JP5104503B2 - 光受信機及びその光位相制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信で利用される位相変調方式の光受信機における光位相の制御技術に関する。

光通信システムは、近年の伝送容量急増に伴い、基幹光伝送路の伝送速度について、１０Ｇｂ／ｓから４０Ｇｂ／ｓへの移行が進められている。４０Ｇｂ／ｓの伝送速度を実現するために各種の光変調方式が提案されているが、中でも、光位相変調方式である差動位相シフトキーイング（ＤＰＳＫ：Differential Phase Shift Keying）や差動４値位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ：Differential Quadrature Phase Shift Keying）が有力視されている。特に、電気デバイスの速度に対する要求、光分散の調整、偏波モード分散、が比較的緩和されることから、ＤＱＰＳＫが光変調方式の有力候補となっている。

このようなＤＱＰＳＫ光変調方式の光通信システムの構成例を図５〜図７に示している。図５は、冗長系をもたない一対一（Point to Point）のシステム構成例、図６は、信頼性向上のために冗長系を備えた一対一のシステム構成例である。また、図７は、リングネットワークへの適用を考慮して、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）を組み合わせたＯＵＰＳＲ（Optical Unidirectional Path Switched Ring）のシステム構成例である。

これら光通信システムでは、クライアント信号のＳＴＭ２５６／ＯＣ７６８（４０Ｇｂ／ｓ）信号を入力してＯＴＮ（Optical Transport Network）フレームフォーマットへ変換し、ＯＴＵ３（４３Ｇｂ／ｓ）信号を基幹光伝送路へ送信すると共に、基幹光伝送路からＯＴＵ３（４３Ｇｂ／ｓ）信号を受信してＯＴＮフレームフォーマットの逆変換を行い、ＳＴＭ２５６／ＯＣ７６８（４０Ｇｂ／ｓ）信号のクライアント信号を出力するトランスポンダ（Transponder）装置ＴＰが使用される。このトランスポンダ装置ＴＰの構成例を図８に示している。図８Ａは図５に示す冗長系をもたないシステムに使用されるトランスポンダ装置ＴＰの例、図８Ｂは図６及び図７に示す冗長系を備えたシステムに使用されるトランスポンダ装置ＴＰの例である。

トランスポンダ装置ＴＰは、クライアント側のインタフェースとなるＶＳＲ（Very Short Reach）モジュール１（４０Ｇ）と、基幹光伝送路（ネットワーク）側のインタフェースとなるＮＢ（Narrow Band）モジュール２（４３Ｇ）と、ＶＳＲモジュール１の出力信号をＯＴＮフレームフォーマットの信号へ変換してＮＢモジュール２へ入力し、逆に、ＮＢモジュール２から出力されるＯＴＮフレームフォーマットの信号を逆変換してＶＳＲモジュール１へ入力するＯＴＮフレーマ（Framer）３（４０Ｇ）と、を含んでいる。さらに、図８Ｂに示すように、冗長系を備えた光伝送路用のトランスポンダ装置ＴＰでは、ＮＢモジュール２と複数の光伝送路との間に光カプラ４及び光スイッチ５を備えている。光カプラ４は、ＮＢモジュール２から出力されるＯＴＵ３信号を分岐させて現用／予備の両光伝送路へ送出する。光スイッチ５は、現用／予備の両光伝送路から受信されるＯＴＵ３信号のいずれかを選択してＮＢモジュール２へ入力する。

図９に、ＮＢモジュール２の詳細を示す。ＮＢモジュール２の内部は、光送信機１０と光受信機２０の二つに大きく分けることができる。

光送信機１０は、ＯＴＮフレーマ３から並列入力される１６個の２．６９Ｇｂ／ｓ信号を１６：１シリアライザ（Serializer）１１にて一旦多重し４３Ｇｂ／ｓの信号とし、そして、１：２デマルチプレクサ（Demultiplexer）１２で２つの２１．５Ｇｂ／ｓ信号及び１つの２１．５ＧＨｚクロック信号に分離する。各データ信号は、ＤＱＰＳＫ用ＬＮモジュール（LiNbO_３ Module）１３のドライバ１３ａ，１３ｂへ入力され、クロック信号は、ＲＺ（Return to Zero）用ＬＮモジュール１４のドライバ１４ａへ入力される。可変長レーザであるチューナブルＬＤ（Tunable Laser Diode）１５の出力光が、ＬＮモジュール１３において２１．５Ｇｂ／ｓデータ信号に従い位相変調され、さらに、ＬＮモジュール１４において２１．５ＧＨｚクロック信号に従い強度変調されることで、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式のＯＴＵ３信号が光伝送路へ送出される。

