JP5223959B2 - 分散補償装置および分散補償方法 - Google Patents

Description

この発明は、光信号の分散補償を行う分散補償装置および分散補償方法に関する。

近年の通信トラフィック増加を背景として、光通信システムへの需要が高まっている。基幹網で導入されてきた光中継ノードだけでなく、最近では地域網についても光通信システムの導入が活発に行われており、さらには加入者系へも光通信システムが形成されている。このように、光通信システムは世界の情報網に対して重要な役割を担っている。

データ通信の急激な増加に対応するべく、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）とＯＴＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：光時分割多重）を用いた、より高速かつ大容量の光通信システムの構築が進んでいる。近年では、４０Ｇｂ／ｓ以上の光通信システムが導入され始めている。

伝送速度が４０Ｇｂ／ｓ以上になると、光信号の光パルス幅が数ピコ秒と狭くなるため、光ファイバのわずかな波長分散による波形ひずみが伝送性能を著しく劣化させる。たとえば、伝送速度が１０Ｇｂ／ｓから４０Ｇｂ／ｓに高速化すると、分散トレランスは１／１６になってしまう。また、伝送ファイバの分散値は温度や環境の変化に伴って時間的に変動し、そのわずかな変化が伝送性能に影響する。

受信側に可変分散補償器（ＴＤＣ：Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）をチャネルごとに配置し、伝送路で累積した分散を相殺するように逆符号の分散を付加することで、波長分散による性能劣化を抑圧する技術が用いられている。

また、伝送路の波長分散の経時変化に応じて可変分散補償器の分散補償量を調整することで、より安定した伝送特性を確保することができると考えられる。分散補償量が可変の可変分散補償器としては、たとえば、エタロン型、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）型、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）型などが開発されている（たとえば、下記非特許文献１参照。）。

財団法人 光産業技術振興協会，「可変波長分散補償器のＧＤＲ測定法に関する検討」，２００８年１０月９日

しかしながら、上述した従来技術では、可変分散補償器の群遅延特性における群遅延リップルによって光信号が劣化するという問題がある。具体的には、可変分散補償器の透過帯域が群遅延特性の有効帯域より十分広い可変分散補償器において、可変分散補償器へ入力される光信号の占有帯域が、可変分散補償器の群遅延特性における有効帯域の外側の帯域と重なると、有効帯域の外側の群遅延リップルによって光信号が劣化する。

ところで、従来から用いられているＶＩＰＡなどの可変分散補償器においては、有効帯域の外側帯域における透過率が低いため、光信号における群遅延リップルの影響を受ける帯域の成分が減衰し、光信号に対する群遅延リップルの影響が小さかった。このため、可変分散補償器の群遅延リップルによる光信号の劣化が意識されてこなかった。

これに対して、エタロンＴＤＣなどの分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器においては、有効帯域の外側の各帯域における成分がほとんど減衰しない。このため、エタロンＴＤＣなどの分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器においては、群遅延リップルの影響によって光信号が劣化していることが分かった。

また、光信号のビットレートが高い場合は、光信号の占有帯域が広がるため、可変分散補償器における群遅延特性の有効帯域を、光信号の占有帯域をカバーできる程度に確保することが困難である。このため、光信号のビットレートが高いほど、可変分散補償器の群遅延特性における群遅延リップルによる光信号の劣化が大きくなる。

また、一般的に、可変分散補償器の波長分散補償量と群遅延特性の有効帯域にはトレードオフの関係があることが知られており、波長分散補償量は小さいが群遅延特性の有効帯域が広い可変分散補償器を複数設けることによって可変分散補償器の群遅延特性の有効帯域を広くすることが考えられる。この場合は、可変分散補償器へ入力される光信号の占有帯域が、可変分散補償器の群遅延特性における有効帯域の外側の帯域と重ならないようにすることも可能である。しかしながら、この場合は、可変分散補償器を複数設けることによる挿入損失の増大、装置の大型化およびコストの増大という問題がある。

この分散補償装置および分散補償方法は、上述した問題点を解消するものであり、群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この分散補償装置は、有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域であって、群遅延リップルの影響を受ける帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された分散補償量に基づいて前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、光信号における、可変分散補償器の群遅延リップルの影響を受ける帯域の成分を減衰させることができる。また、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

開示の分散補償装置および分散補償方法によれば、群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示した記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 図３は、図１に示した可変分散補償器の群遅延特性および透過特性の一例を示すグラフである。 図４は、図１に示した可変分散補償器の有効帯域特性の一例を示すグラフである。 図５は、可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフ（その１）である。 図６は、可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフ（その２）である。 図７は、図１に示した分散補償装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、図１に示した分散補償装置の動作の一例を示すグラフである。 図９は、図１に示した分散補償装置の動作の他の例を示すグラフである。 図１０は、図１に示した分散補償装置の動作のさらに他の例を示すグラフである。 図１１は、図１に示した分散補償装置における信号品質の改善効果を示すグラフである。 図１２は、実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。 図１３は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その１）である。 図１４は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その２）である。 図１５は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その３）である。 図１６は、図１２に示した分散補償装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態３にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。 図１８は、図１７に示した品質測定部によって測定されるＢＥＲの特性を示すグラフ（その１）である。 図１９は、図１７に示した品質測定部によって測定されるＢＥＲの特性を示すグラフ（その２）である。 図２０は、図１７に示した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２１は、図１７に示した分散補償装置の動作の他の例を示すフローチャートである。 図２２は、中心周波数が最適な場合の群遅延特性を示すグラフである。 図２３は、中心周波数が最適な場合のＢＥＲの特性を示すグラフである。 図２４は、中心周波数が最適でない場合の群遅延特性を示すグラフである。 図２５は、中心周波数が最適でない場合のＢＥＲの特性を示すグラフである。 図２６は、実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。 図２７は、図２６に示した可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフである。 図２８は、可変分散補償器にＶＩＰＡを用いる場合の特性の一例を示す参考グラフである。 図２９は、図２６に示した可変分散補償器の特性の一例を示すグラフである。 図３０は、図２６に示した帯域フィルタの作用を示すグラフである。 図３１は、信号品質の改善を検証するための実験装置を示すブロック図である。 図３２は、図３１に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その１）である。 図３３は、図３１に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その２）である。 図３４は、スペクトラム幅の影響を検証するための実験装置を示すブロック図である。 図３５は、図３４に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その１）である。 図３６は、図３４に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その２）である。 図３７は、分散補償範囲の拡大を示すグラフ（その１）である。 図３８は、分散補償範囲の拡大を示すグラフ（その２）である。 図３９は、図２６に示した分散補償装置の実施例を示すブロック図である。 図４０は、実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。 図４１は、図４０に示した記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。 図４２は、実施の形態６にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。 図４３は、図４０に示した光受信装置の動作例を示すグラフである。 図４４は、実施の形態７にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この分散補償装置および分散補償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）
（分散補償装置の構成）
図１は、実施の形態１にかかる分散補償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にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０と、を備えている。分散補償装置１００は、光信号の分散補償を行う装置である。可変分散補償器１１０には光信号が入力される。可変分散補償器１１０は、入力された光信号を所定の群遅延特性によって分散補償する。

可変分散補償器１１０の群遅延特性は、有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性（図３参照）である。可変分散補償器１１０の透過特性は、分散の有効帯域に対して透過帯域が十分に広い（図３参照）。可変分散補償器１１０は、たとえばエタロンを利用した可変分散補償器１１０（以下、「エタロンＴＤＣ」と称する。）である。

制御部１２０は、可変分散補償器１１０の動作を制御する。具体的には、制御部１２０は、分散量設定部１２１と、中心周波数シフト部１２２と、を備えている。分散量設定部１２１は、可変分散補償器１１０における分散補償量を設定する設定手段である。分散量設定部１２１は、設定した分散補償量を中心周波数シフト部１２２へ通知する。

中心周波数シフト部１２２は、分散量設定部１２１から通知された分散補償量に基づいて、可変分散補償器１１０の群遅延特性における有効帯域の中心周波数（以下、単に「可変分散補償器１１０の中心周波数」ともいう。）をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性が周波数方向にシフトする。

具体的には、中心周波数シフト部１２２は、分散量設定部１２１から分散補償量が通知されると記憶部１３０に記憶されたテーブルを参照する。記憶部１３０に記憶されたテーブルにおいては、分散補償量と中心周波数のシフト量とが対応付けられている。中心周波数シフト部１２２は、通知された分散補償量がテーブルにおいて対応付けられたシフト量を取得し、取得したシフト量により可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。

図２は、図１に示した記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。図１に示した記憶部１３０には、たとえば、図２に示すテーブル２００が記憶されている。テーブル２００においては、可変分散補償器１１０の分散補償量２１０と、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量２２０と、が対応付けられている。

たとえば、分散量設定部１２１が可変分散補償器１１０の分散補償量を−１００［ｐｓ／ｎｍ］に設定したとする。この場合は、中心周波数シフト部１２２は、テーブル２００において分散補償量２１０の−１００［ｐｓ／ｎｍ］に対応付けられたシフト量２２０の＋１だけ、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。

分散補償量２１０に対する最適なシフト量２２０の値は、可変分散補償器１１０の群遅延特性に依存する。テーブル２００を作成するためには、たとえば、分散補償装置１００の製造時に、ある分散補償量２１０に対してシフト量２２０を変化させながら可変分散補償器１１０によって光信号を分散補償する。

そして、可変分散補償器１１０によって分散補償した光信号の品質が最も高くなったときのシフト量２２０を分散補償量２１０と対応付けて記憶する。分散補償量２１０の値を変えながら同様の方法でシフト量２２０を分散補償量２１０と対応付けて記憶することで、テーブル２００を作成することができる。

