JP2010278528A - 電気分散補償回路制御方法および光受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】高速な偏波変動があっても偏波分散によるＢＥＲ劣化を一定値以下に抑え、かつ、伝送経路の変更や温度等の環境パラメータの変動にも対応することが可能な光受信機を提供する。
【解決手段】光電変換器１１にて光電変換した電気信号をＮ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧の制御により分散補償して出力するフィードフォワード型の電気分散補償回路１２を備えた光受信機１０において、制御回路１５は、一定時間間隔が経過した時点ごとに、所定の環境パラメータの変化が、設定閾値を超えたか否かを確認し、該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値と、あらかじめ備えた制御テーブルもしくは制御式とにより、Ｎ個のタップ電圧を求めて設定する。前記環境パラメータは、光電変換器１１および電気分散補償回路１２のモジュール温度、動作時間、光電変換器１１における光入力強度、光受信機１０が接続される伝送経路のうち、１ないし複数からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気分散補償回路制御方法および光受信機に関し、特に、伝送されてきた光信号の乱れた波形を整形する光受信機における電気分散補償回路の制御方法の分野に属する。

近年、ブロードバンドアクセス技術の普及に伴い、基幹系の光通信ネットワークにおいても、伝送容量の増大が強く求められ、波長多重伝送によって大容量の伝送が行われている。

そこで、更なる伝送容量の増大のために、１波長当たりの伝送速度も増大する傾向にあり、最近では、１波長当たり４０Ｇｂｉｔ／ｓという高速の伝送速度も用いられるようになってきている。

このように、１波長当たりの伝送速度が増大するにつれ、光ファイバ中を伝播するパルスが次第に広がる分散の影響がより大きくなるために、長距離の光伝送が困難になるという状況が生じている。

光ファイバアンプの利用により、光強度の減衰については、電気に変換することなく、光信号のまま増幅を行って伝送距離を延伸することができるが、分散によって波形が歪んでくると、如何に光強度を増幅しても、光受信機において信号を正しく再生することができなくなる。

かくのごとき問題を解決するために、例えば、非特許文献１の中村 誠らによる“４０Ｇ光伝送用電気分散補償ＩＣ”（電子情報通信学会 ＢＳ−７−７）に記載されているような分散補償法が用いられる。

分散補償法には、一般に、光信号のまま補償する光学的な方法と、光信号を電気信号に変換した後に補償を行う電気的な方法との二つに大別することができる。光学的な方法では補償量が大きいという利点があるが、電気的な方法の場合は、前記特許文献１に記載されているように、小型・低価格が可能であり、かつ、光学的な方法と比較して、光信号に対する補償をより速く行うことができるという利点がある。したがって、最近では、光信号を電気信号に変換した後において、電気的に補償を行う方法が主流になりつつある。

また、分散のうちでも、偏波分散は、時間的に高速で変動することが知られている。これは、特に長距離を伝送する際に、光ファイバの温度変動などによって高速で偏波の状態が変化し、これに伴って偏波分散も変動するためである。高速に変動する偏波分散に対応して、出力波形の特性を最適化するために、一般に、分散補償の結果として得られた出力波形やＢＥＲ (Bit Error Rate：ビットエラー率)に関する情報を逐次フィードバックして、補償用のパラメータを最適化するという適応タップ型の分散補償方法が用いられる場合がある。機械的な動作が必要な光学的方法と比較すると、電気的な方法を用いる電気分散補償(ＥＤＣ：Electronic Dispersion Compensation)技術においては、より高速に偏波分散の状況に応じた適応タップ型の補償を行うことができるからである。

電気分散補償の回路構成としては、主に、以下の３種類の回路構成が用いられている。すなわち、ＦＦ（Feed Forward：フィードフォワード）型、ＤＦ（Decision Feedback：判定帰還）型、ＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation：最尤系列推定法）型の３種類である。このうち、前２者は、アナログ電気分散補償回路であり、最後のＭＬＳＥ型は、デジタル電気分散補償回路である。

なかでも、フィードフォワード型の電気分散補償回路は、構成が比較的容易であることのみならず、各種のＩＳＩ（Inter-Symbol Interference：符号間干渉）の中でも、或るビットの波形が後ろのビットに影響を与えているＩＳＩについてのみ等化し、それ以外については等化することができないという判定帰還型の電気分散補償回路とは異なり、ビットの前・後ろの両方の信号のＩＳＩを等化することができる。また、最尤系列推定法型の電気分散補償回路では、一般に、信号のビット伝送速度の２倍程度以上のサンプリング速度のＡ／Ｄ変換器が必要になり、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速の信号を取り扱うためには、精度や消費電力の面から、まだ実用上の困難が伴う点が多い技術である。これに対して、フィードフォワード型の電気分散等化回路は、高速信号に対しても、実用性が高く、現状でも最も広く用いられている。

フィードフォワード型の電気分散等化回路は、外部からのＮ個のタップ電圧を入力するためのＮタップ（Ｎ：正整数）付きの回路構成とされていて、入力されてくる入力信号を、あらかじめ定めた一定の遅延時間ずつ順次遅延させる（Ｎ−１）個の遅延回路と、該入力信号および遅延回路で順次遅延させた（Ｎ−１）個の遅延信号のそれぞれを外部から入力されたＮ個のタップ電圧それぞれと乗算して重み付けを行うＮ個の乗算回路と、該重み付けされた各信号を重ね合わせるために加算する（Ｎ−１）個の加算回路とから構成されている。Ｎ個のタップ電圧の値を適切に制御することによって、入力信号に含まれる分散を補償して、最適な出力波形を出力することができる。

かくのごときフィードフォワード型の電気分散補償回路のタップ電圧の制御を行う仕組みとして、補償後の出力波形やＢＥＲのモニタ結果を逐次フィードバックする動作を繰り返すことにより、最適な出力波形を得るという前述のような適応タップ型の電気分散補償方法がある。

図４は、適応タップ型の電気分散補償を用いた光受信機の従来技術を説明するためのブロック構成図である。図４において、光受信機１０ａに入力される光信号は、光電変換器１１ａによって電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２ａによって分散補償されることにより波形整形され、（ＣＤＲ／ＤＭＸ＋アイモニタ）１３ａによってデータとして再生して、低速信号に分離され、受信データとして伝送装置２０ａに転送されて、次の伝送経路へと転送される。なお、（ＣＤＲ／ＤＭＸ＋アイモニタ）１３ａは、ＣＤＲがClock and Data Recovery（クロック・データ再生回路）であり、ＤＭＸがDemultiplexer（信号分離装置）であり、アイモニタが出力波形のアイ開口情報をモニタして制御回路１５に出力するものである。

つまり、図４の光受信機においては、電源１４ａから電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２ａに供給されるタップ電圧は、（ＣＤＲ／ＤＭＸ＋アイモニタ）１３ａが出力する出力波形情報（アイ開口情報）を制御回路１５ａへフィードバックすることによって、制御回路１５ａによって出力波形が最適になるように電源１４ａに対して設定される。しかし、このようなフィードバック信号を利用した制御は、複数のタップを変化させて、出力波形が最適になるまで、何回も改善（フィードバック）を繰り返す必要があり、高速化することが難しいという難点がある。