一方の光受信機２０は、光伝送路からＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式のＯＴＵ３信号を遅延干渉部２１に受信する。この遅延干渉部２１において、受信信号はＡブランチ（Ｉ又はＱ）とＢブランチ（Ｑ又はＩ）の二つのブランチに分岐し、それぞれで当該分岐信号の光位相調整が実行される。その後、各分岐信号は、二つのツインフォトダイオード（Twin Photo Diode）を備えたバランスド光検出部２２にて差動光電変換検出（balanced detection）が行われ、そして、データ再生部２３中のトランスインピーダンスアンプ（Trans Impedance Amplifier）及びリミッタアンプ（Limiting Amplifier）にて電流／電圧変換等が実行される。データ再生部２３から出力される各２１．５Ｇｂ／ｓの受信信号が２：１マルチプレクサ（Multiplexer）２４にて多重され、該多重化による４３Ｇｂ／ｓ信号が１：１６デシリアライザ（Deserializer）２５によって、１６個の２．６９Ｇｂ／ｓデータ信号に分離される。このときの２：１マルチプレクサ２４は、受信信号に含まれたクロック信号を再生するクロックリカバリ（Clock Recovery）回路２６による２１．５ＧＨｚクロック信号に従って、動作する。

当該光受信機２０の詳細構成例について、図１０に図示している。この従来例の光受信機２０は、例えば特許文献１（特に図５参照）に開示されている。

遅延干渉部２１には、ＡブランチとＢブランチとが設けられており、それぞれのブランチに、例えばマッハツェンダ干渉計を利用した遅延干渉計２１ａ，２１ｂと、遅延干渉計２１ａ，２１ｂの温度制御手段であるヒータ２１ｃ，２１ｄと、が配設されている。遅延干渉計２１ａ，２１ｂは、温度変化に応じて移相量が変化するデバイスで、例えば温度が上昇すると移相量が大きくなる特性をもつ。ただし、これに限らず、電圧変化等を利用して移相量が調整されるようなものでもよい。ヒータ２１ｃ，２１ｄは、遅延干渉計２１ａ，２１ｂの移相量を光位相制御値に従って制御する移相量制御手段として機能する。ペルチェ素子２１ｅは、遅延干渉計２１ａ，２１ｂの周囲温度を所定の温度に維持する周囲温度制御手段として設けられている。ペルチェ素子２１ｅが無くても遅延干渉計２１ａ，２１ｂの移相量を目標値に制御可能な場合には、ペルチェ素子２１ｅ等の周囲温度制御素子を省いてもよい。これらヒータ２１ｃ，２１ｄ及びペルチェ素子２１ｅは、周囲温度を測定する温度計及びＤＡコンバータ（ＤＡＣ）を備えた温度制御器２１ｆを通し、制御部であるＣＰＵ（中央処理装置）３０によって制御される。

特開２００７−０２０１３８号公報

上記のように、遅延干渉計の温度制御情報を光位相制御値として光位相を調整する光受信機の場合、例えば、立ち上げで最初に信号を通すときや光伝送路で信号断が発生した後に復旧するときなど、未通状態から信号を疎通させる信号疎通作業時、実際に信号が疎通するまでに数分〜数十分を要するという改善点がある。すなわち、図１１に示すように、上記光受信機における光位相制御方法では、信号疎通作業時、光位相制御値の初期値（温度最低値）から制御を開始して、例えば１分間に１℃ずつといった一定の制御傾斜で光位相制御値を上げ、信号疎通点を探っていく制御を実行している。このため、信号疎通する遅延干渉計の移相量を設定する温度までヒータを上昇させるのに、数分〜数十分を要する。