（可変分散補償器の特性）
図３は、図１に示した可変分散補償器の群遅延特性および透過特性の一例を示すグラフである。図３において、特性３１０、特性３２０および特性３３０は、図１に示した可変分散補償器１１０の各種特性を示している。特性３１０、特性３２０および特性３３０において、横軸は周波数を示している。また、横軸におけるＩＴＵは、可変分散補償器１１０へ入力される光信号の波長グリッドを示している。

特性３１０は、可変分散補償器１１０の群遅延特性（周波数に対する群遅延の特性）を示している。特性３１０において、縦軸は群遅延［ｐｓ］を示している。図１に示した可変分散補償器１１０は、たとえば特性３１０のような群遅延特性を有している。可変分散補償器１１０において、特性３１０の傾きが分散補償量となる。

特性３１０に示すように、帯域３１１においては特性３１０が一定の大きさの傾きを有しているため、この帯域においては光信号に対して一定の分散補償量が与えられる。また、帯域３１１の外側においては、特性３１０がほぼ一定となっているため、光信号に与えられる分散補償量はほとんどない。

特性３２０は、可変分散補償器１１０の群遅延リップル特性を示している。特性３２０において、縦軸は群遅延リップル［ｐｓ］を示している。群遅延リップルは、群遅延の線形近似に対する群遅延の差である。特性３２０は、特性３１０の帯域３１１における傾きによって線形近似した場合の群遅延リップルを示している。

上限３２１および下限３２２のそれぞれは、通信システムにおいて許容される群遅延リップルの上限および下限を示している。有効帯域３２３は、特性３２０において、群遅延リップルが上限３２１および下限３２２の間の範囲３２４に収まる周波数の帯域である。

有効帯域３２３の中心周波数は、初期状態において、光信号の波長グリッド（ＩＴＵ）に設定され、光信号の占有帯域が有効帯域３２３の範囲内に含まれる。このため有効帯域３２３は、可変分散補償器１１０へ入力される光信号の分散補償を十分に行うことができる帯域となる。特性３１０および特性３２０に示すように、有効帯域３２３の外側における帯域３２５および帯域３２６においては、群遅延特性が互いに非対称になっている。

特性３３０は、可変分散補償器１１０の透過率特性を示している。特性３３０において、縦軸は透過率［ｄＢ］を示している。特性３３０に示すように、可変分散補償器１１０の透過率特性は、有効帯域３２３、帯域３２５および帯域３２６を含む帯域に対して透過帯域が十分に広い特性になっている。

図４は、図１に示した可変分散補償器の有効帯域特性の一例を示すグラフである。図４において、横軸は周波数を示している。縦軸は群遅延を示している。可変分散補償器１１０における分散補償量を変化させると、可変分散補償器１１０の群遅延特性（図３の特性３１０）は特性４１１〜４１４のように変化する。

特性４１１〜４１４のうちの特性４１１は、可変分散補償器１１０における分散補償量の絶対値を最も小さくした場合の可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。特性４１１〜４１４のうちの特性４１４は、可変分散補償器１１０における分散補償量の絶対値を最も大きくした場合の可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。

特性４１１〜４１４に示すように、可変分散補償器１１０における分散補償量の絶対値を大きくするほど、群遅延特性の傾きが一定になる帯域が狭くなる。このため、有効帯域（図３の有効帯域３２３）も狭くなる。

図５は、可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフ（その１）である。図６は、可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフ（その２）である。ここでは可変分散補償器１１０がエタロンＴＤＣであるとする。エタロンＴＤＣは、複数のエタロン素子における群遅延特性の重ね合わせによって所望の分散補償量を実現することができる。

図５および図６において、特性５１１〜５１５は、５枚のエタロン素子のそれぞれにおける群遅延特性である。特性５２０は、５枚のエタロン素子における群遅延特性を重ね合わせた群遅延特性である。有効帯域５３０は、特性５２０の有効帯域である。

図５は、５枚のエタロン素子の周波数間隔をほぼ均等にした場合を示している。この場合は、特性５２０は、傾きが比較的小さく（分散補償量が小さく）なり、有効帯域５３０は広くなる。図６は、５枚のエタロン素子の周波数間隔を、低周波数側よりも高周波数側で短くなるようにした場合を示している。この場合は、特性５２０は、傾きが比較的大きく（分散補償量が大きく）なり、有効帯域５３０は狭くなる。

図５および図６に示すように、複数のエタロン素子を組み合わせる場合に、分散補償量を大きくするためには短い周波数間隔でエタロン素子を配置することになる。このため、有効帯域が狭くなる。一方、有効帯域を広げるためにエタロン素子を増やすと、光挿入損失の増大、エタロン素子の制御の複雑化、製造歩留まりが悪化するなどの問題が生じる。

（分散補償装置の動作）
図７は、図１に示した分散補償装置の動作の一例を示すフローチャートである。まず、分散量設定部１２１が可変分散補償器１１０の分散補償量を設定する（ステップＳ７０１）。つぎに、中心周波数シフト部１２２が、ステップＳ７０１によって設定された分散補償量に対応するシフト量を記憶部１３０のテーブルから取得する（ステップＳ７０２）。

つぎに、中心周波数シフト部１２２が、ステップＳ７０２によって取得されたシフト量により可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせ（ステップＳ７０３）、一連の動作を終了する。以上のステップを、可変分散補償器１１０の分散補償量を設定するごとに行う。これにより、可変分散補償器１１０の分散補償量に基づいて可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値にシフトさせることができる。

図８は、図１に示した分散補償装置の動作の一例を示すグラフである。図８において、特性８１０は、可変分散補償器１１０の群遅延特性である。スペクトル８２０は、可変分散補償器１１０へ入力される光信号のスペクトルである。スペクトル８２０において、横軸は周波数を示し、縦軸は光信号のパワー（光パワー）を示している。

スペクトル８２０に示すように、可変分散補償器１１０へ入力される光信号は、可変分散補償器１１０の群遅延特性における有効帯域８１１の外側の帯域８１２および帯域８１３にも信号成分を含んでいる。一方、分散補償装置１００の特性８１０は、有効帯域８１１の外側における各帯域（帯域８１２および帯域８１３）が互いに非対称である。

このため、帯域８１２および帯域８１３における特性８１０の各群遅延リップルも互いに異なる。ここでは、帯域８１３における群遅延リップルが、帯域８１２における群遅延リップルより大きくなっている。この場合は、中心周波数シフト部１２２は、特性８１０における有効帯域８１１の中心周波数を高周波数側へシフトさせる。

有効帯域８１１の中心周波数を高周波数側へシフトさせると、符号８３０に示すように、特性８１０が高周波数側へシフトし、特性８１０における群遅延リップルが大きな部分８１４も高周波数側へシフトする。これにより、スペクトル８２０における、特性８１０の部分８１４と重なる信号成分が少なくなる。これにより、特性８１０の群遅延リップルによる光信号の品質劣化を抑えることができる。

図９は、図１に示した分散補償装置の動作の他の例を示すグラフである。図９において、特性９１０および特性９２０のそれぞれは、可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。特性９１０は、有効帯域が負分散となっており、有効帯域より高周波数側の部分９１１の群遅延リップルが大きい。特性９２０は、有効帯域が正分散となっており、有効帯域より低周波数側の部分９２１の群遅延リップルが大きい。

可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性９１０の場合は、中心周波数シフト部１２２は、特性９１０における有効帯域の中心周波数を高周波数側へシフトさせる。これにより、符号９１２に示すように、特性９１０の部分９１１も高周波数側へシフトする。これにより、可変分散補償器１１０へ入力される光信号における、特性９１０の群遅延リップルが大きな部分９１１と重なる信号成分が少なくなる。

可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性９２０の場合は、中心周波数シフト部１２２は、特性９２０における有効帯域の中心周波数を低周波数側へシフトさせる。これにより、符号９２２に示すように、特性９２０の部分９２１も低周波数側へシフトする。これにより、可変分散補償器１１０へ入力される光信号における、特性９２０の群遅延リップルが大きな部分９２１と重なる信号成分が少なくなる。

図１０は、図１に示した分散補償装置の動作のさらに他の例を示すグラフである。図１０において、特性１０１０および特性１０２０のそれぞれは、可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。特性１０１０は、有効帯域が負分散となっており、有効帯域より低周波数側の部分１０１１の群遅延リップルが大きい。特性１０２０は、有効帯域が正分散となっており、有効帯域より低周波数側の部分１０２１の群遅延リップルが大きい。

可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性１０１０の場合は、中心周波数シフト部１２２は、特性１０１０における有効帯域の中心周波数を低周波数側へシフトさせる。これにより、符号１０１２に示すように、特性１０１０の部分１０１１も低周波数側へシフトする。これにより、可変分散補償器１１０へ入力される光信号における、特性１０１０の群遅延リップルが大きな部分１０１１と重なる信号成分が少なくなる。

可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性１０２０の場合は、中心周波数シフト部１２２は、特性１０２０における有効帯域の中心周波数を低周波数側へシフトさせる。これにより、符号１０２２に示すように、特性１０２０の部分１０２１も低周波数側へシフトする。これにより、可変分散補償器１１０へ入力される光信号における、特性１０２０の群遅延リップルが大きな部分１０２１と重なる信号成分が少なくなる。

図８〜図１０に示したように、中心周波数シフト部１２２は、可変分散補償器１１０の有効帯域の外側の各帯域のうちの群遅延リップルが大きい帯域側へ可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

