JP4783702B2 - 光受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信する光受信装置に関する。

近年、次世代の４０Ｇｂ／ｓ光伝送システム導入の要求が高まっており、しかも、１０Ｇｂ／ｓと同等の伝送距離と周波数利用率とが求められている。その実現手段として、従来１０Ｇｂ／ｓ以下のシステムで適用されてきたＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）変調方式に比べて、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）耐力、非線形性体力に優れたＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式またはＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ ＲＺ−ＤＰＳＫ）変調方式の研究開発が活発になっている。

また、上述の変調方式に加えて、狭スペクトル（高周波数）の特徴を持ったＲＺ−ＤＱＰＳＫ（ＲＺ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）またはＣＳＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式といった位相変調方式の研究開発も活発になっている。ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を復調する光受信装置については、遅延干渉計を用いた光受信装置が検討されている（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２００４−５１６７４３号公報

しかしながら、上述した変調方式を用いる光受信装置によって４０Ｇｂ／ｓまたは４３Ｇｂ／ｓ伝送を行うと、波長分散トレランスが１０Ｇｂ／ｓ伝送時の１／１６程度と厳しくなる。このため、光受信装置の受信端に可変分散補償器（ＶＤＣ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）を配置して、高精度な分散補償を行う必要がある。

この場合、光受信装置においては、遅延干渉計における位相量の設定値の制御のみならず、可変分散補償器における分散補償量の設定値の制御も必要となる。すなわち、（ＣＳ）ＲＺ−Ｄ（Ｑ）ＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信する際に、受信した光信号を復調するために遅延干渉計と可変分散補償器の両方を最適設定する必要がある。

この点、分散補償については、デコードされた受信信号についての誤り訂正数などによってエラー状態を監視し、監視したエラー状態に応じて可変分散補償器を制御することが考えられる。しかしながら、可変分散補償器の分散補償量と遅延干渉計の位相量とは、エラー数に対する特性が異なる。このため、受信信号の品質を良好にするためには分散補償量および位相量の双方（組み合わせ）の最適値を探索する必要があり、可変分散補償器と遅延干渉計の制御を安定させるまでに時間がかかるという問題がある。

図１７は、分散補償量および位相ずれとパワーペナルティとの関係を示すグラフである。分散補償量は、可変分散補償器の分散補償量を示す。位相ずれは遅延干渉計における位相ずれを示す。パワーペナルティは、所望のビットエラー率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を得るために必要な受信光パワーの増大分であり、ＢＥＲが低いほどパワーペナルティも低くなる。図１７に示すように、パワーペナルティが最小（すなわち、ＢＥＲが最小）となる分散補償量は、位相ずれによって異なる。

図１８は、分散補償量と位相量を探索して設定する過程を示す図である。上述したように、ＢＥＲが最小となる分散補償量は位相ずれによって異なるため、ＢＥＲが最小となる分散補償量と位相量の組み合わせを探索するためには、図１８に示すように、ＢＥＲをモニタしながら分散補償量と位相量を交互に変化させる必要がある。このため、光受信装置の立ち上げ時、プロテクション時あるいは通信経路切替時に、最適な分散補償量と位相量を設定して光受信装置を安定化させるまでに時間がかかる（たとえば、１０分程度）という問題がある。

また、光伝送システムの運用中には、温度変動などによって伝送路の波長分散や遅延干渉計での光位相差が変動するため、この変動に追随させて分散補償量と位相量とを設定する必要がある。しかしながら、上述したように、最適な分散補償量と位相量を探索するまでには時間がかかり、伝送路の波長分散量や光位相差が変動する毎に探索していては変動に追随させた設定ができないという問題がある。

この発明は、上述した問題点を解消するものであり、可変分散補償器と遅延干渉計とを備える光受信装置において、適当な分散補償量と位相量とを設定するまでの時間を短縮することができ、高速な光伝送においても、伝送路の波長分散や遅延干渉計での光位相差の変動に追随させて分散補償量と位相量とを設定することができる光受信装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様にかかる光受信装置は、差分位相変調方式で変調された光信号を受信し、当該光信号に対して可変分散補償および遅延干渉処理を行って当該光信号を復調する受信器と、前記受信器によって復調された復調信号のエラー状態に基づいて、前記受信器の前記可変分散補償と前記遅延干渉処理との適当な設定値を探索して設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記設定値を記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記受信器は、前記光信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記光信号に対して可変な分散補償量によって分散補償を行う分散補償手段と、前記分散補償手段によって前記分散補償が行われた光信号を１ビット分遅延させた分岐成分と、当該光信号を可変な位相量によって位相制御した分岐成分と、を干渉させる遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段によって前記遅延干渉処理が行われた光信号を復調電気信号に光電変換することによって復調する復調手段と、前記復調手段によって復調された復調電気信号のエラー状態を監視する監視手段と、を備え、前記設定手段は、前記設定値として、前記分散補償手段の適当な分散補償量と前記遅延干渉手段の適当な位相量とを探索して設定することを特徴とする。