例えば、非特許文献２のBulowらによる“Measurement of the Maximum Speed of PMD Fluctuation in Installed Field Fiber”（ＯＦＣ１９９９，ＷＥ４−１〜ＷＥ４−３）に記載されているように、偏波はｍｓｅｃオーダの高速で分散変動し得ることが知られている。

したがって、前述のようなアイモニタのアイ開口度出力や、ＦＥＣ（Forward Error Correction）素子のエラー率出力等からのフィードバックを用いた適応補償の場合は、図４に示すように、フィードバックを何回も繰り返して最適化を行うことが必要であるため、偏波分散のような高速の変動に追随して適応タップ型の電気分散補償方法を適用することは難しい。

かかる問題を回避する方法として、非特許文献３のE. Yoshidaらによる“Enlargement of PMD tolerance in 43Gbit/s RZ-DQPSK signal using electrical dispersion compensation without adaptive control”（ＥＣＯＣ ２００７）に記載されているように、適応的な補償を行う代わりに、固定的な補償を行うことにより、特性が最悪になる場合のみを救済するという固定タップを用いる方法が提案されている。

図５は、非特許文献３で提案されている固定タップ型の電気分散補償を用いた光受信機の従来技術を説明するためのブロック構成図である。図５において、光受信機１０ｂに入力される光信号は、図４と同様に、光電変換器１１ｂによって電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２ｂによって分散が補償されることにより波形整形され、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery: クロック・データ再生回路)／ＤＭＸ(Demultiplexer:信号分離装置)１３ｂによってデータとして再生して、低速信号に分離され、受信データとして伝送装置２０ｂに転送されて、次の伝送経路へと転送される。

この際、電源１４ｂから電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２ｂに供給されるタップ電圧は、図５の固定タップ方式の場合は、図４の適応タップ型のようにフィードバック信号によって出力波形を最適化するために順次変化させるのではなく、光受信機１０ｂのインストール時点で設定された或る初期値で常に固定されている。

図５のような固定タップ方式の電気分散補償を用いる場合、タップ電圧が固定値であるにも関わらず、特性を改善することができる理由について、例えば、４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Return to Zero Differential Quadrature Phase Shift Keying）伝送システムに適用する電気分散補償回路を例にとって、図６、図７を用いて以降に説明する。

ここで、図６は、４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ伝送システムにおいて電気分散補償回路（ＥＤＣ）の伝送特性を評価する評価系の構成図であり、従来の固定タップ方式の評価を行うために、本発明において用いている評価系を適用することにして、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ送信機からの光信号の偏波をスクランブルさせて平均化した後、ＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）を変化させて、ＤＧＤ耐力を測定するという評価系を示している。

つまり、図６の評価系においては、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ送信機３１から出力する光信号に対して、偏波スクランブラ３２によって偏波をスクランブルさせて平均化することができ、また、ＰＭＤ（Polarization-Mode Dispersion：偏波モード分散）エミュレータ３３によってＤＧＤを変化させることができる。

ＰＭＤエミュレータ３３からの出力は、遅延干渉計３４により４値位相変調の復調を行った後、バランスＯＥコンバータ３５により電気信号に変換され、しかる後に、電気分散補償回路（ＥＤＣ）３６に入力される。最終的に、電気分散補償回路（ＥＤＣ）３６からの出力をＣＤＲ／ＤＭＸ／エラー検出器３７に入力して、ＤＧＤの変化に応じた、それぞれのＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を測定することにより、Ｑ値のＤＧＤ依存性を求めることができる。ここで、Ｑ値は、ＢＥＲと一対一に対応しており、以下の式で記述され、ＢＥＲが低いほどＱ値は大きくなる。

ＢＥＲ＝１／２erfc（ｑ／sqrt（２））
Ｑ（ｄＢ）＝２０logｑ
ただし、erfc：相補誤差関数の積分値
図７は、図５のような固定タップ型の電気分散補償を用いた従来技術のＱ値に対する影響を評価した特性図であり、ＤＧＤ＝０ｐｓの時のＱ値に対して、ＤＧＤを変化させた場合のＱ値の劣化(減少)分を、図６に示した評価系によって評価し、Ｑペナルティとして、各ＤＧＤ（群遅延時間差）の値に対してプロットした特性図である。

図７に示すように、分散量を規定することになるＤＧＤ（群遅延時間差）の値が大きくなればなるほど、Ｑペナルティは大きくなって、出力波形の特性が劣化していく。図７において、電気分散補償回路（ＥＤＣ）がない場合の曲線Ａを参照すると、特にこの傾向が顕著になっている。

一方、電気分散補償回路（ＥＤＣ）がある場合には、図７の曲線Ｂに示すように、この電気分散補償回路（ＥＤＣ）のタップ電圧を或るＤＧＤ（群遅延時間差）の値例えばＤＧＤ＝３０ｐｓにおいて最適化(Ｏｐｔ(３０ｐｓ))すると、ＤＧＤ＝３０ｐｓにおけるＱペナルティを、電気分散補償回路（ＥＤＣ）がない場合と比較して、大幅に改善することができる。しかし、その結果として、ＤＧＤ＜２０ｐｓの領域においては、図７の曲線Ｂに示すように、ＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（３０ｐｓ））の電気分散補償回路（ＥＤＣ）が存在する場合は、曲線Ａに示す電気分散補償回路（ＥＤＣ）がない場合よりも、反って、Ｑペナルティが劣化して、出力波形の特性が悪くなってしまう。

なお、光ファイバの偏波分散量を規定するＤＧＤ(群遅延時間差)の値は、偏波の変動によって時間的に変動しているが、非特許文献４のP.J.Winzerらによる“System Impacts of Digital Electronic Signal Processing”（ＭＴＴ−Ｓ ＩＭＳ ２００６，ＷＭＪ０３）に記載されているように、統計的には、使用する光ファイバによって定まるＤＧＤ(群遅延時間差)の平均値の周辺でＭａｘｗｅｌｌ分布を採ることが知られている。

例えば、或る長さの光ファイバのＤＧＤ(群遅延時間差)の平均値が１０ｐｓであると仮定すれば、殆どの場合、ＤＧＤ(群遅延時間差)は、この平均値の３倍以内である３０ｐｓ以内に抑えられることが分かっている。つまり、設計上、ＤＧＤ≦３０ｐｓの範囲において、必要なレベルまでＢＥＲ（ビットエラー率）を下げることができれば、通常の場合、当該光ファイバを使用して光信号を伝送することが可能になる。必要なレベルは状況によって異なる。例えば、現在の光ファイバ通信では、通常、ＦＥＣ（前方エラー訂正）が採用されているが、最も一般的な７％の冗長度を持つ第二世代のＦＥＣを用いた場合、ＢＥＲが２Ｅ−４以下（Ｑ値で表現すると１１ｄＢ以上）であれば、エラー訂正機能によって、ＢＥＲを１Ｅ−１２まで下げることができる。つまり、ＢＥＲを２Ｅ−４以下に下げさえすれば、伝送に問題は生じない。

伝送システムのシステム設計では、一般に、Ｑ値を伝送可能な範囲に収めるために、種々のペナルティや要因に対してダイナミックレンジの配分が行われる。このダイナミックレンジの配分として、例えば、偏波分散によるＱペナルティへのダイナミックレンジの配分が２ｄＢであった場合、Ｑペナルティを２ｄＢ以下に抑えることが必要になる。