（信号品質の改善効果）
図１１は、図１に示した分散補償装置における信号品質の改善効果を示すグラフである。図１１において、横軸は、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量［ＧＨｚ］を示している。横軸のシフト量０［ＧＨｚ］は、可変分散補償器１１０の中心周波数が、光信号の波長グリッドに設定されている状態である。縦軸は、分散補償装置１００によって分散補償を行った光信号のＱ値ペナルティ［０．２ｄＢ／ｄｉｖ］を示している。

特性１１１０は、中心周波数のシフト量に対するＱ値ペナルティの特性を示している。また、特性１１１０の測定時には、４３Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）によって変調した光信号を可変分散補償器１１０へ入力した。また、可変分散補償器１１０の分散補償量を−５００［ｐｓ］とした。

特性１１１０に示すように、可変分散補償器１１０の分散補償量が−５００［ｐｓ］である場合は、群遅延特性の中心周波数のシフト量［ＧＨｚ］を＋２ＧＨｚだけシフトさせることによってＱ値ペナルティを最小にすることができる。このように、有効帯域の外側の各帯域の群遅延特性が非対称であり、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、中心周波数をシフトさせることによって光信号の品質を向上させることができる。

このように、実施の形態１にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０の分散補償量に基づいて可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性があらかじめわかっていれば、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

このため、可変分散補償器１１０の有効帯域が光信号の占有帯域より狭くても、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、信号光スペクトル狭窄化による信号品質劣化を抑圧でき、さらには、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

また、分散補償量と中心周波数のシフト量とを対応付けて記憶しておき、設定手段によって設定された分散補償量に対応付けられたシフト量により可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、フィードフォワード制御となるため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ高速にシフトさせることができる。また、フィードバック系を設ける場合と比べて簡単な構成で実現することができる。

（実施の形態２）
（分散補償装置の構成）
図１２は、実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。図１２において、図１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１２に示すように、実施の形態２にかかる分散補償装置１００は、図１に示した記憶部１３０に代えて、光分岐部１２１０と、光電変換部１２２０と、帯域制限部１２３０と、パワー測定部１２４０と、を備えている。

光分岐部１２１０は、可変分散補償器１１０から出力された光信号を分岐し、分岐した各光信号のうちの一方を分散補償装置１００の外部へ出力し、他方を光電変換部１２２０へ出力する。光電変換部１２２０は、光分岐部１２１０から出力された光信号を光電変換し、光電変換により得られた電気信号を帯域制限部１２３０へ出力する。

帯域制限部１２３０は、光電変換部１２２０から出力された電気信号の帯域を制限し、帯域を制限した電気信号をパワー測定部１２４０へ出力する。パワー測定部１２４０は、帯域制限部１２３０から出力された電気信号のパワーを測定する。これにより、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号の光電変換後の特定周波数成分のパワーを測定することができる。パワー測定部１２４０は、測定したパワーを制御部１２０へ通知する。たとえば、パワー測定部１２４０はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パワーモニタである。

制御部１２０の中心周波数シフト部１２２は、パワー測定部１２４０から通知されたパワーに応じたシフト方向に、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。以上の構成において、たとえば、帯域制限部１２３０を、光信号のボーレート相当の周波数成分を抽出するＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）とする（図１３参照）。

または、帯域制限部１２３０を、光信号のボーレート相当の周波数成分とは異なる周波数成分を抽出するＢＰＦまたはＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）としても（図１４，図１５参照）よい。この場合は、パワー測定部１２４０の前段にＤＣブロック部（不図示）を設けるとよい。ＤＣブロック部は、帯域制限部１２３０からパワー測定部１２４０へ出力される電気信号の直流成分を取り除く。

これにより、帯域制限部１２３０から出力された電気信号の交流成分が抽出されてパワー測定部１２４０へ出力される。ＤＣブロック部は、たとえばコンデンサである。なお、光電変換部１２２０やパワー測定部１２４０において帯域制限部１２３０に相当する帯域制限がなされている場合は、帯域制限部１２３０を設けない構成にしてもよい。

（信号パワーの特性）
図１３は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その１）である。図１３において、横軸は、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量［ＧＨｚ］を示している。縦軸は、パワー測定部１２４０によって測定された電気信号のパワー［ｄＢ］（相対モニタパワー）を示している。

図１３は、図１２に示した帯域制限部１２３０をＢＰＦとし、ＢＰＦによって光信号のボーレート（たとえば２２．３ＧＨｚ）相当の周波数成分を抽出した場合について示している。この場合は、パワー測定部１２４０によって、光信号におけるボーレートに対応する周波数成分のパワーが測定される。

可変分散補償器１１０へ入力する光信号は、４４．６Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫによって変調を行った光信号とした。可変分散補償器１１０については、図１１に測定結果を示した可変分散補償器１１０と同様のものを用いているため、光信号の劣化を最小に抑えることができる可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量は＋２ＧＨｚである。

特性１３１０は、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量に対する、パワー測定部１２４０によって測定される電気信号のパワーの特性を示している。特性１３１０は、群遅延特性の中心周波数のシフト量が＋２ＧＨｚのときに極大値となっている。したがって、可変分散補償器１１０の中心周波数を、特性１３１０の極大値に近づくように制御することによって、光信号の劣化を最小に抑えることができることがわかる。

この場合は、中心周波数シフト部１２２は、パワー測定部１２４０によって測定されるパワーが大きくなるシフト方向へ、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の中心周波数が特性１３１０の極大値に近づくように変化し、光信号の劣化を抑えることができる。

図１４は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その２）である。図１４において、横軸は、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量［ＧＨｚ］を示している。縦軸は、パワー測定部１２４０によって測定された電気信号のパワー［ｄＢ］（相対モニタパワー）を示している。

図１４は、図１２に示した帯域制限部１２３０をＢＰＦとし、ＢＰＦによって光信号のボーレート（たとえば２２．３ＧＨｚ）とは異なる周波数成分を抽出した場合について示している。この場合は、パワー測定部１２４０によって、光信号におけるボーレートに対応する周波数成分とは異なる周波数成分のパワーが測定される。

可変分散補償器１１０へ入力する光信号は、４４．６Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫによって変調を行った光信号とした。可変分散補償器１１０については、図１１に測定結果を示した可変分散補償器１１０と同様のものを用いているため、光信号の劣化を最小に抑えることができる可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量は＋２ＧＨｚである。

特性１４１１〜１４１５のそれぞれは、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量に対する、パワー測定部１２４０によって測定される電気信号のパワーの特性を示している。特性１４１１〜１４１５は、それぞれ、光信号の１ＧＨｚ成分、５ＧＨｚ成分、１０ＧＨｚ成分、１５ＧＨｚ成分、２０ＧＨｚ成分の特性を示している。

特性１４１１〜１４１５は、群遅延特性の中心周波数のシフト量がほぼ＋２ＧＨｚのときに極小値となっている。したがって、可変分散補償器１１０の中心周波数を、特性１４１１〜１４１５の極小値に近づくように制御することによって、光信号の劣化を最小に抑えることができることがわかる。

この場合は、中心周波数シフト部１２２は、パワー測定部１２４０によって測定されるパワーが小さくなるシフト方向へ可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の中心周波数が特性１４１１〜１４１５の極小値に近づくように変化し、光信号の劣化を抑えることができる。

図１５は、図１２に示したパワー測定部によって測定されるパワーの特性を示すグラフ（その３）である。図１５において、横軸は、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量［ＧＨｚ］を示している。縦軸は、パワー測定部１２４０によって測定された電気信号のパワー［ｄＢ］（相対モニタパワー）を示している。

図１５は、図１２に示した帯域制限部１２３０をＬＰＦとし、ＬＰＦによって光信号のボーレート（たとえば２２．３ＧＨｚ）より低い周波数成分を抽出した場合について示している。この場合は、パワー測定部１２４０によって、光信号におけるボーレートに対応する周波数成分とは異なる周波数成分のパワーが測定される。

可変分散補償器１１０へ入力する光信号は、４４．６Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫによって変調を行った光信号とした。可変分散補償器１１０については、図１１に測定結果を示した可変分散補償器１１０と同様のものを用いているため、光信号の劣化を最小に抑えることができる可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量は＋２ＧＨｚである。

特性１５１１〜１５１５のそれぞれは、可変分散補償器１１０の中心周波数のシフト量に対する、パワー測定部１２４０によって測定される電気信号のパワーの特性を示している。特性１５１１〜１５１５は、それぞれ、光信号の１ＧＨｚ成分、５ＧＨｚ成分、１０ＧＨｚ成分、１５ＧＨｚ成分、２０ＧＨｚ成分の特性を示している。

特性１５１１〜１５１５のそれぞれは、群遅延特性の中心周波数のシフト量がほぼ＋２ＧＨｚのときに極小値となっている。したがって、可変分散補償器１１０の中心周波数を、特性１５１１〜１５１５の極小値に近づくように制御することによって、光信号の劣化を最小に抑えることができることがわかる。

この場合は、中心周波数シフト部１２２は、パワー測定部１２４０によって測定されるパワーが小さくなるシフト方向へ可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の中心周波数が特性１５１１〜１５１５の極小値に近づくように変化し、光信号の劣化を抑えることができる。

（分散補償装置の動作）
図１６は、図１２に示した分散補償装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１６においては、光信号のボーレートに相当する周波数成分を抽出するＢＰＦによって帯域制限部１２３０を実現した場合（図１３参照）の分散補償装置１００の動作について説明する。まず、中心周波数シフト部１２２が、可変分散補償器１１０の中心周波数の初期設定を行う（ステップＳ１６０１）。

