ，４ｋで検出することで、検出されたピーク♯１，♯３については、受信信号光が前述の最小受信系か最大受信系かにかかわらず、主信号データの「１」，「０」の波高値を取り出すことが可能となる。
図５は第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈを通過した、ノイズを含む電気信号レベルの確率分布の一例を示す図である。この図５に示すものにおいては、主信号「０」のレベルを波高値「０．０」に、主信号「１」のレベルを波高値「１．０」に正規化して、第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈを通過した電気信号がとりうるｙ軸上のレベルの分布をｘ軸上に確率分布として示すものである。

この図５に示すように、第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈを通過する電気信号レベル（波高値）は、それぞれ、主信号「０」，「１」を中心とする正規分布を持つことになる。尚、第１ピーク検出部４ｅで検出されるピーク♯１は、図５中の主信号「１」のレベルに相当し、第２ピーク検出部４ｆで検出されるピーク♯２は、図５中の主信号「１」の正規分布の波高値が高い側の裾のレベルに相当し、第３ピーク検出部４ｇで検出されるピーク♯３は、図５中の主信号「０」のレベルに実質的に相当し、第４ピーク検出部４ｈで検出されるピーク♯４は、図５中の主信号「０」の正規分布の波高値が高い側の裾のレベルに実質的に相当する。

そして、この図５に示す波高値の確率分布については、計測の時間を長くとればとるほど、正規分布をなす波形の裾（波高値の幅）が中心から広がりを持つようになる。例えは、エラーが１回発生する時間間隔を計測の時間の設定基準に置くとして、ＢＥＲ＝１×１０^-12レベル、即ち１×１０¹²ビットに１回のエラーが発生するようなレベルで計測の時間をとる場合には、例えば図６に示すように、レベルＡ（Ｖnoise）が正規分布の裾に位置するようになり、ＢＥＲ＝１×１０^-4レベル、即ち１×１０⁴ビットに１回のエラーが発生するようなレベルで計測の時間をとる場合には、図６のレベルＢが正規分布の裾に位置するようになる。

したがって、第２，第４ピーク検出部４ｆ，４ｈにおいては、ピーク値を検出するための電気信号レベルの計測時間によって、得られるピーク♯２，♯４が変動することになる。このピーク♯２，♯４の変動は、後述するように、識別レベルの算出に影響を与えることになり、更に、識別器３で再生されるデータに保証されているＢＥＲにも影響を与えることになる。

ところで、上述の識別レベル演算制御部５は、Ｓ／Ｎモニタ部４をなす第１，第３ピーク検出部４ｅ，４ｇにおいて検出された、信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベル、並びに第２，第４ピーク検出部４ｆ，４ｈにおいて検出された、二値信号をなすハイ側およびロー側におけるノイズを含む電気信号のピークレベルを用いて、例えば図７に示すように識別レベルを算出し、算出した識別レベルを識別器３に設定することができる。

まず、識別レベル演算制御部５では、第１，第３ピーク検出部４ｅ，４ｇで検出されるピーク♯１，♯３から、主信号振幅Ｓ（図２参照）を式（１）に従って求め、第１，第２ピーク検出部４ｅ，４ｆで検出されるピーク♯１，♯２から、ハイ側のノイズ振幅ＮＨ（図２参照）を式（２）に従って求め、第３，第４ピーク検出部４ｇ，４ｈで検出されるピーク♯３，♯４から、ロー側のノイズ振幅ＮＬ（図２参照）を式（３）に従って求める（ステップＳ１，Ｓ２）。

Ｓ＝（ピーク♯１）＋（ピーク♯３） …（１）
ＮＨ＝２＊｛（ピーク♯２）−（ピーク♯１）｝ …（２）
ＮＬ＝２＊｛（ピーク♯４）−（ピーク♯３）｝ …（３）
なお、上述のごとく振幅が求められたハイ側ノイズは、例えば図４に示すような、第２フィルタ４ｆを透過した電気信号のうちで、第１フィルタ４ｅで透過しない領域Ｚ（即ち、第２フィルタ４ｆの透過領域と第１フィルタ４ｅの透過領域の差分領域Ｚ）における電気信号成分に相当する。ロー側ノイズについても同様に、第４フィルタ４ｈを透過した電気信号のうちで、第３フィルタ４ｇで透過しない領域における電気信号成分に相当する。

ついで、得られたＳ，ＮＨ，ＮＬについての振幅値による変動をキャンセルするため、信号振幅Ｓを１００パーセントとして、各値Ｓ，ＮＨ，ＮＬについて式（１′）〜（３′）に示すように正規化された値Ｓ′，ＮＨ′，ＮＬ′とする（ステップＳ３）。
Ｓ′＝１（即ち１００パーセント） …（１′）
ＮＨ′＝ＮＨ／Ｓ …（２′）
ＮＬ′＝ＮＬ／Ｓ …（３′）
つぎに、図３又は図８に示すように、信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベルの間のレベル範囲であるＳ′から、更にハイ側およびロー側に含まれるノイズ信号ＮＨ′，ＮＬ′のレベルを除去したレベル範囲をアイ開口ＥＹＥopenとして特定する（ステップＳ４）。ＥＹＥopenは、信号レベルＳ′からハイ側ノイズ振幅の下半分（ＮＨ′／２）を除き、更にロー側ノイズ振幅の上半分（ＮＬ′／２）を除いた領域に当たるので、式（４）に示すように表すことができる。