この制御の遅れは、図６や図７の冗長系として複数の光伝送路を備えた光通信システムにおいて、現用の光伝送路から予備の光伝送路へ切り替えを行う場合にも生じ得る。すなわち、現用と予備とで光伝送路の長さが同じであることは少ないので、光伝送路を切り替えたときには、光受信機において光位相調整を行わなければならない。この光伝送路切り替え時にも、従来の光位相制御方法では、光位相制御値の初期値から制御を開始することになるので、上記信号疎通作業時と同じ不具合が生じる。

このような改善点に鑑みて、本発明では、従来よりも短時間で信号疎通点を探れるような光受信機の光位相制御技術を提案するものである。

上記課題を解決するためにここでは、光伝送路から受信した信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法として、前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して制御値履歴とし、信号疎通作業を実行するときに、前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定する光位相制御方法を提案する。

そして、光通信システムで使用される光受信機について、このような光位相制御方法を実行する態様として、受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を記憶した制御値履歴を保有するメモリと、を含んで構成され、前記制御部は、信号疎通作業実行時に前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定するものとした光受信機を提案する。

また、上記課題を解決する手段としてさらに、冗長系として備えられた複数の光伝送路のいずれかを通し伝送されてきた信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法として、前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、前記複数の光伝送路のそれぞれにおいて、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して前記光伝送路ごとの制御値履歴とし、前記光伝送路を切り替えるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定する光位相制御方法を提案する。

そして、冗長系として複数の光伝送路を切り替え可能に備えた光通信システムで使用される光受信機について、このような光位相制御方法を実行する態様として、受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を、当該信号疎通時に使用されている前記光伝送路に関連付けて記憶することで、前記光伝送路ごとの制御値履歴を保有するメモリと、を含んで構成され、前記制御部は、前記光伝送路が切り替えられるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定するものとした光受信機を提案する。

上記提案に係る光位相制御方法及びこれを実行する光受信機は、信号疎通したときの光位相制御値を制御値履歴として保存するようにしている。そして、未通状態から信号を疎通させる信号疎通作業において、従来のように光位相制御値を初期値から検証していくのではなく、その保存した制御値履歴を参照して光位相制御値を決定する制御が実行される。当該制御値履歴は、以前に信号疎通したときの値を記憶したものなので、これを現在の疎通作業の最初に設定すれば、当作業でも信号疎通する光位相制御値であるか、もしくはこれに近い値である可能性が高い。すなわち、初期値から検証していく場合に比べて、信号疎通に適切な値に近い値から作業を開始できることになり、信号疎通までの時間が短縮される。

このような制御値履歴は、信号断復旧時に限らず、冗長系を備えている場合の光伝送路切り替え時にも有用である。すなわち、冗長系をなす複数の光伝送路のそれぞれについて制御値履歴を保存しておき、光伝送路を切り替えるにあたっては、切り替え先の光伝送路について保存されている制御値履歴を参照して光位相制御値を決定することができる。これによれば、上記同様、初期値から検証していく従来技術に比べて、信号疎通までの時間が短縮される。

図１に、光受信機の実施形態をブロック図で示している。この光受信機５０は、図８に示すトランスポンダ装置ＴＰのＮＢモジュール２（図９）において使用される。

当光受信機５０は、例えば、光伝送路から与えられるＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式のＯＴＵ３信号（４３Ｇｂ／ｓ）を遅延干渉部５１で受信する。この遅延干渉部５１において、受信信号はＡブランチ（Ｉ又はＱ）とＢブランチ（Ｑ又はＩ）の二つのブランチに分岐し、それぞれのブランチで分岐信号の光位相調整が実行される。なお、ここでは受信信号の変調方式としてＲＺ−ＤＱＰＳＫの例を示すが、これに限らず、遅延干渉計を用いて受信処理が行われる多値の位相変調方式及び当該位相変調に強度変調を組み合わせた変調方式における実施形態も考えられる。また、受信信号の伝送速度も４３Ｇｂ／ｓには限定されない。