つぎに、パワー測定部１２４０が、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号のパワーを測定する（ステップＳ１６０２）。つぎに、中心周波数シフト部１２２が、ステップＳ１６０２によって測定されたパワーが光信号のパワーの極大値であるか否かを判断する（ステップＳ１６０３）。測定されたパワーが極大値でない場合（ステップＳ１６０３：Ｎｏ）は、中心周波数シフト部１２２が、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせ（ステップＳ１６０４）、ステップＳ１６０２へ戻って処理を続行する。

ステップＳ１６０３において、測定されたパワーが極大値である場合（ステップＳ１６０３：Ｙｅｓ）は、一連の動作を終了する。または、ステップＳ１６０３において、測定されたパワーが極大値である場合は、ステップＳ１６０２に戻って処理を続行するようにしてもよい。これにより、光信号のパワーを常に極大値に制御することができる。

なお、ステップＳ１６０４においては、分散量設定部１２１によって可変分散補償器１１０に設定された分散補償量の絶対値や符号に応じて、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせるシフト方向を決定してもよい。これにより、可変分散補償器１１０の中心周波数を、光信号のパワーが極大値になるシフト方向へ確実にシフトさせることができるため、光信号のパワーの極大値へ高速に収束させることができる。

図１６においては、光信号のボーレートに相当する周波数成分を抽出するＢＰＦによって帯域制限部１２３０を実現した場合（図１３参照）について説明した。これに対して、光信号のボーレートとは異なる周波数成分を抽出するＢＰＦ（図１４参照）や、光信号のボーレートより低い周波数成分を抽出するＢＰＦ（図１５参照）によって帯域制限部１２３０を実現してもよい。この場合は、ステップＳ１６０３において、測定されたパワーが光信号のパワーの極小値であるか否かを判断するようにする。

このように、実施の形態２にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号のパワーに応じたシフト方向に可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性があらかじめわかっていれば、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

このため、可変分散補償器１１０の有効帯域が光信号の占有帯域より狭くても、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、信号光スペクトル狭窄化による信号品質劣化を抑圧でき、さらには、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

また、光信号のパワーをフィードバックするフィードバック制御となるため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ精度よくシフトさせることができる。また、可変分散補償器１１０の群遅延特性が変化しても、可変分散補償器１１０の群遅延特性の変化に応じて可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値にすることができる。

また、光信号を受信しなくてもフィードバック制御が可能であるため、光信号の受信器とは独立した制御を行うことができる。このため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ高速にシフトさせることができる。また、光信号のパワーを用いてフィードバック制御を行うことで、光信号の誤り数に依存せず高精度な制御が可能になる。このため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ精度よくシフトさせることができる。

（実施の形態３）
（光受信装置の構成）
図１７は、実施の形態３にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図１７において、図１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１７に示すように、実施の形態３にかかる光受信装置１７００は、分散補償装置１００と、受信器１７１０と、品質測定部１７２０と、を備えている。実施の形態３においては、分散補償装置１００の記憶部１３０（図１参照）は省いた構成にしてもよい。

受信器１７１０は、可変分散補償器１１０から出力された光信号を受信する。そして、受信器１７１０は、受信した信号のうちの一方を光受信装置１７００の外部へ出力し、他方を品質測定部１７２０へ出力する。品質測定部１７２０は、受信器１７１０から出力された信号の品質を測定し、測定した品質を制御部１２０へ通知する。

たとえば、品質測定部１７２０は、信号品質の指標である、ＢＥＲ、誤り数、誤り訂正数またはＱ値などを測定する。制御部１２０の中心周波数シフト部１２２は、品質測定部１７２０から通知される品質が向上するシフト方向に、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。

（信号品質の特性）
図１８は、図１７に示した品質測定部によって測定されるＢＥＲの特性を示すグラフ（その１）である。図１８において、横軸は、可変分散補償器１１０の分散補償量を示している。縦軸は、品質測定部１７２０によって測定される光信号のＢＥＲを示している。特性１８１０は、分散補償量に対するＢＥＲの特性を示している。

特性１８１０においては、分散補償量ｄ１においてＢＥＲが極小値となっている。分散量設定部１２１は、品質測定部１７２０によって測定される光信号のＢＥＲが少なくなる方向へ可変分散補償器１１０の分散補償量を変更する。これにより、可変分散補償器１１０の分散補償量は分散補償量ｄ１に近づくように変化する。

図１９は、図１７に示した品質測定部によって測定されるＢＥＲの特性を示すグラフ（その２）である。図１９において、横軸は、可変分散補償器１１０の中心周波数を示している。縦軸は、品質測定部１７２０によって測定される光信号のＢＥＲを示している。特性１９１０は、中心周波数に対するＢＥＲの特性を示している。

特性１９１０においては、中心周波数ｆ１においてＢＥＲが極小値となっている。中心周波数シフト部１２２は、品質測定部１７２０によって測定される光信号のＢＥＲが少なくなる方向へ可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の中心周波数は中心周波数ｆ１に近づくように変化する。

（光受信装置の動作）
図２０は、図１７に示した光受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。まず、分散量設定部１２１が、可変分散補償器１１０の分散補償量の初期設定を行う（ステップＳ２００１）。中心周波数シフト部１２２が、可変分散補償器１１０の中心周波数の初期設定を行う（ステップＳ２００２）。つぎに、品質測定部１７２０が、分散補償装置１００によって分散補償された光信号のＢＥＲを測定する（ステップＳ２００３）。

つぎに、分散量設定部１２１が、ステップＳ２００３によって測定されたＢＥＲが極小値か否かを判断する（ステップＳ２００４）。ＢＥＲが極小値でない場合（ステップＳ２００４：Ｎｏ）は、分散量設定部１２１が、可変分散補償器１１０の分散補償量を変更し（ステップＳ２００５）、ステップＳ２００３へ戻って処理を続行する。

ステップＳ２００４においてＢＥＲが極小値である場合（ステップＳ２００４：Ｙｅｓ）は、品質測定部１７２０が、分散補償装置１００により分散補償された光信号のＢＥＲを測定する（ステップＳ２００６）。つぎに、中心周波数シフト部１２２が、ステップＳ２００６によって測定されたＢＥＲが極小値か否かを判断する（ステップＳ２００７）。

ステップＳ２００７において、ＢＥＲが極小値でない場合（ステップＳ２００７：Ｎｏ）は、中心周波数シフト部１２２が、可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせ（ステップＳ２００８）、ステップＳ２００６へ戻って処理を続行する。ＢＥＲが極小値である場合（ステップＳ２００７：Ｙｅｓ）は、一連の動作を終了する。

一般的に、可変分散補償器１１０において、中心周波数に比べて分散補償量の方が光信号の品質に与える影響が大きい。たとえば、分散補償量の制御を行う前に中心周波数の制御を行うと、分散補償量のずれが大きい場合は光信号の品質測定が困難になる。

このため、上記のステップのように、まず分散補償量の制御を行い、その後に中心周波数の制御を行うようにするとよい。ただし、波長分散に対する分散補償量のずれた小さい場合は、分散補償量の制御を行う前に中心周波数の制御を行うようにしてもよい。

図２１は、図１７に示した分散補償装置の動作の他の例を示すフローチャートである。図２１に示すステップＳ２１０１〜Ｓ２１０８は、図２０に示したステップＳ２００１〜Ｓ２００８と同様であるため説明を省略する。ステップＳ２１０７において、ＢＥＲが極小値である場合（ステップＳ２１０７：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０３〜Ｓ２１０７のサイクル数が２回以上か否かを判断する（ステップＳ２１０９）。

ステップＳ２１０９において、サイクル数が２回以上でない場合（ステップＳ２１０９：Ｎｏ）は、ステップＳ２１０６によって測定されたＢＥＲをメモリ（不図示）に記憶し（ステップＳ２１１０）、ステップＳ２１０３に戻って処理を続行する。サイクル数が２回以上である場合（ステップＳ２１０９：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０６によって測定されたＢＥＲが、ステップＳ２１１０によってメモリに記憶されたＢＥＲと一致するか否かを判断する（ステップＳ２１１１）。

ステップＳ２１１１において、測定されたＢＥＲがメモリに記憶されたＢＥＲと一致しない場合（ステップＳ２１１１：Ｎｏ）は、ステップＳ２１１０へ移行して処理を続行する。測定されたＢＥＲがメモリに記憶されたＢＥＲと一致する場合（ステップＳ２１１１：Ｙｅｓ）は一連の動作を終了する。このように、図２０に示した動作と同様の動作を、ＢＥＲが変化しなくなるまで複数回行う。

（中心周波数による波長分散トレランスの変化）
図２２は、中心周波数が最適な場合の群遅延特性を示すグラフである。図２２において、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延を示している。図２２は、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値にシフトされている場合における群遅延特性を示している。中心周波数が最適な値とは、たとえば、図１１に示した例では＋２［ＧＨｚ］である。

特性２２１１〜２２１４は、可変分散補償器１１０の分散補償量の絶対値を変化させた場合における可変分散補償器１１０の各群遅延特性を示している。特性２２１１〜２２１４のうちの特性２２１１は、可変分散補償器１１０の分散補償量の絶対値を最も小さくした場合の群遅延特性を示している。特性２２１４は、可変分散補償器１１０の分散補償量の絶対値を最も大きくした場合の群遅延特性を示している。

帯域２２２０は、可変分散補償器１１０へ入力される光信号の占有帯域を示している。図２２に示すように、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値にシフトされている場合は、帯域２２２０が特性２２１１〜２２１４の各有効帯域の範囲内に入る。これにより、可変分散補償器１１０の分散補償量を特性２２１１〜２２１４の範囲で変化させても、特性２２１１〜２２１４の群遅延リップルが帯域２２２０に入らない。