ＥＹＥopen＝１−（ＮＨ′／２＋ＮＬ′／２） …（４）
そして、算出すべき識別レベルＳＬoptを、上述のアイ開口の中心と定義すると、このＳＬoptは、ＥＹＥopenの２分の１に、ロー側ノイズ振幅の上半分（ＮＬ′／２）を加えたレベルとなるから、式（５）に示すように求めることができる。
ＳＬopt′＝（１／２）＊（１−ＮＨ′／２＋ＮＬ′／２） …（５）
そして、識別レベル演算制御部５は、このように算出されたＳＬopt′を用いることにより、識別器３に対して識別レベルＳＬopt＝Ｓ＊ＳＬopt′を設定することができる（ステップＳ５）。

なお、第１実施形態においては、ハイレベル信号検出部をなす第１フィルタ４ｅおよび第１ピーク検出部４ｉ、並びにローレベル信号検出部をなす第３フィルタ４ｇおよび第３ピーク検出部４ｋについては、それぞれ別体として設けられているが、本発明によれば、例えばハイレベル又はローレベル信号のいずれか一方を検出するための構成をそなえ、識別レベル演算制御部としての機能において、検出された一方の信号レベル値を２倍することによって、式（１）で求められた信号レベルと等価の値を得ることができる。

また、図１に示す検出時間設定部６は、第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌにおいてピークレベルを検出する時間を設定するものである。前述したように、第２，第４ピーク検出部４ｊ，４ｌでのピーク値の検出時間、即ちピーク値を測定する時間によって、得られるピークの値が変動する。第１実施形態においては、識別器３でデータ再生される信号に求められるＢＥＲの値に応じて、ピーク値を測定する時間を検出時間設定部６で設定する。

具体的には、検出時間設定部６では、ＢＥＲの値と、当該信号のビットレートに応じて設定される時間間隔でピーク検出処理のリセット信号を第１〜第４ピーク検出部４ｅ〜４ｈに与える。
たとえば、識別器３でのデータ再生の際に１×１０^-12のＢＥＲが求められる場合には、１０¹²ビット×Ｔ（Ｔは１ビット時間）の時間を、ピーク値を検出する時間として設定する。１０Ｇｂ／ｓのビットレートを有する信号はＴ＝１００ｐｓを有するので、検出時間設定部６では、１００ｓの時間をピーク値の測定時間として設定する。即ち、検出時間設定部６では、第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌに対して１００ｓの時間おきにリセット信号を出力する。

また、識別器３でのデータ再生の際に１×１０^-4のＢＥＲが求められる場合には、１０⁴ビット×Ｔ（Ｔは１ビット時間）の時間を、ピーク値を検出する時間として設定する。１０Ｇｂ／ｓのビットレートを有する信号の場合には、検出時間設定部６では、１×１０^-6ｓ＝１μｓの時間をピーク値の測定時間として設定する。即ち、検出時間設定部６では、第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌに対して１μｓの時間おきにリセット信号を出力する。

これにより、第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌにおいては、それぞれ検出時間設定部６から入力されるリセット信号間隔ごとに第１〜第４フィルタ４ｅ〜４ｈを透過した信号についてのピーク値を検出することができる。
なお、第１実施形態における識別レベル演算制御部５では、検出時間設定部６で設定されるピーク値の測定時間ごとで出力されるピーク♯１〜♯４を得るたびに識別レベルを計算するようになっているが、本発明によれば、測定時間ごとに出力されるピーク♯１〜♯４についてそれぞれ複数個の平均値をとることにより、平均化処理の施されたピーク♯１〜♯４を用いて、識別レベルを演算することとしてもよい。

たとえば、１０〜１００回の平均化処理を行なうことで、識別レベルの演算周期は、１０〜１００倍となるものの、得られるピーク♯１〜♯４に対する信頼性は、ピーク値の測定時間ごとに識別レベルを計算する場合よりも向上するので、規定ＢＥＲに対してより正確に適合した識別レベルを算出し、識別器３に設定することができる。
また、上述の識別レベル演算制御部５および検出時間設定部６としては、例えばファームウェア等により構成することができる。この場合には、識別レベル演算制御部５はディジタル信号による演算処理が行なわれるので、ピーク検出部４ｉ〜４ｌからの出力、および識別器３に入力される識別レベルの信号がアナログ信号である場合には、第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌと識別レベル演算制御部５との間には適宜アナログ／ディジタル変換器が、識別レベル演算制御部５と識別器３との間には、適宜ディジタル／アナログ変換器が介装される。

