JP5029200B2

JP5029200B2 - 光トランシーバ調整方法

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Publication number: JP5029200B2
Application number: JP2007203516A
Authority: JP
Inventors: 考利加藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: US8041226B2; JP2009038769A; US20090034981A1

Description

本発明は、光信号を送受信する光トランシーバに関するものである。

光通信システムは、送信部から送出された光信号を光ファイバ伝送路により伝送させ受信部により受信するものであり、大容量の情報を高速に送受信することができる。また、光通信システムでは、送信部および受信部を備える光トランシーバが用いられる。

例えば数ｋｍ以下の比較的短距離であって例えば数百Ｍｂｐｓ以下の比較的低速の光通信システムでは、光ファイバ伝送路としてマルチモード光ファイバが用いられ、送信部に含まれる発光部として発光ダイオードが用いられる。一方、長距離で高速の光通信システムでは、光ファイバ伝送路としてシングルモード光ファイバが用いられ、送信部に含まれる発光部としてレーザダイオードが用いられる。また、受信部に含まれる受光部としてフォトダイオードが用いられる。

実際、伝送速度１２５Ｍｂｐｓで伝送距離２ｋｍの場合の光通信規格を定めた国際標準ＦＤＤＩでは、光ファイバ伝送路としてマルチモード光ファイバの一種であるコア径６２.５μｍのグレイデッドインデックス型光ファイバが採用されている。また、６２２Ｍｂｐｓ，２.５Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのように更に高速な伝送を行う国際標準ＳＤＨや、１Ｇｂｐｓ以上のイーサネット（登録商標）規格では、光ファイバ伝送路としてシングルモード光ファイバが採用され、送信部に含まれる発光部としてレーザダイオードが採用されている。

ところで、伝送されるべきデータ量の増大に伴い、低速通信用途として既に敷設されているマルチモード光ファイバを、レーザダイオードを用いた高速通信でも活用することができないかが検討されはじめている。マルチモード光ファイバは、コア径が大きいので、発光部から多くの光をコア内に取り込みやすく、光源とコアとの結合が容易で、少々軸ずれしても大きなロスが出ないことからコネクタ製造も容易であるで、低コストという利点がある。その一方で、マルチモード光ファイバは、コア内を多くのモードの光が伝送し、各モードのファイバ内伝播遅延時間が異なるので、光波形が歪みやすく、高速信号伝送が困難という欠点がある。

そこで、マルチモード光ファイバ内のモード間の伝搬遅延時間を補正するために、受信部において、光信号から電気信号へ変換した後、その電気信号に対して分散等化部により分散等化処理をする技術が知られている（非特許文献１を参照）。この分散等化部は、電気のデジタルフィルタである。このような分散等化部を採用することで、１０Ｇｂｐｓの高速伝送を実現することができるとされている。なお、分散等化は分散補償と呼ばれる場合もある。また、このように受信部に分散等化部を設けるとともに、光ファイバ伝送路で生じる光信号の波形歪を送信部において予め補正する技術（pre-emphasis技術）を採用することが提案されている（特許文献１を参照）。さらに、光ファイバ伝送路で生じる光信号の波形歪を逆算し、送信部から送出される光信号の波形を決める電気式のpre-compensation技術も検討されている（非特許文献２を参照）。
米国特許第７,１４７,３８７号明細書 H. Bulow, et al. "Electron Equalization of TransmissionImpairments", Technical Digest of OFC 2002, TuE4 K. Roberts, et al, "Electronic Precompensation of OpticalNonlinearity", IEEE Photonics Technology Letters,Vol.18, No.2, pp.403-405, 2006

ところで、例えば１０Ｇｂｐｓを超えるような超高速伝送では、マルチモード光ファイバやシングルモード光ファイバのような光ファイバの種類に限らず、光ファイバにより伝送される間に発生する光信号の波形歪に加えて、光トランシーバ内の電気信号ラインの帯域不足やレーザダイオードおよびフォトダイオードの帯域不足など様々な要因によって電気信号の波形歪が発生し、これらが伝送上の深刻な問題となる。

