JP2008244990A - 光受信装置、光通信装置および光受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮すること。
【解決手段】光受信装置は、差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する。復調部は、受信した信号光の同相信号および直交信号をそれぞれ電気信号に変換する遅延干渉計および光電変換素子を含む。論理状態識別回路２４０は、復調部によって変換された電気信号の論理状態を識別する。論理制御部２１０は、論理状態識別回路２４０による識別結果を用いて電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する。記憶部２６０は、論理状態識別回路２４０による識別結果に関する情報を記憶する。論理制御部２１０は、記憶部２６０によって記憶された識別結果に関する情報を用いて論理状態を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信装置、光通信装置および光受信方法に関する。

インターネットなどに代表される近年のデータ通信システムにおいては、データ通信の需要急増に対処するために、周波数利用効率を向上させた通信方式として、強度変調差動四位相変調（ＩＭ−ＤＱＰＳＫ：Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式を適用した光通信システムが検討されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

図１６は、従来の光通信システムの構成を示すブロック図である。図１６に示すように従来の光通信システム１６００は、ＩＭ−ＤＱＰＳＫ方式で変調した信号光を送信する光送信装置１６１０と、ＩＭ−ＤＱＰＳＫ方式で変調された信号光を受信して復調する光受信装置１６２０と、から構成されている。

光送信装置１６１０の位相変調部１６１１は、光源１６１２から出力された連続光を分波して位相変調器１６１３ａおよび位相変調器１６１３ｂによって位相変調させ、位相変調器１６１３ｂによって位相変調された信号光の位相をπ／２位相シフタ部１６１４によってπ／２または−π／２だけ移相することによってＤＱＰＳＫ方式の変調を行う。

強度変調器１６１５は、位相変調部１６１１によって変調されたＤＱＰＳＫ信号光を強度変調し、ＩＭ−ＤＱＰＳＫ信号光に変換して送信する。符号１６３０は、光送信装置１６１０から送信されたＩＭ−ＤＱＰＳＫ信号光を示している。ＩＭ−ＤＱＰＳＫ信号光１６３０は、｛ρｋ，ηｋ｝のように同相信号および直交信号を組み合わせた４値の信号である。

光受信装置１６２０の復調部１６２１の遅延干渉計１６２２ａと遅延干渉計１６２２ｂとは、互いの位相差がπ／２となるように制御される。再生・多重化部１６２３は、電気信号からデータとクロックとを抽出して再生し、かつ、２入力の信号を多重して出力する。並列変換部１６２４は、データを並列データに並列変換する。フレーム処理部１６２５は、並列データに対してフレーム同期および受信信号のフレーム処理を行う。

光送信装置１６１０のπ／２位相シフタ部１６１４による移相量がπ／２か−π／２かによって、ＤＱＰＳＫ信号光のηｋ信号とρｋ信号とが入れ替わる。このため、光受信装置１６２０の復調部１６２１によって復調される電気信号の論理状態は、Ａｃｈ．からＩｋ信号が出力されＢｃｈ．からＱｋ信号が出力される状態と、Ａｃｈ．からＱｋ信号が出力されＢｃｈ．からＩｋ信号が出力されるビットスワップ状態との２通りの場合がある。

光受信装置１６２０の遅延干渉計１６２２ａおよび遅延干渉計１６２２ｂのそれぞれの移相量の組み合わせが（π／４，−π／４）、（３π／４，π／４）、（５π／４，３π／４）、（７π／４，５π／４）のいずれであるかによって、Ａｃｈ．から出力される信号とＢｃｈ．から出力される信号とが４通りの組み合わせで論理反転する。

光受信装置１６２０の遅延干渉計１６２２ａおよび遅延干渉計１６２２ｂのそれぞれの移相量の差がπ／２となっていない場合、Ａｃｈ．およびＢｃｈ．の両方からＩｋ信号が出力される場合と、Ａｃｈ．およびＢｃｈ．の両方からＱｋ信号が出力される場合との２通りの場合がある。以上のことから、光受信装置１６２０の復調部１６２１によって復調される電気信号の論理状態は２×４×２＝１６通りある。

フレーム処理部１６２５は、復調された電気信号の論理状態が１６通りのうちいずれであるかを識別し、論理状態に応じた論理反転処理やビットスワップ処理を行うことで電気信号を所望の論理状態に制御し、フレーム同期を確立する。このとき、フレーム処理部１６２５は、電気信号に含まれるフレーム同期ビットと、フレーム同期ビットに対応した１６通りの比較パターンとを比較することで電気信号の論理状態を識別する。またフレーム処理部１６２５は所望の論理状態に制御された電気信号により送信されてきたフレーム信号の受信処理を行う。

光受信装置１６２０の再生・多重化部１６２３および並列変換部１６２４のクロック位相関係によって、並列変換部１６２４から出力される並列信号の先頭ビットがＩｋ，Ｑｋ，Ｉｋ＋１，…となる場合とＱｋ，Ｉｋ＋１，Ｑｋ＋１，…となる場合とがある。このため、並列変換部１６２４から出力される並列信号の論理状態は、１ビット遅延した状態と１ビット遅延していない状態との２通りの場合がある。

したがって、再生・多重化部１６２３および並列変換部１６２４による１ビット遅延を考慮すると、光受信装置１６２０によって復調される電気信号の論理状態は１６×２＝３２通りある。フレーム処理部１６２５は、復調された電気信号の論理状態が３２通りのうちいずれであるかを識別し、論理状態に応じた１ビット遅延処理、論理反転処理やビットスワップ処理を行うことで電気信号を所望の論理状態に制御し、フレーム同期を確立する。

特開２００６−２７０９０９号公報

しかしながら、上述した従来技術では、フレーム同期を確立する度に最大１６通りの比較パターンをフレーム同期ビットと比較する必要がある。このため、たとえばシステム障害などでフレーム同期が外れた場合、フレーム同期を再度確立して障害から復旧するまでに時間がかかるという問題がある。

また、再生・多重化部１６２３および並列変換部１６２４から出力される信号に１ビット遅延が生じる場合も考慮すると、フレーム同期を確立する度に最大１６通りの比較パターンのフレーム同期ビット比較および各パターンに対して最大２通りの論理状態制御を実施する必要がある。このため、フレーム同期を再度確立して障害から復旧するまでにさらに時間がかかるという問題がある。

この発明は、上述した問題点を解消するものであり、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができる光受信装置、光通信装置および光受信方法を提供することを目的とする。

この発明にかかる光受信装置は、差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信装置において、受信した前記信号光の同相信号および直交信号をそれぞれ電気信号に変換する遅延干渉計および光電変換素子を含む復調手段と、前記復調手段によって変換された電気信号の論理状態を識別する識別手段と、前記識別手段による識別結果を用いて前記電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する論理制御手段と、前記識別手段による識別結果に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、前記論理制御手段は、前記記憶手段によって記憶された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする。

上記構成によれば、論理制御手段は、記憶手段によって記憶された論理状態の識別結果を用いて電気信号の論理状態を制御することができる。

この発明によれば、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光受信装置、光通信装置および光受信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光受信装置１００は、復調部１１０と、増幅部１２０ａと、増幅部１２０ｂと、再生・多重化部（ＣＤＲ＋２：１ＭＵＸ）１３０と、並列変換部（Ｄｅ−ｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ）１４０と、フレーム処理部（Ｆｒａｍｅｒ ＬＳＩ）１５０と、を備えている。