上述のごとく構成された信号光処理装置１０においては、Ｓ／Ｎモニタ部４により、前置増幅器２からの電気信号に変調されている二値信号成分をなすハイレベル（「１」レベル）およびローレベル（「０」レベル）を検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ高精度に検出することができるので、これらのピークレベルおよび「１」，「０」レベルから、ノイズの影響を受けない最適な識別レベルを簡素な演算で求めることができるようになる。

また、最小受信系および最大受信系にかかわらず、検出時間設定部６において第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌでのピーク検出の時間を可変することにより、識別器３によるデータ再生時に求められる規定ＢＥＲに適合した識別レベルを容易に求めることができるようになる。
このように、本発明の第１実施形態にかかる信号光処理装置１０によれば、Ｓ／Ｎモニタ部４において、前置増幅器２からの電気信号をもとに、二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出することができるので、このように検出された各レベルを用いて、光電変換された電気信号の実際のデータ成分の振幅値と、電気信号に実際に含まれているノイズの振幅値とを求めて、これらの振幅値からノイズの影響が規定ＢＥＲの条件下で最適となる識別レベルを容易に求めることができるようになるという利点がある。

また、ＦＥＣ機能を介在させずに、受信信号光のＳ／Ｎに実質的に基づき、識別器３での識別レベルを求めることができるので、対応するＦＥＣコード／デコード機能がない装置との対向を容易とし、光モジュールとしてのサイズの拡大を避けることができることもできるという利点もある。
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図９は本発明の第２実施形態における信号光処理装置２０を示すブロック図である。この図９に示す信号光処理装置２０についても、前述の第１実施形態の場合と同様に、光通信システムにおける光受信装置として適用できるものであるが、前述の第１実施形態の場合と異なり、伝送路を通じて伝送されてきた信号光の波長分散による波形歪み成分を検出する構成をそなえている。尚、図９中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。

すなわち、信号光処理装置２０は、前述の第１実施形態の場合と同様の受光素子１，前置増幅器２および識別器３をそなえているが、前述の第１実施形態の場合と異なり、伝送波形歪みモニタ部１４および伝送波形歪み補償量演算制御部１５をそなえるとともに、前置増幅器２と識別器３との間に電気波形歪み補償部１６をそなえており、これにより、受信信号光についての波形歪みを補償することができるようになっている。

電気波形歪み補償部１６は、後述の伝送波形歪み補償量演算制御部１５からの制御を受けて、前置増幅器２からの電気信号に含まれる波形歪み成分を電気量で補償して、波形歪み成分が補償された電気信号を識別器３に出力するものであり、第１波形歪み補償部である。
また、伝送波形歪み補償量演算制御部１４は、前述の第１実施形態におけるＳ／Ｎモニタ部４と同様の容量素子４ａ，４ｂ，第１，第２半波整流回路４ｃ，４ｄ，第１〜第４フィルタ４ｅ〜４ｈおよび第１〜第４ピーク検出部４ｉ〜４ｌをそなえるとともに、第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂおよび第５，第６ピーク検出部１４ｃ，１４ｄをそなえている。

第５フィルタ１４ａは、第１半波整流回路４ｃからの出力について、主信号の周波数帯域を中心とする高周波帯域を透過帯域として透過させるバンドパスフィルタである。具体的には、主信号の帯域が１０Ｇｂ／ｓの場合は、第５フィルタ１４ａとしては、例えば図１０のＣに示すような、１０ＧＨｚ帯を透過帯域の中心とするバンドパスフィルタにより構成する。

さらに、第６フィルタ１４ｂは、第２半波整流回路４ｄからの出力について、主信号の周波数帯域を中心とする高周波帯域を透過帯域として透過させるバンドパスフィルタである。この場合においても、主信号の帯域が例えば１０Ｇｂ／ｓの場合は、第６フィルタ１４ｂとしては、第５フィルタ１４ａと同様、例えば図１０のＣに示すような、１０ＧＨｚ帯を透過帯域の中心とするバンドパスフィルタにより構成する。

ここで、図１０におけるＡは、前述の第１実施形態の場合と同様の構成を持つ第１，第３フィルタ４ｅ，４ｇのフィルタ特性を示すものであり、図１０におけるＢは、前述の第１実施形態の場合と同様の構成を持つ第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈのフィルタ特性を示すものである。
図１１（ａ）は信号光伝送前（送信側）における送信信号光の周波数スペクトラムを示す図であり、図１１（ｂ）は対応する信号光伝送後（受信側）に信号波形歪みを受けた受信信号光の周波数スペクトラムを示す図である。この図１１（ａ），図１１（ｂ）、又は前述の図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に示すように、伝送劣化波形の歪みは、高周波成分に変化量として出現する。そこで、上述の第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂのように、高周波成分を取り出すバンドパスフィルタを通過した成分を取り出すことを通じて、伝送劣化成分を導出することができるようになる。

