JP6213287B2 - 光伝送装置および光伝送装置の信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、光伝送装置と光伝送装置の信号処理方法に関する。

ディジタルコヒーレント方式の受信機では、伝送路の微分群遅延差（ＤＧＤ：Differential Group Delay）補償のために、適応等化器が用いられる。４０GBPSや１００GBPSの伝送システムでは、振動や温度変化といった伝送路上の外的条件の変動によって、伝送路の偏波回転状態が変化する。

適応等化器は、引き込み（立ち上げ）時の偏波状態によって収束状態が異なり、信号品質の劣化を引き起こすような収束状態を持つ場合がある。立ち上げ時の収束状態によっては適応等化器のＤＧＤ耐力が低下し、最終的な信号品質（ＢＥＲ：Bit Error Rate）が劣化する。

適応等化器は、それ自体では信号品質の劣化を引き起こす収束状態であるかどうかを判断することができない。一般に、ＢＥＲを観測しなければ収束状態の良し悪しを判断することはできず、全体的なシステムの立ち上げに時間がかかるという問題がある。

適応等化器のＤＧＤ耐力を向上するための一つの手段として、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタのタップ数を増やすことが考えられる。しかし、実際には回路規模の制限によりタップ数を際限なく増やすことはできない。そのため、適応フィルタのタップ数を増大させることなく、適応等化器の信号品質の劣化を引き起こす収束状態（タップ係数の位置の偏り）を補正し、安定した等化性能を得ることが求められる。

なお、適応等化器の等化残を低減するために、タップ係数の重心をできるだけタップの中心に寄せる補正方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１１９９２３号公報

適応フィルタのタップ数を増大させることなく、適応等化器の収束状態を最適化することのできる光伝送装置と、光伝送装置の信号処理方法を提供することを課題とする。

一つの態様では、光伝送装置は、
光信号を受信して電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号をディジタル信号に変換する変換部と、
前記ディジタル信号を適応的に等化する適応等化部と、
前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を同期させる同期部と、
前記同期部から供給される前記第１の偏波と前記第２の偏波のシンボル同期情報に基づいて前記第１の偏波と前記第２の偏波の間のシンボルずれ量を判断し、前記シンボルずれ量が最小になるまで前記適応等化器に再立ち上げ指示を出力するシンボルずれ量判定部と
を有する。

光伝送装置において、適応フィルタのタップ数を増やすことなく、適応等化器の収束状態を最適化することができる。

Ｘ偏波とＹ偏波の時間変動を示す模式図である。 Ｘ偏波とＹ偏波のシンボルずれ量とＱ値（ＢＥＲ）との関係を示す図である。 実施形態の光伝送装置の概略構成図である。 適応等化器の再立ち上げによるシンボルずれ量補正の基本動作を示す図である。 サンプリング位相同期部での引き込み点の状態を示す図である。 ２倍オーバーサンプリングを用いたときに適応等化器でとり得る状態を示す図である。 タップ係数の初期基準値と、適応等化器立ち上げ時の偏波角の関係を説明する図である。 実施例１の適応等化器再立ち上げ時の最適化方法を示すフローチャートである。 図８の適応等化器の最適化方法の変形例である。 実施例２の適応等化器再立ち上げ時の最適化方法の別の例を示すフローチャートである。 図１０の適応等化器の最適化方法の変形例である。 実施例３の適応等化器再立ち上げ時の最適化方法のさらに別の例を示すフローチャートである。 図１２の最適化方法の変形例である。 実施形態の方法による効果を示す図である。

発明者らは、適応等化器の収束状態とトレーニングシーケンス同期部でのシンボルずれ量の間に相関関係があることを見出した。Ｘ偏波とＹ偏波の間のシンボルずれは、Ｑ値（ＢＥＲ）に影響する。そうであれば、Ｘ偏波とＹ偏波のシンボルずれを解消する方向に適応等化器のタップ係数の初期基準値（初期基準位置）を設定することで、偏波角の変動による信号劣化を防止できるはずである。これについて、説明する。