遅延干渉部５１におけるＡブランチ及びＢブランチにはそれぞれ、例えばマッハツェンダ干渉計を利用した遅延干渉計５１ａ，５１ｂと、遅延干渉計５１ａ，５１ｂの温度制御手段であるヒータ５１ｃ，５１ｄと、が配設されている。遅延干渉計５１ａ，５１ｂは、温度変化に応じて移相量（位相の変化量）が変化するデバイスで、例えば温度が上昇すると移相量が大きくなる特性をもつ。ただし、これに限らず、電圧変化等を利用して移相量が調整されるようなものも、場合によっては使用可能である。ヒータ５１ｃ，５１ｄは、遅延干渉計５１ａ，５１ｂの移相量を光位相制御値に従って制御する移相量制御手段として機能する。ペルチェ素子５１ｅは、遅延干渉計５１ａ，５１ｂの周囲温度を所定の温度に維持する周囲温度制御手段として設けられている。ペルチェ素子５１ｅが無くても遅延干渉計５１ａ，５１ｂの移相量を目標値に制御可能な場合には、ペルチェ素子５１ｅ等の周囲温度制御素子を省いてもよい。これらヒータ５１ｃ，５１ｄ及びペルチェ素子５１ｅは、温度計及びＤＡコンバータを備えた温度制御器５１ｆを通し、制御部であるＣＰＵ６０によって制御される。

遅延干渉計５１ａ，５１ｂを通った各分岐信号は、二つのツインフォトダイオード（Twin ＰＤ）５２ａ，５２ｂを備えたバランスド光検出部５２にて差動光電変換検出が行われ、そして、データ再生部５３中のトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）５３ａ，５３ｂ及びリミッタアンプ（ＬＩＡ）５３ｃ，５３ｄにて電流／電圧変換が実行される。リミッタアンプ５３ｃ，５３ｄから出力される分岐信号は、識別回路５３ｅ，５３ｆへ入力され、クロックリカバリ回路（ＣＲ）５４により再生された２１．５ＧＨｚクロック信号を利用して論理判定が行われ、送信データが再生される。受信信号に含まれたクロック信号を再生するクロックリカバリ回路５４は、本例の場合、Ａブランチのリミッタアンプ５３ｃの出力信号からクロック信号を再生する。このクロックリカバリ回路５４はフェーズロックループ（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）を備えており、該フェーズロックループがロックするとクロック再生となる。

識別回路５３ｅ，５３ｆから出力される２１．５Ｇｂ／ｓの各データ信号は、クロックリカバリ回路５４による２１．５ＧＨｚクロック信号に従って動作する２：１マルチプレクサ（ＭＵＸ）５５にて多重される。該多重化による４３Ｇｂ／ｓ信号は、１：１６デシリアライザ（ＤＥＳ）５６によって１６個の２．６９Ｇｂ／ｓ信号に分離される。

本実施形態において、Ａブランチのトランスインピーダンスアンプ５３ａの出力信号と、Ｂブランチの識別回路５３ｆの出力信号とが、ミキサ５７ａにてミキシングされ、Ｂブランチのトランスインピーダンスアンプ５３ｂの出力信号と、Ａブランチの識別回路５３ｅの出力信号とが、ミキサ５７ｂにてミキシングされる。各ミキサ５７ａ，５７ｂの出力はローパスフィルタ（ＬＰＦ）５８ａ，５８ｂを経てＡＤコンバータ（ＡＤＣ）５９ａ，５９ｂでデジタル変換され、ＣＰＵ６０へ入力される。当該入力情報に基づいてＣＰＵ６０が光位相制御値を出力し、温度制御器５１ｆを経てヒータ５１ｃ，５１ｄが制御される（詳細は前述の特許文献１に詳しい）。

ＣＰＵ６０には、信号疎通時にＣＰＵ６０が出力している光位相制御値を記憶するメモリ６１が備えられており、当該メモリ６１において、制御値履歴が保有されることになる。メモリ６１は、書き換え可能な不揮発性半導体メモリやＨＤＤ等の記憶装置を利用したものである。

以上のような光受信機５０をＮＢモジュール２に備えたトランスポンダ装置ＴＰが光伝送路で接続された図５〜図７に示すような光通信システムにおいて、信号疎通作業を実行する場合を説明する。