図２３は、中心周波数が最適な場合のＢＥＲの特性を示すグラフである。図２３において、横軸は分散補償量を示し、縦軸はＢＥＲを示している。また、横軸の分散補償量Ｄ１〜Ｄ４は、それぞれ図２２に示した特性２２１１〜２２１４に対応する分散補償量である。特性２３１０は、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値にシフトされている場合における、可変分散補償器１１０の分散補償量に対するＢＥＲの特性である。

特性２３１０に示すように、この場合は、品質測定部１７２０によって測定されたＢＥＲが小さくなるように可変分散補償器１１０の分散補償量を制御すると、可変分散補償器１１０の分散補償量は分散補償量Ｄ３に収束する。したがって、分散補償装置１００へ入力される光信号に対する最適な分散補償量は分散補償量Ｄ３である。

図２４は、中心周波数が最適でない場合の群遅延特性を示すグラフである。図２４において、図２２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２４の特性２２１１〜２２１４は、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値でない場合における、分散補償量に応じた各群遅延特性を示している。

図２４に示すように、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値でない場合は、帯域２２２０が、特性２２１１および特性２２１２の群遅延リップルを含んでいる。このため、可変分散補償器１１０の分散補償量を特性２２１１または特性２２１２に変化させると、可変分散補償器１１０へ入力される光信号の占有帯域に群遅延リップルが入る。

図２５は、中心周波数が最適でない場合のＢＥＲの特性を示すグラフである。図２５において、図２３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２５に示す特性２３１０は、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値でない場合における、可変分散補償器１１０の分散補償量に対するＢＥＲの特性である。

特性２３１０に示すように、この場合は、有効帯域外の群遅延リップの影響により、可変分散補償器１１０における分散補償量に対するＢＥＲの特性が、図２３に示した特性と異なる。したがって、図２５に示す特性２３１０に基づいてＢＥＲを極小値に収束させると、分散補償量が分散補償量Ｄ２に収束し、分散補償量が分散補償量Ｄ３（図２３参照）には収束しない。

このように、可変分散補償器１１０の中心周波数が最適な値でない場合は、ＢＥＲが極小値になるように分散補償量を収束させても最良な分散補償量とはならない。これに対して、分散補償量の制御および中心周波数の制御を含む一連の動作を複数回行う（図２１参照）ことで、分散補償量および中心周波数を交互に最適値に近づけることができる。

このように、実施の形態３にかかる光受信装置１７００は、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号の品質が向上するシフト方向に可変分散補償器１１０の中心周波数をシフトさせる。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性があらかじめわかっていれば、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

このため、可変分散補償器１１０の有効帯域が光信号の占有帯域より狭くても、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、信号光スペクトル狭窄化による信号品質劣化を抑圧でき、さらには、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

また、光信号の品質をフィードバックするフィードバック制御となるため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ精度よくシフトさせることができる。また、可変分散補償器１１０の群遅延特性が変化しても、可変分散補償器１１０の群遅延特性の変化に応じて可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値にすることができる。また、光信号を受信することによって光信号の品質を直接測定するため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ精度よくシフトさせることができる。

（実施の形態４）
（分散補償装置の構成）
図２６は、実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。図２６において、可変分散補償器１１０については、図１に示した可変分散補償器１１０と同様であるため説明を省略する。ただし、実施の形態４にかかる可変分散補償器１１０の群遅延特性は、有効帯域の外側における各帯域が非対称でなくてもよい。

図２６に示すように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０と、帯域フィルタ２６１０と、を備えている。帯域フィルタ２６１０は、可変分散補償器１１０の後段に設けられている。帯域フィルタ２６１０は、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号を通過させる。

そして、帯域フィルタ２６１０は、通過させる光信号における、可変分散補償器１１０の有効帯域の外側の各帯域を減衰させる。帯域フィルタ２６１０は、たとえば、波長に対して周期的な透過特性を有するフィルタ、またはＢＰＦである。帯域フィルタ２６１０を通過した光信号は、分散補償装置１００の外部へ出力される。なお、帯域フィルタ２６１０は、可変分散補償器１１０の前段に設けられていてもよい。

（可変分散補償器の特性）
図２７は、図２６に示した可変分散補償器の群遅延特性の一例を示すグラフである。図２７において、横軸は波長を示し、縦軸は群遅延を示している。特性２７１０および特性２７２０のそれぞれは、図２６に示した可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。特性２７２０は、特性２７１０よりも有効帯域の傾きが小さい。

したがって、可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性２７２０となっている場合は、可変分散補償器１１０の群遅延特性が特性２７１０となっている場合よりも光信号に対する分散補償量が小さくなる。特性２７１０および特性２７２０に示すように、可変分散補償器１１０の群遅延特性は、波長に対して周期的に有効帯域となっている。

ｃｈ（ｎ−１），ｃｈ（ｎ），ｃｈ（ｎ＋１）は、可変分散補償器１１０へ入力される光信号に含まれる各信号チャネルを示している。ｃｈ（ｎ−１），ｃｈ（ｎ），ｃｈ（ｎ＋１）に示す各信号チャネルは、それぞれ、可変分散補償器１１０の群遅延特性における各有効帯域の中心波長λ（ｎ−１），λ（ｎ），λ（ｎ＋１）に割り当てられている。

図２８は、可変分散補償器にＶＩＰＡを用いる場合の特性の一例を示す参考グラフである。参考として、図２６に示した可変分散補償器１１０に代えてＶＩＰＡを用いる場合について説明する。図２８において、特性２８１０は、ＶＩＰＡにおける波長に対する透過率の特性である。特性２８２０は、ＶＩＰＡにおける波長に対する群遅延の特性である。

有効帯域２８３１は、特性２８２０の有効帯域を示している。帯域２８３２および帯域２８３３は、有効帯域２８３１の外側の各帯域である。帯域２８３２および帯域２８３３における特性２８２０は大きな群遅延リップルとなっている。

特性２８１０に示すように、ＶＩＰＡの透過特性は、有効帯域２８３１においてはほぼ一定であるが、帯域２８３２および帯域２８３３においては透過率が低くなる特性になっている。このため、大きな群遅延リップルが存在する帯域２８３２および帯域２８３３の信号成分が減衰するため、特性２８２０の群遅延リップルの影響は少なくなっていた。

図２９は、図２６に示した可変分散補償器の特性の一例を示すグラフである。図２６に示した可変分散補償器１１０にエタロンＴＤＣを用いる場合について説明する。図２９において、特性２９１０は、可変分散補償器１１０における波長に対する透過率の特性である。特性２９２０は、可変分散補償器１１０における波長に対する群遅延の特性である。

有効帯域２９３１は、特性２９２０の有効帯域を示している。帯域２９３２および帯域２９３３は、有効帯域２９３１の外側の各帯域である。ここでは、可変分散補償器１１０の特性２９２０は、図２８に示した特性２８２０と同じであるとする。したがって、有効帯域２９３１、帯域２９３２および帯域２９３３も、図２８に示した有効帯域２８３１、帯域２８３２および帯域２８３３と同じである。

特性２９１０に示すように、図２６に示した可変分散補償器１１０においては、群遅延特性の有効帯域２８３１と、帯域２８３２および帯域２８３３と、に対して透過帯域が十分に広い。このため、大きな群遅延リップルが存在する帯域２９３２および帯域２９３３の信号成分が減衰しないため、特性２９２０の群遅延リップルが光信号の占有帯域と重なる。

（帯域フィルタの作用）
図３０は、図２６に示した帯域フィルタの作用を示すグラフである。図３０において、図２９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。特性３０１０は、帯域フィルタ２６１０の波長に対する透過率の特性を示している。特性３０１０に示すように、帯域フィルタ２６１０においては、帯域２９３２および帯域２９３３の透過率が、有効帯域２９３１の透過率よりも低くなっている。

このため、帯域フィルタ２６１０を通過した光信号は、有効帯域２９３１の外側における帯域２９３２および帯域２９３３の成分が減衰する。したがって、大きな群遅延リップルが存在する帯域２９３２および帯域２９３３の信号成分が減衰し、可変分散補償器１１０における特性２９２０の群遅延リップルの影響を少なくすることができる。

（信号品質の改善の検証）
図３１は、信号品質の改善を検証するための実験装置を示すブロック図である。実験装置３１１０は、送信器３１１１と受信器３１１２とを備えている。実験装置３１１０においては、送信器３１１１からＮＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）により変調を行った光信号を送信し、送信した光信号を直接、受信器３１１２で受信する。

実験装置３１２０は、実験装置３１１０の構成に加えて、送信器３１１１と受信器３１１２との間に帯域フィルタ２６１０を備えた装置である。帯域フィルタ２６１０は、図２６に示した帯域フィルタ２６１０である。

実験装置３１３０は、実験装置３１２０の構成に加えて、送信器３１１１と帯域フィルタ２６１０の間に光ファイバ３１３１を設け、帯域フィルタ２６１０と受信器３１１２の間に可変分散補償器１１０を設けた構成である。光ファイバ３１３１を通過する光信号に発生する波長分散は＋８００ｐｓ／ｎｍとした。また、光ファイバ３１３１における波長分散に合わせて、可変分散補償器１１０の分散補償量は−８００ｐｓ／ｎｍとした。

図３２は、図３１に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その１）である。図３３は、図３１に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その２）である。図３２において、横軸は、図３１に示した帯域フィルタ２６１０の透過帯域［ＧＨｚ］を示している。縦軸は、受信器３１１２によって受信した光信号のペナルティ［ｄＢ］を示している。また、縦軸のペナルティは、実験装置３１１０の受信器３１１２によって受信した光信号のペナルティを基準（０［ｄＢ］）としたペナルティである。