また、第５ピーク検出部１４ｃは、第５フィルタ１４ａを透過した成分におけるピークレベル（ピーク♯５）を検出する。即ち、上述の第５フィルタ１４ａおよび第５ピーク検出部１４ｃにより、前置増幅器２からの電気信号をもとに、二値信号をなすハイ側に含まれた高周波成分のレベルを検出するハイ側高周波レベル検出部を構成する。
さらに、第６ピーク検出部１４ｄは、第６フィルタ１４ｂを透過した成分におけるピークレベル（ピーク♯６）を検出する。従って、上述の第６フィルタ１４ｂおよび第６ピーク検出部１４ｄにより、前置増幅器２からの電気信号をもとに、二値信号をなすロー側に含まれた高周波成分のレベルを検出するロー側高周波レベル検出部を構成する。

これらの第５，第６ピーク検出部１４ｃ，１４ｄにおいては、それぞれ、第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂを透過した高周波成分のピーク♯５，♯６、即ち波高値を検出している。第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂを透過した高周波成分には、上述の伝送劣化波形の歪み成分の要素のほかに、ノイズ成分（ＮＨ，ＮＬ）の要素についても含まれている。従って、第５，第６ピーク検出部１４ｃ，１４ｄで得られるピーク♯５，♯６の値には、上述の伝送劣化波形の歪み成分の要素のほかに、ノイズ成分の要素についても含まれている。

そこで、上述の第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂのＱ値の設定は、図１３に示すように、第５，第６フィルタ１４ａ，１４ｂの面積が、｛（第２，第４フィルタ４ｆ，４ｈの面積）−（第１，第３フィルタ４ｅ，４ｇの面積）｝、即ち図１２の領域Ｚの面積と等しくなるように設定されて、後段の伝送路歪み補償量演算制御部１５において、ピーク♯５，♯６に含まれるノイズ成分を効率的に取り除くことができるようにしている。

伝送路歪み補償量演算制御部１５は、ハイ側波形歪み導出部１５ａ，ロー側波形歪み導出部１５ｂおよび補償量決定制御部１５ｃをそなえて構成される。ハイ側波形歪み導出部１５ａは、例えば以下の式（６）の演算式に示すように、ハイ側高周波レベル検出部をなす第５ピーク検出部１４ｃで検出された高周波成分のレベル（ピーク♯５）から、ハイ側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、二値信号をなすハイ側に含まれた波形歪み成分ＤＨを伝送劣化量として求め、更に式（６′）に示すように、主信号の振幅Ｓを１００パーセントとして正規化する。Ｓの値については前述の式（１）に従って求める。

ここで、上述のハイ側波形歪み導出部１５ａにおける波形歪み成分の導出の際に用いられるハイ側ノイズ成分のレベルは、第２ピーク検出部４ｊからの検出値（ピーク♯２）と第１ピーク検出部４ｉからの検出値（ピーク♯１）との差に相当し、ＮＨ／２である［式（２）参照］。即ち、図１２に示すように、第２フィルタ４ｆの透過領域のうちで、第１フィルタ４ｅの透過領域を除いた領域Ｚを透過した信号についてのレベルに相当する。

ＤＨ＝（ピーク♯５）−｛（ピーク♯２）−（ピーク♯１）｝
＝（ピーク♯５）−ＮＨ／２ …（６）
ＤＨ′＝ＤＨ／Ｓ …（６′）
換言すれば、前述したように、領域Ｚの面積と、ハイ側高周波レベル検出部をなす第５フィルタ１４ａの面積と、が等しくなるように第５フィルタ１４ａを構成することで、第５フィルタ１４ａを透過する信号に含まれるノイズ量と、第１，第２フィルタ４ｅ，４ｆを通過する信号から求められるＮＨ／２の量と、が等しくなるようにしているのである。

これにより、ハイ側波形歪み導出部１５ａにおいては、第５ピーク検出部１４ｃからの出力に含まれているノイズ成分を、第１，第２ピーク検出部４ｉ，４ｊからの検出値であるピーク♯１，♯２を用いた演算により効率的に除去して、波形歪み成分をなす高周波成分のみを切り出すことができる。
また、ロー側波形歪み導出部１５ｂは、例えば以下の式（７）の演算式に示すように、ロー側高周波レベル検出部をなす第６ピーク検出部１４ｄで検出された高周波成分のレベル（ピーク♯６）から、ロー側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、二値信号をなすロー側に含まれた波形歪み成分ＤＬを伝送劣化量として求め、更に式（７′）に示すように、主信号の振幅Ｓを１００パーセントとして正規化する。

ここで、上述のロー側波形歪み導出部１５ｂにおける波形歪み成分の導出の際に用いられるロー側ノイズ成分のレベルは、第４ピーク検出部４ｌからの検出値（ピーク♯４）と第３ピーク検出部４ｋからの検出値（ピーク♯３）との差に相当し、ＮＬ／２である［式（３）参照］。即ち、図１２に示すように、第４フィルタ４ｈの透過領域のうちで、第３フィルタ４ｇの透過領域を除いた領域Ｚを透過した信号についてのレベルに相当する。