かかる配分の場合においては、前述の光ファイバの例の場合、ＤＧＤ≦３０ｐｓにおいて、Ｑペナルティを２ｄＢ以下に抑えれば良いことになる。しかし、図７を参照すると、電気分散補償回路（ＥＤＣ）なしの場合には、Ｑ値ペナルティが２ｄＢ以下に抑えられる範囲は、０≦ＤＧＤ≦２４ｐｓ程度であり、ＤＧＤ≦３０ｐｓの条件を満たすことはできない。

これに対して、電気分散補償回路（ＥＤＣ）を固定タップ方式として使用した場合であっても、ＤＧＤ＝３０ｐｓにおいて最適化を行った場合（Ｏｐｔ(３０ｐｓ)）、図７の曲線Ｂに示すように、Ｑペナルティは、０＜ＤＧＤ＜２０ｐｓの範囲では、電気分散補償回路（ＥＤＣ）なしの場合と比較して、Ｑ値が０〜１ｄＢ劣化するものの、２ｄＢ以内に抑えられており、また、ＤＧＤ＝３０ｐｓでは、逆に、１ｄＢ程度Ｑペナルティが改善している。

この結果、Ｑペナルティが２ｄＢ以下に抑えられる範囲は、０≦ＤＧＤ≦３０ｐｓの範囲となり、電気分散補償回路（ＥＤＣ）なしの場合の０≦ＤＧＤ≦２４ｐｓと比較して、ＤＧＤ(群遅延時間差)の適用可能範囲を２０％程度拡大することができる。このように、固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）を採用する場合であっても、ＤＧＤ(群遅延時間差)の許容範囲を拡大することができ、光ファイバの距離の延伸を図ることが可能である。

さらに、電気分散補償回路（ＥＤＣ）として、固定タップ方式であるため、偏波変動に追随する必要はなく、高速な偏波変動があっても、ＤＧＤ(群遅延時間差)の変動の範囲が０≦ＤＧＤ≦３０ｐｓの範囲であれば、Ｑペナルティは、例えば所望の２ｄＢ以下に抑えることができる。

中村 誠、伊藤 敏洋："４０Ｇ光伝送用電気分散補償ＩＣ"，電子情報通信学会 ＢＳ−７−７、２００８年春 H.Bulow et al.："Measurement of the Maximum Speed of PMD Fluctuation in Installed Field Fiber"，ＯＦＣ１９９９，ＷＥ４-１〜ＷＥ４−３ E. Yoshida et al.："Enlargement of PMD tolerance in 43Gbit/s RZ-DQPSK signal using electrical dispersion compensation without adaptive control"，ＥＣＯＣ ２００７ ３.１.３,(２００７) P.J.Winzer et al.："System Impacts of Digital Electronic Signal Processing"ＭＴＴ−Ｓ，ＩＭＳ ２００６，ＷＭＪ０３

前述のように、固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）に関する従来技術においては、常に、あらかじめ最適化しようとする値にタップ電圧を固定することにしていた。しかし、電気分散補償回路（ＥＤＣ）前段の光電変換器（ＯＥコンバータ）や電気分散補償回路（ＥＤＣ）自身にも、モジュール温度による特性の変動があり、モジュール温度によって最適なタップ電圧が変動する。

また、ＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer：光分岐挿入装置）等を使用したネットワークの場合において発生する伝送経路の切り替えによって、光伝送システムとしてのマージンが変化し、偏波分散にマージンを割いた方が良い場合と、例えば光ファイバアンプの増加によるＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）の悪化や波長分散などの他の要因にマージンを割いた方が良い場合、というように異なる状況が発生するため、それぞれの要因に対するマージンを必ずしも一定とする必要はない。

また、前述のような適応タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）では、伝送経路の変更や温度等の変動に対しても、出力波形の特性が常に最適になるように、出力波形に関する情報やＢＥＲ（ビットエラー率）に関する情報をフィードバックして、電気分散補償回路（ＥＤＣ）に供給すべきタップ電圧を逐次変更するように制御しているので、電気分散補償回路（ＥＤＣ）における環境パラメータの変動に対しても自動的に最適化される。しかし、偏波変動のような高速な変動要因には追随することができないという課題があった。

これに対して、固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）の場合は、高速な偏波変動があっても、常に、ＢＥＲの劣化を一定値以下に保つことが可能であるものの、前述のような伝送経路の変更や温度等の環境パラメータの変動のすべてが加算的な特性劣化要因となってしまうという課題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、高速な偏波変動があっても偏波分散によるＢＥＲ劣化を一定値以下に抑え、かつ、伝送経路の変更や温度等の環境パラメータの変動にも対応することが可能な電気分散補償回路制御方法および光受信機を提供することにある。

本発明は、前述の課題を解決するために、フィードフォワード型の電気分散補償回路のタップ電圧を、半固定タップ方式とし、あらかじめ定めた一定時間間隔における光受信機のあらかじめ定めた環境パラメータの変化（例えば、伝送経路の変更、あるいは、電気分散補償回路や該電気分散補償回路の前段に配置する光電変換器のモジュール温度および／または動作時間、光電変換器の光入力強度等の変化等）が、あらかじめ設定した設定閾値を超えた場合に限って、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値に応じた各電圧値、例えば、あらかじめ設定している制御テーブルまたは制御式を用いて求められる各電圧値に、電気分散補償回路のタップ電圧を設定し直すように制御する。

つまり、電気分散補償回路による補償後の出力波形に関する情報やＢＥＲに関する情報をフィードバックして電気分散補償回路のタップ電圧を逐次変更することによって、出力特性を最適化するという適応タップ型とは根本的に異なり、本発明は、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点における、光受信機のあらかじめ定めた環境パラメータの変化のみに応じて、電気分散補償回路のタップ電圧を変更することを特徴としている。より具体的には、以下のごとき各技術手段から構成されている。

第１の技術手段は、光ファイバからの光信号を受信して電気信号に変換する光電変換器と該光電変換器からの電気信号をＮ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧の制御により分散補償して出力するフィードフォワード型のＮタップ付きの電気分散補償回路とを少なくとも備えた光受信機における、前記電気分散補償回路を制御する電気分散補償回路制御方法であって、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点ごとに、当該光受信機の環境を示すパラメータとしてあらかじめ定めた環境パラメータの変化が、あらかじめ設定した設定閾値を超えたか否かを確認し、少なくとも該設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値に応じた各電圧値に、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直すことを特徴とする。

第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の電気分散補償回路制御方法において、前記設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値と設定し直すべき前記タップ電圧との関係を制御テーブルもしくは制御式として、あらかじめ備えていることを特徴とする。

第３の技術手段は、前記第２の技術手段に記載の電気分散補償回路制御方法において、前記電気分散補償回路を導入する実際の伝送系もしくは該伝送系と同等の実験伝送系に前記電気分散補償回路をあらかじめ接続し、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせ、かつ、前記環境パラメータのいずれか１ないし複数をそれぞれに指定した値に変化させた系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を最適化することができるタップ電圧を求めることにより、あらかじめ備える前記制御テーブルもしくは前記制御式を作成することを特徴とする。