また、低コスト化を図るために、実際に伝送する信号速度に対し伝送帯域が狭くとも安価なレーザダイオードまたはフォトダイオードを使う場合もあるが、このような場合にも伝送上の問題が発生する。

そこで、非特許文献１には、光トランシーバの受信側に分散等化部を備えることが提案されている。しかし、この場合、分散等化部には、電気信号ラインで生じた歪、光ファイバで生じた歪、および、レーザダイオードやフォトダイオードで生じた歪など、全ての歪が蓄積された波形の電気信号が入力される。それ故、分散等化部の分散等化能力を超えやすいという問題が発生する。

また、特許文献２では、送信側の波形の特性を見ながらプリエンファシス（pre -emphasis）を行う技術が開示されているが、このpre-emphasis技術と受信側の分散等化部との関係や、光ファイバで生じる歪についての考慮が開示されていない。すなわち、この文献には、当業者が実施できる程度に発明が開示されてはいない。

さらに、非特許文献２で示されている送信側でのpre-compensation技術の場合、全ての歪をpre-compensationで補正する必要があり、pre-compensationに大きな歪補償能力が要求される。一方、pre-compensationを行う際に最適な係数を求めるためには波形歪を逆算する大きな演算能力が必要とされる。小型化高速化が求められる中で発熱問題が大きな課題となっている送信部で高速演算処理を行うことは放熱の観点から好ましくない。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高速伝送の際にも容易に分散等化をすることができる光トランシーバの調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光トランシーバ調整方法において調整をする光トランシーバは、(1) 入力される電気信号に対して分散等化処理をして当該処理後の電気信号を出力する送信用分散等化部と、この分散等化部から出力される電気信号に基づいて光信号を生成して出力する発光部と、を含む送信部と、(2) 入力される光信号に基づいて電気信号を生成して出力する受光部と、この受光部から出力される電気信号に対して分散等化処理をして当該処理後の電気信号を出力する受信用分散等化部と、を含む受信部と、(3) 送信用分散等化部および受信用分散等化部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

更に、本発明に係る光トランシーバ調整方法において調整をする光トランシーバでは、送信用分散等化部および受信用分散等化部それぞれが、入力される電気信号に対して遅延を与える縦続接続された複数の遅延部と、これら複数の遅延部それぞれから出力される電気信号の値に対しタップ係数を乗じて当該乗算後の電気信号を出力する複数の乗算部と、これら複数の乗算部それぞれから出力される電気信号の値の総和を求め当該総和値を表す電気信号を出力する総和部と、を含むことを特徴とする。

本発明に係る光トランシーバ調整方法は、上記の光トランシーバの送信用分散等化部のタップ係数および受信用分散等化部のタップ係数を調整する方法であって、(1) 発光部と受光部とを光学的に互いに接続し、送信用分散等化部における分散等化処理を停止させ、送信部から受信部へ光信号が送られている状態で、受信用分散等化部のタップ係数を制御部により調整させ、(2) その調整後に、受信用分散等化部のタップ係数に基づいて、送信用分散等化部のタップ係数を制御部により調整させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、電気信号ライン，発光部および受光部それぞれにおける波形歪は送信用分散等化部により等化され、光トランシーバ間の光ファイバにおける波形歪は受信用分散等化部により等化される。このように、送信用分散等化部と受信用分散等化部とに等化機能が分散されるので、送信部および受信部の一方のみに設けられた分散等化部により歪を補償する場合に比べて、より厳しい波形歪に対しても良好な伝送を行うことが可能となり、高速伝送の際にも容易に分散等化をすることができる。

本発明によれば、高速伝送の際にも容易に分散等化をすることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）