まず、一番始めのシステム立ち上げでは、ＣＰＵ６０は、図１１に示すように、デフォルト設定されている光位相制御値の初期値（温度最低値）から信号疎通作業を開始し、例えば１分間に１℃ずつといった一定の制御傾斜で光位相制御値を上げ、信号疎通点を探っていく。このときのＣＰＵ６０は、クロックリカバリ回路５４がロックしたときを信号疎通と判断し、この信号疎通判断時に出力している光位相制御値をメモリ６１に記憶させる。この値が、制御値履歴の第１回目（最古）の光位相制御値となる。

この後のＣＰＵ６０は、バランスド光検出部５２で信号断が検出され、その後の復旧でバランスド光検出器５２に信号が入力されたことが確認されると、メモリ６１に保存されている制御値履歴を参照する。そして、上記初期立ち上げ後初めての信号断復旧であれば、制御値履歴には第１回目の光位相制御値しかないので、これを読み出して光位相制御値に決定し、温度制御器５１ｆへ出力する。当該光位相制御設定後、ＣＰＵ６０は、クロックリカバリ回路５４がロックするか否か判断し、ロックしなければ、前記第１回目の光位相制御値から値を上下させて信号疎通点を探っていく。一方、ロックした場合は、信号疎通と判断し、該判断時に出力している、つまり現在の光位相制御を第２回目の光位相制御値としてメモリ６１に記憶させる。

以降、ＣＰＵ６０は、信号断後の復旧の都度、メモリ６１が保有している制御値履歴を参照し、クロックリカバリ回路５４がロックしないうちは、最新の光位相制御値（前回記憶した光位相制御値）から最古の光位相制御値（第１回目の光位相制御値）へ順に遡って参照していく。この場合、前回（１回前）に信号疎通したときの光位相制御値から開始することによって、該光位相制御値が今回の復旧でも信号疎通点である可能性が高いので、信号疎通作業の時間短縮に貢献する。また、履歴を遡っていくことで、従来のように初期値からリニアに信号疎通点を探っていく場合に比べて作業時間が短縮される。

当該信号疎通作業によってクロックリカバリ回路５４がロックすれば、ＣＰＵ６０は、そのロックしたときに出力している光位相制御値を、最新の履歴としてメモリ６１に記憶させる。これを繰り返すことにより、図２に示すように、多数の値をもつ制御値履歴がメモリ６１に保存される。

上記のＣＰＵ６０による制御は、制御値履歴を最新値から最古値へ遡って参照する例であるが（図２の時間軸１回前→２回前→・・・→７回前）、この他に、メモリ６１に保存された制御値履歴にある値のうちで、遅延干渉計５１ａ，５１ｂの温度を最も低く制御する光位相制御値から参照する制御も可能である。すなわち、本実施形態の場合、ヒータ５１ｃ，５１ｄによる温度制御を利用しているので、低い温度から開始する方が都合が良い。そこで、この場合のＣＰＵ６０は、図２において、最低温光位相制御値Ａ（６回前の履歴値）→次候補Ｂ（５回前の履歴値）→Ｃ（７回前の履歴値）→Ｄ（２回前及び１回前の履歴値）→Ｅ（３回前の履歴値）→Ｆ（４回前の履歴値）の順に参照する。

あるいは、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に保存された制御値履歴にある値のうちで最新（図２の時間軸１回前）の光位相制御値を参照した後に、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値（図２の光位相制御値Ａ）から参照する、組み合わせの制御も可能である。すなわち、１回前の光位相制御値は今回の復旧でも信号疎通点である可能性が高いので、まず最初にこの光位相制御値を参照し、その後に、低い温度の光位相制御値から順に参照する。これについて、フローチャートを図３に例示している。

ＣＰＵ６０は、バランスド光検出部５２で信号入力が確認されると（Ｓ１）、メモリ６１に制御値履歴が保存されているか否か確認する（Ｓ２）。制御値履歴が無い場合、ＣＰＵ６０は、図１１に示すような初期値からの信号疎通点探索を実行する（Ｓ３）。そして、クロックリカバリ回路５４のロックにより信号疎通と判断すると、ＣＰＵ６０は、当該信号疎通時に出力している光位相制御値を、最新の履歴値としてメモリ６１に記憶させる（Ｓ４）。