第４の技術手段は、前記第１ないし第３の技術手段のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記環境パラメータとして、前記電気分散補償回路のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器における光入力強度、当該光受信機が接続される伝送経路または該伝送経路のＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）のうち、１ないし複数を用いることを特徴とする。

第５の技術手段は、前記第１ないし第４の技術手段のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記環境パラメータに応じて、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直す代わりに、Ｎ個の前記タップ電圧のうち、あらかじめ限定された（Ｎ−ｉ）個（ｉ：正整数）の前記タップ電圧のみを設定し直すことを特徴とする。

第６の技術手段は、前記第１ないし第５の技術手段のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記電気分散補償回路に対してタップ電圧の基準になるタップ参照電圧を供給し、Ｎ個の前記タップ電圧と前記タップ参照電圧との差によってＮ個のタップ係数を決定することを特徴とする。

第７の技術手段は、光ファイバからの光信号を受信して電気信号に変換する光電変換器と該光電変換器からの電気信号をＮ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧の制御により分散補償して出力するフィードフォワード型のＮタップ付きの電気分散補償回路とを少なくとも備えた光受信機において、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点ごとに、当該光受信機の環境を示すパラメータとしてあらかじめ定めた環境パラメータの変化が、あらかじめ設定した設定閾値を超えたか否かを確認し、少なくとも該設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値に応じた各電圧値に、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直すことを特徴とする。

第８の技術手段は、前記第７の技術手段に記載の光受信機において、前記設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値と設定し直すべき前記タップ電圧との関係を制御テーブルもしくは制御式として、あらかじめ備えていることを特徴とする。

第９の技術手段は、前記第８の技術手段に記載の光受信機において、前記電気分散補償回路を導入する実際の伝送系もしくは該伝送系と同等の実験伝送系に前記電気分散補償回路をあらかじめ接続し、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせ、かつ、前記環境パラメータのいずれか１ないし複数をそれぞれに指定した値に変化させた系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を最適化することができるタップ電圧を求めることにより、あらかじめ備える前記制御テーブルもしくは前記制御式を作成することを特徴とする。

第１０の技術手段は、前記第７ないし第９の技術手段のいずれかに記載の光受信機において、前記環境パラメータとして、前記電気分散補償回路のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器における光入力強度、当該光受信機が接続される伝送経路または該伝送経路のＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）のうち、１ないし複数を用いることを特徴とする。

本発明の電気分散補償回路制御方法および光受信機によれば、以下のごとき効果を奏することができる。

本発明においては、フィードフォワード型の電気分散補償回路のタップ電圧を半固定方式として、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過する時点ごとの環境パラメータの変化の有無を確認し、環境パラメータの変化があらかじめ設定した設定閾値を超えた場合に、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値に応じた各電圧値に、タップ電圧を設定し直すことにより、適応タップ方式を採用しなくても、環境パラメータの変動に対する出力波形の変化分について、タップ電圧の変更により吸収することが可能となり、結果として、出力波形の特性が改善し、而して、伝送経路への適用範囲を拡大することができるという効果が得られる。

また、適応タップ方式とは異なり、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過する時点ごとの環境パラメータの変化があらかじめ設定した設定閾値を超えた場合にのみ、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値に応じた各電圧値、例えば、あらかじめ設定している制御テーブルまたは制御式を用いて求められる各電圧値に、電気分散補償回路のタップ電圧を設定し直すことにしているので、出力波形の変化を伴う偏波の変動が生じたとしても、追随して、タップ電圧を変更させない方式としている。而して、高速な偏波変動に対する応答として、固定タップ方式の利点をそのまま有することになり、高速な偏波変動があっても、所望の特性を確保することができる。

本発明に係る光受信機の実施形態のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。 図１に示す光受信機における電源のタップ電圧の設定手順の一例を説明するためのフローチャートである。 図１の半固定タップ方式の電気分散補償を用いた場合のＱ値に対する影響を評価した特性図である。 適応タップ型の電気分散補償を用いた光受信機の従来技術を説明するためのブロック構成図である。 固定タップ型の電気分散補償を用いた光受信機の従来技術を説明するためのブロック構成図である。 ４３Ｇｂｉｔ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ伝送システムにおいて電気分散補償回路（ＥＤＣ）の伝送特性を評価する場合の評価系の構成図である。 固定タップ型の電気分散補償を用いた従来技術のＱ値に対する影響を評価した特性図である。

以下に、本発明に係る電気分散補償回路制御方法および光受信機の好適な実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（本発明の概要）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、高速光通信における光信号の分散の補償を、光信号の電気信号への変換後にタップ電圧を制御することによって行う光受信機におけるフィードフォワード型の電気分散補償回路の制御方法として、半固定タップ方式の制御方法を採用することを主要な特徴としている。つまり、本発明は、あらかじめ定めた一定時間間隔の経過ごとに、電気分散補償回路および該電気分散補償回路の前段に配置される光電変換器それぞれのモジュール温度や動作時間、光電変換器における光入力強度、伝送経路などの環境パラメータの変化を確認し、該環境パラメータの変化があらかじめ設定された設定閾値を超えたときにのみ、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値に応じた各電圧値、例えば、あらかじめ設定している制御テーブルまたは制御式を用いて求められる各電圧値に、電気分散補償回路のタップ電圧を設定し直すことを主要な特徴としている。

（実施形態の構成例）
次に、本発明に係る光受信機の実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る光受信機の実施形態のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１に示す光受信機１０の光電変換器１１、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery: クロック・データ再生回路)／ＤＭＸ(Demultiplexer:信号分離装置)１３までの構成は、従来の固定タップ方式により電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２ｂの制御を行う図５に示した光受信機１０ｂと同様である。ここで、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２は、図５の場合と同様、Ｎ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧またはタップ係数を制御回路１５から制御するＮタップ付きのフィードフォワード型の電気分散補償回路である。

つまり、図１に示す光受信機１０は、図５に示した光受信機１０ｂと同様、光受信機１０に入力されてくる光信号は、光電変換器１１によって電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２によって分散補償されることにより波形整形される。しかる後、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery: クロック・データ再生回路)／ＤＭＸ(Demultiplexer:信号分離装置)１３によってデータとして再生して、低速信号に分離され、受信データとして伝送装置２０に転送されて、次の伝送経路へと転送される。

この際、電源１４から電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に供給されるＮ個のタップ電圧は、図５の従来の固定タップ方式の場合のように常に固定されたものではなく、また、図４の従来の適応タップ方式のように出力波形を最適化するようにタップ電圧を適応的に逐次変化させるものでもなく、半固定タップ方式として、光受信機１０の環境を示すパラメータとしてあらかじめ定めた環境パラメータの変化があらかじめ設定している設定閾値を超えたことが一定時間間隔の経過時点で確認された場合に限って再設定するように制御している。

つまり、あらかじめ定めた一定時間間隔ごとに、あらかじめ定めた環境パラメータ（光電変換器１１および電気分散補償回路１２それぞれのモジュール温度や動作時間、光受信機１０への光入力強度、伝送経路または該伝送経路のＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）等のうち、１ないし複数）の変化が、あらかじめ設定している設定閾値を超えたか否かを確認し、超えたことを検知した場合に限って、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値に応じた各電圧値、例えば、あらかじめ設定している制御テーブルまたは制御式を用いて与えられる各電圧値に、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のタップ電圧もしくはタップ係数を設定し直すように制御している。