上記構成によれば、可変分散補償器と遅延干渉計とを備える光受信装置において、設定済みの適当な分散補償量と位相量とを記憶しておき、その後分散補償量と位相量とを設定する場合に、記憶しておいた分散補償量と位相量とを利用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、可変分散補償器と遅延干渉計とを備える光受信装置において、適当な分散補償量と位相量とを設定するまでの時間を短縮することができ、高速な光伝送においても、伝送路の波長分散や遅延干渉計での光位相差の変動に追随させて分散補償量と位相量とを設定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、本発明にかかる光受信装置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機能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は、ＤＰＳＫ方式で変調されて多重化された光信号を受信して多重分離し、分離したそれぞれの光信号を復調する。図１に示すように、光受信装置１００は、受信器１０１と、設定部１０２と、記憶部１０３と、を備えている。また、光受信装置１００は、複数の受信器１０１を備えることができる。

ここでは、光受信装置１００が受信する光信号の多重化方式が波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）伝送方式である場合について説明する。光受信装置１００は、異なる波長の光信号を受信する受信器１０１を新たなＣＨ（チャネル）として逐次増設（ＣＨ１〜ＣＨｍ、ｍは１ではない自然数）することができる。

受信器１０１は、ＤＰＳＫ方式で変調された光信号を受信し、受信した光信号に対して可変分散補償および遅延干渉処理を行って光信号を復調する。受信器１０１は、復調した復調信号のエラー状態を設定部１０２へ出力する。受信器１０１は、設定部１０２の制御に従って、光信号に対する可変分散補償と遅延干渉処理との設定値（以下、単に「設定値」という）を変化させる。

設定部１０２は、受信器１０１から出力される復調信号のエラー状態に基づいて、受信器１０１の設定値を適当な設定値に探索して設定する。また、設定部１０２は、記憶部１０３に設定値が記憶されている場合、記憶されている設定値を利用して受信器１０１の設定値を設定する。

たとえば、設定部１０２は、図１に示すようにＣＨｍの受信器１０１が増設された場合、ＣＨ１の受信器１０１について記憶された設定値を利用して、ＣＨｍの受信器１０１の設定値を設定する。記憶されている設定値を設定部１０２が利用する各形態については後述する。なお、ここで設定部１０２は、光受信装置１００内の複数の受信器１０１の設定値を設定する構成として説明したが、設定部１０２は受信器１０１毎に設けられていてもよい。

記憶部１０３は、設定部１０２が受信器１０１に対して設定した設定値を記憶する。

図２は、実施の形態１にかかる光受信装置の受信器および設定部の機能の詳細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１００の受信器１０１は、可変分散補償器２０１と、遅延干渉計２０２と、復調部２０３と、監視部２０４と、を備えている。

可変分散補償器２０１は、図示しない送信装置から送信される光信号を受信し、受信した光信号に対して可変な分散補償量によって分散補償を行う。可変分散補償器２０１は、設定部１０２の制御に従って、光信号に対する分散補償の分散補償量を変化させる。可変分散補償器２０１は、分散補償を行った光信号を遅延干渉計２０２へ出力する。

遅延干渉計２０２は、可変分散補償器２０１から出力された光信号に対して遅延干渉処理を行う。具体的には、遅延干渉計２０２は、光信号を２つに分岐させ、一方の分岐成分を１ビット遅延させ、他方の分岐成分を可変な位相量によって位相制御し、２つの分岐成分を干渉させる。遅延干渉計２０２は、干渉結果を復調部２０３へ出力する。

復調部２０３は、遅延干渉計２０２から出力される干渉結果を復調電気信号に光電変換することによって復調する。復調部２０３は、ｐｉｎＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）などの光電変換素子によって実現することができる。復調部２０３は、復調した復調電気信号を監視部２０４へ出力する。

監視部２０４は、復調部２０３から出力される復調電気信号のエラー状態を監視する。たとえば、監視部２０４は、エラー状態として、復調電気信号の誤り訂正数などに基づくＢＥＲを算出する。監視部２０４は、監視したエラー状態情報（ＥＲＲ）を設定部１０２へ出力する。

設定部１０２は、監視部２０４から出力されるエラー状態情報に基づいて、受信器１０１の設定値として、可変分散補償器２０１の適当な分散補償量と遅延干渉計２０２の適当な位相量とを探索して設定する。たとえば、設定部１０２は、エラー状態情報を監視しながら可変分散補償器２０１の分散補償量と遅延干渉計２０２の位相量とを交互に変化させることで、エラー状態が良好となる分散補償量および位相量を探索して設定する。エラー状態が良好となる分散補償量および位相量とは、たとえばＢＥＲが最小となる分散補償量および位相量である。