先ず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光トランシーバの構成およびその調整方法を説明する図である。この図には、２つの第１光トランシーバ１および第２光トランシーバ２が示されている。これら２つの光トランシーバ１，２は、互いに同じ構成を有していて、送信部１０，受信部２０および制御部３０を備える。

光トランシーバ１，２それぞれの送信部１０は、ＣＤＲ部１１，ＬＤＤ部１２，送信用分散等化部１３およびレーザダイオード１４を含む。ＣＤＲ（clock data recovery）部１１は、電気信号を入力し、その電気信号のデータを復元して、データ復元後の電気信号をＬＤＤ部１２へ出力する。ＬＤＤ（laser-diode driver）部１２は、ＣＤＲ部１１から出力される電気信号を入力し、その入力した電気信号に基づいてレーザダイオード１４を駆動するための電気信号を生成して、その生成した電気信号を送信用分散等化部１３へ出力する。送信用分散等化部１３は、ＬＤＤ部１２から出力される電気信号を入力し、その電気信号に対して分散等化処理をして、当該処理後の電気信号をレーザダイオード１４へ出力する。また、レーザダイオード１４は、発光部として作用するものであり、送信用分散等化部１３から出力される電気信号を入力し、その電気信号に基づいて光信号を生成して、その光信号を出力する。

光トランシーバ１，２それぞれの受信部２０は、フォトダイオード２１，ＴＩＡ部２２，受信用分散等化部２３およびＣＤＲ部２４を含む。フォトダイオード２１は、受光部として作用するものであり、光信号を入力し、その光信号に基づいて電気信号を生成して、その生成した電気信号をＴＩＡ部２２へ出力する。ＴＩＡ（trans-impedance amplifier）部２２は、フォトダイオード２１から出力される電気信号を電流として入力し、この入力した電気信号を電圧としての電気信号に変換して、この変換後の電気信号を受信用分散等化部２３へ出力する。受信用分散等化部２３は、ＴＩＡ部２２から出力される電気信号を入力し、その電気信号に対して分散等化処理をして、当該処理後の電気信号をＣＤＲ部２４へ出力する。また、ＣＤＲ部２４は、受信用分散等化部２３から出力される電気信号を入力し、その電気信号のデータを復元して、データ復元後の電気信号を出力する。

第１トランシーバ１のレーザダイオード１４と第２トランシーバ２のフォトダイオード２１とは光ファイバ４１により互いに光学的に接続される。また、第２トランシーバ２のレーザダイオード１４と第１トランシーバ１のフォトダイオード２１とは光ファイバ４２により互いに光学的に接続される。光トランシーバ１，２それぞれの制御部３０は、送信用分散等化部１３および受信用分散等化部２３を制御する。この詳細については後述する。

これら第１光トランシーバ１および第２光トランシーバ２を含むシステムの概略動作は以下のとおりである。

第１光トランシーバ１では、ＣＤＲ部１１に入力される電気信号はＣＤＲ部１１によりデータが復元されて、そのデータ復元後の電気信号がＣＤＲ部１１から出力されＬＤＤ部１２に入力される。ＬＤＤ部１２では、ＣＤＲ部１１から出力される電気信号に基づいてレーザダイオード１４を駆動するための電気信号が生成されて、その生成された電気信号が送信用分散等化部１３へ出力される。送信用分散等化部１３では、ＬＤＤ部１２から出力される電気信号が入力され、その電気信号に対して分散等化処理がなされて、当該処理後の電気信号がレーザダイオード１４へ出力される。そして、レーザダイオード１４では、送信用分散等化部１３から出力される電気信号が入力され、その電気信号に基づいて光信号が生成されて、その光信号が光ファイバ４１へ出力される。第１光トランシーバ１のレーザダイオード１４から出力された光信号は、光ファイバ４１により伝送されて、第２光トランシーバ２のフォトダイオード２１へ入力される。