言い換えれば、図１の光受信機１０においては、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に供給されるタップ電圧は、完全には固定されているものではなく、あらかじめ定めた環境の変化に応じて、制御回路１５によって再設定される点が、図５に示した従来技術の固定タップ方式の場合とは異なっている。すなわち、制御回路１５は、伝送装置２０からは伝送経路の変化に関する情報を受け取り、さらに、光電変換器１１からは光入力強度やモジュール温度や動作時間に関する情報を、また、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２からもモジュール温度や動作時間や動作電圧に関する情報等を受け取る。

制御回路１５は、受け取った前述のような環境パラメータに関して、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点において、あらかじめ設定された設定閾値を超える変化があった場合に限って、少なくとも該設定閾値を超えて変化した環境パラメータの現在値を用いて、例えば、あらかじめ設定された制御テーブルや制御式などに基づいて、適切な固定電圧を算出し、該固定電圧を電源１４から電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に供給すべきＮ個のタップ電圧として指示するタップ電圧制御信号を電源１４に送出する。これにより、伝送経路の変化等の前述のような環境パラメータごとに最適な固定電圧をタップ電圧として設定することができる。

以上のようなタップ電圧の設定手順について、図２のフローチャートを用いてさらに説明する。図２は、図１に示す光受信機１０における電源１４のタップ電圧の設定手順の一例を説明するためのフローチャートである。

図２のフローチャートにおいて、制御回路１５は、まず、伝送装置２０から伝送経路に関する情報を受け取る（ステップＳ１）。制御回路１５は、受け取った伝送経路に関する情報に基づいて、伝送経路の変更があったか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、伝送装置２０から受け取る情報は、伝送経路に関する情報であり、受信データとは無関係である。

伝送経路の変更があった場合は（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御回路１５は、変更した伝送経路に付随するＱペナルティの配分情報を伝送装置２０から入手する（ステップＳ３）。制御回路１５は、伝送装置２０から入手したＱペナルティの配分情報に基づいて、当該制御回路１５にあらかじめ設定されている制御テーブルを検索して、最適なタップ電圧を読み取るか、もしくは、当該制御回路１５にあらかじめ設定されている制御式を用いて最適なタップ電圧を算出して(ステップＳ４)、該タップ電圧の出力を指示するタップ電圧制御信号を電源１４に送出する（ステップＳ５）。しかる後、ステップＳ９へ移行する。

なお、前記制御テーブルや前記制御式は、場合によっては、伝送装置２０側に備えるようにして、伝送装置２０は、伝送経路に関する情報を制御回路１５に送信したり、伝送経路の変化が発生した場合に伝送経路に関するＱペナルティの配分情報を制御回路１５に送信したりする代わりに、伝送装置２０において伝送経路の変化を検出した際に、前記制御テーブルや前記制御式によって求めたタップ電圧を、制御回路１５に送信するようにしても良い。

一方、伝送経路の変更がなかった場合は（ステップＳ２のＮＯ）、制御回路１５は、光電変換器（ＯＥコンバータ）１１および電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２それぞれのモジュール温度や動作時間、光電変換器（ＯＥコンバータ）１１の光入力強度等のあらかじめ定めた環境パラメータに関する情報を受け取る（ステップＳ６）。次いで、光電変換器（ＯＥコンバータ）１１および／または電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度等の環境パラメータの変化が、あらかじめ設定されている設定閾値を超えているか否かを確認する（ステップＳ７）。

光電変換器（ＯＥコンバータ）１１および／または電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度等の環境パラメータの変化が前記設定閾値を超えていた場合は（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御回路１５は、現在のモジュール温度等の環境パラメータに最適なタップ電圧を、当該制御回路１５にあらかじめ設定されている制御テーブルを検索して読み取るか、もしくは、当該制御回路１５にあらかじめ設定されている制御式を用いて算出して(ステップＳ８)、該タップ電圧の出力を指示するタップ電圧制御信号を電源１４に送出する（ステップＳ５）。しかる後、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ５においてタップ電圧の電源１４への送出を終了するか、あるいは、ステップＳ７において、光電変換器（ＯＥコンバータ）１１および電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度等の環境パラメータの変化が前記設定閾値を超えていなかった場合は（ステップＳ７のＮＯ）、ステップＳ９へ移行して、あらかじめ定めた一定時間が経過するまで、待ち合わせて（ステップＳ９）、該一定時間が経過した時点で、ステップＳ１に復帰して、伝送装置２０から伝送経路に関する情報を受け取る動作を繰り返す。

以上のような手順に基づいて、電源１４から電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給するタップ電圧を制御することによって、タップ電圧の設定変更は、伝送環境として伝送経路が変化した場合や他の環境パラメータ（光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度や光電変換器１１への光入力強度や光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の動作時間等）の変化があらかじめ設定された設定閾値を超えた場合にのみ、それぞれの変化に応じて、一回だけ実施すれば良く、さらには、一回設定変更を行った後は、あらかじめ定めた一定時間が経過するまでは、たとえ、伝送経路の変化や他の環境パラメータの変化が発生していても、タップ電圧の設定変更を実施しない。

かくのごとき決定プロセスは、適応タップ方式による電気分散補償方法の場合のように、タップ電圧を変更した結果として得られる出力波形やＢＥＲを常時モニタして再設定を繰り返す必要はない。また、光受信機１０において感知することができる環境パラメータに応じて、タップ電圧の変更を行うだけであり、さらに、伝送経路中で変化する偏波に追随してタップ電圧を変更するものではないので、偏波変動に対しても、従来の固定タップ方式による電気分散補償方法の場合と同等に、ＢＥＲ劣化を一定値以下に抑えることができる。

次に、前述した実施形態の具体的な実現例として、４３Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式伝送システムにおける光受信機に搭載されるＮタップ（Ｎ：正整数）付きのフィードフォワード型の電気分散補償回路（ＥＤＣ）に対する制御方法について、いくつかの例を挙げて説明する。

本実施例１においては、光送受信システムの送信側つまり図１に示すような光受信機１０において伝送装置２０側で伝送経路の切り替えが発生した場合に、伝送経路の特性に応じて、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給するタップ電圧セット（Ｎ個のタップ電圧の組合せ）を変更させるように制御する場合について説明する。

まず、図３は、本発明の一実施形態として図１に示した半固定タップ方式の電気分散補償を用いた場合のＱ値に対する影響を評価した特性図であり、ＤＧＤ＝０ｐｓの時のＱ値に対して、ＤＧＤを変化させた場合のＱ値の劣化(減少)分を、図６に示したような評価系によって評価し、Ｑペナルティとして、各ＤＧＤ（群遅延時間差）の値に対してプロットした特性図である。