光受信装置１００は、たとえば４３Ｇｂ／ｓのＤＱＰＳＫ方式で変調された信号光を受信して復調する光受信装置である。復調部１１０は、分波部１１１と、遅延干渉計１１２ａと、遅延干渉計１１２ｂと、光電変換素子１１３ａと、光電変換素子１１３ｂと、を備えている。分波部１１１は、受信した４３Ｇｂ／ｓの信号光を分波して、遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂへそれぞれ出力する。

遅延干渉計１１２ａは、分波部１１１から出力された４３Ｇｂ／ｓの信号光に含まれる２１．５Ｇｂ／ｓの同相信号を抽出して光電変換素子１１３ａへ出力する（Ａｃｈ．）。遅延干渉計１１２ｂは、分波部１１１から出力された４３Ｇｂ／ｓの信号光に含まれる２１．５Ｇｂ／ｓの直交信号を抽出して光電変換素子１１３ｂへ出力する（Ｂｃｈ．）。

遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂのそれぞれは、分波部１１１から出力された信号光を分波し、一方の分波光に１シンボル分に相当する遅延τを与え、他方の分波光を移相し、両方の分波光を合波する。遅延干渉計１１２ａと遅延干渉計１１２ｂとは、互いの移相量の差がπ／２となるように制御される。

たとえば、遅延干渉計１１２ａは移相量がπ／４となるように制御され、遅延干渉計１１２ｂは移相量が−π／４となるように制御される。遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂは、たとえばＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）などの電気光学効果素子や石英ガラスなどの熱光学効果素子により構成されたマッハツェンダ型干渉計である。

光電変換素子１１３ａは、遅延干渉計１１２ａから出力された同相信号を電気信号に変換して増幅部１２０ａへ出力する。光電変換素子１１３ｂは、遅延干渉計１１２ｂから出力された直交信号を電気信号に変換して増幅部１２０ｂへ出力する。光電変換素子１１３ａおよび光電変換素子１１３ｂは、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）によって構成される。

増幅部１２０ａは、光電変換素子１１３ａから出力された同相信号を増幅して再生・多重化部１３０へ出力する（Ａｋ，Ａｋ＋１，…）。増幅部１２０ｂは、光電変換素子１１３ｂから出力された直交信号を増幅して再生・多重化部１３０へ出力する（Ｂｋ，Ｂｋ＋１，…）。再生・多重化部１３０は、ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）とＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）の機能を有している。

再生・多重化部１３０は、増幅部１２０ａおよび増幅部１２０ｂから出力された電気信号からデータおよびクロックを抽出して再生する。また、再生・多重化部１３０は、増幅部１２０ａから出力された電気信号から抽出したデータと、増幅部１２０ｂから出力された電気信号から抽出したデータと、を多重化して並列変換部１４０へ出力する（Ａｋ，Ｂｋ，Ａｋ＋１，…）。

並列変換部１４０は、再生・多重化部１３０から出力されたデータを２．７Ｇｂ／ｓ×１６の並列データに並列変換してフレーム処理部１５０へ出力する。ここで並列データへの並列変化は１６並列化に限らない。フレーム処理部１５０は、並列変換部１４０から出力された並列データに対してフレーム同期処理およびフレーム信号の受信処理を行う。

図２は、実施の形態１にかかる光受信装置のフレーム処理部の構成を示すブロック図である。図２に示すように、フレーム処理部１５０は、論理制御部２１０と、フレーム同期回路２２０と、フレーム処理回路２３０と、論理状態識別回路２４０と、制御部２５０と、記憶部２６０と、を備えている。論理制御部２１０は、論理反転回路２１１と、ビットスワップ回路２１２と、を備えている。

論理反転回路２１１は、制御部２５０の制御によって、並列変換部１４０から出力された並列データ（Ｄａｔａ ｉｎ）を論理反転させてビットスワップ回路２１２へ出力する。論理反転回路２１１は、並列変換部１４０から出力される１６並列のデータのそれぞれに対応した１６個の排他的論理和回路（ＥＯＲ０１〜ＥＯＲ１６）と、奇数チャネル設定部２１１ａ（Ｏｄｄ ｃｈ．）と、偶数チャネル設定部２１１ｂ（Ｅｖｅｎ ｃｈ．）と、を備えている。

奇数チャネル設定部２１１ａの設定値を「０」から「１」に変更すると、奇数番目の排他的論理和回路（ＥＯＲ０１，ＥＯＲ０３，…，ＥＯＲ１５）へ入力されたデータが論理反転する。偶数チャネル設定部２１１ｂの設定値を「０」から「１」に変更すると、偶数番目の排他的論理和回路（ＥＯＲ０２，ＥＯＲ０４，…，ＥＯＲ１６）へ入力されたデータが論理反転する。

ビットスワップ回路２１２は、制御部２５０の制御によって、論理反転回路２１１から出力された並列データをビットスワップさせ、フレーム同期回路２２０、フレーム処理回路２３０および論理状態識別回路２４０へ出力する。ビットスワップ回路２１２は、論理反転回路２１１から出力される１６並列のデータの１番目と２番目，３番目と４番目，…，１５番目と１６番目のそれぞれの組に対応した８個のクロスバースイッチ（ＳＷ）と、切換制御部２１２ａ（ＳＷ ｃｏｎｔ．）を備えている。

切換制御部２１２ａの設定値を「０」から「１」に変更すると、８個のクロスバースイッチが点線に示す経路に切り替えられ、対応する組のデータを入れ替える。これにより、切換制御部２１２ａの設定値を「０」から「１」に変更すると、論理反転回路２１１から出力された１６並列のデータの奇数番目のデータと偶数番目のデータがそれぞれ入れ替わる。

フレーム同期回路２２０は、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットに基づいて、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期を確立する。フレーム同期回路２２０は、フレーム同期が確立したと判定すると、フレーム同期信号をフレーム処理回路２３０および制御部２５０へ出力する。

ＩＴＵ−ＴＧ．７０９勧告に示されたＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、ＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）のオーバヘッド部に、フレーム同期ビットとしてＦＡＳ（Ｆｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）が規定されている。

光受信装置１００がＯＴＵによって信号光の伝送を行う場合、フレーム同期回路２２０は、ＯＡ１（“１１１１０１１０”）とＯＡ２（“００１０１０００”）とをＯＡ１，ＯＡ１，ＯＡ１，ＯＡ２，ＯＡ２，ＯＡ２の順に検出した場合、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立したと判定する。

ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）、ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、フレームのオーバヘッドの同期バイトＡ１，Ａ２がＦＡＳバイトに相当するフレーム同期ビットである。光受信装置１００がＳＤＨ、ＳＯＮＥＴによって信号光の伝送を行う場合、フレーム同期回路２２０は、同期バイトＡ１，Ａ２を検出する構成とする。

フレーム処理回路２３０は、フレーム同期回路２２０からフレーム同期信号が出力されると、論理制御部２１０から出力された並列データに対してデマッピング処理などのフレーム処理を行う。論理状態識別回路２４０は、論理制御部２１０から出力される１６並列のデータに含まれるフレーム同期ビットと、制御部２５０から出力される比較パターンと、を比較して比較結果を制御部２５０へ出力する。