第２光トランシーバ２では、光ファイバ４１により伝送されて到達した光信号がフォトダイオード２１により受光され、そのフォトダイオード２１により、その光信号に基づいて電気信号が生成されて、その生成した電気信号がＴＩＡ部２２へ出力される。ＴＩＡ部２２では、フォトダイオード２１から出力される電気信号が電流として入力され、この入力した電気信号が電圧としての電気信号に変換されて、この変換後の電気信号が受信用分散等化部２３へ出力される。受信用分散等化部２３では、ＴＩＡ部２２から出力される電気信号が入力され、その電気信号に対して分散等化処理がなされて、当該処理後の電気信号がＣＤＲ部２４へ出力される。そして、ＣＤＲ部２４では、受信用分散等化部２３から出力される電気信号が入力され、その電気信号のデータが復元されて、データ復元後の電気信号が出力される。

以上に説明したのは第１光トランシーバ１の送信部１０から第２光トランシーバ２の受信部２０へ光信号を伝送する場合の動作であるが、第２光トランシーバ２の送信部１０から第１光トランシーバ１の受信部２０へ光信号を伝送する場合の動作も同様である。

図２は、第１実施形態に係る光トランシーバに含まれる受信用分散等化部２３の構成を示す図である。光トランシーバ１，２それぞれに含まれる受信用分散等化部２３は、Ｍ個の遅延部５１_１〜５１_Ｍ、(Ｎ＋１)個の遅延部５２_０〜５２_Ｎ、(Ｍ＋１)個の乗算部５３_０〜５３_Ｍ、(Ｎ＋１)個の乗算部５４_０〜５４_Ｎ、総和部５５、サンプラ部５６、スライサ部５７、減算部５８およびタップ係数制御部５９を含む。ここで、Ｍ，Ｎは１以上の整数である。また、以下に登場するｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは０以上Ｎ以下の各整数である。

Ｍ個の遅延部５１_１〜５１_Ｍは、この順に縦続接続されており、入力される電気信号に対して時間Ｔだけ遅延を与えて出力する。(Ｎ＋１)個の遅延部５２_０〜５２_Ｎも、この順に縦続接続されており、スライサ部５７から入力される電気信号に対して時間Ｔだけ遅延を与えて出力する。なお、時間Ｔは、ＣＤＲ部１１により電気信号が復元される際に得られるクロック信号の周期である。

乗算部５３_０は、入力される電気信号にタップ係数ｃ_０を乗じて、当該乗算後の電気信号を総和部５５へ出力する。乗算部５３_ｍは、遅延部５１_ｍから出力される電気信号にタップ係数ｃ_ｍを乗じて、当該乗算後の電気信号を総和部５５へ出力する。乗算部５４_ｎは、遅延部５２_ｎから出力される電気信号にタップ係数ｄ_ｎを乗じて、当該乗算後の電気信号を総和部５５へ出力する。総和部５５は、(Ｍ＋１)個の乗算部５３_０〜５３_Ｍおよび(Ｎ＋１)個の乗算部５４_０〜５４_Ｎそれぞれから出力される電気信号の値の総和を求め、当該総和値を表す電気信号を出力する。

サンプラ部５６は、総和部５５から出力される電気信号を入力し、その入力した電気信号を時間Ｔ毎にサンプリングしホールドして、そのホールドした電気信号をスライサ部５７へ出力する。スライサ部５７は、サンプラ部５６から出力される電気信号を入力し、その入力した電気信号の値と所定の閾値とを大小比較して、その比較結果を表す値を有する電気信号を遅延部５２_０へ出力する。減算部５８は、サンプラ部５６から出力される電気信号を入力するとともに、スライサ部５７から出力される電気信号を入力して、これら２つの電気信号の値の差を誤差信号としてタップ係数制御部５９へ出力する。タップ係数制御部５９は、減算部５８から出力される誤差信号を入力して、この誤差信号の絶対値が小さくなるようにタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎを制御する。