図３の特性図において、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のＮ個のタップ電圧からなるタップ電圧セットとして、ＤＧＤ（群遅延時間差）がＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（３０ｐｓ））のタップ電圧セットを用いた場合は、図７において従来技術として説明した場合と同様に、図３の曲線Ｂのような特性になる。したがって、図３の電気分散補償回路（ＥＤＣ）がない場合の図３の曲線Ａに比較して、図７においても説明したように、ＤＧＤ＝３０ｐｓの値では、１ｄＢ程度Ｑペナルティが改善し、Ｑペナルティが２ｄＢ以下に抑えられる範囲を、０≦ＤＧＤ≦３０ｐｓの範囲に拡大することができる。

しかし、その結果として、ＤＧＤ＜２０ｐｓの領域においては、図３の曲線Ｂに示すように、ＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（３０ｐｓ））の電気分散補償回路（ＥＤＣ）が存在する場合は、曲線Ａに示す電気分散補償回路（ＥＤＣ）がない場合よりも、反って、Ｑペナルティが劣化して、出力特性が悪くなっている。

一方、さらに、ＤＧＤ＝２０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（２０ｐｓ））のタップ電圧セットを用いるように制御すると、例えば、図３のＯｐｔ（２０ｐｓ）の電気分散補償回路（ＥＤＣ）ありの場合の曲線Ｃのようになり、ＤＧＤ＝３０ｐｓの部分では、ＱペナルティはＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（３０ｐｓ））に比し悪化するものの、ＤＧＤ≦２０ｐｓの領域では、Ｑペナルティが１ｄＢ以下となり、ＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ（３０ｐｓ））に比し、出力特性を大幅に改善することができる。

以上のことから、伝送経路における偏波分散特性が比較的良好であって、偏波分散に対するダイナミックレンジの配分を例えば１ｄＢと低くすることができる伝送経路に対しては、図３の曲線Ｃの特性が得られるＤＧＤ＝２０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ(２０ｐｓ)）のタップ電圧セットを適用し、また、偏波分散が悪い伝送経路に対しては、図３の曲線Ｂの特性が得られるＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ(３０ｐｓ)）のタップ電圧セットを適用するように、使用する伝送経路に応じて、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給するタップ電圧セットを切り替えることにより、出力特性の改善を図ることができる。

これにより、図３の曲線Ｂの特性が得られるＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ(３０ｐｓ)）のタップ電圧セットに固定した場合には、常に、偏波分散に対するダイナミックレンジの配分を２ｄＢ確保することが必要であったのに対して、本実施例１においては、前述のように、偏波分散の比較的少ない伝送経路の場合には、図３の曲線Ｃの特性が得られるＤＧＤ＝２０ｐｓで最適化した場合（Ｏｐｔ(２０ｐｓ)）のタップ電圧セットに切り替えるように制御する。

かかる制御を行うことによって、偏波分散によるダイナミックレンジの配分を１ｄＢに減らし、その分のダイナミックレンジを、例えば波長分散や、ＡＳＥノイズ（Amplified Spontaneous Emission Noise）によるダイナミックレンジ等に振り分けることにより、完全な固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）であった場合に比較して、偏波分散の少ない伝送経路については、実質的に適用可能な距離を延伸させることができる。

次に、本実施例２においては、環境パラメータの一つである伝送経路の変化（伝送経路のＤＧＤの変化や偏波分散に対するダイナミックレンジの割り当ての違い）に応じたタップ係数の決定方法つまり電気分散補償回路（ＥＤＣ）へ供給するタップ電圧の決定方法について説明する。

タップ係数の決定方法（タップ電圧の決定方法）としては、図６の評価系として前述したように、以下のような決定方法を用いる。

すなわち、作成した電気分散補償回路（ＥＤＣ）の伝送特性を、実際の伝送系もしくは実際の伝送系と同等の実験系を用いて、ＰＭＤエミュレータでＤＧＤ（群遅延時間差）を付加し、ＤＧＤ耐力を評価する方法であり、具体的には、作成した電気分散補償回路（ＥＤＣ）を導入する実際の伝送系例えば４３Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＤＱＰＳＫ伝送系もしくは実際の伝送系と同等の実験伝送系に接続して、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせて平均化した後、ＰＭエミュレータによりＤＧＤ（群遅延時間差）を指定した値に変化させた系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate）を最適化することができるタップ電圧セット（Ｎ個のタップ電圧の組合せ）を選択することにより決定する方法である。

例えば、ＤＧＤ＝０ｐｓ,１０ｐｓ,２０ｐｓ,３０ｐｓのそれぞれの場合において最適化したタップ電圧セットを求める場合、光送信機からの光信号に対して偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルして平均化しておき、その状態でＰＭエミュレータによりＤＧＤ（群遅延時間差）をＤＧＤ＝０ｐｓ,１０ｐｓ,２０ｐｓ,３０ｐｓに変化させ、それぞれのＤＧＤの値でＢＥＲ（Bit Error Rate）を測定することにより、最適のタップ電圧セットとして、Ｑ値が最善になるようにＮ個のタップ電圧すべてを最適化する。

これにより、例えば、Ｎ＝４のタップ数の電気分散補償回路（ＥＤＣ）として、第１〜第４の４個のタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４のセットからなる電気分散補償回路（ＥＤＣ）の場合、ＤＧＤ＝０ｐｓ,１０ｐｓ,２０ｐｓ,３０ｐｓそれぞれにおいて最適化されたタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４の組合せとして、次のタップ電圧セットＴｓｅｔ０〜Ｔｓｅｔ３に示すように、
Ｔｓｅｔ０＝（Ｔ１_０,Ｔ２_０,Ｔ３_０,Ｔ４_０），
Ｔｓｅｔ１０＝(Ｔ１_１０，Ｔ２_１０，Ｔ３_１０，Ｔ４_１０)，
Ｔｓｅｔ２０＝(Ｔ１_２０，Ｔ２_２０，Ｔ３_２０，Ｔ４_２０)，
Ｔｓｅｔ３０＝(Ｔ１_３０，Ｔ２_３０，Ｔ３_３０，Ｔ４_３０)，
と、ＤＧＤに応じた４種類のタップ電圧セットを有する制御テーブルを作成することができ、かかる制御テーブルを図１に示す制御回路１５にあらかじめ設定しておく。なお、このような制御テーブルの代わりに、最適化しようとするＤＧＤの値に応じて、かかるタップ電圧セットＴｓｅｔ０〜Ｔｓｅｔ３を導出することができる制御式として用意して、図１に示す制御回路１５にあらかじめ設定するようにしても良い。

ここで、ＤＧＤ＝３０ｐｓで最適化した場合のタップ電圧セットＴｓｅｔ３０の場合、０≦ＤＧＤ≦３０ｐｓの領域において、Ｑペナルティの最大値が、偏波スクランブラを用いた場合には１.８ｄＢであり、偏波スクランブラを用いない場合には２ｄＢであり、また、ＤＧＤ＝２０ｐｓで最適化した場合のタップ電圧セットＴｓｅｔ２０の場合には、０≦ＤＧＤ≦２０ｐｓの領域において、偏波スクランブラを用いない場合でも１ｄＢであるものと仮定する。