適応等化器では、タップ係数の計算を開始するために、最初の起点となる初期基準値を与える必要がある。一般に、タップ係数の状態がタップの中心付近に収束するように、初期基準値としてはタップの中心（たとえば１３タップの場合は７）を選択し、このタップに係数１を設定し、その他のタップに係数セロを設定しておく。ＤＧＤが大きくなると、適応等化器内のＸ偏波側の重心位置と、Ｙ偏波側の重心位置が、タップ係数の初期基準値７からずれたところに位置する。重心位置がタップ中心からずれると、吸収できるＤＧＤの幅が低下する。

図１は、ＤＧＤによって発生するＸ偏波成分とＹ偏波成分の時間的な位置変動を示す。伝送路のＤＧＤの影響でＸ偏波とＹ偏波の間に遅延が生じ、これを適応等化器で補償する場合を考える。偏波角の変化によってＸ偏波とＹ偏波の成分が時間的に変化し、重心位置は対称に変化している。その中でＤＧＤの大きさは、図１において、振れ幅として見えている。適応等化器は、Ｘ偏波とＹ偏波の現在位置をタップの中心（１３タップの場合はタップ番号７の位置）にもっていこうとするが、その結果、Ｘ偏波の変動の中心とＹ偏波の変動の中心がずれている場合、トレーニングシーケンスの同期をとる段階で、Ｘ偏波とＹ偏波の間にシンボルずれが生じる。このずれ量は偏波角などの初期状態によって図１（Ａ），図１（Ｂ）のように変化する。適応フィルタで２タップごとに１シンボルの信号を引き込む場合、図１（Ａ）のようにＸ偏波の変動中心とＹ偏波の変動中心の間に数タップのずれがあると、トレーニングシーケンス同期の段階で、１シンボルまたは２シンボルのずれ量が観測される。

図１（Ｂ）では、ＦＩＲフィルタに引き込まれる信号のＸ偏波とＹ偏波の間の遅延量が図１（Ａ）よりもさらに大きくなっている。この場合、トレーニングシーケンス同期の段階で、数シンボル以上のずれが観察される。

図２は、シンボルずれ量とＱ値（ＢＥＲ）の関係を示すグラフである。条件として、ＤＧＤを９０ｐｓとし、二次偏波モード分散を「０ｐｓ²」として付加した。その他のレーザー周波数オフセットや受信機帯域といったＤＧＤ以外の負荷条件も付加されている。Ｑ値のベスト値だけをみると、シンボルずれによる影響は少ないように見える。しかしワースト値でみると、シンボルずれ量が２シンボルを超えるとＤＧＤ耐力は急激に低下し、ＢＥＲが劣化する。ワーストのＱ値が劣化すると信頼性に影響するから、シンボル差のない状態、または最小になった状態が望ましい。逆にいうと、シンボルずれ量をなるべくゼロに近づけることにより適応等化器のＤＧＤ耐力が向上しＢＥＲが改善される。

以上の考察から、光伝送装置のトレーニングシーケンス同期部でＸ偏波とＹ偏波のシンボルずれ量を監視し、シンボルずれ量がゼロまたは最小になるまで、すなわち適応等化器の収束状態ができる限り最適な状態に落ち着くまで、適応等化器での再引き込みを実行する。伝送路上の偏波角は常に変化するため、立ち上げごとに適応等化器の収束状態は変化する。ある特定の偏波角のときに再立ち上げがなされて適応等化器の収束状態が最適になると、シンボルずれ量はゼロまたは最小になる。

この方法によると、ＢＥＲを観測しなくても適応等化器の収束状態の良否を判断することができる。早い段階で適応等化器を安定させてシステムを立ち上げ、ＤＧＤ耐力を向上することができる。

図３は、実施形態の光伝送装置１の構成例である。光伝送装置１は、光ディジタルコヒーレント受信機である。光伝送装置１では、ディジタル信号処理回路１０により波形歪みの補償や適応等化が行われる。便宜上、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１ａ〜１１ｄをディジタル信号処理回路１０に組み入れているが、別回路としてもよい。