図３２において、特性３２１０は、実験装置３１２０において、受信器３１１２が受信した光信号の透過帯域に対するペナルティの特性を示している。特性３２２０は、実験装置３１３０において、受信器３１１２が受信した光信号の透過帯域に対するペナルティの特性を示している。図３３において、特性３３１０は、図３２に示した特性３２１０および特性３２２０の差分［ｄＢ］を示している。

５５［ＧＨｚ］以上の透過帯域においては、可変分散補償器１１０の群遅延リップルの影響による影響が大きく、特性３２２０のペナルティが大きくなっている。また、特性３２１０における、６０［ＧＨｚ］以下の透過帯域においては、帯域フィルタ２６１０によって信号成分が減衰しているため、ペナルティが大きくなっている。

これに対して、５０［ＧＨｚ］以下の透過帯域においては、特性３２１０および特性３２２０におけるペナルティがほぼ一致している。これは、可変分散補償器１１０の波長リップルによって影響を受けた信号成分が帯域フィルタ２６１０によってカットされたためと考えられる。したがって、可変分散補償器１１０の後段または前段に帯域フィルタ２６１０を設けることによって光信号の品質を向上させることができる。

（スペクトラム幅の影響の検証）
図３４は、スペクトラム幅の影響を検証するための実験装置を示すブロック図である。図３４において、図３１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。実験装置３４１０は、送信器３１１１と、光ファイバ３１３１と、帯域フィルタ２６１０と、可変分散補償器１１０と、受信器３１１２と、を備えた装置である。実験装置３４２０は、実験装置３１１０の送信器に代えて送信器３４２１を備えた装置である。送信器３４２１は、ＲＺ−ＤＱＰＳＫにより変調を行った光信号を送信する。

図３５は、図３４に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その１）である。図３５において、横軸は周波数［ＧＨｚ］を示している。縦軸は光信号のパワー［ｄＢｍ］を示している。スペクトラム３５１０は、図３４に示した実験装置３４１０の送信器３１１１が送信した光信号を示している。

スペクトラム３５２０は、図３４に示した実験装置３４２０の送信器３４２１が送信した光信号を示している。スペクトラム３５１０およびスペクトラム３５２０に示すように、送信器３４２１が送信した光信号（ＲＺ−ＤＱＰＳＫ）は、送信器３１１１が送信した光信号（ＮＲＺ−ＤＰＳＫ）よりもスペクトラム幅が狭い。

図３６は、図３４に示した実験装置による実験結果を示すグラフ（その２）である。図３６における横軸および縦軸は、図３２の横軸および縦軸と同様であるため説明を省略する。特性３６１０は、実験装置３４１０の受信器３１１２が受信した光信号の透過帯域に対するペナルティの特性を示している。特性３６２０は、実験装置３４２０の受信器３１１２が受信した光信号の透過帯域に対するペナルティの特性を示している。

特性３６１０に示すように、送信器３１１１が送信する光信号（ＮＲＺ−ＤＰＳＫ）は、スペクトラム幅が広いため（図３５参照）、可変分散補償器１１０の波長リップルと重なる周波数成分が多い。このため、送信器３１１１が送信する光信号は、可変分散補償器１１０の波長リップルの影響によってペナルティが大きくなる。

特性３６２０に示すように、送信器３４２１が送信する光信号（ＲＺ−ＤＱＰＳＫ）は、スペクトラム幅が狭いため（図３５参照）、可変分散補償器１１０の波長リップルと重なる周波数成分が少ない。このため、送信器３４２１が送信する光信号は、可変分散補償器１１０の波長リップルによる影響が少なくペナルティが小さい。

（分散補償範囲の拡大）
図３７は、分散補償範囲の拡大を示すグラフ（その１）である。図３８は、分散補償範囲の拡大を示すグラフ（その２）である。図３７において、横軸は波長を示し、縦軸は群遅延を示している。特性３７１０および特性３７２０は、可変分散補償器１１０の群遅延特性を示している。図３８において、横軸は可変分散補償器１１０の有効帯域の大きさを示し、縦軸は可変分散補償器１１０の分散補償範囲を示している。図３８の関係３８１０は、可変分散補償器１１０の分散補償範囲と有効帯域の関係を示している。

一般的に、可変分散補償器１１０の分散補償範囲と有効帯域はトレードオフの関係にある。たとえば、特性３７１０のように、可変分散補償器１１０の分散補償範囲を小さく設定すれば、有効帯域を広くすることができる。また、特性３７２０のように、可変分散補償器１１０の分散補償範囲を大きく設定すれば、有効帯域が狭くなる。

このため、可変分散補償器１１０の分散補償量を大きくしたい場合は、光信号の変調方式（たとえばＲＺ−ＤＱＰＳＫ）に合わせて可変分散補償器１１０の有効帯域を狭くすればよい。また、可変分散補償器１１０の有効帯域を狭くした分だけ帯域フィルタ２６１０の帯域幅も狭くすることで、光信号の品質劣化を抑えることができる。

（分散補償装置の実施例）
図３９は、図２６に示した分散補償装置の実施例を示すブロック図である。通信システム３９００は、多重分離部３９１０と、光受信装置３９２０と、を含んでいる。多重分離部３９１０には、異なる波長の光信号を多重化したＷＤＭ信号が入力される。多重分離部３９１０は、入力されたＷＤＭ信号を波長多重分離する。

多重分離部３９１０は、波長多重分離したＷＤＭ信号を、それぞれ光受信装置３９２０を含む各光受信装置へ送信する。光受信装置３９２０は、多重分離部３９１０から送信された各光信号のうちの一つを受信する。具体的には、光受信装置３９２０は、光アンプ３９２１と、分散補償装置１００と、受信器３９２２と、エラー訂正回路３９２３と、を備えている。光アンプ３９２１は、波長分離部から送信された光信号を増幅し、増幅した光信号を分散補償装置１００へ出力する。

分散補償装置１００は、光アンプ３９２１から出力された光信号を分散補償し、分散補償した光信号を受信器３９２２へ出力する。受信器３９２２は、分散補償装置１００から出力された光信号を受信する。受信器３９２２は、受信した信号をエラー訂正回路３９２３へ出力する。エラー訂正回路３９２３は、受信器３９２２から出力された信号のエラーを訂正し、エラーを訂正した信号を出力する。

このように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０の有効帯域の外側における各帯域を帯域フィルタ２６１０によって減衰させる。これにより、光信号における、群遅延リップルの影響を受ける帯域の成分を減衰させ、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。

特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、有効帯域の外側の各帯域が可変分散補償器１１０によって減衰しないため、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

（実施の形態５）
図４０は、実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示すブロック図である。図４０において、図１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４０に示すように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００は、可変フィルタ４０１０と、可変分散補償器１１０と、分散量設定部１２１と、フィルタ制御部４０２０と、記憶部１３０と、を備えている。

可変フィルタ４０１０は、可変分散補償器１１０の前段に設けられている。可変フィルタ４０１０は、入力された光信号を通過させ、通過させる光信号における、可変分散補償器１１０の有効帯域の外側の各帯域を減衰させる。可変フィルタ４０１０を通過した光信号は、可変分散補償器１１０へ出力される。なお、可変フィルタ４０１０は、可変分散補償器１１０の後段に設けられていてもよい。

また、可変フィルタ４０１０は、フィルタ制御部４０２０の制御によってフィルタ特性が可変である。可変なフィルタ特性は、たとえば、透過特性の中心周波数である。または、可変なフィルタ特性は、帯域幅であってもよい。または、可変なフィルタ特性は、透過特性の中心周波数および帯域幅であってもよい。

可変分散補償器１１０の群遅延特性は、有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性（図３参照）である。また、可変分散補償器１１０の透過特性は、群遅延特性の有効帯域と、有効帯域の外側における各帯域と、に対して透過帯域が十分に広い（図３参照）。分散量設定部１２１は、可変分散補償器１１０における分散補償量を設定する。分散量設定部１２１は、設定した分散補償量をフィルタ制御部４０２０へ通知する。

フィルタ制御部４０２０は、可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を制御する。具体的には、フィルタ制御部４０２０は、帯域制御部４０２１と、中心周波数シフト部４０２２と、を備えている。帯域制御部４０２１は、分散量設定部１２１から通知された分散補償量に基づいて、可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。

具体的には、帯域制御部４０２１は、分散量設定部１２１から分散補償量が通知されると、記憶部１３０に記憶されたテーブルを参照する。記憶部１３０に記憶されたテーブルにおいては、分散補償量と帯域幅の制御量とが対応付けられている。帯域制御部４０２１は、通知された分散補償量がテーブルにおいて対応付けられた制御量を取得し、取得した制御量により可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。

中心周波数シフト部４０２２は、分散量設定部１２１から通知された分散補償量に基づいて、可変フィルタ４０１０における透過特性の中心周波数をシフトさせる。具体的には、中心周波数シフト部４０２２は、分散量設定部１２１から分散補償量が通知されると、記憶部１３０に記憶されたテーブルを参照する。記憶部１３０に記憶されたテーブルにおいては、分散補償量と中心周波数のシフト量とが対応付けられている。

中心周波数シフト部４０２２は、通知された分散補償量がテーブルにおいて対応付けられたシフト量を取得し、取得したシフト量により可変フィルタ４０１０における透過特性の中心周波数をシフトさせる。なお、フィルタ制御部４０２０においては、帯域制御部４０２１および中心周波数シフト部４０２２のうちの一方を省いた構成にしてもよい。