制御部２５０は、比較パターンと論理状態制御の設定値とがあらかじめ対応付けられたパターンテーブルを備えている。制御部２５０は、論理状態識別回路２４０から出力される比較結果が「一致」となるまでパターンテーブルの比較パターンを論理状態識別回路２４０へ順次出力する。制御部２５０は、比較結果が「一致」となったときの比較パターンに対応付けられた論理状態制御の設定値に基づいて論理制御部２１０を制御する。

また、制御部２５０は、フレーム同期回路２２０からフレーム同期信号が出力されると、そのときの比較パターンと論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させる（ｗｒｉｔｅ）。また、制御部２５０は、システム障害などでフレーム同期回路２２０によるフレーム同期が外れた場合、記憶部２６０に記憶されている最新の比較パターンと論理状態制御の設定値を読み出し（ｒｅａｄ）、読み出した設定値に基づいて論理制御部２１０を制御する。

また、制御部２５０は、遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量の差がπ／２となるように、遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量を制御する。制御部２５０は、たとえばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって構成される。

記憶部２６０は、制御部２５０の制御によって、比較パターンと論理状態制御の設定値を記憶する。記憶部２６０は、新たな比較パターンと論理状態制御の設定値が制御部２５０によって書き込まれる場合、既に記憶されている比較パターンと論理状態制御の設定値に上書きして新たな比較パターンと論理状態制御の設定値を記憶する構成としてもよい。

また、比較パターンと論理状態制御の設定値とがあらかじめ対応付けられたパターンテーブルを制御部２５０が備えているため、記憶部２６０に記憶する情報は、比較パターンおよび論理状態制御の設定値のいずれか一方でもよい。すなわち、記憶部２６０には、論理状態識別回路２４０および制御部２５０による論理状態の識別結果が記憶されていればよい。ここで、論理状態識別回路２４０、制御部２５０および記憶部を一体的に構成する場合も考えられる。

図３は、復調部から出力される電気信号の論理状態を示す図である。図３において、表３００は、復調部１１０から出力された電気信号の論理状態を示す表である。表３００の横方向の項目は、復調部１１０の光電変換素子１１３ａ（Ａｃｈ．）から出力された電気信号が、正転Ｑｋ信号、反転Ｑｋ信号、反転Ｉｋ信号および正転Ｉｋ信号のいずれであるかを示している。

表３００の縦方向の項目は、復調部１１０の光電変換素子１１３ｂ（Ｂｃｈ．）から出力された電気信号が、正転Ｑｋ信号、反転Ｑｋ信号、反転Ｉｋ信号および正転Ｉｋ信号のいずれであるかを示している。Ａｃｈ．およびＢｃｈ．から出力された信号の組み合わせによって、復調部１１０から出力された電気信号の論理状態は１６通りとなる。

◎は、Ａｃｈ．から正転Ｉｋ信号が出力され、Ｂｃｈ．から正転Ｑｋ信号が出力された所望の論理状態を示している。◎の場合、論理制御部２１０による論理状態の制御は必要ない。○は、Ａｃｈ．およびＢｃｈ．の少なくとも一方から反転Ｉｋ信号または反転Ｑｋ信号が出力された状態を示している。○の場合、論理制御部２１０によって論理反転処理を行う必要がある。

◇は、Ａｃｈ．から正転Ｑｋ信号が出力され、Ｂｃｈ．から正転Ｉｋ信号が出力された状態を示している。◇の場合、論理制御部２１０によってビットスワップ処理を行う必要がある。△は、論理反転かつビットスワップ状態を示している。△の場合、論理制御部２１０によって論理反転処理およびビットスワップ処理を行う必要がある。

×は、Ａｃｈ．およびＢｃｈ．からともにＩｋ信号が出力され、またはともにＱｋ信号が出力された状態を示している。×の場合、制御部２５０によって遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量を制御する必要がある。制御部２５０および論理状態識別回路２４０は、復調部１１０から出力された電気信号の論理状態が表３００の１６通りの論理状態のいずれであるかを識別する。

図４は、実施の形態１にかかる光受信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。図４において、第１列目は、比較パターンの項番Ｐ（１〜１６）を示している。第２列目は、１６ビットの比較パターンを示している。比較パターンは、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットに対応するパターンである。

また、比較パターンは、ここでは１６通りのパターンであり、図３に示した１６通りの論理状態に対応している。第３〜６列目は、各比較パターンに対応付けられた論理状態制御の設定値を示している。チェック印は、その項目の設定値を変更する必要があることを示している。

第３列目（論理反転，奇ｃｈ．）は、論理反転回路２１１の奇数チャネル設定部２１１ａの設定値を示している。第４列目（論理反転，偶ｃｈ．）は、論理反転回路２１１の偶数チャネル設定部２１１ｂの設定値を示している。第５列目（ＢＳ）は、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａの設定値を示している。第６列目（干渉計）は、復調部１１０の遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量の制御値を示している。

制御部２５０および論理状態識別回路２４０は、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットがいずれの比較パターンと一致するかによって、論理制御部２１０から出力された並列データの論理状態を識別する。制御部２５０は、フレーム同期ビットと一致した比較パターンに対応付けられた論理状態制御の設定値に基づいて論理制御部２１０を制御する。

たとえば、フレーム同期ビットが比較パターン３（項番Ｐ＝３）と一致した場合、制御部２５０は、論理反転回路２１１の偶数チャネル設定部２１１ｂと、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａと、の設定値（「０」または「１」）を反転させる。また、フレーム同期ビットが比較パターン１３（項番Ｐ＝１３）と一致した場合、制御部２５０は、論理状態制御の設定値を変更しない。

図５は、実施の形態１にかかる光受信装置の初期設定動作を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、制御部２５０が、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰ（図４参照）を１に設定し、かつ、論理反転回路２１１やビットスワップ回路２１２を用いる論理状態制御をリセットする（ステップＳ５０１）。つぎに、論理状態識別回路２４０が、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットと制御部２５０から出力された比較パターンＰとが一致するか否かを判断する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致しなかった場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、制御部２５０が、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰをＰ＋１に設定する（ステップＳ５０３）。つぎに、ステップＳ５０２に移行して処理を続行する。ここで、ステップＳ５０３において、比較パターンＰが図４に示す項番の最大値であるＰ＝１６を超えた場合は、Ｐ＝１を設定する。

ステップＳ５０２において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致した場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰに対応した設定値（図４参照）に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ５０４）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０５において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、前記ステップＳ５０４で設定した論理状態制御を一端リセットした後に（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０３へ移行して処理を続行する。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させ（ステップＳ５０６）、一連の初期設定動作を終了する。

図６は、実施の形態１にかかる光受信装置の障害からの復旧動作を示すフローチャートである。システム障害などでフレーム同期回路２２０によるフレーム同期が外れた場合、図６に示すように、まず、制御部２５０が、記憶部２６０に記憶された比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を読み出す（ステップＳ６０１）。

つぎに、制御部２５０が、ステップＳ６０１によって読み出した論理状態制御の設定値に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ６０２）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ６０３）。

ステップＳ６０３において、フレーム同期が確立している場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させ（ステップＳ６０４）、一連の復旧動作を終了する。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、制御部２５０が、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａの設定値を反転させる（ステップＳ６０５）。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ６０６）。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４に移行して処理を続行する。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、初期設定動作（図５参照）を再度行い（ステップＳ６０７）、一連の復旧動作を終了する。