このように構成される受信用分散等化部２３において、遅延部５１_１〜５１_Ｍ，乗算部５３_０〜５３_Ｍおよび総和部５５は、フィードフォワード等化部を構成している。また、遅延部５２_０〜５２_Ｎ，乗算部５４_０〜５４_Ｎ，総和部５５，サンプラ部５６およびスライサ部５７は、フィードバック等化部を構成している。なお、受信用分散等化部２３は、構成を簡略化する場合には、フィードフォワード等化部のみを有する構成としてもよい。

この受信用分散等化部２３は、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎそれぞれが適切な値に設定されることにより、入力される電気信号に対して分散等化処理をして、当該処理後の電気信号を出力することができる。受信用分散等化部２３における分散等化処理の特性は、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎそれぞれの値により決定される。

この受信用分散等化部２３は、減算部５８から出力される誤差信号の絶対値が小さくなるようにタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎをタップ係数制御部５９により制御することができるので、入力される電気信号の波形歪が変動する場合にも、その電気信号に対して適切な分散等化処理をすることができる。

図３は、第１実施形態に係る光トランシーバに含まれる送信用分散等化部１３の構成を示す図である。光トランシーバ１，２それぞれに含まれる送信用分散等化部１３は、Ｍ個の遅延部５１_１〜５１_Ｍ、(Ｎ＋１)個の遅延部５２_０〜５２_Ｎ、(Ｍ＋１)個の乗算部５３_０〜５３_Ｍ、(Ｎ＋１)個の乗算部５４_０〜５４_Ｎ、総和部５５、サンプラ部５６、スライサ部５７およびタップ係数制御部５９を含む。

図２に示された受信用分散等化部２３の構成と比較すると、この図３に示される送信用分散等化部１３は、減算部５８を備えていない点で相違する。また、タップ係数制御部５９は、誤差信号に基づいてタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎを制御する必要はなく、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎそれぞれの値を固定値としてよい。送信用分散等化部１３でも、構成を簡略化する場合には、フィードフォワード等化部のみを有する構成としてもよい。

この送信用分散等化部１３でも、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎそれぞれが適切な値に設定されることにより、入力される電気信号に対して分散等化処理をして、当該処理後の電気信号を出力することができる。送信用分散等化部１３における分散等化処理の特性は、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎそれぞれの値により決定される。

制御部３０は、自己の受信用分散等化部２３のタップ係数を調整するとともに、自己または他の同じ構成を有する光トランシーバの受信用分散等化部２３のタップ係数に基づいて自己の送信用分散等化部１３のタップ係数を調整する。なお、制御部３０は、送信用分散等化部１３のタップ係数制御部５９と一体であってもよいし別体であってもよく、また、受信用分散等化部２３のタップ係数制御部５９と一体であってもよいし別体であってもよい。

以下では、第１実施形態に係るトランシーバの送信用分散等化部１３のタップ係数および受信用分散等化部２３のタップ係数を調整する方法について説明する。第１実施形態では、制御部３０により、第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３のタップ係数が調整されるとともに、この第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３のタップ係数に基づいて第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３のタップ係数が調整される。また、第１光トランシーバ１の受信用分散等化部２３のタップ係数が調整されるとともに、この第１光トランシーバ１の受信用分散等化部２３のタップ係数に基づいて第２光トランシーバ２の送信用分散等化部１３のタップ係数が調整される。

第１実施形態の光トランシーバ調整方法では、図１に示されるように、互いに同じ構成を有する第１光トランシーバ１と第２光トランシーバ１とが互いに光学的に接続される。当初は、第１トランシーバ１のレーザダイオード１４と第２トランシーバ２のフォトダイオード２１とを互いに光学的に接続する光ファイバ４１は、累積波長分散の絶対値が小さい単尺のものが用いられる。