図４１は、図４０に示した記憶部が記憶するテーブルの一例を示す図である。図４０に示した記憶部１３０には、たとえばテーブル４１００が記憶されている。テーブル４１００においては、可変分散補償器１１０の分散補償量４１１０と、可変フィルタ４０１０における透過特性の中心周波数のシフト量４１２０と、可変フィルタ４０１０の帯域幅の制御量４１３０と、が対応付けられている。

たとえば、分散量設定部１２１が可変分散補償器１１０の分散補償量を−１００［ｐｓ／ｎｍ］に設定したとする。この場合は、中心周波数シフト部４０２２は、テーブル４１００において分散補償量４１１０の−１００［ｐｓ／ｎｍ］に対応付けられたシフト量４１２０の＋１だけ可変フィルタ４０１０における透過特性の中心周波数をシフトさせる。

また、帯域制御部４０２１は、テーブル４１００において分散補償量４１１０の−１００［ｐｓ／ｎｍ］に対応付けられた制御量４１３０の＋Ｘ１だけ、可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。

分散補償量４１１０に対する最適なシフト量４１２０および制御量４１３０の値は、可変分散補償器１１０の群遅延特性に依存する。テーブル４１００を作成するためには、たとえば、ある分散補償量４１１０に対してシフト量４１２０および制御量４１３０を変化させながら可変分散補償器１１０によって光信号を分散補償する。

そして、可変分散補償器１１０によって分散補償した光信号の品質が最も高くなったときのシフト量４１２０および制御量４１３０を分散補償量４１１０と対応付ける。分散補償量４１１０の値を変えながら同様の方法でシフト量４１２０および制御量４１３０を分散補償量４１１０と対応付けることで、テーブル４１００を作成することができる。

ここでは、分散補償量４１１０に対してシフト量４１２０および制御量４１３０が対応付けられている場合について説明したが、帯域制御部４０２１を省いた構成にする場合はテーブル４１００から制御量４１３０を省いてもよい。また、中心周波数シフト部４０２２を省いた構成にする場合はテーブル４１００からシフト量４１２０を省いてもよい。

図４０に示した分散補償装置１００の動作の例については、図７に示した動作と同様である。ただし、図７のステップＳ７０２においては、帯域制御部４０２１が、ステップＳ７０１によって設定された分散補償量に対応する制御量を記憶部１３０から取得する。また、ステップＳ７０３においては、帯域制御部４０２１が、ステップＳ７０２によって取得された制御量により可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。

または、図７のステップＳ７０２においては、中心周波数シフト部４０２２が、ステップＳ７０１によって設定された分散補償量に対応するシフト量を記憶部１３０のテーブルから取得する。また、ステップＳ７０３においては、中心周波数シフト部４０２２が、ステップＳ７０２によって取得されたシフト量により可変フィルタ４０１０の透過特性の中心周波数をシフトさせる。または、これらの帯域制御部４０２１および中心周波数シフト部４０２２の動作を同時に行うようにしてもよい。

このように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００は、可変分散補償器１１０の分散補償量に基づいて可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を制御する。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性があらかじめわかっていれば、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の大きな群遅延リップルを光信号の占有帯域からずらすことができる。

このため、可変分散補償器１１０の有効帯域が光信号の占有帯域より狭くても、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、信号光スペクトル狭窄化による信号品質劣化を抑圧でき、さらには、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

また、分散補償量とフィルタ特性の制御量とを対応付けて記憶しておき、設定手段によって設定された分散補償量に対応付けられた制御量により可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を制御する。これにより、フィードフォワード制御となるため、可変分散補償器１１０の中心周波数を最適な値へ高速にシフトさせることができる。また、フィードバック系を設ける場合と比べて簡単な構成で実現することができる。

ここでは、可変分散補償器１１０の群遅延特性が、有効帯域の外側における各帯域において非対称な群遅延特性である場合について説明した。ただし、帯域制御部４０２１による可変フィルタ４０１０の帯域幅の制御を行う場合は、可変分散補償器１１０の群遅延特性が、有効帯域の外側における各帯域において対称であってもよい。

（実施の形態６）
図４２は、実施の形態６にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。図４２において、図４０または図１７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４１に示すように、実施の形態６にかかる光受信装置１７００は、分散補償装置１００と、受信器１７１０と、品質測定部１７２０と、を備えている。

実施の形態６においては、分散補償装置１００の記憶部１３０（図４０参照）は省いた構成にしてもよい。品質測定部１７２０は、受信器１７１０から出力された信号の品質を測定し、測定した品質をフィルタ制御部４０２０へ通知する。

フィルタ制御部４０２０の帯域制御部４０２１は、品質測定部１７２０から通知される品質が向上する制御方向に、可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。フィルタ制御部４０２０の中心周波数シフト部４０２２は、品質測定部１７２０から通知される品質が向上する制御方向に、可変フィルタ４０１０の透過特性の中心周波数をシフトさせる。

図４２に示した分散補償装置１００の動作の例については、図２０または図２１に示した動作と同様である。ただし、図２０のステップＳ２００２においては、帯域制御部４０２１が、可変フィルタ４０１０の帯域幅の初期設定を行う。また、ステップＳ２００７においては、帯域制御部４０２１が、ステップＳ２００６によって測定されたＢＥＲが極小値か否かを判断する。また、ステップＳ２００８においては、帯域制御部４０２１が、可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御する。

または、ステップＳ２００２においては、中心周波数シフト部４０２２が、可変フィルタ４０１０の透過特性の中心周波数の初期設定を行う。また、ステップＳ２００７においては、中心周波数シフト部４０２２が、ステップＳ２００６によって測定されたＢＥＲが極小値か否かを判断する。また、ステップＳ２００８においては、中心周波数シフト部４０２２が、可変フィルタ４０１０の透過特性の中心周波数をシフトさせる。

ここで説明したステップＳ２００２、ステップＳ２００７およびステップＳ２１０９を、図２１のステップＳ２１０２、ステップＳ２１０７およびステップＳ２１０９において行ってもよい。または、これらの帯域制御部４０２１および中心周波数シフト部４０２２の動作を同時に行うようにしてもよい。

図４３は、図４０に示した光受信装置の動作例を示すグラフである。図４３において、横軸は可変フィルタ４０１０の帯域幅を示し、横軸は光信号品質の劣化量を示している。特性４３１０は、信号光スペクトル狭窄化による信号品質の劣化量を示している。特性４３２０は、有効帯域外の群遅延リップルによる信号品質の劣化量を示している。

合成特性４３３０は、特性４３１０と特性４３２０を合成した特性である。特性４３１０および特性４３２０に示すように、信号光スペクトル狭窄化による光信号品質の劣化量と、有効帯域外の群遅延リップルによる光信号品質の劣化量と、はトレードオフの関係になっている。

光受信装置１７００は、光信号の品質を直接測定しながらフィードバック制御を行うため、合成特性４３３０における光信号品質の劣化量が最小になるように、可変フィルタ４０１０の帯域幅を制御することができる。

このように、実施の形態６にかかる光受信装置１７００は、可変分散補償器１１０の有効帯域の外側における各帯域を可変フィルタ４０１０によって減衰させる。これにより、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。特に、分散帯域に対して透過帯域が十分に広い可変分散補償器１１０においては、群遅延リップルによる信号の劣化を回避することによって光信号の品質を大きく向上させることができる。

また、光受信装置１７００は、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号の品質が向上する制御方向に可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を制御する。これにより、可変分散補償器１１０の群遅延特性があらかじめわかっていなくても、群遅延特性の有効帯域の外側における各帯域の非対称性を利用して、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化をさらに効果的に回避することができる。

また、光信号の品質をフィードバックするフィードバック制御となるため、可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を最適な値へ精度よく制御することができる。また、可変分散補償器１１０の群遅延特性が変化しても、可変分散補償器１１０の群遅延特性の変化に応じて可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を最適な値にすることができる。また、光信号を受信することによって光信号の品質を直接測定するため、可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を最適な値へ精度よくシフトさせることができる。

なお、図示しないが、実施の形態２と同様に、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号のパワーを測定し、測定したパワーに応じた制御方向に可変フィルタ４０１０のフィルタ特性を制御するようにしてもよい。

ここでは、可変分散補償器１１０の群遅延特性が、有効帯域の外側における各帯域において非対称な群遅延特性である場合について説明した。ただし、帯域制御部４０２１による可変フィルタ４０１０の帯域幅の制御を行う場合は、可変分散補償器１１０の群遅延特性が、有効帯域の外側における各帯域において対称であってもよい。

（実施の形態７）
図４４は、実施の形態７にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。図４４において、図４２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４４に示すように、実施の形態７にかかる通信システム４４００は、光送信装置４４１０と、光中継装置４４２０と、光受信装置４４３０と、を含んでいる。光送信装置４４１０は伝送路４４０１を介して光中継装置４４２０と接続されている。光中継装置４４２０は伝送路４４０２を介して光受信装置４４３０と接続されている。

光送信装置４４１０は、送信器ｔ１〜ｔｎと、波長多重部４４１２と、受信部４４１３と、波長制御部４４１４と、受信部４４１５と、中心周波数シフト部４４１６と、を備えている。送信器ｔ１〜ｔｎは、それぞれ異なる波長の光信号を生成する。送信器ｔ１〜ｔｎは、生成した光信号を波長多重部４４１２へ出力する。送信器ｔｎの光信号の波長は、波長制御部４４１４の制御によって可変である。

波長多重部４４１２は、送信器ｔ１〜ｔｎから出力された各光信号を波長多重し、波長多重により得られたＷＤＭ信号を、伝送路４４０１を介して光中継装置４４２０へ送信する。また、波長多重部４４１２は所定の透過帯域を有する。波長多重部４４１２の透過特性の中心周波数は、中心周波数シフト部４４１６の制御によって可変である。