図３は、実施の形態１にかかる光受信装置の記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。図３に示すように、実施の形態１にかかる光受信装置１００の記憶部１０３は、可変分散補償器２０１の分散補償量３０１と遅延干渉計２０２の位相量３０２とをＣＨ毎に対応付けて記憶する。

テーブルの数値は、分散補償量と位相量とを設定するための設定値を示している。ここでは、このテーブルの数値は、可変分散補償器２０１と遅延干渉計２０２とに印加する電圧（Ｖ）を示しているが、記憶部１０３が記憶する分散補償量と位相量との形式はこれに限られない。たとえば、分散補償量３０１の設定値は、実際に分散補償を行う分散補償量（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であってもよい。また、位相量３０２の設定値は、実際に位相を調整する量（ｎｍ）であってもよい。後述するテーブルについても同様である。

図４は、実施の形態１にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、まず、設定値が設定されていない受信器１０１に対する受信器起動命令を入力する（ステップＳ４０１）。つぎに、記憶部１０３を検索して、他のＣＨの設定値が記憶されているか否かを判断する（ステップＳ４０２）。他のＣＨの設定値が記憶されている場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、記憶されている設定値のうち、起動する受信器１０１のＣＨと最も波長が近いＣＨに対応する設定値を設定して受信器１０１を起動する（ステップＳ４０３）。

ステップＳ４０２において、他のＣＨの設定値が記憶されていない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、デフォルト値（たとえば、０など）を設定して受信器１０１を起動する（ステップＳ４０４）。つぎに、ステップＳ４０３またはステップＳ４０４によって設定した設定値を記憶部１０３に記憶し（ステップＳ４０５）、一連の処理を終了する。

なお、ステップＳ４０２において、記憶部１０３に他のＣＨの設定値が記憶されているか否かを判断したが、他のＣＨの設定値に限らず、分散補償量と位相量との設定値が設定されていない受信器１０１について過去に設定された設定値が記憶されているか否かを判断してもよい。

ところで、実施の形態１にかかる光受信装置１００は、Ｌバンド（０．５〜１．５ＧＨｚ）またはＣバンド（４〜８ＧＨｚ）の狭帯域を用いた光伝送に適している。たとえば、ＣＨ１〜ＣＨｍは、波長１５４０．７２ｎｍ〜１６０４．０７ｎｍの範囲を周波数で５０ＧＨｚ毎に分け、短波長の方から順にＣＨ１，ＣＨ２，・・・ＣＨｍと割り振ったものとする。

図５は、Ｌバンドにおける分散補償量とＯＳＮＲ耐力との関係をＣＨ毎に示すグラフである。図５において、ＣＨ０１、ＣＨ８８およびＣＨ４５は、Ｌバンドの帯域中の最も短い波長、最も長い波長およびその間の波長のＣＨである。ＯＳＮＲ耐力は、所望のＢＥＲ（ここでは、５ｅ−５）を得るために必要なＯＳＮＲであり、ＢＥＲが低いほどＯＳＮＲ耐力も低くなる。

図５に示すように、ＬバンドにおけるＯＳＮＲ耐力特性のＣＨ毎の差はわずかであることが分かる。また、ＯＳＮＲ耐力が最も低くなる最適な分散補償量の設定値もそれぞれのＣＨでほとんど一致する。これを利用して、光受信装置１００は、同じ狭帯域内（ＬバンドまたはＣバンドなど）で新たなＣＨを増設する場合、記憶部１０３が記憶している設定値に基づいて、この設定値をそのまま新たなＣＨの初期値として設定する。

これによって、光受信装置１００は、分散補償量と位相量との初期値を設定するまでの時間を短縮することができる。なお、狭帯域におけるＯＳＮＲ耐力特性のＣＨ毎の差はわずかではあるが、新たなＣＨを増設する場合、新たなＣＨの波長に最も近いＣＨの設定値を用いることでより適切な分散補償量および位相量となる。

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、狭帯域を用いた光伝送システムにおいて、新たな受信器１０１を増設する場合に、既存の受信器１０１の設定済みの設定値を利用することができる。これによって、新たな受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる光受信装置は、Ｌバンド（０．５〜１．５ＧＨｚ）、Ｓバンド（２〜４ＧＨｚ）およびＣ（４〜８ＧＨｚ）が混在する広帯域を用いて光伝送を行う。この場合、ＣＨ毎の波長の差が大きくなり、最適な分散補償量と位相量とがＣＨ毎に大きく異なる場合がある。

図６は、光ファイバ中の波長と分散との関係を示すグラフである。図６に示すように、光ファイバ中の波長と分散は比例関係にあるため、増設された受信器１０１の適当な分散補償量の設定値を、同一の伝送路の他のＣＨの分散補償量の設定値から推測することができる。

たとえば、増設された受信器１０１の適当な分散補償量をＹ、増設された受信器の波長をλ１、増設された受信器１０１と最も波長が近い受信器１０１の適当な分散補償量をＸ、その受信器１０１の波長をλ２、単位波長あたりの波長分散量の変化量をδ、とすると、増設された受信器１０１の適当な分散補償量Ｙ＝Ｘ＋（λ１−λ２）×δと推測することができる。