ＤＬ＝（ピーク♯６）−｛（ピーク♯４）−（ピーク♯３）｝
＝（ピーク♯６）−ＮＬ／２ …（７）
ＤＬ′＝ＤＬ／Ｓ …（７′）
換言すれば、前述したように、領域Ｚの面積と、ハイ側高周波レベル検出部をなす第６フィルタ１４ｂの面積と、が等しくなるように第６フィルタ１４ｂを構成することで、第６フィルタ１４ａを透過する信号に含まれるノイズ量と、第１，第２フィルタ４ｇ，４ｈを通過する信号から求められるＮＬ／２の量と、が等しくなるようにしているのである。

これにより、ロー側波形歪み導出部１５ｂにおいては、第６ピーク検出部１４ｄからの出力に含まれているノイズ成分を、第３，第４ピーク検出部４ｋ，４ｌからの検出値であるピーク♯３，♯４を用いた演算により効率的に除去して、波形歪み成分をなす高周波成分のみを切り出すことができる。
さらに、補償量決定制御部１５ｃは、上述のハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂで導出された波形歪み成分に基づいて、該第１波形歪み補償部における補償量を制御する第１波形歪み補償制御部である。即ち、補償量決定制御部１５ｃは、ハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂからの波形歪み成分をそれぞれ入力されて、これらの成分の相関から、電気波形歪み補償部１６での補償量を決定し、決定された補償量により電気波形歪み補償部１６を制御する。

すなわち、伝送路を通じて光信号処理装置２０に接続されている送信側装置における光送信部でのチャープが安定していれば、伝送劣化量であるＤＨ′，ＤＬ′からファイバ分散量を推測することが可能であり、ファイバ分散値がわかれば、分散補償値を電気波形歪み補償部１６に設定することで、波形劣化を補償できるようになる。
なお、補償量決定制御部１５ｃとしては、上述のハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂからの波形歪み成分の相関と、電気波形歪み補償部１６での補償量と、についての情報をテーブル構成で予め蓄積する記憶部１５ｃ−１と、ハイ側およびロー側の波形歪み成分が入力されると、このテーブルを参照することによって補償量を決定し、電気波形歪み補償部１６に対する制御を行なう制御部１５ｃ−２と、により構成することができる。

上述のごとく構成された、第２実施形態にかかる信号光処理装置２０においては、伝送波形歪みモニタ部１４により、前置増幅器２からの電気信号に変調されている二値信号成分をなすハイレベル（「１」レベル）およびローレベル（「０」レベル）を検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ高精度に検出することに加え、前置増幅器２からの電気信号に含まれる高周波成分をハイレベル側およびローレベル側に分けて検出する。

そして、伝送波形歪み補償量演算制御部１５をなすハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂにおいて、これらの検出したピークレベルおよび「１」，「０」レベル並びに高周波成分から、ハイ側およびロー側での波形歪み成分を、式（６），（６′），（７），（７′）に示すような簡素な演算で求める。
そして、補償量決定制御部１５ｃでは、ハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂにおいて上述のごとく簡素に演算された波形歪み成分の相関から、電気波形歪み補償部１６での歪み補償量を決定し、電気波形歪み補償部１６での歪み補償量を制御する。

このように、本発明の第２実施形態にかかる信号光処理装置２０によれば、伝送波形歪みモニタ部１４により、前置増幅器２からの電気信号に変調されている二値信号成分をなすハイレベル（「１」レベル）およびローレベル（「０」レベル）を検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ電気信号のピークレベルを、二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ高精度に検出することに加え、前置増幅器２からの電気信号に含まれる高周波成分をハイレベル側およびローレベル側に分けて検出することができるので、これらの検出したピークレベルおよび「１」，「０」レベル並びに高周波成分から、波形歪み量を簡素な演算で求めることができるという利点がある。

また、ハイ側波形歪み導出部１５ａおよびロー側波形歪み導出部１５ｂにおいて上述のごとく簡素に演算された波形歪み成分の相関から、電気波形歪み補償部１６での歪み補償量を決定し、電気波形歪み補償部１６を制御することで、メニュー化された分散補償ファイバを準備することなく、搭載される光通信システムでの伝送路長に適合した分散補償制御を安定的に行なうことができるようになる。

なお、上述の信号光処理装置２０においては、電気波形歪み補償部１６をそなえ、補償量決定制御部１５ｃでは電気波形歪み補償部１６での補償量を決定制御しているが、本発明によればこれに限定されず、例えば図１４に示すように、伝送路を通じて伝送された信号光の波長分散による波形歪みを可変補償する光波形歪み補償部（第２波形歪み補償部）１７を受光素子１の前段にそなえ、第２波形歪み補償制御部としての補償量決定制御部１５ｃでは、ハイ側およびロー側の波形歪み成分に基づいて、光波形歪み補償部１７での補償量を決定制御するようにしてもよい。ここで、光波形歪み補償部１７としては、例えばＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）を利用した可変分散補償器を適用することができる。