また、第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３では、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍのうち何れか１つのタップ係数のみが値１とされる一方で他のタップ係数が値０とされ、また、タップ係数ｄ_０〜ｄ_Ｎが値０とされて、分散等化処理が停止される。そして、第１光トランシーバ１の送信部１０から光ファイバ４１を経て第２光トランシーバ２の受信部２０へ光信号が送られている状態とする。この状態で、第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３において適応等化処理が行われ、第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎの各値が調整される。

その調整後に、第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎの各値は、第２光トランシーバ２の制御部３０および第１光トランシーバ１の制御部３０を経て、第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３へ送られ、第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎとして設定される。

このように累積波長分散の絶対値が小さい単尺の光ファイバ４１で接続された状態で第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎが設定されることで、第１光トランシーバ１の送信用分散等化部１３は、第１光トランシーバ１の送信部１０における電気信号ラインの歪およびレーザダイオード１４の歪、ならびに、第２光トランシーバ２の受信部２０における電気信号ラインの歪およびフォトダイオード２１の歪を、等化することができる。

上記と同様にして、累積波長分散の絶対値が小さい単尺の光ファイバ４２で接続された状態で第２光トランシーバ２の送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎが設定されることで、第２光トランシーバ２の送信用分散等化部１３は、第２光トランシーバ２の送信部１０における電気信号ラインの歪およびレーザダイオード１４の歪、ならびに、第１光トランシーバ１の受信部２０における電気信号ラインの歪およびフォトダイオード２１の歪を、等化することができる。

以上のようにして、第１光トランシーバ１および第２光トランシーバ２それぞれの送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎが設定された後、実際の光ファイバ伝送路として用いられる光ファイバ４１，４２が第１光トランシーバ１と第２光トランシーバ２との間に接続される。このとき、第１光トランシーバ１の受信用分散等化部２３は光ファイバ４１における光信号の波形歪のみを等化すればよく、また、第２光トランシーバ２の受信用分散等化部２３は光ファイバ４２における光信号の波形歪のみを等化すればよい。

この光トランシーバ調整方法によれば、電気信号ライン，レーザダイオード１４およびフォトダイオード２１それぞれにおける波形歪は送信用分散等化部１３により等化され、光トランシーバ間の光ファイバにおける波形歪は受信用分散等化部２３により等化される。このように、送信用分散等化部１３と受信用分散等化部２３とに等化機能が分散されるので、送信部および受信部の一方のみに設けられた分散等化部により歪を補償する場合に比べて、より厳しい波形歪に対しても良好な伝送を行うことが可能となり、高速伝送の際にも容易に分散等化をすることができる。

（第２実施形態）

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る光トランシーバの構成およびその調整方法を説明する図である。この図には、１つの光トランシーバ３が示されている。この光トランシーバ３は、既に説明した光トランシーバ１，２と同じ構成を有している。送信用分散等化部１３および受信用分散等化部２３それぞれも、既に説明した光トランシーバ１，２に含まれるものと同じ構成を有している。

第２実施形態では、制御部３０により、光トランシーバ３の受信用分散等化部２３のタップ係数が調整されるとともに、この受信用分散等化部２３のタップ係数に基づいて送信用分散等化部１３のタップ係数が調整される。

第２実施形態の光トランシーバ調整方法では、図４に示されるように、当初は、レーザダイオード１４とフォトダイオード２１との間は、累積波長分散の絶対値が小さい単尺の光ファイバ４３により互いに光学的に接続される。

また、送信用分散等化部１３では、タップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍのうち何れか１つのタップ係数のみが値１とされる一方で他のタップ係数が値０とされ、また、タップ係数ｄ_０〜ｄ_Ｎが値０とされて、分散等化処理が停止される。そして、送信部１０から光ファイバ４３を経て受信部２０へ光信号が送られている状態とする。この状態で、受信用分散等化部２３において適応等化処理が行われ、受信用分散等化部２３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎの各値が調整される。