光伝送装置１で受信された光信号は、偏光ビームスプリッタ２で互いに直交する２つの偏波成分に分離され、９０°光ハイブリッド（光ミキサ）５，６にそれぞれ導かれる。局発光源３からの局発光は、偏光ビームスプリッタ４で分離され、９０°光ハイブリッド（光ミキサ）５，６に導かれる。９０°光ハイブリッド５、６の各々で、対応する偏波成分が局発光で検波され、同相（Ｉ）干渉成分と直交（Ｑ）干渉成分が光検出器７ａ〜７ｂで検出される。受信部の例として、変更ビームスプリッタ２、４、局発光源３、９０°光ハイブリッド５，６、光検出器７ａ〜７ｂを用いたが、この例に限定されない。

光検出器７ａ〜７ｄで検出され、電圧信号に変換された信号は（トランスインピーダンスアンプは不図示）、ＡＤＣ１１ａ〜１１ｄでディジタル信号に変換される。ＡＤＣ１１ａ〜１１ｄは、たとえば２倍オーバーサンプリングレートで、ディジタルサンプリングを行う。

サンプリング位相同期部１２は、ＡＤＣ１１ａ〜１１ｄでサンプリングされた信号の位相を同期させる。適応等化器１３は、たとえば公知のバタフライ型フィルタであり、受信光からＨＨ、ＨＶ，ＶＨ，ＶＶという４つの系列を取り出して、送信時点でのＸ成分とＹ成分を分離するとともに、波形歪を適応的に等化する。周波数オフセット補償部１４ａ、１４ｂは、送信側の信号光源と光伝送装置１の局発光源３の周波数オフセットを除去する。キャリア位相オフセット補償部１５ａ、１５ｂは、送信側の信号光源と局発光源３との位相オフセットを補償する。トレーニングシーケンス同期部２１は、適応等化器１３から出力されるＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱの各チャネルの同期用のトレーニング系列を検出し、チャネル間の同期をとる。トレーニングシーケンス同期部２１の出力は、図示しない誤り訂正符号復号器に供給され、誤り訂正の後、音声・画像の復号が行われる。

光伝送装置１は、シンボルずれ量判定部２０を有する。トレーニングシーケンス同期部２１は、Ｘ偏波の同期時刻とＹ偏波の同期時刻を、シンボルずれ量判定部２０にフィードバックする。Ｘ偏波の同期時刻とＹ偏波の同期時刻が異なる場合、その時間差がＸ偏波とＹ偏波の間のシンボル差として観察される。Ｘ偏波が先に同期するか、Ｙ偏波が先に同期するかによって、シンボルずれのプラス符号とマイナス符号が変わるが、実施形態ではシンボルずれの大きさ（絶対値）で収束状態を判断するので符号は影響しない。

シンボルずれ量判定部は、トレーニングシーケンス同期部２１の出力から偏波間のシンボルずれ量を判断し、判断結果に基づいて、適応等化器１３の最適化処理を行なう。

図４は、シンボルずれ量判定部２０の基本的な動作を示すフローチャートである。シンボルずれ量判定部２０は、適応等化器１３に立ち上げ指示（リセット信号）を出力する（Ｓ１１）。適応等化器１３は立ち上げ指示に基づいて信号の引き込みを開始し、適応等化処理を行なう。適応等化結果は、周波数オフセット補償部１４ａ、１４ｂと、キャリア位相オフセット補償部１５ａ、１５ｂを経て、トレーニングシーケンス同期部２１に供給される（図３参照）。

シンボルずれ量判定部２０は、トレーニングシーケンス同期部２１からのフィードバック信号に基づいて、シンボルずれ量を判断する（Ｓ１２）。シンボルずれ量がゼロである場合は、今回の引き込み時に適応等化器１３のタップ係数位置が最適な状態に収束していると判断して、最適化処理を終了する。