また、上述の伝送路歪み補償量演算制御部１５は、主としてファームウェア等により構成することができる。この場合においては、前述の第１実施形態における識別レベル演算制御部５および検出時間設定部６としての機能をも当該ファームウェアの機能として追加することとすれば、受信信号光の波形から歪み補償量を求めることができるほか、第１実施形態の場合と同様の利点を得ることもできる。この場合においては、識別レベル演算制御部５および伝送路歪み補償量演算制御部１５における演算における演算処理の過程は適宜共用するようにしてもよい。

〔Ｃ〕その他
上述の実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
また、上述の実施形態の開示により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｄ〕付記
（付記１）
主信号をなす二値信号が変調された伝送信号光を受光するとともに受光した信号光のレベルに応じた強度の電気信号を出力する受光部と、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ該電気信号のピークレベルを、該二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出するレベル検出部と、をそなえたことを特徴とする、信号光処理装置。

（付記２）
該レベル検出部が、
該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルを検出するハイレベル信号検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすローレベルを検出するローレベル信号検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすハイレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するハイ側ノイズピーク検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすローレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するロー側ノイズピーク検出部と、をそなえたことを特徴とする、付記１記載の信号光処理装置。

（付記３）
該ハイ側ノイズピーク検出部および該ロー側ノイズピーク検出部においては、該信号光についてのデータ再生の際に求められるビット誤り率に適合して、該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出することを特徴とする、付記２記載の信号光処理装置。
（付記４）
該受光部が、
該信号光を受光する受光素子と、
該受光素子で受光された信号光のレベルに応じた強度を有する電気信号を増幅するとともに、該増幅された電気信号として、該主信号をなす二値信号パターンに従った正転信号とともに、該二値信号パターンが反転された反転信号を出力する増幅部と、をそなえ、
該レベル検出部が、
該正転信号について半波整流させる第１半波整流回路と、
該反転信号について半波整流させる第２半波整流回路と、をそなえ、
該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイレベルを検出するとともに、該ハイ側ノイズピーク検出部は該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイ側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出し、
かつ、
該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力をもとに該ローレベルを検出するとともに、該ロー側ノイズピーク検出部は該第２半波整流回路からの出力をもとに該ロー側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出することを特徴とする、付記２記載の信号光処理装置。

（付記５）
該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域に設定された第１フィルタと、該第１フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第１ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ハイ側ノイズピーク検出部は、該第１半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域以下を透過帯域に設定された第２フィルタと、該第２フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第２ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域に設定された第３フィルタと、該第３フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第３ピーク検出部と、をそなえて構成され、
かつ、
該ロー側ノイズピーク検出部は、該第２半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域以下を透過帯域に設定された第４フィルタと、該第４フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第４ピーク検出部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記４記載の信号光処理装置。

（付記６）
該受光部から出力された電気信号のレベルについて、識別レベルとの大小比較を行なうことによりデータを再生する識別器をそなえるとともに、
該レベル検出部において検出された、該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベル、並びに該二値信号をなすハイ側およびロー側に含まれる各電気信号レベルを用いて、該識別レベルを算出して該識別器に設定する識別レベル演算制御部を、そなえたことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項記載の信号光処理装置。

（付記７）
該受光部から出力された電気信号のレベルについて、識別レベルとの大小比較を行なうことによりデータを再生する識別器をそなえるとともに、
該第１，第３ピーク検出部からのピークレベルを、それぞれ該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベルとして入力されるとともに、該第２，第４ピーク検出部からのピークレベルを、それぞれ該二値信号をなすハイ側およびロー側に含まれる各電気信号レベルとして入力されて、これらのレベルを用いて該識別レベルを算出して該識別器に設定する識別レベル演算制御部と、
かつ、該第１〜第４ピーク検出部においてピークレベルを検出する時間を設定する検出時間設定部と、をそなえたことを特徴とする、付記５記載の信号光処理装置。

（付記８）
該検出時間設定部において設定する該時間を、該主信号光のビットレートと、該識別器において再生されるデータのビット誤り率と、に応じて設定することを特徴とする、付記６記載の信号光処理装置。
（付記９）
該検出時間設定部は、該主信号光のビットレートから、該識別器において再生されるデータのビット誤りが１個発生する時間に実質的に一致するように、該時間を設定することを特徴とする、付記８記載の信号光処理装置。

（付記１０）
該識別レベル算出部が、該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルおよびローレベルの間のレベル範囲から、更にハイ側およびロー側に含まれる該ノイズ信号のレベルを除去したレベル範囲を特定するとともに、該特定したレベル範囲の中間を該識別レベルとして算出することを特徴とする、付記６又は７記載の信号光処理装置。