その調整後に、受信用分散等化部２３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎの各値は、制御部３０を経て送信用分散等化部１３へ送られ、送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎとして設定される。

このように累積波長分散の絶対値が小さい単尺の光ファイバ４３で接続された状態で光トランシーバ３の送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎが設定される。また、光トランシーバ３に対して光ファイバ伝送線路を介して接続される相手方の光トランシーバも、光トランシーバ３と同じ構成および特性を有している。このことから、光トランシーバ３の送信用分散等化部１３は、光トランシーバ３の送信部１０における電気信号ラインの歪およびレーザダイオード１４の歪、ならびに、相手方の光トランシーバの受信部２０における電気信号ラインの歪およびフォトダイオード２１の歪を、等化することができる。

以上のようにして、光トランシーバ３および相手方の光トランシーバそれぞれの送信用分散等化部１３のタップ係数ｃ_０〜ｃ_Ｍ，ｄ_０〜ｄ_Ｎが設定された後、実際の光ファイバ伝送路として用いられる光ファイバが２つの光トランシーバの間に接続される。このとき、光トランシーバ３の受信用分散等化部２３は光ファイバにおける光信号の波形歪のみを等化すればよい。

次に、第１実施形態に係る光トランシーバの構成およびその調整方法の実施例について、比較例と対比して説明する。これら実施例および比較例の何れにおいても、送信用分散等化部１３および受信用分散等化部２３それぞれは、フィードバック等化部を有しておらず、フィードフォワード等化部のみから構成されるとし、乗算部５３_０〜５３_Ｍの個数が９（Ｍ値が８）であるとする。送信部１０および受信部２０それぞれの電気信号ラインの帯域が５ＧＨｚであるとし、光トランシーバ間の実際の光ファイバの伝送帯域が２.６ＧＨｚであるとする。また、電気信号のビットレートが１０Ｇｂｐｓであるとする。以下に示す信号波形は計算によるものである。

比較例は、図１に示される構成から送信用分散等化部１３が削除されたものであり、各光トランシーバの受信部２０の受信用分散等化部２３のみにより分散等化処理が行われる。図５は、比較例における各位置での信号波形を示す図である。同図（ａ）は、送信部１０に入力される電気信号の波形（歪無し）を示す。同図（ｂ）は、累積波長分散の絶対値が小さい単尺の光ファイバで接続されている場合の受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形を示す。同図（ｃ）は、伝送帯域２.６ＧＨｚの光ファイバで接続されている場合の受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形を示す。また、同図（ｄ）は、伝送帯域２.６ＧＨｚの光ファイバで接続されている場合の受信部２０の受信用分散等化部２３から出力される電気信号の波形を示す。

比較例では、送信部１０に入力される電気信号の波形（歪無し）は同図（ａ）に示されるものであるのに対し、送信部１０および受信部２０それぞれの電気信号ライン（帯域５ＧＨｚ）により歪が生じて受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形は同図（ｂ）に示されるものとなり、光ファイバ（帯域２.６ＧＨｚ）による歪も加わって受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形は同図（ｃ）に示されるものとなる。同図（ｃ）に示されるＴＩＡ部２２の出力波形が殆どつぶれているので、同図（ｄ）に示されるように受信用分散等化部２３により信号波形は復元され得ない。

図６は、実施例における各位置での信号波形を示す図である。実施例では送信部１０において送信用分散等化部１３により電気信号に対して分散等化処理が行われる。このとき、タップ係数は、上記の第１実施形態の調整方法により設定され、ｃ_０＝0.001，ｃ_１＝-0.007，ｃ_２＝0.042，ｃ_３＝-0.270，ｃ_４＝1.701，ｃ_５＝-0.286，ｃ_６＝0.048，ｃ_７＝-0.008，ｃ_８＝0.001 である。同図（ａ）は、送信部１０の送信用分散等化部１３から出力される電気信号の波形を示す。同図（ｂ）は、伝送帯域２.６ＧＨｚの光ファイバで接続されている場合の受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形を示す。また、同図（ｃ）は、伝送帯域２.６ＧＨｚの光ファイバで接続されている場合の受信部２０の受信用分散等化部２３から出力される電気信号の波形を示す。