システム障害が発生しても遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量の制御値は基本的に維持されるため、論理反転回路２１１については記憶部２６０から読み出した設定値が適当な設定値となる。したがって、ステップＳ６０２において論理反転回路２１１は適切に設定されるため、ステップＳ６０５においてビットスワップ回路２１２の設定値のみを反転させる。

また、ステップＳ６０７へ移行した場合、ステップＳ６０２およびステップＳ６０５において用いた論理状態の設定値は、それぞれステップＳ６０３およびステップＳ６０６によって適切でないことが判明しているため、ステップＳ６０７において設定する比較パターンＰを限定することができる。

たとえば、ステップＳ６０２における設定値に対応する比較パターンＰが３であった場合、ステップＳ６０５における設定値に対応する比較パターンＰは１４となる。このため、ステップＳ６０７において、比較パターンＰから３と１４を比較対象から除外してもよい。これにより、ステップＳ６０７によってフレーム同期が確立されるまでの時間を短縮することができる。

また、これらの比較パターンを比較対象から除外するのではなく、これらの比較パターンを比較する優先順位を下げる構成としてもよい。

このように、実施の形態１にかかる光受信装置１００によれば、初期設定動作時に論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させておき、記憶させておいた設定値を障害からの復旧動作時に読み出して用いることで、障害発生時に初期設定動作を再度行う場合と比べてフレーム同期確立までの時間を短縮することができる。このため、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができる。

また、読み出した設定値によってフレーム同期が確立しなかった場合も、ビットスワップ回路２１２の設定を優先して反転させることでフレーム同期確立までの時間を短縮することができる。また、再度初期設定動作を行う場合も、比較パターンを限定して論理状態を識別することで効率的に論理状態を識別し、フレーム同期確立までの時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる光受信装置のフレーム処理部の構成を示すブロック図である。図７において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置１００の論理制御部２１０は、１ビット遅延回路７１０を備えている。

１ビット遅延回路７１０は、制御部２５０の制御によって、並列変換部１４０から出力された並列データ（Ｄａｔａ ｉｎ）を１ビット遅延させて論理反転回路２１１へ出力する。１ビット遅延回路７１０は、並列変換部１４０から出力される１６並列のデータのそれぞれに対応した１６個のセレクタ（ＳＥＬ）と、１ビット遅延部７１０ａ（Ｄ）と、セレクタ制御部７１０ｂ（ＳＥＬ ｃｏｎｔ．）と、を備えている。

セレクタ制御部７１０ｂの設定値を「０」から「１」に変更すると、１６個のセレクタの経路が図の点線のように切り替わり、１番目のデータ，２番目のデータ，…，１５番目のデータがそれぞれ２番目のデータ，３番目のデータ，…，１６番目のデータとして出力され、１６番目のデータが１ビット遅延部７１０ａによって１ビット遅延して１番目のデータとして出力される。

図８は、並列変換部から出力される電気信号の論理状態を示す図である。図８において、図３に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図８において、表８１０は、並列変換部１４０から並列データが１ビット遅延なしで出力された場合の並列信号の論理状態を示す表である。表８２０は、並列変換部１４０から並列データが１ビット遅延して出力された場合の並列信号の論理状態を示す表である。

表８１０および表８２０の横方向の項目（奇数ｃｈ．）は、並列変換部１４０から出力された奇数番目のデータが、正転Ｑｋ信号、反転Ｑｋ信号、反転Ｉｋ信号および正転Ｉｋ信号のいずれであるかを示している。表８１０および表８２０の縦方向の項目（偶数ｃｈ．）は、並列変換部１４０から出力された偶数番目のデータが、正転Ｑｋ信号、反転Ｑｋ信号、反転Ｉｋ信号および正転Ｉｋ信号のいずれであるかを示している。

このように、並列変換部１４０から出力される並列データが１ビット遅延している場合を考慮すると、並列変換部１４０から出力される並列データの論理状態は表８１０および表８２０に示す３２通りとなる。制御部２５０および論理状態識別回路２４０は、並列変換部１４０から出力された並列データの論理状態が表８１０および表８２０の３２通りの論理状態のいずれであるかを識別する。

図９は、実施の形態２にかかる光受信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。図９において、図４に示した項目と同様の項目については説明を省略する。第３列目〜第７列目は、並列変換部１４０から出力される並列データが１ビット遅延していない状態（遅延状態（１））である場合の各比較パターンに対応付けられた論理状態制御の設定値を示している。

第８列目〜第１２列目は、並列変換部１４０から出力される並列データが１ビット遅延している状態（遅延状態（２））である場合の各比較パターンに対応付けられた論理状態制御の設定値を示している。第３列目（１Ｄ）は、遅延状態が（１）の場合の１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を示している。第８列目は、遅延状態が（２）の場合の１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を示している。

たとえば、フレーム同期ビットが比較パターン３（項番Ｐ＝３）と一致し、遅延状態が（１）である場合、論理反転回路２１１の偶数チャネル設定部２１１ｂと、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａと、の設定値を「０」から「１」へ設定変更させる必要がある。

一方、フレーム同期ビットが比較パターン３（項番Ｐ＝３）と一致し、遅延状態が（２）である場合、１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂと、論理反転回路２１１の偶数チャネル設定部２１１ｂと、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａと、の設定値を「０」から「１」へ設定変更させる必要がある。

図１０は、実施の形態２にかかる光受信装置の初期設定動作を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、制御部２５０が、論理反転回路２１１、ビットスワップ回路２１１や１ビット遅延回路７１０を用いる論理状態制御をリセットし、かつ、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰを１に設定する（ステップＳ１００１）。つぎに、論理状態識別回路２４０が、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットと制御部２５０から出力された比較パターンＰとが一致するか否かを判断する（ステップＳ１００２）。

ステップＳ１００２において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致しなかった場合（ステップＳ１００２：Ｎｏ）、制御部２５０が、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰをＰ＋１に設定する（ステップＳ１００３）。ここで、ステップＳ５０３において、比較パターンＰが図４に示す項番の最大値であるＰ＝１６を超えた場合は、Ｐ＝１を設定する。つぎに、ステップＳ１００２に戻って処理を続行する。

ステップＳ１００２において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致した場合（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰの遅延状態（１）に対応した設定値（図９参照）に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１００４）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１００５）。

ステップＳ１００５において、フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させ（ステップＳ１００６）、一連の初期設定動作を終了する。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、制御部２５０が、比較パターンＰの遅延状態（２）に対応した設定値に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１００７）。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１００８）。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１００８：Ｎｏ）、前記ステップＳ１００７で設定した論理状態制御を一端リセットした後に（ステップＳ１００９）、ステップＳ１００３へ移行して処理を続行する。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１００８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１００６へ移行して処理を続行する。

図１１は、実施の形態２にかかる光受信装置の障害からの復旧動作を示すフローチャートである。システム障害などでフレーム同期回路２２０によるフレーム同期が外れた場合、図１１に示すように、まず、制御部２５０が、記憶部２６０に記憶された比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を読み出す（ステップＳ１１０１）。

つぎに、制御部２５０が、ステップＳ１１０１によって読み出した論理状態制御の設定値に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１１０２）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１１０３）。