（付記１１）
該レベル検出部が更に、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすハイ側に含まれた高周波成分のレベルを検出するハイ側高周波レベル検出部と、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすロー側に含まれた高周波成分のレベルを検出するロー側高周波レベル検出部と、をそなえ、
かつ、
該ハイ側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ハイ側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすハイ側に含まれた波形歪み成分を求めるハイ側波形歪み導出部と、
該ロー側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ロー側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすロー側に含まれた波形歪み成分を求めるロー側波形歪み導出部と、をそなえたことを特徴とする、付記２記載の信号光処理装置。

（付記１２）
該受光部が、
該信号光を受光する受光素子と、
該受光素子で受光された信号光のレベルに応じた強度を有する電気信号を増幅するとともに、該増幅された電気信号として、該主信号をなす二値信号パターンに従った正転信号とともに、該二値信号パターンが反転された反転信号を出力する増幅部と、をそなえ、
該レベル検出部が、
該正転信号について半波整流させる第１半波整流回路と、
該反転信号について半波整流させる第２半波整流回路と、をそなえ、
該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイレベルを検出し、該ハイ側ノイズピーク検出部は該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイ側に含まれる該ノイズを含む電気信号のピークレベルを検出し、該ハイ側高周波レベル検出部は該第１半波整流回路からの出力における該高周波成分のレベルを検出し、
かつ、
該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力をもとに該ローレベルを検出し、該ロー側ノイズピーク検出部は該第２半波整流回路からの出力をもとに該ロー側に含まれる該ノイズを含む電気信号のピークレベルを検出し、該ロー側高周波レベル検出部は該第２半波整流回路からの出力における該高周波成分のレベルを検出することを特徴とする、付記１１記載の信号光処理装置。

（付記１３）
該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域として透過させる第１フィルタと、該第１フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第１ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ハイ側ノイズピーク検出部は、該第１半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域以下を透過帯域として透過させる第２フィルタと、該第２フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第２ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域の１／２以下を透過帯域として透過させる第３フィルタと、該第３フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第３ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ロー側ノイズピーク検出部は、該第２半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域以下を透過帯域として透過させる第４フィルタと、該第４フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第４ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ハイ側高周波レベル検出部は、該第１半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域を中心とする高周波帯域を透過帯域として透過させる第５フィルタと、該第５フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第５ピーク検出部と、をそなえて構成され、
該ロー側高周波レベル検出部は、該第２半波整流回路からの出力について、該主信号の周波数帯域を中心とする高周波帯域を透過帯域として透過させる第６フィルタと、該第６フィルタを透過した成分におけるピークレベルを検出する第６ピーク検出部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１２記載の信号光処理装置。

（付記１４）
該受光部からの電気信号に含まれる波形歪み成分を電気量で補償する第１波形歪み補償部をそなえるとともに、
該ハイ側波形歪み導出部および該ロー側波形歪み導出部で求められた波形歪み成分に基づいて、該第１波形歪み補償部における補償量を制御する第１波形歪み補償制御部をそなえたことを特徴とする、付記１１記載の信号光処理装置。

（付記１５）
該受光部で受光される前段における信号光に含まれる波形歪み成分を光学的に補償する第２波形歪み補償部をそなえるとともに、
該ハイ側波形歪み導出部および該ロー側波形歪み導出部で求められた波形歪み成分に基づいて、該第２波形歪み補償部における補償量を制御する第２波形歪み補償制御部をそなえたことを特徴とする、付記１１記載の信号光処理装置。

（付記１６）
付記１〜４に記載する入力信号光のハイレベル・ローレベルおよびノイズを含んだピークレベルと所用のＢＥＲから識別レベルの最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。
（付記１７）
付記１１に記載する入力信号光の波形歪み情報から、受信機に内蔵する電気分散等化器の歪み補償量の最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。

（付記１８）
付記１１に記載する入力信号光の波形歪み情報から、受信機の入力部前に設置される光分散補償器の歪み補償量の最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。

本発明の第１実施形態にかかる信号光処理装置を示すブロック図である。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第１実施形態における識別レベル演算制御部での処理を説明するためのフローチャートである。本発明の第１実施形態における要部の機能について説明するための図である。本発明の第２実施形態にかかる信号光処理装置を示すブロック図である。本発明の第２実施形態の要部の機能について説明するための図である。（ａ），（ｂ）はともに本発明の第２実施形態の要部の機能について説明するための図である。本発明の第２実施形態の要部の機能について説明するための図である。本発明の第２実施形態の要部の機能について説明するための図である。本発明の第２実施形態の変形例を示すブロック図である。従来技術を示すブロック図である。従来技術を示すブロック図である。（ａ），（ｂ）はともに従来技術の課題について説明するための図である。（ａ），（ｂ）はともに従来技術の課題について説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）はいずれも従来技術の課題について説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）はいずれも従来技術について説明するための図である。