かかる場合において、電気分散補償回路（ＥＤＣ）を導入した或る伝送経路が、偏波分散に対するダイナミックレンジの配分が２ｄＢであり、また、平均ＤＧＤが１０ｐｓの伝送経路であった場合には、制御テーブルのタップ電圧セットＴｓｅｔ３０のタップ電圧を適用すれば、０≦ＤＧＤ≦３０ｐｓの範囲でＱペナルティ２ｄＢ以下を満たすことができる。したがって、かかる伝送経路を使用する場合には、図１に示す制御回路１５は、前述した制御テーブルからタップ電圧セットＴｓｅｔ３０を読み出して、タップ電圧セットＴｓｅｔ３０が示す４個のタップ電圧Ｔ１_３０〜Ｔ４_３０の組合せを電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に供給するように、電源１４に対してタップ電圧制御信号を出力するようにすれば良い。

また、異なる伝送経路で、偏波が少ない代わりに、偏波分散に対するダイナミックレンジの配分が少なく、１ｄＢしかない場合には、Ｄ＝２０ｐｓで最適化した場合のタップ電圧セットＴｓｅｔ２０を採用すれば、０≦ＤＧＤ≦２０ｐｓの範囲でＱペナルティ１ｄＢ以下を満たすことができる。したがって、かかる伝送経路を使用する場合には、図１に示す制御回路１５は、前述した制御テーブルからタップ電圧セットＴｓｅｔ２０を読み出して、タップ電圧セットＴｓｅｔ２０が示す４個のタップ電圧Ｔ１_２０〜Ｔ４_２０の組合せを電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に供給するように、電源１４に対してタップ電圧制御信号を出力するようにすれば良い。

つまり、偏波分散に対するダイナミックレンジの配分が１ｄＢしかない伝送経路であった場合、Ｄ＝３０ｐｓで最適化した場合のタップ電圧セットＴｓｅｔ３０を固定したままの固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）を適用しようとしても、図３に示す例のように、０≦ＤＧＤ≦２０ｐｓの領域においては、ペナルティ１ｄＢ以下を満たすことができないので、適用することが不可能である。

かくのごとく、ＤＧＤに応じてＱペナルティを最適化することができる異なるタップ電圧セットをあらかじめ設定した制御テーブルまたは制御式を参照して、環境パラメータが異なる伝送経路に応じて、異なるタップ電圧セットを適用することを可能とする半固定タップ方式の電気分散補償回路（ＥＤＣ）を用いることによって、初めて、伝送経路のような環境パラメータの変化に対応することができる電気分散補償回路を提供することができる。

なお、Ｎ個のタップ電圧の組合せを用いるＮタップのフィードフォワード型の電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の場合、前述の説明においては、第１のタップから第ＮのタップまでのＮ個のタップすべてに対して、Ｑペナルティを最適化するためのＮ個のタップ電圧を設定し直す場合について説明したが、場合によっては、設定したタップ電圧の効果が最も期待することができる一部のタップ電圧のみについて再設定するようにしても良い。つまり、Ｎ個のタップ電圧のうち、あらかじめ限定した（Ｎ−ｉ）個（ｉ：正整数）のタップ電圧のみを再設定するようにしても良い。

また、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の各タップに対して電源１４からタップ電圧を供給する場合について説明したが、電源１４からは、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２に対して、Ｎ個のタップ電圧に加えて、タップ電圧の基準となる一つのタップ参照電圧をさらに供給することとし、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２におけるタップ係数が、Ｎ個の各タップ電圧とタップ参照電圧との差によって決定されるようにしても良い。

通常、タップ電圧としての電圧値については精度が必要であるが、電流が数ｍＡ以下であるタップ電源の場合であれば、ディジタルポテンショメータのように電圧精度を高めることができる電源からタップ電圧を取得することが可能である。しかし、電源として例えば数百ｍＡの電流を要するような場合には、電圧精度が不要な電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のパワー電源とは異なる電源からタップ電圧が取られる。かかる場合には、タップ係数は、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のパワー電源の電圧値が変動した場合に、その変動を直接受けてしまう。適応タップ方式の場合には、このような電圧変動があっても、常に、ＢＥＲをモニタして最適なタップ電圧に変化させているため、問題にはならない。しかし、固定タップ方式や半固定タップ方式の場合は、この電圧変動は、特性劣化要因に繋がってしまう。ここで、タップ参照電圧は、タップ電圧と同様に電流が少ないので、高精度電源から取得することができる。したがって、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のタップ係数を、各タップ電圧とタップ参照電圧との差から決定するようにすることによって、たとえ、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のパワー電源が変動したとしても、影響を受けることがなく、常に、安定したタップ係数を決定することができる。

次に、本実施例３においては、前述の実施例２とは異なり、電気分散補償回路（ＥＤＣ）へ供給するタップ電圧を決定するための他の環境パラメータとして、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度や動作時間、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の前段に接続される光電変換器１１のモジュール温度や光入力強度や動作時間を用いて、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給するタップ電圧を決定する決定方法について説明する。

一般に、光受信機１０は、図１に示すような構成になっており、光電変換器１１および電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の周波数特性は、それぞれのモジュール温度によって変化し、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給すべき最適なタップ電圧の値はモジュール温度によって少しずつ異なってくる。

また、光電変換器１１の光入力強度や動作時間、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の動作時間が違う場合にも、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の周波数特性が変化し、これによっても、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給すべき最適なタップ電圧の値が変化する。

このため、実施例２で説明した場合と同様に、本実施例３においては、作成した電気分散補償回路（ＥＤＣ）を導入する実際の伝送系例えば４３Ｇｂｉｔ／ｓ ＲＺ−ＤＱＰＳＫ伝送系もしくは実際の伝送系と同等の実験伝送系に接続して、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせて平均化し、かつ、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度や動作時間を変化させた評価系または光電変換器１１の光入力強度を変化させた評価系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate）を最適化することができるタップ電圧セット（Ｎ個のタップ電圧の組合せ）を選択する方法を用いて、タップ電圧セットを決定する。

例えば、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度が０℃，２５℃，５０℃，７５℃のそれぞれの場合において最適化したタップ電圧セットを求める場合、光送信機からの光信号に対して偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルして平均化しておき、その状態で光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度を０℃，２５℃，５０℃，７５℃に変化させ、それぞれの温度でＢＥＲ（Bit Error Rate）を測定することにより、最適のタップ電圧セットとして、Ｑ値が最善になるようにＮ個のタップ電圧すべてを最適化する。

これにより、例えば、Ｎ＝４のタップ数の電気分散補償回路（ＥＤＣ）として、第１〜第４の４個のタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４のセットからなる電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の場合、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度が例えば０℃，２５℃，５０℃，７５℃となるそれぞれにおいて最適化されたタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４の組合せを求めることにより、それぞれのモジュール温度におけるタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４の組合せを算出することができる制御式を作成して、図１に示す制御回路１５にあらかじめ設定しておく。

ここで、０℃，２５℃，５０℃，７５℃それぞれの中間的な温度の場合についても、該制御式により、各モジュール温度に対する関数として例えば線形補完して算出することができるようにする。なお、このような制御式の代わりに、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度に応じて最適なタップ電圧Ｔ１〜Ｔ４の組合せを設定登録した制御テーブルとして用意するようにして、図１に示す制御回路１５にあらかじめ設定しておいても良い。