ステップＳ１１０３において、フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１１０３：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させ（ステップＳ１１０４）、一連の復旧動作を終了する。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１１０３：Ｎｏ）、制御部２５０が、１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を反転させる（ステップＳ１１０５）。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０４に移行して処理を続行する。

ステップＳ１１０６において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）、制御部２５０が、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａおよび１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を反転させる（ステップＳ１１０７）。すなわち、ステップＳ１１０２の状態から、ビットスワップ回路２１２のみの設定値を反転させた状態とする。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１１０８）。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０４に移行して処理を続行する。

ステップＳ１１０８において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１１０８：Ｎｏ）、制御部２５０が、１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を反転させる（ステップＳ１１０９）。すなわち、ステップＳ１１０２の状態から、ビットスワップ回路２１２および１ビット遅延回路７１０の設定値を反転させた状態とする。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１１１０）。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０４に移行して処理を続行する。フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１１１０：Ｎｏ）、初期設定動作（図１０参照）を再度行い（ステップＳ１１１１）、一連の復旧動作を終了する。

システム障害が発生しても遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量の制御値は基本的に維持されるため、論理反転回路２１１については記憶部２６０から読み出した設定値が適当な設定値となる。したがって、ステップＳ１１０２において論理反転回路２１１は適切に設定されるため、１ビット遅延回路７１０およびビットスワップ回路２１２の設定値の組み合わせを変更する。

ここでは、１ビット遅延回路７１０（ステップＳ１１０５）、ビットスワップ回路２１２（ステップＳ１１０７）、１ビット遅延回路７１０およびビットスワップ回路２１２（ステップＳ１１０９）の順に設定値を変更する。ただし、これらの設定値を変更する順番はこれに限られない。

また、ステップＳ１１１１へ移行した場合、ステップＳ１１０２、ステップＳ１１０５およびステップＳ１１０９において用いた論理状態の設定値は、それぞれステップＳ１１０３、ステップＳ１１０６およびステップＳ１１１０によって適切でないことが判明しているため、ステップＳ１１１１において設定する比較パターンＰを限定することができる。

たとえば、ステップＳ１１０２における設定値に対応する比較パターンＰが３の遅延状態（１）であった場合、ステップＳ１１０５における設定値に対応する比較パターンＰは３の遅延状態（２）となる。また、ステップＳ１１０７における設定値に対応する比較パターンＰは１４の遅延状態（１）となる。また、ステップＳ１１０９における設定値に対応する比較パターンＰは１４の遅延状態（２）となる。

このため、ステップＳ１１１１において、比較パターンＰから３の遅延状態（１）、３の遅延状態（２）、１４の遅延状態（１）および１４の遅延状態（２）を比較対象から除外してもよい。これにより、ステップＳ１１１１によってフレーム同期が確立されるまでの時間を短縮することができる。

また、これらの比較パターンを比較対象から除外するのではなく、これらの比較パターンを比較する優先順位を下げる構成としてもよい。これにより、フレーム同期が確立されるまでの時間を短縮しつつ、遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量が変化した場合にも適切な論理状態の制御を行うことができる。

このように、実施の形態２にかかる光受信装置１００によれば、上述した実施の形態１にかかる光受信装置１００の効果を奏するとともに、再生・多重化部１３０および並列変換部１４０によるクロック位相の関係により並列データの１ビット遅延が発生しても、１ビット遅延回路７１０による１ビット遅延処理を行うことによって並列データを所望の論理状態に制御することができる。

（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。図１２において、図１または２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。光通信装置１２００は、たとえば４３Ｇｂ／ｓのＤＱＰＳＫ方式で変調された信号光を受信して復調し、４３Ｇｂ／ｓのＤＱＰＳＫ方式で変調した信号光を送信する光通信装置である。

図１２に示すように、実施の形態３にかかる光通信装置１２００は、実施の形態１または２にかかる光受信装置１００の構成に加えて、信号入出力部１２１０と、プリコーダ１２２０（ｐｒｅｃｏｄｅｒ）と、光送信部１２３０と、光スイッチ１２４０と、光スイッチ１２５０と、を備えている。

フレーム処理回路２３０は、フレーム処理した並列データを信号入出力部１２１０へ出力する。また、フレーム処理回路２３０は、信号入出力部１２１０から出力されたデータを波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に対応したＯＴＮやＳＤＨ／ＳＯＮＥＴなどのフレームに格納するマッピング処理を行う。フレーム処理回路２３０は、マッピング処理を行ったデータをプリコーダ１２２０へ出力する。

信号入出力部１２１０は、フレーム処理回路２３０から出力された並列データをクライアント側へ出力する。また、信号入出力部１２１０は、クライアント側から出力された２．７Ｇｂ／ｓ×１６の並列データをフレーム処理回路２３０へ出力する。プリコーダ１２２０は、フレーム処理回路２３０から出力された並列データを、ＤＱＰＳＫ方式の変調に対応した所定の論理にしたがって符号化して光送信部１２３０へ出力する。

光送信部１２３０は、直列変換部１２３１（ＳＥＲ）と、多重分離部１２３２（１：２ＤＭＵＸ）と、位相変調部１２３３と、強度変調器１２３９と、を備えている。直列変換部１２３１は、プリコーダ１２２０から出力された２．７Ｇｂ／ｓ×１６の並列データを４３Ｇｂ／ｓの直列データに直列変換して多重分離部１２３２へ出力する。ここで、並列データとして２．７Ｇｂ／ｓ×１６の場合を示しているが、並列データの並列数に関してはこの限りではない。

多重分離部１２３２は、直列変換部１２３１から出力された４３Ｇｂ／ｓの直列データを２１．５Ｇｂ／ｓの信号ηｋと２１．５Ｇｂ／ｓの信号ρｋとに多重分離する。多重分離部１２３２は、多重分離した信号ηｋおよび信号ρｋを位相変調部１２３３へ出力する（Ｄａｔａ ηｋ，Ｄａｔａ ρｋ）。

位相変調部１２３３は、光源１２３４と、分波部１２３５と、位相変調器１２３６ａと、位相変調器１２３６ｂと、π／２位相シフタ部１２３７と、合波部１２３８と、を備えている。光源１２３４は、連続光を分波部１２３５へ出力する。分波部１２３５は、光源１２３４から出力された連続光を分波して位相変調器１２３６ａおよび位相変調器１２３６ｂへ出力する。

位相変調器１２３６ａは、分波部１２３５から出力された連続光に対して多重分離部１２３２から出力されたηｋ信号に応じた位相変調を行い、合波部１２３８へ出力する。位相変調器１２３６ｂは、分波部１２３５から出力された連続光に対して多重分離部１２３２から出力されたρｋ信号に応じた位相変調を行い、π／２位相シフタ部１２３７へ出力する。

位相変調器１２３６ａおよび位相変調器１２３６ｂは、たとえばマッハツェンダ型干渉計である。π／２位相シフタ部１２３７は、位相変調器１２３６ｂから出力された信号光をπ／２または−π／２だけ移相して合波部１２３８へ出力する。合波部１２３８は、位相変調器１２３６ａから出力された信号光とπ／２位相シフタ部１２３７から出力された信号光とを合波して強度変調器１２３９へ出力する。

強度変調器１２３９は、位相変調部１２３３から出力された信号光を強度変調し、ＩＭ信号光に変換し光スイッチ１２４０へ出力する。強度変調器１２３９は、たとえばマッハツェンダ型干渉計である。強度変調器１２３９は、２１．５ＧＨｚのクロック（ｃｌｏｃｋ）を用いて強度変調を行う。