受信部４４１３は、光受信装置４４３０から送信された光信号の品質を受信し、受信した品質を波長制御部４４１４へ通知する。波長制御部４４１４は、受信部４４１３から通知された品質が向上する方向へ、送信器ｔｎの光信号の波長を制御する。

受信部４４１５は、光受信装置４４３０から送信された光信号の品質を受信し、受信した品質を中心周波数シフト部４４１６へ通知する。中心周波数シフト部４４１６は、受信部４４１５から通知された品質が向上する方向へ、波長多重部４４１２の透過特性の中心周波数をシフトさせる。

光中継装置４４２０は、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：光分岐挿入装置）４４２１と、受信部４４２２と、中心周波数シフト部４４２３と、を備えている。ＯＡＤＭ４４２１は、ＯＡＤＭ４４２１が備えるＷＳＳスイッチにより、光送信装置４４１０から送信されたＷＤＭ信号に対するＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行う。ＯＡＤＭ４４２１は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐを行ったＷＤＭ信号を、伝送路４４０２を介して光受信装置４４３０へ送信する。また、ＯＡＤＭ４４２１が備えるＷＳＳ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ Ｓｗｉｔｃｈ：波長選択スイッチ）スイッチは所定の透過帯域を有する。ＷＳＳスイッチの透過特性の中心周波数は、中心周波数シフト部４４２３の制御によって可変である。

受信部４４２２は、光受信装置４４３０から送信された光信号の品質を受信し、受信した品質を中心周波数シフト部４４２３へ通知する。中心周波数シフト部４４２３は、受信部４４２２から通知された品質が向上する方向へ、ＯＡＤＭ４４２１が備えるＷＳＳスイッチの透過特性の中心周波数をシフトさせる。

光受信装置４４３０は、多重分離部４４３１と、可変分散補償器１１０と、受信器１７１０と、品質測定部１７２０と、送信部４４３２と、受信部４４３３と、中心周波数シフト部４４３４と、を備えている。多重分離部４４３１は、光中継装置４４２０から送信されたＷＤＭ信号を波長多重分離し、波長多重分離により得られた各光信号を送信する。また、多重分離部４４３１は所定の透過帯域を有する。多重分離部４４３１の透過特性の中心周波数は、中心周波数シフト部４４３４の制御によって可変である。

可変分散補償器１１０は、多重分離部４４３１から送信された各光信号のうちの一つを分散補償する。可変分散補償器１１０は、分散補償した光信号を受信器１７１０へ出力する。受信器１７１０は、可変分散補償器１１０から出力された光信号を受信した信号を品質測定部１７２０へ出力する。品質測定部１７２０は、受信器１７１０から出力された信号の品質を測定し、測定した品質を送信部４４３２へ通知する。

送信部４４３２は、品質測定部１７２０から通知された品質を、光送信装置４４１０、光中継装置４４２０および受信部４４３３へ送信する。送信部４４３２による品質の通知は、たとえば、ＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ネットワーク管理システム）または監視制御信号を用いて行われる。

受信部４４３３は、送信部４４３２から送信された光信号の品質を受信する。受信部４４３３は、受信した品質を中心周波数シフト部４４３４へ通知する。中心周波数シフト部４４３４は、受信部４４３３から通知された品質が向上する方向へ、多重分離部４４３１の透過特性の中心周波数をシフトさせる。

このように、実施の形態７にかかる通信システム４４００は、可変分散補償器１１０によって分散補償された光信号の品質が向上する制御方向に、通信システム４４００の各部のフィルタ特性を制御する。通信システム４４００の各部のフィルタ特性としては、波長多重部４４１２の透過特性や、ＯＡＤＭ４４２１が備えるＷＳＳスイッチの透過特性の中心周波数や、多重分離部４４３１の透過特性の中心周波数などが挙げられる。

これにより、実施の形態６にかかる光受信装置１７００と同様の効果を得ることができる。また、送信器ｔｎの光信号の波長を制御することによって、可変分散補償器１１０における群遅延リップルの帯域から、光信号の占有帯域をずらすことができる。これにより、実施の形態６にかかる光受信装置１７００と同様の効果を得ることができる。

以上に説明したように、この分散補償装置および分散補償方法によれば、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。また、可変分散補償器を複数設けなくても、群遅延特性の有効帯域外の群遅延リップルによる光信号の劣化を抑えることができる。

このため、挿入損失の増大、装置の大型化およびコストの増大などの問題を回避しつつ、光信号の劣化を抑えることができる。ただし、可変分散補償器を複数設ける構成としてもよい。これにより、群遅延リップルによる光信号の劣化をさらに効果的に抑えることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された分散補償量に基づいて前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。

（付記２）前記分散補償量と前記中心周波数のシフト量とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記シフト手段は、前記設定手段によって設定された分散補償量と前記記憶手段において対応付けられたシフト量により前記中心周波数をシフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。

（付記３）前記シフト手段は、前記各帯域のうちの前記群遅延特性の群遅延リップルが大きい帯域側へ前記中心周波数をシフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。

（付記４）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器を用いる分散補償方法において、
前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された分散補償量に基づいて前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト工程と、
を含むことを特徴とする分散補償方法。

（付記５）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記可変分散補償器によって分散補償された光信号の光電変換後の特定周波数成分のパワーを測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定されたパワーに応じたシフト方向に前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。

（付記６）前記測定手段は、前記光信号のボーレートに対応する周波数成分のパワーを測定し、
前記シフト手段は、前記測定手段によって測定されるパワーが大きくなるシフト方向へ前記中心周波数をシフトさせることを特徴とする付記５に記載の分散補償装置。

（付記７）前記測定手段は、前記光信号のボーレートに対応する周波数成分とは異なる周波数成分のパワーを測定し、
前記シフト手段は、前記測定手段によって測定されるパワーが小さくなるシフト方向へ前記中心周波数をシフトさせることを特徴とする付記５に記載の分散補償装置。

（付記８）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器を用いる分散補償方法において、
前記可変分散補償器によって分散補償された光信号の光電変換後の特定周波数成分のパワーを測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定されたパワーに応じたシフト方向に前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト工程と、
を含むことを特徴とする分散補償方法。

（付記９）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記可変分散補償器によって分散補償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光信号の品質を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定される品質が向上するシフト方向に前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする光受信装置。

（付記１０）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器を用いる光受信方法において、
前記可変分散補償器によって分散補償された光信号を受信する受信工程と、
前記受信工程によって受信された光信号の品質を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定される品質が向上するシフト方向に前記可変分散補償器における前記有効帯域の中心周波数をシフトさせるシフト工程と、
を含むことを特徴とする光受信方法。

（付記１１）群遅延特性の有効帯域と、前記有効帯域の外側における各帯域と、に対して透過帯域が十分に広く、前記群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域を減衰させるフィルタと、
を備えることを特徴とする分散補償装置。

（付記１２）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、
前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された分散補償量に基づいて前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。

（付記１３）前記分散補償量と前記フィルタ特性の制御量とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記設定手段によって設定された分散補償量と前記記憶手段において対応付けられた制御量により前記フィルタ特性を制御することを特徴とする付記１２に記載の分散補償装置。

（付記１４）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、を用いる分散補償方法において、
前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された分散補償量に基づいて前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする分散補償方法。

（付記１５）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、
前記可変分散補償器によって分散補償された光信号を受信する受信器と、
前記受信器によって受信された光信号の品質を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された品質が向上する制御方向に前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光受信装置。

（付記１６）有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、を用いる光受信方法において、
前記可変分散補償器によって分散補償された光信号を受信する受信工程と、
前記受信工程によって受信された光信号の品質を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定された品質が向上する制御方向に前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする光受信方法。

１００ 分散補償装置
２００，４１００ テーブル
２１０，４１１０ 分散補償量
２２０，４１２０ シフト量
３１１，３２５，３２６，８１２，８１３，２２２０，２８３２，２８３３，２９３２，２９３３ 帯域
３２３，５３０，８１１，２８３１，２９３１ 有効帯域
１２１０ 光分岐部
３１１０，３１２０，３１３０，３４１０，３４２０ 実験装置
３１３１ 光ファイバ
３５１０，３５２０ スペクトラム
３９００，４４００ 通信システム
３９１０，４４３１ 多重分離部
３９２１ 光アンプ
４３３０ 合成特性
４４０１，４４０２ 伝送路
ｆ１ 中心周波数
ｄ１，Ｄ１〜Ｄ４ 分散補償量

Claims (3)

1. 有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、
   前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域であって、群遅延リップルの影響を受ける帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、
   前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定手段と、
   前記設定手段によって設定された分散補償量に基づいて前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする分散補償装置。
2. 前記分散補償量と前記フィルタ特性の制御量とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記設定手段によって設定された分散補償量と前記記憶手段において対応付けられた制御量により前記フィルタ特性を制御することを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
3. 有効帯域の外側における各帯域が非対称な群遅延特性によって光信号を分散補償する可変分散補償器と、前記光信号の前記有効帯域の外側における各帯域であって、群遅延リップルの影響を受ける帯域を減衰させ、透過特性の中心周波数と帯域幅の少なくとも一方を含むフィルタ特性が可変な可変フィルタと、を用いる分散補償方法において、
   前記可変分散補償器における分散補償量を設定する設定工程と、
   前記設定工程によって設定された分散補償量に基づいて前記可変フィルタの前記フィルタ特性を制御する制御工程と、
   を含むことを特徴とする分散補償方法。

Images