また、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度は、偏波のように高速に変動することはなく、外部の気温などに応じて、ゆっくりとした変化となることから、モジュール温度に応じて、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給すべき最適なタップ電圧あるいはタップ参照電圧に対するタップ係数を、例えばマイクロコントローラなどの演算装置を用いても容易に制御することができる。すなわち、マイクロコントローラなどによってポテンシォメータを制御することにより、電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２へ供給すべき最適なタップ電圧を変化させることで、それぞれのモジュール温度に応じて最適なタップ電圧の値に設定することができる。タップ係数を設定する場合も、同様であり、マイクロコントローラなどの演算装置を用いることができる。

なお、環境パラメータのいずれか１ないし複数の組合せを用いる場合、例えば、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度の変動以外に、光電変換器１１の光入力強度、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２の動作時間に対する変動も含める場合は、例えば、光電変換器１１や電気分散補償回路（ＥＤＣ）１２のモジュール温度の複数種類と光入力強度の複数種類や動作時間の複数種類とに関するすべての組合せに対して、前述のような評価系を用いて、複数の環境パラメータそれぞれに指定した値に設定して最適となるタップ電圧を求めて、制御式や制御テーブルを作成し、中間的な温度や中間的な光入力強度や中間的な動作時間に対しては、前記制御式においては例えば線形補間する式とし、前記制御テーブルにおいては設定登録している値を線形補間するようにすれば良い。

また、前述の各実施例においては、電気分散補償回路（ＥＤＣ）のタップ制御方法の説明として、光受信機の構成のみについて記載している。また、評価系の構成として、図６には、光送信側に偏波スクランブラ３２を用いた場合について説明しているが、同じ光受信機を用いる範囲においては、光送信側に偏波スクランブラを用いる場合であっても、用いない場合であっても、いずれでも良い。

偏波スクランブラを用いない場合、偏波を変動させると、Ｑペナルティは、最悪値と最善値との間を不規則に変化する。一方、偏波スクランブラを用いる場合は、偏波状態が平均化されるため、用いない場合の前記最悪値よりも少し良い程度のＱペナルティが得られる。しかし、偏波スクランブラを用いない場合の前記最悪値は、偏波スクランブラを用いた場合の平均化された値よりも少し悪化する程度であって、ＤＧＤに対するＱペナルティの最悪値のカーブは、偏波スクランブラを用いた場合の平均値と大差はない。

したがって、光送信側に偏波スクランブラを用いない場合であっても、電気分散補償回路（ＥＤＣ）による最悪のＢＥＲの値の改善に関するＤＧＤ耐力の改善は、前述した説明とまったく同様に行われ、固定タップ係数に関する議論もまったく同様に行うことができる。

１０，１０ａ，１０ｂ…光受信機、１１，１１ａ，１１ｂ…光電変換器、１２，１２ａ，１２ｂ…電気分散補償回路（ＥＤＣ）、１３ａ…ＣＤＲ(クロック・データ再生回路)／ＤＭＸ(信号分離装置)＋アイモニタ、１３，１３ｂ…ＣＤＲ(クロック・データ再生回路)／ＤＭＸ(信号分離装置)、１４，１４ａ，１４ｂ…電源、１５，１５ａ…制御回路、２０，２０ａ，２０ｂ…伝送装置、３１…ＲＺ−ＤＱＰＳＫ送信機、３２…偏波スクランブラ、３３…ＰＭＤ（偏波モード分散）エミュレータ、３４…遅延干渉計、３５…バランスＯＥコンバータ、３６…電気分散補償回路（ＥＤＣ）、３７…ＣＤＲ／ＤＭＸ／エラー検出器。

Claims (10)

1. 光ファイバからの光信号を受信して電気信号に変換する光電変換器と該光電変換器からの電気信号をＮ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧の制御により分散補償して出力するフィードフォワード型のＮタップ付きの電気分散補償回路とを少なくとも備えた光受信機における、前記電気分散補償回路を制御する電気分散補償回路制御方法であって、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点ごとに、当該光受信機の環境を示すパラメータとしてあらかじめ定めた環境パラメータの変化が、あらかじめ設定した設定閾値を超えたか否かを確認し、少なくとも該設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値に応じた各電圧値に、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直すことを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
2. 請求項１に記載の電気分散補償回路制御方法において、前記設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値と設定し直すべき前記タップ電圧との関係を制御テーブルもしくは制御式として、あらかじめ備えていることを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
3. 請求項２に記載の電気分散補償回路制御方法において、前記電気分散補償回路を導入する実際の伝送系もしくは該伝送系と同等の実験伝送系に前記電気分散補償回路をあらかじめ接続し、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせ、かつ、前記環境パラメータのいずれか１ないし複数をそれぞれに指定した値に変化させた系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を最適化することができるタップ電圧を求めることにより、あらかじめ備える前記制御テーブルもしくは前記制御式を作成することを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記環境パラメータとして、前記電気分散補償回路のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器における光入力強度、当該光受信機が接続される伝送経路または該伝送経路のＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）のうち、１ないし複数を用いることを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記環境パラメータに応じて、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直す代わりに、Ｎ個の前記タップ電圧のうち、あらかじめ限定された（Ｎ−ｉ）個（ｉ：正整数）の前記タップ電圧のみを設定し直すことを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の電気分散補償回路制御方法において、前記電気分散補償回路に対してタップ電圧の基準になるタップ参照電圧を供給し、Ｎ個の前記タップ電圧と前記タップ参照電圧との差によってＮ個のタップ係数を決定することを特徴とする電気分散補償回路制御方法。
7. 光ファイバからの光信号を受信して電気信号に変換する光電変換器と該光電変換器からの電気信号をＮ個（Ｎ：正整数）のタップ電圧の制御により分散補償して出力するフィードフォワード型のＮタップ付きの電気分散補償回路とを少なくとも備えた光受信機において、あらかじめ定めた一定時間間隔が経過した時点ごとに、当該光受信機の環境を示すパラメータとしてあらかじめ定めた環境パラメータの変化が、あらかじめ設定した設定閾値を超えたか否かを確認し、少なくとも該設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値に応じた各電圧値に、前記電気分散補償回路のＮ個の前記タップ電圧を設定し直すことを特徴とする光受信機。
8. 請求項７に記載の光受信機において、前記設定閾値を超えて変化した前記環境パラメータの現在値と設定し直すべき前記タップ電圧との関係を制御テーブルもしくは制御式として、あらかじめ備えていることを特徴とする光受信機。
9. 請求項８に記載の光受信機において、前記電気分散補償回路を導入する実際の伝送系もしくは該伝送系と同等の実験伝送系に前記電気分散補償回路をあらかじめ接続し、偏波スクランブラを用いて偏波をスクランブルさせ、かつ、前記環境パラメータのいずれか１ないし複数をそれぞれに指定した値に変化させた系において、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を最適化することができるタップ電圧を求めることにより、あらかじめ備える前記制御テーブルもしくは前記制御式を作成することを特徴とする光受信機。
10. 請求項７ないし９のいずれかに記載の光受信機において、前記環境パラメータとして、前記電気分散補償回路のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器のモジュール温度および／または動作時間、前記光電変換器における光入力強度、当該光受信機が接続される伝送経路または該伝送経路のＤＧＤ（Differential Group Delay：群遅延時間差）のうち、１ないし複数を用いることを特徴とする光受信機。

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