光スイッチ１２４０は、光送信部１２３０の強度変調器１２３９から出力された信号光の経路切替を行う。具体的には、光スイッチ１２４０は、強度変調器１２３９から出力された信号光を光スイッチ１２５０へ出力する第１経路（図の点線）と、強度変調器１２３９から出力された信号光を他の通信装置へ送信する第２経路（図の実線）と、の切替を行う。ここで光スイッチ１２４０を１入力２出力の光カプラで置き換えてもよい。

光スイッチ１２５０は、光受信装置１００の分波部１１１へ出力する信号光の経路切替を行う。具体的には、光スイッチ１２５０は、光スイッチ１２４０から出力された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する第１経路（図の点線）と、他の通信装置から送信された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する第２経路（図の実線）と、の切替を行う。

この構成により、光通信装置１２００は、光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０をそれぞれ第１経路に切り替えることで、光送信部１２３０によって変調された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する。また、光通信装置１２００は、光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０をそれぞれ第２経路に切り替えることで、変調した信号光を他の通信装置へ送信し、他の通信装置から送信された信号光を受信する。

これにより、制御部２５０は、論理状態制御をリセットし光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０をそれぞれ第１経路に切り替え、自装置が変調して出力した信号光を入力して復調することで、他の光通信装置から信号光が送信されていない場合でも論理制御部２１０の制御を行うことができる。

フレーム処理部１５０へ出力される信号光の論理反転状態は、自装置の遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂの移相量の設定値によって決まる。したがって、他の通信装置からの信号光を受信する前に判定した信号光の論理反転状態は、他の通信装置からの信号光を受信する後でも変化しない。

制御部２５０は、他の通信装置からの信号光を受信する前に論理反転状態を判定しておく。そして、制御部２５０は、他の光通信装置から信号光を受信しながら信号光の論理状態を識別する際には、論理反転回路２１１の設定値を変更する比較パターンを比較対象から除外する。これにより、論理状態を識別してフレーム同期を確立するまでの時間を短縮することができる。

なお、光スイッチ１２４０から出力された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する手段として光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０を用いる構成について説明したが、光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０ではなく、光カプラなどの分岐手段を用いる構成としてもよい。

このように、実施の形態３にかかる光通信装置１２００によれば、上述した各実施の形態にかかる光受信装置１００の効果を奏するとともに、他の光通信装置から信号光が送信されていない場合でも論理制御部２１０の制御を行うことができる。このため、他の光通信装置から信号光を受信しながらフレーム同期を確立するまでの時間を短縮することができる。このため、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態４）
図１３は、実施の形態４にかかる光通信システムの構成を示すブロック図である。図１３において、図１２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、実施の形態４にかかる光通信システム１３００は、対向する２つの光通信装置１３１０と、伝送路１３２０と、から構成されている。

対向する２つの光通信装置１３１０は、実施の形態３にかかる光通信装置１２００の構成に加えて、ＳＶ信号送信部１３１１と、多重化部１３１２と、多重分離部１３１３と、ＳＶ信号受信部１３１４と、をそれぞれ備えている。光通信装置１２００は、送信する信号光（以下、「データ信号光」という）を多重化部１３１２へ出力する。また、光通信装置１２００は、多重分離部１３１３から出力されたデータ信号光を受信する。

ＳＶ信号送信部１３１１は、記憶部２６０に記憶された識別結果の情報をＳＶ（ＳｕｐｅｒＶｉｓｏｒｙ）信号光に変換して多重化部１３１２へ出力する。多重化部１３１２は、光通信装置１２００から出力されたデータ信号光と、ＳＶ信号送信部１３１１から出力されたＳＶ信号光と、を多重化する。多重化部１３１２は、多重化した信号光を対向する光通信装置１３１０へ伝送路１３２０を介して送信する。

多重分離部１３１３は、対向する光通信装置１３１０から送信された信号光を、データ信号光とＳＶ信号光とに多重分離する。多重分離部１３１３は、多重分離したデータ信号光を光通信装置１２００へ出力し、多重分離したＳＶ信号光をＳＶ信号受信部１３１４へ出力する。ＳＶ信号受信部１３１４は、多重分離部１３１３から出力されたＳＶ信号光を識別結果の情報に変換して記憶部２６０に記憶する。

この構成により、光通信装置１３１０は、対向する光通信装置１３１０が識別した論理状態の情報を取得することができる。フレーム処理部１５０へ出力される信号光のビットスワップ状態は、対向する光通信装置１３１０のπ／２位相シフタ部１２３７の移相量の設定値によって決まる。制御部２５０は、対向する光通信装置１３１０から取得した論理状態の情報のうち、ビットスワップ状態の情報を用いてビットスワップ回路２１２の設定を行う。

そして、制御部２５０は、対向する光通信装置１３１０から信号光を受信しながら信号光の論理状態を識別する際には、ビットスワップ回路２１２の設定値を変更する比較パターンを比較対象から除外する。これにより、論理状態を識別してフレーム同期を確立するまでの時間を短縮することができる。

なお、ＳＶ信号送信部１３１１は、記憶部２６０に記憶された識別結果の情報のうち、ビットスワップ状態の識別結果のみを対向する光通信装置１３１０へ送信する構成としてもよい。これにより、ＳＶ信号光の通信量を低減することができる。また、ＳＶ信号送信部１３１１は、識別結果の情報を送信するのではなく、識別結果に対応付けられた論理状態の設定値の情報を送信する構成としてもよい。

また、２つの光通信装置１３１０のうち、一方のみがＳＶ信号送信部１３１１を備え、他方のみがＳＶ信号受信部１３１４を備える構成としてもよい。この場合でも、ＳＶ信号受信部１３１４を備えた光通信装置１３１０は、ＳＶ信号送信部１３１１を備えた光通信装置１３１０からＳＶ信号光を受信し、受信した論理状態の情報に基づいて論理状態の制御を行うことができる。

図１４は、実施の形態４にかかる光通信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。図１４において、図９に示した項目と同様の項目については説明を省略する。実施の形態４にかかる光通信装置１３１０は、図１４に示すようなパターンテーブルを備えている。第１３列目（送信側，位相変調部）は、各比較パターンに対応付けられた、光送信部１２３０の位相変調部１２３３のπ／２位相シフタ部１２３７（図１２参照）における移相量の設定値を示している。

第１４列目（受信側，Ｉ−ａｒｍ）は、各比較パターンに対応付けられた、光受信装置１００の遅延干渉計１１２ａ（図１参照）における移相量の設定値を示している。第１５列目（受信側，Ｑ−ａｒｍ）は、各比較パターンに対応付けられた、光受信装置１００の遅延干渉計１１２ｂ（図１参照）における移相量の設定値を示している。

たとえば、フレーム同期ビットが比較パターン３（項番Ｐ＝３）と一致した場合、制御部２５０は、論理反転回路２１１の偶数チャネル設定部２１１ｂと、ビットスワップ回路２１２の切換制御部２１２ａと、の設定値を「１」に設定する。それとともに、ＳＶ信号送信部１３１１は、自装置の移相部シフタ１２３７における移相量の設定値が＋π／２となっている旨の情報を対向する光通信装置１３１０へ送信する。