具体的には、図６に示す例では、増設された受信器１０１のＣＨの波長が他のＣＨの波長よりも１００ｎｍ大きい場合、増設された受信器１０１のＣＨで発生する波長分散は他のＣＨよりも５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ大きくなる。したがって、増設された受信器１０１の分散補償量の設定値を、他のＣＨの分散補償量の設定値よりも５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍだけ大きくなるように補正すると適当な設定値となると推測することができる。

図７は、実施の形態２にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、設定値が設定されてない受信器１０１に対する起動命令を入力する（ステップＳ７０１）。つぎに、記憶部１０３を検索して、他のＣＨの設定値が記憶されているか否かを判断する（ステップＳ７０２）。他のＣＨの設定値が記憶されている場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、記憶されている設定値のうち、受信器１０１のＣＨと最も波長が近いＣＨの設定値を補正する（ステップＳ７０３、図６参照）。

つぎに、ステップＳ７０３によって補正した設定値によって受信器１０１を起動する（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０２において、他のＣＨの設定値が記憶されていない場合（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、デフォルト値（たとえば、０など）を設定して受信器１０１を起動する（ステップＳ７０５）。つぎに、ステップＳ７０４またはステップＳ７０５によって設定した設定値を記憶部１０３に記憶し（ステップＳ７０６）、一連の処理を終了する。

なお、上述したように、ステップＳ７０２において、記憶部１０３に他のＣＨの設定値が記憶されているか否かを判断したが、他のＣＨの設定値に限らず、分散補償量と位相量との設定値が設定されていない受信器１０１について過去に設定された設定値が記憶されているか否かを判断してもよい。

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、広帯域を用いた光伝送システムにおいて、新たな受信器１０１を増設する場合に、既存の受信器１０１の設定済みの設定値を利用するとともに、新たな受信器１０１と既存の受信器１０１との波長から新たな受信器１０１の適当な設定値を推測することができる。これによって、新たな受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態３）
図８は、実施の形態３にかかる光受信装置の受信器増設時の設定値の設定例（その１）を示す図である。図８において、横軸は波長を示している。また、ＣＨｋ−１，ＣＨｋ，ＣＨｋ＋１，・・・ＣＨｍ，ＣＨｍ＋１およびＣＨｍ＋２は、それぞれ波長の異なるＣＨを示している。

ＣＨｋが適当な設定値に設定済みであり、この設定値が記憶部１０３に記憶されているとする。ＣＨｋの左右に隣接するＣＨであるＣＨｋ−１およびＣＨｋ＋１を増設する場合、ＣＨｋ−１およびＣＨｋ＋１の設定値を、記憶部１０３に記憶されたＣＨｋの設定値を初期値として設定する。

また、ＣＨｍが適当な設定値に設定済みであり、設定値が記憶部１０３に記憶されているとする。ＣＨｍの右に隣接するＣＨｍ＋１と、ＣＨｍ＋１の右に隣接するＣＨｍ＋２と、を増設する場合、ＣＨｍ＋１およびＣＨｍ＋２の設定値を、ＣＨｍの設定値を初期値として設定する。

図９は、実施の形態３にかかる光受信装置の受信器増設時の設定値の設定例（その２）を示す図である。図９において、横軸は波長を示している。また、ＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ４・・・ＣＨ１０，ＣＨ１３，ＣＨ１７は、それぞれ波長の異なるＣＨを示している。ＣＨ１が適当な設定値に設定済みであり、この設定値が記憶部１０３に記憶されているとする。ＣＨ３，ＣＨ４，・・・ＣＨ１０，ＣＨ１３，ＣＨ１７を順に増設していく場合、ＣＨ３の設定値を、ＣＨ１の設定値を初期値として設定し（１）、ＣＨ４の設定値を、ＣＨ３の設定値を初期値として設定し（２）、・・・と順次ＣＨ毎の設定値を設定していく。

このように、実施の形態３にかかる光受信装置１００によれば、複数の新たな受信器１０１を順次増設する場合に、既存の受信器１０１の設定済みの設定値を利用することができる。これによって、新たな受信器１０１の適当な設定値を設定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１０は、実施の形態４にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。実施の形態４にかかる光受信装置１００は、接続先の通信装置と、ＣＨ毎の適当な設定値を共有する。図１０において、通信装置１００１および通信装置１００２は、実施の形態４にかかる光受信装置１００の機能を備えた通信装置である。

ここでは、通信装置１００１と１００２との間の伝送路にはＣＨ１〜ＣＨ１３が存在するとする。また、通信装置１００１は、ＣＨ１，ＣＨ２およびＣＨ３について適当な設定値に設定済みであり、通信装置１００２は、ＣＨ１１，ＣＨ１２およびＣＨ１３について適当な設定値に設定済みであるとする。また、これらの適当な設定値はそれぞれの通信装置の記憶部１０３に記憶されているとする。