一方、ステップＳ２で制御値履歴がメモリ６１に保存されていれば、ＣＰＵ６０は、制御値履歴にある最新の光位相制御値を読み出し、温度制御器５１ｆへ出力する。そしてＣＰＵ６０は、クロックリカバリ回路５４がロックするか否か確認する（Ｓ６）。クロックロックすれば、ＣＰＵ６０は、現在出力している光位相制御値を、最新の履歴値としてメモリ６１に記憶させる（Ｓ４）。クロックロックしなければ、ＣＰＵ６０は、制御値履歴の中で、遅延干渉計５１ａ，５１ｂの温度を最も低く制御する光位相制御値をメモリ６１から読み出し、出力する（Ｓ７）。

ステップＳ７の後、ＣＰＵ６０は、クロックリカバリ回路５４がロックするか否か確認し（Ｓ８）、クロックロックすれば、現在出力している光位相制御値を、最新の履歴値としてメモリ６１に記憶させる（Ｓ４）。クロックロックしなければ、ＣＰＵ６０は、制御値履歴の中で、次候補の光位相制御値があるか否か確認し（Ｓ９）、あれば、次候補の光位相制御値をメモリ６１から読み出して出力する（Ｓ１０）。そしてＣＰＵ６０は、クロックリカバリ回路５４がロックするか否か確認し（Ｓ８）、クロックロックしない間は、次候補を確認して出力するステップＳ９→Ｓ１０を実行する。ステップＳ９で次候補が無くなった場合、ＣＰＵ６０は、図１１に示すような初期値からの信号疎通点探索を実行し（Ｓ３）、クロックリカバリ回路５４のロックにより信号疎通と判断すると、当該信号疎通時に出力している光位相制御値を、最新の履歴値としてメモリ６１に記憶させる（Ｓ４）。

このような制御の他にも、ＣＰＵ６０は、制御値履歴にある値のうちで記憶回数が最多の光位相制御値から参照することもできる。すなわち、図２中、光位相制御値Ｄは１回前と２回前の２回続けて記憶されているが、その他の光位相制御値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆは１回ずつしか記憶されていない。そこで、ＣＰＵ６０は、最多記憶回数の光位相制御値Ｄをまず参照し、その後、記憶回数１回の光位相制御値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆを、例えば最低温候補から順に参照していく。この制御によると、記憶回数の多い光位相制御値は信号疎通点である可能性が高いので、信号疎通作業の時間短縮に貢献する。

図４には、冗長系として複数の光伝送路を切り替え可能に備えた光通信システムで使用される図８Ｂのトランスポンダ装置ＴＰに、本実施形態の光受信機５０を設けた場合の構成例を示している。上述のように、冗長系を備えた光伝送路用のトランスポンダ装置ＴＰでは、ＮＢモジュール２と複数の光伝送路との間に光カプラ４及び光スイッチ５を備えている。光カプラ４は、ＮＢモジュール２から出力されるＯＴＵ３信号を分岐させて現用／予備の両光伝送路へ送出する。光スイッチ５は、現用／予備の両光伝送路から受信されるＯＴＵ３信号のいずれかを選択してＮＢモジュール２へ入力する。

その光スイッチ５をスイッチングして現用／予備の光伝送路を切り替え接続する切替制御部７０から、その切替情報がＣＰＵ６０に転送され、当該切替情報に従って光位相制御値が決定される。この場合のメモリ６１においては、現用の光伝送路と予備の光伝送路とで別の記憶領域が設定され、現用と予備の光伝送路で別々に図２の制御値履歴テーブルが作成される。すなわち、現用の光伝送路が使われているときに起こった信号疎通作業における信号疎通時の光位相制御値は、該現用の光伝送路に関連付けた記憶領域に記憶され、予備の光伝送路が使われているときに起こった信号疎通作業における信号疎通時の光位相制御値は、該予備の光伝送路に関連付けた記憶領域に記憶されるので、メモリ６１は、複数の光伝送路ごとに制御値履歴を保有する。