符号の説明

１受光素子
２前置増幅器
３識別器
４Ｓ／Ｎモニタ部（レベル検出部）
４ａ，４ｂ容量素子
４ｃ第１半波整流回路
４ｄ第２半波整流回路
４ｅ〜４ｈ，１４ａ，１４ｂフィルタ
４ｉ〜４ｌ，１４ｃ，１４ｄピーク検出部
５識別レベル演算制御部
６検出時間設定部
１０，２０信号光処理装置
１４伝送波形歪みモニタ部
１５伝送波形歪み補償量演算制御部
１５ａハイ側波形歪み導出部
１５ｂロー側波形歪み導出部
１５ｃ補償量決定制御部（第１，第２波形歪み補償制御部）
１５ｃ−１記憶部
１５ｃ−２制御部
１６電気波形歪み補償部（第１波形歪み補償部）
１７光波形歪み補償部（第２波形歪み補償部）
１００，１１０光受信装置
１０１光電変換素子
１０２プリアンプ
１０３スライスアンプ
１０４フリップフロップ
１０５クロック抽出器
１０６ＤＥＭＵＸ
１０７ＦＥＣ
１０８誤り情報抽出部
１０９識別レベル演算制御部
１１３識別器
１２０伝送ファイバ
１２１，１２２Ａ〜１２２Ｃ伝送装置
１２１ａ送信部
１２２ａアンプ
１２２ｂ，１２２ｂ′ 光受信部
１２２ｂ−１受光部
１２２ｂ−２識別再生部
１２２ｂ−３電気分散補償器
１２２ｃ分散補償ファイバ

Claims

主信号をなす二値信号が変調された伝送信号光を受光するとともに受光した信号光のレベルに応じた強度の電気信号を出力する受光部と、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号成分をなすハイレベルおよびローレベルを検出するとともに、伝送時のノイズを含んだ該電気信号のピークレベルを、該二値信号をなすハイ側およびロー側においてそれぞれ検出するレベル検出部と、をそなえたことを特徴とする、信号光処理装置。
該レベル検出部が、
該信号光に変調された二値信号をなすハイレベルを検出するハイレベル信号検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすローレベルを検出するローレベル信号検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすハイレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するハイ側ノイズピーク検出部と、
該信号光に変調された二値信号をなすローレベル領域に含まれる該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出するロー側ノイズピーク検出部と、をそなえたことを特徴とする、請求項１記載の信号光処理装置。
該ハイ側ノイズピーク検出部および該ロー側ノイズピーク検出部においては、該信号光についてのデータ再生の際に求められるビット誤り率に適合して、該ノイズを含んだ電気信号のピークレベルを検出することを特徴とする、請求項２記載の信号光処理装置。
該受光部が、
該信号光を受光する受光素子と、
該受光素子で受光された信号光のレベルに応じた強度を有する電気信号を増幅するとともに、該増幅された電気信号として、該主信号をなす二値信号パターンに従った正転信号とともに、該二値信号パターンが反転された反転信号を出力する増幅部と、をそなえ、
該レベル検出部が、
該正転信号について半波整流させる第１半波整流回路と、
該反転信号について半波整流させる第２半波整流回路と、をそなえ、
該ハイレベル信号検出部は、該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイレベルを検出するとともに、該ハイ側ノイズピーク検出部は該第１半波整流回路からの出力をもとに該ハイ側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出し、
かつ、
該ローレベル信号検出部は、該第２半波整流回路からの出力をもとに該ローレベルを検出するとともに、該ロー側ノイズピーク検出部は該第２半波整流回路からの出力をもとに該ロー側のノイズを含む電気信号のピークレベルを検出することを特徴とする、請求項２記載の信号光処理装置。
該レベル検出部が更に、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすハイ側に含まれた高周波成分のレベルを検出するハイ側高周波レベル検出部と、
該受光部からの電気信号をもとに、該二値信号をなすロー側に含まれた高周波成分のレベルを検出するロー側高周波レベル検出部と、をそなえ、
かつ、
該ハイ側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ハイ側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすハイ側に含まれた波形歪み成分を求めるハイ側波形歪み導出部と、
該ロー側高周波レベル検出部で検出された高周波成分のレベルから、ロー側ノイズ成分のレベルを差し引くことにより、該二値信号をなすロー側に含まれた波形歪み成分を求めるロー側波形歪み導出部と、をそなえたことを特徴とする、請求項２記載の信号光処理装置。
請求項１〜４に記載する入力信号光のハイレベル・ローレベルおよびノイズを含んだピークレベルと所用のＢＥＲから識別レベルの最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。
請求項５に記載する入力信号光の波形歪み情報から、受信機に内蔵する電気分散等化器の歪み補償量の最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。
請求項５に記載する入力信号光の波形歪み情報から、受信機の入力部前に設置される光分散補償器の歪み補償量の最適設定を演算し、制御を行なう手段を有する信号光処理装置。