通信装置１００１および１００２は、それぞれ設定済みの設定値を他方の通信装置へ送信する。そして、通信装置１００１および１００２は、受信した設定値をそれぞれの記憶部１０３に記憶する。たとえば、通信装置１００１が、ＣＨ１について適当な設定値に設定した場合、この設定値を通信装置１００２に送信する。通信装置１００２は、通信装置１００１から送信されたＣＨ１の設定値を記憶しておくことで、ＣＨ１の設定値を効率よく設定することができる。

なお、設定値を他方の通信装置へ送信するタイミングは、設定値を設定した直後でもよいし、他方の通信装置からの要求信号を受信してからでもよい。また、設定値を他方の通信装置から受信するためには、光伝送システムのＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いることができる。

このように、実施の形態４にかかる光受信装置１００によれば、接続先の通信装置と、ＣＨ毎の適当な設定値を共有することができる。これによって、接続先の通信装置の受信器が適当な設定値を設定済みの場合、受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。作業者が光ファイバに触れるなどしてファイバキング（曲げ）が起こった場合、適当な設定値が大きく変動する。また、その後曲げが戻ると、適当な設定値も元に戻る。実施の形態５にかかる光受信装置１００は、このような一時的な設定値の変動が起こった後に、設定値を元の値に短時間で設定する。

図１１に示すように、まず、設定済みの設定値を定期的に記憶しておく（ステップＳ１１０１）。つぎに、設定値の急激な変化があるか否かを判断する（ステップＳ１１０２）。たとえば、設定値が所定の変化率以上で変化したか否かを判断する。設定値の急激な変化がなかった場合（ステップＳ１１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１１０１に戻って処理を続行する。

ステップＳ１１０２において、設定値の急激な変化があった場合（ステップＳ１１０２：Ｙｅｓ）、所定時間経過するのを待って（ステップＳ１１０３：Ｎｏのループ）、所定時間経過すると（ステップＳ１１０３：Ｙｅｓ）、変化後の設定値を記憶する（ステップＳ１１０４）。つぎに、受信器１０１の設定値を、設定値の変化前に定期的に記憶しておいた設定値に設定する（ステップＳ１１０５）。たとえば、受信器１０１の設定値を、定期的に記憶しておいた設定値のうち最新の設定値に設定することで、設定値の変化の直前の状態に効率よく戻すことができる。

つぎに、エラー状態が良好となっているか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。エラー状態が良好となっている場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）、設定値の変化は一時的なものであったと判断できるので、受信器１０１の設定値を変化前の設定値に設定したまま、一連の処理を終了する。エラー状態が良好となっていない場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）、設定値の変化は一時的なものではなかったと判断できるので、受信器１０１の設定値をステップＳ１１０４で記憶しておいた変化後の設定値に設定し（ステップＳ１１０７）、一連の処理を終了する。

なお、ステップＳ１１０２において、設定値の急激な変化があったか否かを判断したが、設定値ではなくてエラー状態の急激な変化があったか否かを判断してもよい。この場合、たとえば、ＢＥＲが所定の変化率以上で変化したか否かを判断してもよい。

このように、実施の形態５にかかる光受信装置１００によれば、設定済みの設定値を定期的に記憶しておき、光ファイバの曲げなどによって設定値の急激な変化があった場合、一定時間後に、記憶しておいた変化前の設定値を受信器１０１に設定することができる。これによって、一時的な設定値の変化があった場合に、元の設定値を受信器１０１に設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態６）
図１２は、実施の形態６にかかる光受信装置の記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。受信器１０１の適当な設定値は、同一のＣＨであっても、時間帯によって異なる場合がある。たとえば、光ファイバの温度が高くなる昼の時間帯においては、朝や夜の時間帯とは適当な可変分散補償器２０１の分散補償量の設定値が異なる。実施の形態６にかかる記憶部１０３は、受信器１０１の設定値を所定の時間毎に記憶する。

図１２は、記憶部が、受信器の設定値を朝，昼，夜毎に記憶したテーブルの例を示している。図１２に示すように、記憶部１０３は、適当な分散補償量と位相量を、朝の設定値１２０１、昼の設定値１２０２、夜の設定値１２０３に分けて記憶する。

設定部１０２は、記憶部１０３によって記憶された設定値のうち、現時点に対応した設定値に基づいて受信器１０１の設定値を設定する。たとえば、受信器１０１が朝の時間帯にダウンし、復旧に時間がかかって昼の時間帯に再起動する場合、受信器１０１の設定値を、昼の時間帯に対応した設定値１２０２に設定する。

なお、ここでは設定値を朝，昼，夜毎に記憶した例について説明したが、時間帯の分け方はこれに限られない。たとえば、季節毎、日付毎、１時間毎に設定値を記憶してもよい。また、時間帯毎ではなく、気温などの条件毎に設定値を記憶してもよい。この場合、設定部１０２は、現時点で条件に合致する設定値を選択して、受信器１０１の設定値を設定する。