実施例では、送信部１０の送信用分散等化部１３から出力される電気信号の波形は同図（ａ）に示されるものであり、光ファイバ（帯域２.６ＧＨｚ）による歪も加わって受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形は同図（ｂ）に示されるものとなる。比較例における図５（ｃ）および実施例における図６（ｂ）の何れも、光ファイバ（帯域２.６ＧＨｚ）による光信号の伝送後に受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形を示すものである。しかし、実施例では、送信部１０において送信用分散等化部１３により電気信号に対して分散等化処理が行われて、送信部１０および受信部２０それぞれの電気信号ラインの歪が等化されるので、比較例（図５（ｃ））と比べて実施例（図６（ｂ））では、受信部２０のＴＩＡ部２２から出力される電気信号の波形の歪（アイの潰れ）が小さい。その結果、同図（ｃ）に示されるように、受信部２０の受信用分散等化部２３から出力される電気信号の波形では、アイが良好に開いている。

第１実施形態に係る光トランシーバの構成およびその調整方法を説明する図である。第１実施形態に係る光トランシーバに含まれる受信用分散等化部２３の構成を示す図である。第１実施形態に係る光トランシーバに含まれる送信用分散等化部１３の構成を示す図である。第２実施形態に係る光トランシーバの構成およびその調整方法を説明する図である。比較例における各位置での信号波形を示す図である。実施例における各位置での信号波形を示す図である。

符号の説明

１〜３…光トランシーバ、１０…送信部、１１…ＣＤＲ部、１２…ＬＤＤ部、１３…送信用分散等化部、１４…レーザダイオード、２０…受信部、２１…フォトダイオード、２２…ＴＩＡ部、２３…受信用分散等化部、２４…ＣＤＲ部、３０…制御部、４１〜４３…光ファイバ、５１_１〜５１_Ｍ…遅延部、５２_０〜５２_Ｎ…遅延部、５３_０〜５３_Ｍ…乗算部、５４_０〜５４_Ｎ…乗算部、５５…総和部、５６…サンプラ部、５７…スライサ部、５８…減算部、５９…タップ係数制御部。

Claims

入力される電気信号に対して分散等化処理をして当該処理後の電気信号を出力する送信用分散等化部と、この分散等化部から出力される電気信号に基づいて光信号を生成して出力する発光部と、を含む送信部と、
入力される光信号に基づいて電気信号を生成して出力する受光部と、この受光部から出力される電気信号に対して分散等化処理をして当該処理後の電気信号を出力する受信用分散等化部と、を含む受信部と、
前記送信用分散等化部および前記受信用分散等化部を制御する制御部と、
を備え、
前記送信用分散等化部および前記受信用分散等化部それぞれが、入力される電気信号に対して遅延を与える縦続接続された複数の遅延部と、これら複数の遅延部それぞれから出力される電気信号の値に対しタップ係数を乗じて当該乗算後の電気信号を出力する複数の乗算部と、これら複数の乗算部それぞれから出力される電気信号の値の総和を求め当該総和値を表す電気信号を出力する総和部と、を含む光トランシーバにおいて、
前記送信用分散等化部のタップ係数および前記受信用分散等化部のタップ係数を調整する方法であって、
前記発光部と前記受光部とを光学的に互いに接続し、前記送信用分散等化部における分散等化処理を停止させ、前記送信部から前記受信部へ光信号が送られている状態で、前記受信用分散等化部のタップ係数を前記制御部により調整させ、
その調整後に、前記受信用分散等化部のタップ係数に基づいて、前記送信用分散等化部のタップ係数を前記制御部により調整させる、
ことを特徴とする光トランシーバ調整方法。