図１５は、実施の形態４にかかる光通信装置の動作を示すフローチャートである。図１５に示すように、まず、光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０が、光送信部１２３０から出力された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する第１経路（図１２参照）への切替を行う（ステップＳ１５０１）。

つぎに、制御部２５０が、論理反転回路２１１、ビットスワップ回路２１２や１ビット遅延回路７１０を用いる論理状態制御をリセットし、かつ、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰを１に設定する（ステップＳ１５０２）。つぎに、論理状態識別回路２４０が、論理制御部２１０から出力された並列データに含まれるフレーム同期ビットと制御部２５０から出力された比較パターンＰとが一致するか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。

ステップＳ１５０３において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致しなかった場合（ステップＳ１５０３：Ｎｏ）、制御部２５０が、論理状態識別回路２４０へ出力する比較パターンＰをＰ＋１に設定する（ステップＳ１５０４）。ここで、ステップＳ１５０４において、比較パターンＰが図１４に示す項番の最大値であるＰ＝１６を超えた場合は、Ｐ＝１を設定する。つぎに、ステップＳ１５０３へ移行して処理を続行する。

ステップＳ１５０３において、フレーム同期ビットと比較パターンＰとが一致した場合（ステップＳ１５０３：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰの遅延状態（１）に対応した設定値（図１４参照）に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１５０５）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１５０６）。

ステップＳ１５０６において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１５０６：Ｎｏ）、制御部２５０が、比較パターンＰの遅延状態（２）に対応した設定値に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１５０７）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１５０８）。

ステップＳ１５０８において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１５０８：Ｎｏ）、前記ステップＳ１５０７で設定した論理状態制御を一端リセットした後に（ステップＳ１５１８）、ステップＳ１５０４へ移行して処理を続行する。ステップＳ１５０６においてフレーム同期が確立している場合（ステップＳ１５０６：Ｙｅｓ）およびステップＳ１５０８においてフレーム同期が確立している場合（ステップＳ１５０８：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させる（ステップＳ１５０９）。

つぎに、光スイッチ１２４０および光スイッチ１２５０が、光送信部１２３０から出力された信号光を対向する光通信装置１３１０へ送信し、対向する光通信装置１３１０から送信された信号光を光受信装置１００の分波部１１１へ出力する第２経路（図１２参照）への切替を行う（ステップＳ１５１０）。

つぎに、ＳＶ信号送信部１３１１が、ステップＳ１５０９によって記憶された比較パターンＰ（図１４参照）の情報を、対向する光通信装置１３１０へ送信する（ステップＳ１５１１）。つぎに、ＳＶ信号受信部１３１４が、対向する光通信装置１３１０において識別された比較パターンＰの情報を対向する光通信装置１３１０から受信する（ステップＳ１５１２）。

つぎに、制御部２５０が、ステップＳ１５０９によって記憶部２６０に記憶された比較パターンＰ（記憶情報）に対応付けられた遅延干渉計１１２ａおよび遅延干渉計１１２ｂにおける移相量の設定値と、ステップＳ１５１２によって受信した対向する光通信装置１３１０において受信した比較パターンＰ（受信情報）に対応付けられたπ／２位相シフタ部１２３７における移相量の設定値と、に基づいて論理状態の制御を行う（ステップＳ１５１３）。

つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１５１４）。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１５１４：Ｙｅｓ）、制御部２５０が、比較パターンＰおよび論理状態制御の設定値を記憶部２６０に記憶させ（ステップＳ１５１５）、一連の処理を終了する。

ステップＳ１５１４において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１５１４：Ｎｏ）、制御部２５０が、１ビット遅延回路７１０のセレクタ制御部７１０ｂの設定値を反転させる（ステップＳ１５１６）。つぎに、フレーム同期回路２２０が、論理制御部２１０から出力された並列データのフレーム同期が確立しているか否かを判断する（ステップＳ１５１７）。

ステップＳ１５１７において、フレーム同期が確立していない場合（ステップＳ１５１７：Ｎｏ）、前記ステップＳ１５１３で設定した論理状態制御を一端リセットした後に（ステップＳ１５１９）、ステップＳ１５０４に移行して処理を続行する。フレーム同期が確立している場合（ステップＳ１５１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５１５へ移行して処理を続行する。

このように、実施の形態４にかかる光通信システム１３００によれば、上述した各実施の形態にかかる光受信装置１００，光通信装置１２００の効果を奏するとともに、光通信装置１３１０は、対向する光通信装置１３１０から受信した論理状態の情報を用いて論理状態の制御を行うことができる。これにより、対向する光通信装置１３１０から信号光を受信しながらフレーム同期を確立するまでの時間を短縮することができる。このため、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができる。

以上説明したように、この発明にかかる光受信装置、光通信装置および光受信方法によれば、障害発生時に、記憶しておいた論理状態の情報を用いて論理状態の制御を行うことで、フレーム同期確立までの時間を短縮することができる。また、ビットスワップ回路２１２または１ビット遅延回路７１０の設定を優先して変更することで、フレーム同期確立までの時間を短縮することができる。

また、障害発生時に電気信号の論理状態を再度識別する場合にも、比較パターンを限定して論理状態を識別することで効率的に論理状態を識別し、フレーム同期確立までの時間を短縮することができる。このため、障害発生時に障害から復旧するまでの時間を短縮することができる。

なお、この発明にかかる光受信装置、光通信装置および光受信方法は、障害発生時に限らず、意図的な信号光の入力断など、フレーム同期が外れて再度フレーム同期を確立する場合に利用することができる。

（付記１）差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信装置において、
受信した前記信号光の同相信号および直交信号をそれぞれ電気信号に変換する遅延干渉計および光電変換素子を含む復調手段と、
前記復調手段によって変換された電気信号の論理状態を識別する識別手段と、
前記識別手段による識別結果を用いて前記電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する論理制御手段と、
前記識別手段による識別結果に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、
前記論理制御手段は、前記記憶手段によって記憶された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする光受信装置。

（付記２）前記論理制御手段によって論理状態を制御された電気信号のフレーム同期を確立する同期手段をさらに備え、
前記記憶手段は、前記同期手段によって前記フレーム同期が確立されたときの前記識別結果に関する情報を記憶することを特徴とする付記１に記載の光受信装置。

（付記３）前記論理制御手段は、前記同期手段によるフレーム同期が外れた場合に前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を変更することを特徴とする付記２に記載の光受信装置。

（付記４）前記論理制御手段は、前記電気信号の論理反転を行う論理反転回路と、前記電気信号のビットスワップを行うビットスワップ回路と、前記論理反転回路およびビットスワップ回路を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶された識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御した後に前記フレーム同期が確立しない場合、前記ビットスワップ回路の設定を優先変更することを特徴とする付記２または３に記載の光受信装置。

（付記５）前記論理制御手段は、前記電気信号の論理反転を行う論理反転回路と、前記電気信号のビットスワップを行うビットスワップ回路と、前記電気信号を１ビット遅延を行う１ビット遅延回路と、前記論理反転回路、ビットスワップ回路および１ビット遅延回路を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶された識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を変更後に前記フレーム同期が確立しない場合、前記ビットスワップ回路および１ビット遅延回路の少なくとも一方の設定を優先変更することを特徴とする付記２または３に記載の光受信装置。