このように、実施の形態６にかかる光受信装置１００によれば、時間帯などの条件毎に適当な設定値を記憶しておき、設定部１０２は、現時点で条件に合致する設定値を選択して、受信器１０１の設定値を設定することができる。これによって、条件によって適当な設定値が異なる場合に、受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態７）
図１３は、実施の形態７にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。実施の形態７にかかる光受信装置１００は、受信器１０１の通信経路毎に対応した設定値を記憶し、受信器１０１の通信経路の切替があった場合、切替後の通信経路に対応した設定値に基づいて受信器１０１の設定値を設定する。図１３において、通信装置１３０１，通信装置１３０２および通信装置１３０３は、実施の形態７にかかる光受信装置１００の機能を備えた通信装置である。通信装置１３０１，通信装置１３０２および通信装置１３０３は、スイッチ１３０４を介してそれぞれ接続されている。

たとえば、通信装置１３０１は、通信装置１３０２との通信経路Ａに対応した設定値と、通信装置１３０３との通信経路Ｂに対応した設定値と、を記憶部１０３に記憶している。通信装置１３０１は、最初に通信装置１３０２と通信しており、つぎに通信装置１３０３と通信する場合、スイッチ１３０４に対して経路切替指示を送信するとともに、通信装置１３０３との通信経路Ｂに対応した設定値を記憶部１０３から選択し、選択した設定値によって受信器１０１の設定値を設定する。なお、経路切替指示をスイッチ１３０４へ送信するために、光伝送システムのＯＳＣを用いることができる。

図１４は、実施の形態７にかかる光受信装置の記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。ここでは、図１４に示すテーブルを通信装置１３０１（図１３参照）が記憶しているとする。図１４に示すように、実施の形態７にかかる光受信装置の記憶部１０３は、通信経路Ａと通信経路Ｂのそれぞれについて、可変分散補償器２０１の分散補償量１４０１と遅延干渉計２０２の位相量１４０２とをＣＨ毎に対応付けて記憶する。

このように、実施の形態７にかかる光受信装置１００によれば、受信器１０１の通信経路毎に対応した設定値を記憶し、受信器１０１の通信経路の切替があった場合、切替後の通信経路に対応した設定値に基づいて受信器１０１の設定値を設定することができる。これによって、受信器１０１の通信経路の切替があった場合に、受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

（実施の形態８）
図１５は、実施の形態８にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。図１５に示すように、送信装置１５０１の送信器１５０２から送信される光信号は、カプラ１５０３で分岐され、それぞれ中継器Ａおよび中継器Ｂを介して光受信装置１００へ送信される。光受信装置１００では、光受信装置１００のスイッチ１５０４によって中継器Ａを介して受信した光信号または中継器Ｂを介して受信した光信号を受信器１０１へ出力する。

このような光伝送システムでは、異なる通信経路によって送信装置１５０１と光受信装置１００とが接続されているため冗長な構成となるが、一方の通信経路で障害が発生しても、他方の通信経路に切り替えることで継続して通信を行うことができる（プロテクション）。しかし、それぞれの通信経路における受信器１０１の適当な設定値は異なる場合があり、この場合、通信経路の切替時に受信器１０１の設定値を適当な設定値に設定するために時間がかかる。

実施の形態８にかかる光受信装置１００は、中継器Ａを介する通信経路と中継器Ｂを介する通信経路のそれぞれについて、受信器１０１の適当な設定値をＣＨ毎に対応付けたテーブルを記憶する。このテーブルは、図１４で示したテーブルと同様であるため、ここでは図示を省略する。

このように、実施の形態８にかかる光受信装置１００によれば、通信経路での障害のために冗長な通信経路を設けた場合、それぞれの通信経路における設定値を記憶しておくことができる。これによって、通信経路で障害が発生してプロテクションを行った場合、受信器１０１の適当な設定値を設定するまでの時間を短縮することができる。

図１６は、実施の形態にかかる光受信装置を（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式の光受信装置に適用した例を示すブロック図である。図１６に示すように、実施例にかかる光受信装置１６００は、遅延干渉計１６０１と、光電変換部１６０２と、アンプ１６０３と、再生回路１６０４と、受信データ処理部１６０５と、設定部１６０６と、記憶部１６０７と、を備えている。また、光受信装置１６００の受信端には可変分散補償器（ＶＣＤ）１６０８が備えられている。可変分散補償器１６０８は、光受信装置１６００の内部に設けられていてもよい。

遅延干渉計１６０１は、伝送路を介して受信した（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号（ここでは、４３Ｇｂ／ｓとする）を遅延干渉させる。遅延干渉計１６０１は、たとえば、マッハツェンダ干渉計によって構成することができる。具体的には、遅延干渉計１６０１は、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号をカプラで２つに分岐し、一方の分岐導波路を、他方の分岐導波路よりも長く形成する。