ＣＰＵ６０は、光伝送路が現用から予備へ切り替えられるときに、切替情報を切替制御部７０から取得する。そして、ＣＰＵ６０は、切り替え先である予備の光伝送路に関してメモリ６１に保存されている制御値履歴を参照し、上記の信号断復旧時の場合と同様にして、光位相制御値を決定する。したがって、光伝送路の切り替え時にも、信号疎通作業の時間短縮を実現することができる。

以上の実施形態に関し、以下の付記を開示する。

（付記１） 光通信システムで使用される光受信機であって、
受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、
該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、
前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、
該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、
該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、
信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を記憶した制御値履歴を保有するメモリと、
を含んで構成され、
前記制御部は、信号疎通作業実行時に前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定することを特徴とする光受信機。

（付記２） 冗長系として複数の光伝送路を切り替え可能に備えた光通信システムで使用される光受信機であって、
受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、
該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、
前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、
該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、
該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、
信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を、当該信号疎通時に使用されている前記光伝送路に関連付けて記憶することで、前記光伝送路ごとの制御値履歴を保有するメモリと、
を含んで構成され、
前記制御部は、前記光伝送路が切り替えられるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定することを特徴とする光受信機。

（付記３） 付記１又は付記２記載の光受信機であって、
前記制御部は、
前記受信信号に含まれたクロックを再生するクロックリカバリ回路のフェーズロックループがロックしたときを信号疎通と判断し、
該信号疎通判断時に出力している前記光位相制御値を前記メモリに記憶させる
ことを特徴とする光受信機。

（付記４） 付記１〜３のいずれかに記載の光受信機であって、
前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで最新の光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。

（付記５） 付記１〜３のいずれかに記載の光受信機であって、
前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで記憶回数が最多の光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。

（付記６） 付記１〜３のいずれかに記載の光受信機であって、
前記遅延干渉計は、温度によって移相量が変化する特性を有し、
前記移相量制御手段は、前記光位相制御値に従って前記遅延干渉計の温度を制御する温度制御手段であることを特徴とする光受信機。

（付記７） 付記６記載の光受信機であって、
前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。

（付記８） 付記６記載の光受信機であって、
前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで最新の光位相制御値を参照した後に、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。

（付記９） 光伝送路から受信した信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法であって、
前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して制御値履歴とし、
信号疎通作業を実行するときに、前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定することを特徴とする光位相制御方法。

（付記１０） 冗長系として備えられた複数の光伝送路のいずれかを通し伝送されてきた信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法であって、
前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、前記複数の光伝送路のそれぞれにおいて信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して前記光伝送路ごとの制御値履歴とし、
前記光伝送路を切り替えるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定することを特徴とする光位相制御方法。

（付記１１） 付記９又は付記１０記載の光位相制御方法であって、
前記制御値履歴にある値のうちで最新の光位相制御値から参照することを特徴とする光位相制御方法。

（付記１２） 付記９又は付記１０記載の光位相制御方法であって、
前記制御値履歴にある値のうちで保存回数が最多の光位相制御値から参照することを特徴とする光位相制御方法。

（付記１３） 付記９又は付記１０記載の光位相制御方法であって、
前記遅延干渉計が温度によって移相量の変化する特性を有する場合に、前記制御値履歴にある値のうちで、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値から参照することを特徴とする光位相制御方法。

（付記１４） 付記９又は付記１０記載の光位相制御方法であって、
前記遅延干渉計が温度によって移相量の変化する特性を有する場合に、前記制御値履歴にある値のうちで最新の光位相制御値を参照した後に、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値から参照することを特徴とする光位相制御方法。

光受信機の実施形態を示したブロック図。 制御値履歴テーブルの一例を示した図。 光位相制御方法の一例を示したフローチャート。 図１の光受信機を含み、冗長系を備えた光伝送路に接続されるトランスポンダ装置の一例を示したブロック図。 冗長系をもたない一対一の光通信システムの構成例を示した図。 冗長系をもつ一対一の光通信システムの構成例を示した図。 リングネットワークとした光通信システムの構成例を示した図。 （Ａ）は、図５の光通信システムに使用されるトランスポンダ装置のブロック図、（Ｂ）は、図６又は図７の光通信システムに使用されるトランスポンダ装置のブロック図。 ＮＢモジュールの構成例を示したブロック図。 図９のＮＢモジュールにおける光受信機の構成例を示したブロック図。 従来技術の光位相制御方法を説明する図。