（付記６）前記識別手段は、前記優先変更の後に前記フレーム同期が確立しない場合、前記電気信号の論理状態を再度識別し、
前記論理制御手段は、前記識別手段による再識別結果を用いて前記論理状態を変更することを特徴とする付記４または５に記載の光受信装置。

（付記７）前記識別手段は、前記電気信号に含まれるフレーム同期ビットに基づいて前記論理状態のパターンを識別することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記８）前記論理状態の各パターンと前記論理状態の制御の設定値が対応付けられたパターンテーブルを備え、
前記論理制御手段は、前記識別手段によって識別された前記論理状態のパターンに前記パターンテーブルにおいて対応付けられた設定値を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする付記７に記載の光受信装置。

（付記９）付記１〜８のいずれか一つに記載の光受信装置と、
２台の位相変調器と１台のπ／２位相シフタを用いて差動四位相変調方式で変調した信号光を送信する光送信装置と、
前記光送信装置が変調した信号光を前記光受信装置へ出力して受信させる出力手段と、
を備えることを特徴とする光通信装置。

（付記１０）前記出力手段は、前記光送信装置が変調した信号光を前記光受信装置へ出力して受信させる第１経路と、前記光送信装置が変調した信号光を他の光通信装置へ送信する第２経路と、の切替を行う光スイッチであることを特徴とする付記９に記載の光通信装置。

（付記１１）前記出力手段によって出力された信号光に対する前記識別手段による識別結果に関する情報を送信する送信手段をさらに備えることを特徴とする付記９または１０に記載の光通信装置。

（付記１２）前記識別結果と前記光送信装置のπ／２位相シフタの状態とが対応付けられたパターンテーブルを備え、
前記送信手段は、前記識別結果に関する情報として、前記光送信装置のπ／２位相シフタの状態の情報を送信することを特徴とする付記１１に記載の光通信装置。

（付記１３）付記１２に記載の光通信装置から送信された前記識別結果に関する情報を受信する受信手段をさらに備え、
前記論理制御手段は、前記受信手段によって受信された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする付記９〜１２のいずれか一つに記載の光通信装置。

（付記１４）差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信方法において、
受信した前記信号光の同相信号および直交信号を遅延干渉計および光電変換素子によってそれぞれ電気信号に変換する復調工程と、
前記復調工程によって変換された電気信号の論理状態を識別する識別工程と、
前記識別工程による識別結果を用いて前記電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する論理制御工程と、
前記識別工程による識別結果に関する情報を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によって記憶された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御する第２論理制御工程と、
を含むことを特徴とする光受信方法。

以上のように、この発明にかかる光受信装置、光通信装置および光受信方法は、差動四位相変調方式で変調された信号光の受信に有用であり、特に、障害発生からの高速な復旧が求められる場合に適している。

実施の形態１にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる光受信装置のフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 復調部から出力される電気信号の論理状態を示す図である。 実施の形態１にかかる光受信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。 実施の形態１にかかる光受信装置の初期設定動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる光受信装置の障害からの復旧動作を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる光受信装置のフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 並列変換部から出力される電気信号の論理状態を示す図である。 実施の形態２にかかる光受信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。 実施の形態２にかかる光受信装置の初期設定動作を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる光受信装置の障害からの復旧動作を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる光通信システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる光通信装置が備えるパターンテーブルを示す図である。 実施の形態４にかかる光通信装置の動作を示すフローチャートである。 従来の光通信システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 光受信装置
１１０ 復調部
１１１，１２３５ 分波部
１１２ａ，１１２ｂ 遅延干渉計
１１３ａ，１１３ｂ 光電変換素子
１２０ａ，１２０ｂ 増幅部
１３０ 再生・多重化部
１４０ 並列変換部
１５０ フレーム処理部
２１０ 論理制御部
２１１ 論理反転回路
２１２ ビットスワップ回路
７１０ １ビット遅延回路
１２００，１３１０ 光通信装置
１２３０ 光送信部
１２３１ 直列変換部
１２３２ 多重分離部
１２３３ 位相変調部
１２３４ 光源
１２３６ａ，１２３６ｂ 位相変調器
１２３７ π／２位相シフタ移相部
１２３８ 合波部
１２３９ 強度変調器
１２４０，１２５０ 光スイッチ
１３００ 光通信システム

Claims (10)

1. 差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信装置において、
   受信した前記信号光の同相信号および直交信号をそれぞれ電気信号に変換する遅延干渉計および光電変換素子を含む復調手段と、
   前記復調手段によって変換された電気信号の論理状態を識別する識別手段と、
   前記識別手段による識別結果を用いて前記電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する論理制御手段と、
   前記識別手段による識別結果に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、
   前記論理制御手段は、前記記憶手段によって記憶された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする光受信装置。
2. 前記論理制御手段によって論理状態を制御された電気信号のフレーム同期を確立する同期手段をさらに備え、
   前記記憶手段は、前記同期手段によって前記フレーム同期が確立されたときの前記識別結果に関する情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
3. 前記論理制御手段は、前記同期手段によるフレーム同期が外れた場合に前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を変更することを特徴とする請求項２に記載の光受信装置。
4. 前記論理制御手段は、前記電気信号の論理反転を行う論理反転回路と、前記電気信号のビットスワップを行うビットスワップ回路と、前記論理反転回路およびビットスワップ回路を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶された識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御した後に前記フレーム同期が確立しない場合、前記ビットスワップ回路の設定を優先変更することを特徴とする請求項２または３に記載の光受信装置。
5. 前記識別手段は、前記電気信号に含まれるフレーム同期ビットに基づいて前記論理状態のパターンを識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光受信装置。
6. 前記論理状態の各パターンと前記論理状態の制御の設定値が対応付けられたパターンテーブルを備え、
   前記論理制御手段は、前記識別手段によって識別された前記論理状態のパターンに前記パターンテーブルにおいて対応付けられた設定値を用いて前記論理状態を制御することを特徴とする請求項５に記載の光受信装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の光受信装置と、
   ２台の位相変調器と１台のπ／２位相シフタを用いて差動四位相変調方式で変調した信号光を送信する光送信装置と、
   前記光送信装置が変調した信号光を前記光受信装置へ出力して受信させる出力手段と、
   を備えることを特徴とする光通信装置。
8. 前記出力手段によって出力された信号光に対する前記識別手段による識別結果に関する情報を送信する送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光通信装置。
9. 前記識別結果と前記光送信装置のπ／２位相シフタの状態とが対応付けられたパターンテーブルを備え、
   前記送信手段は、前記識別結果に関する情報として、前記光送信装置のπ／２位相シフタの状態の情報を送信することを特徴とする請求項８に記載の光通信装置。
10. 差動四位相変調方式で変調された信号光を復調する光受信方法において、
    受信した前記信号光の同相信号および直交信号を遅延干渉計および光電変換素子によってそれぞれ電気信号に変換する復調工程と、
    前記復調工程によって変換された電気信号の論理状態を識別する識別工程と、
    前記識別工程による識別結果を用いて前記電気信号の論理状態を所望の論理状態に制御する論理制御工程と、
    前記識別工程による識別結果に関する情報を記憶する記憶工程と、
    前記記憶工程によって記憶された前記識別結果に関する情報を用いて前記論理状態を制御する第２論理制御工程と、
    を含むことを特徴とする光受信方法。

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