また、遅延干渉計１６０１は、他方の分岐導波路に、伝搬する光信号を位相制御する電極を備える。遅延干渉計１６０１は、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号を１ビット時間（ここでは、２３．３ｐｓとなる）遅延させた遅延成分と、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ信号に対して０ｒａｄの位相制御を行った成分とをカプラで干渉させる。遅延干渉計１６０１が有する２つの出力は、一方が明干渉に、他方が暗干渉になるが、どちらが明干渉となるかは２つの成分の位相差によって異なる。

光電変換部１６０２は、遅延干渉計１６０１からの２つの出力を受光し、２つの出力のうちどちらの出力が明干渉となっているかに基づいて受信信号を検出する差動光電変換検出（ｂａｌａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を行う。光電変換部１６０２は、検出した受信信号を再生回路１６０４に出力する。光電変換部１６０２は、デュアルピンフォトダイオード（ｄｕａｌ ｐｉｎ ＰＤ）によって構成される。

アンプ１６０３は、光電変換部１６０２と再生回路１６０４との間に設けられ、光電変換部１６０２から再生回路１６０４へ出力される受信信号を適宜増幅する。

再生回路（ＣＤＲ：Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）１６０４は、光電変換部１６０２からアンプ１６０３を介して出力された受信信号からデータ信号およびクロック信号を抽出する。再生回路１６０４は、抽出したデータ信号およびクロック信号を受信データ処理部１６０５へ出力する。

受信データ処理部１６０５は、入力されるデータ信号をフレーム処理するフレーマ機能（ｆｒａｍｅｒ）と、フレームに付与された誤り訂正符号に基づいて誤り訂正処理を行うＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）デコーダ機能（ＦＥＣ ｄｅｃｏｄｅｒ）と、を有する。受信データ処理部１６０５は、再生回路１６０４から出力されるデータ信号およびクロック信号に基づいて誤り訂正などの信号処理を行う。受信データ処理部１６０５は、誤り訂正処理の結果に基づいてデータ信号のエラー状態情報を設定部１６０６へ出力する。エラー状態情報は、上述したように、たとえばデータ信号のＢＥＲなどである。

設定部１６０６は、受信データ処理部１６０５から出力されるエラー状態情報に基づいて、可変分散補償器１６０８と遅延干渉計１６０１の電極とに電圧をかけ、可変分散補償器１６０８の分散補償量と遅延干渉計１６０１の位相量とを探索して設定する。その他の設定部１６０６および記憶部１６０７の機能は上述の各実施の形態にかかる設定部１０２および記憶部１０３と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

可変分散補償器１６０８は、設定部１６０６によってかけられる電圧に応じて、伝送路から受信する光信号に対して分散補償を行う。可変分散補償器１６０８は、たとえば、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）板などを用いて実現することができる。

以上説明したように、本発明にかかる光受信装置によれば、可変分散補償器と遅延干渉計とを備える光受信装置において、設定済みの適当な分散補償量と位相量とを記憶しておき、その後分散補償量と位相量とを設定する場合に、記憶しておいた分散補償量と位相量とを利用することができる。これによって、受信器の適当な分散補償量と位相量とを設定するまでの時間を短縮することができ、高速な光伝送においても、伝送路の波長分散や遅延干渉計での光位相差の変動に追随させて分散補償量と位相量とを設定することができるという効果を奏する。

（付記１）差分位相変調方式で変調された光信号を受信し、当該光信号に対して可変分散補償および遅延干渉処理を行って当該光信号を復調する受信器と、
前記受信器によって復調された復調信号のエラー状態に基づいて、前記受信器の前記可変分散補償と前記遅延干渉処理との適当な設定値を探索して設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記設定値を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする光受信装置。

（付記２）前記受信器は、
前記光信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記光信号に対して可変な分散補償量によって分散補償を行う分散補償手段と、
前記分散補償手段によって前記分散補償が行われた光信号を１ビット分遅延させた分岐成分と、当該光信号を可変な位相量によって位相制御した分岐成分と、を干渉させる遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、
前記遅延干渉手段によって前記遅延干渉処理が行われた光信号を復調電気信号に光電変換することによって復調する復調手段と、
前記復調手段によって復調された復調電気信号のエラー状態を監視する監視手段と、
を備え、
前記設定手段は、前記設定値として、前記分散補償手段の適当な分散補償量と前記遅延干渉手段の適当な位相量とを探索して設定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）前記設定手段は、新たな前記受信器が増設される場合に、前記記憶手段に記憶された前記設定値に基づいて前記新たな受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。

（付記４）複数の前記受信器は、それぞれ異なる波長の前記光信号を受信し、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された前記設定値のうち、前記新たな受信器と最も波長が近い受信器に対応する設定値に基づいて前記新たな受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記３に記載の光受信装置。