符号の説明

ＴＰ トランスポンダ装置
１ ＶＳＲモジュール
２ ＮＢモジュール
３ ＯＴＮフレーマ
４ 光カップラ
５ 光スイッチ
５０ 光受信機
５１ 遅延干渉部
５１ａ，５１ｂ 遅延干渉計
５１ｃ，５１ｄ ヒータ（移相量制御手段）
５１ｅ ペルチェ素子（周囲温度制御手段）
５１ｆ 温度制御器
５２ バランスド光検出部
５２ａ，５２ｂ ツインフォトダイオード
５３ データ再生部
５３ａ，５３ｂ トランスインピーダンスアンプ
５３ｃ，５３ｄ リミッタアンプ
５３ｅ，５３ｆ 識別回路
５４ クロックリカバリ回路
５５ マルチプレクサ
５６ デシリアライザ
６０ ＣＰＵ（制御部）
６１ メモリ

Claims (8)

1. 光通信システムで使用される光受信機であって、
   受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、
   該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、
   前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、
   該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、
   該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、
   未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を記憶した制御値履歴を保有するメモリと、
   を含んで構成され、
   前記制御部は、信号疎通作業実行時に前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定することを特徴とする光受信機。
2. 冗長系として複数の光伝送路を切り替え可能に備えた光通信システムで使用される光受信機であって、
   受信信号を分岐させる少なくとも二つのブランチにそれぞれ設けられた遅延干渉計と、
   該遅延干渉計の移相量を、光位相制御値に従って制御する移相量制御手段と、
   前記遅延干渉計から出力される各分岐信号をそれぞれ光電変換するバランスド光検出部と、
   該バランスド光検出部から出力される光電変換後の分岐信号から送信データを再生するデータ再生部と、
   該データ再生部の信号に基づいて前記光位相制御値を出力する制御部と、
   未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時に前記制御部から出力されている前記光位相制御値を、当該信号疎通時に使用されている前記光伝送路に関連付けて記憶することで、前記光伝送路ごとの制御値履歴を保有するメモリと、
   を含んで構成され、
   前記制御部は、前記光伝送路が切り替えられるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して前記光位相制御値を決定することを特徴とする光受信機。
3. 請求項１又は請求項２記載の光受信機であって、
   前記制御部は、
   前記受信信号に含まれたクロックを再生するクロックリカバリ回路のフェーズロックループがロックしたときを信号疎通と判断し、
   該信号疎通判断時に出力している前記光位相制御値を前記メモリに記憶させる
   ことを特徴とする光受信機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の光受信機であって、
   前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで記憶回数が最多の光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。
5. 請求項１〜３のいずれか１項記載の光受信機であって、
   前記遅延干渉計は、温度によって移相量が変化する特性を有し、
   前記移相量制御手段は、前記光位相制御値に従って前記遅延干渉計の温度を制御する温度制御手段であることを特徴とする光受信機。
6. 請求項５記載の光受信機であって、
   前記制御部は、前記制御値履歴にある値のうちで、前記遅延干渉計の温度を最も低く制御する光位相制御値から参照することを特徴とする光受信機。
7. 光伝送路から受信した信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法であって、
   前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して制御値履歴とし、
   信号疎通作業を実行するときに、前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定することを特徴とする光位相制御方法。
8. 冗長系として備えられた複数の光伝送路のいずれかを通し伝送されてきた信号を少なくとも二つのブランチに分岐させ、該各ブランチに設けた遅延干渉計の移相量を変化させることにより各分岐信号の光位相調整を行うようにした光受信機における光位相制御方法であって、
   前記遅延干渉計の移相量を変化させるための光位相制御値について、前記複数の光伝送路のそれぞれにおいて、未通状態から信号が疎通したときの信号疎通時ごとにそのときの光位相制御値を保存して前記光伝送路ごとの制御値履歴とし、
   前記光伝送路を切り替えるときに、当該切り替え先の光伝送路の前記制御値履歴を参照して光位相制御値を決定することを特徴とする光位相制御方法。

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