（付記５）複数の前記受信器は、それぞれ異なる波長の前記光信号を受信し、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された前記設定値と、当該設定値に対応する受信器の波長および前記新たな受信器の波長と、に基づいて前記新たな受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記３または４に記載の光受信装置。

（付記６）前記受信器に対応する通信経路の接続先の通信装置から、当該通信経路における前記設定値を受信する設定値受信手段をさらに備え、
前記記憶手段は、前記設定値受信手段によって受信された前記設定値を記憶し、
前記設定手段は、前記受信器が前記通信装置と通信する場合、前記記憶手段に記憶された前記設定値に基づいて前記受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記７）前記記憶手段は、前記設定値を定期的に記憶し、
前記設定手段は、前記設定値に所定の変化率以上の変化があった場合、当該変化から所定の時間経過後に、前記変化の前に前記記憶手段に記憶された前記設定値に基づいて前記受信器の前記設定値を設定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）前記記憶手段は、前記設定値を所定の時間帯毎に記憶し、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された前記設定値のうち、現時点に対応した設定値に基づいて前記受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記９）前記記憶手段は、前記受信器の通信経路毎に対応した前記設定値を記憶し、
前記設定手段は、前記受信器の前記通信経路の切替があった場合、前記記憶手段に記憶された前記設定値のうち、前記切替後の通信経路に対応した設定値に基づいて前記受信器の前記設定値を設定することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光受信装置。

（付記１０）差分位相変調方式で変調された光信号を受信し、当該光信号に対して可変分散補償および遅延干渉処理を行って当該光信号を復調する受信器の制御方法であって、
前記受信器によって復調された復調信号のエラー状態に基づいて、前記受信器の前記可変分散補償と前記遅延干渉処理との適当な設定値を探索して設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記設定値を記憶する記憶工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。

以上のように、本発明にかかる光受信装置は、ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信する、可変分散補償器と遅延干渉計とを備えた光受信装置に有用であり、特に、高速な光伝送を行う場合に適している。

実施の形態１にかかる光受信装置の機能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受信器および設定部の機能の詳細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記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 実施の形態１にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 Ｌバンドにおける分散補償量とＯＳＮＲ耐力との関係をＣＨ毎に示すグラフである。 光ファイバ中の波長と分散との関係を示すグラフである。 実施の形態２にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる光受信装置の受信器増設時の設定値の設定例（その１）を示す図である。 実施の形態３にかかる光受信装置の受信器増設時の設定値の設定例（その２）を示す図である。 実施の形態４にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。 実施の形態５にかかる光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態６にかかる光受信装置の記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 実施の形態７にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。 実施の形態７にかかる光受信装置の記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 実施の形態８にかかる光受信装置の設定値の記憶例を示す図である。 実施の形態にかかる光受信装置を（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式の光受信装置に適用した例を示すブロック図である。 分散補償量および位相ずれとパワーペナルティとの関係を示すグラフである。 分散補償量と位相量を設定する過程を示す図である。

符号の説明

１００，１６００ 光受信装置
１０１ 受信器
１０２，１６０６ 設定部
１０３，１６０７ 記憶部
２０１，１６０８ 可変分散補償器
２０２，１６０１ 遅延干渉計
２０３ 復調部
２０４ 監視部
１６０２ 光電変換部
１６０４ 再生回路
１６０５ 受信データ処理部

Claims (3)

1. 差分位相変調方式で変調された光信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記光信号に対して可変な分散補償量によって分散補償を行う分散補償手段と、前記分散補償手段によって前記分散補償が行われた光信号を１ビット分遅延させた分岐成分と、当該光信号を可変な位相量によって位相制御した分岐成分と、を干渉させる遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段によって前記遅延干渉処理が行われた光信号を復調電気信号に光電変換することによって復調する復調手段と、前記復調手段によって復調された復調電気信号のエラー状態を監視する監視手段と、を備える受信器と、
   前記監視手段によって監視されたエラー状態に基づいて、前記分散補償手段の分散補償量と前記遅延干渉手段の位相量を設定値として設定する設定手段と、
   前記設定手段によって設定された前記設定値を記憶する記憶手段と、
   を備え、
   前記設定手段は、新たな前記受信器が増設される場合に、前記記憶手段に記憶された前記設定値に基づいて、前記新たな受信器の前記設定値を設定することを特徴とする光受信装置。
2. 複数の前記受信器は、それぞれ異なる波長の前記光信号を受信し、
   前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された前記設定値のうち、前記新たな受信器と最も波長が近い受信器に対応する設定値に基づいて前記新たな受信器の前記設定値を設定することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
3. 前記記憶手段は、前記設定値を定期的に記憶し、
   前記設定手段は、前記設定値に所定の変化率以上の変化があった場合、当該変化から所定の時間経過後に、前記変化の前に前記記憶手段に記憶された前記設定値に基づいて前記受信器の前記設定値を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光受信装置。

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