シンボルずれ量がゼロでない場合は、シンボルずれ量の判定回数をインクリメントして（Ｓ１３）、適応等化器１３に再立ち上げ指示を出力する（Ｓ１１）。これに応じて、適応等化器１３は再引き込みを行い、適応等化処理を行なう。シンボルずれ量判定部は、今回のトレーニングシーケンス同期部２１からのフィードバック信号に基づいて、シンボルずれ量を判断する（Ｓ１２）。これを繰り返し、シンボルずれがゼロになった時点で処理を終了する。適応等化器１３に対する再立ち上げ指示を所定の回数（Ｎ回）繰り返してもシンボルずれ量がゼロにならない場合は、シンボルずれが残っていても処理を終了する（Ｓ１４）。この場合、適応等化器１３が最後に立ち上げられた状態で、光伝送装置１の運用が行われる。

図４のバリエーション（応用例）には２通りの場合がある。１つ目は、シンボルずれ量が小さいとき（たとえば±１シンボルのとき）、図２に示すようにＱ値が満足のいく値であることが多い。そこで、所定回数繰り返した時点でシンボルずれ量が残るが、一定量以下である場合は、その状態で最適化処理を終了して運用を開始する。２つ目は、処理をＮ回繰り返しても、シンボルずれ量が小さくならない場合である。この場合、伝播路上でＨ偏波とＶ偏波の時間的位置がずれたまま変化しにくい状態になっていると考えられる。そこで、後述するように適応等化器のタップ係数の初期基準値を変更して、最適化処理を試みる。後者の動作の詳細は後述する。

次にサンプリング位相同期部１２の動作を説明する。図５は、サンプリング位相同期部１２でとり得る引き込み点の状態を示す。サンプリング位相同期部１２は、位相誤差がゼロとなるように引き込みを行なう。ＡＤコンバータで２倍オーバーサンプリングがされているときは、シンボルを確定するサンプル引き込み点と、シンボル変化点を示すサンプル引き込み点とが交互にくる。適応等化器１３の立ち上げ時に、サンプリング位相同期部１２の引き込み点がどの状態にあるかに応じて、適応等化器１３がとる状態が分かれる。

図６は、２倍オーバーサンプリングが行われているときに、適応等化器１３で取り得る２つの状態を示す。タップ総数が１３の場合を例にとっている。図６（Ａ）では、奇数タップ位置にシンボル確定点がくる。図６（Ｂ）では、偶数タップ位置にシンボル確定点がくる。２倍オーバーサンプリングの場合、２タップ単位で適応等化器１３のタップ係数の重心位置をシフトさせてタップ位置の偏りを補正する。２タップ単位、すなわち１シンボル単位でＨ側の全てのタップ係数（あるいはＶ側の全てのタップ係数）を一度に移動させても、絶対時間が変わるだけで収束状態は変わらないからである。

図６（Ａ）の場合、Ｘ偏波またはＹ偏波の現在の時間位置が、タップ５または９の位置にあるとする。この場合、２タップ（すなわち１シンボル）シフトさせることにより、初期基準値７への収束が適切に行われ、シンボルずれ量がゼロになりやすい。

図６（Ｂ）の場合、Ｘ偏波（あるいはＹ偏波）の現在の時間位置がタップ４または８の位置にあるとする。この場合、タップの中心に向けて２タップシフトさせても、初期基準値７への収束がわずかにずれ、シンボルずれ量はゼロになりにくい。

そこで、図４の基本フローで、Ｎ回処理を繰り返してもシンボルずれ量がゼロにならない場合（Ｓ１３でＹＥＳ）に、適応等化器１３のタップ係数の初期基準値を、７から６または８に変更することが考えられる。これにより、シンボルずれ量がゼロになる（適応等化器１３で最適な収束状態をとり得る）確率を高くすることができる。

最適な収束状態となる確率の高低は、タップ係数の初期基準値のほかに立ち上げ時の偏波角にも依存する。

図７は、一例として、適応等化器のタップ係数の初期基準値と、立ち上げ時の偏波角の関係を示す。図７で、「大」は、再立ち上げ時に最適な収束状態になる確率が高いことを示す。「極小」は、再立ち上げ時に最適な収束状態になる確率が低いことを示す。

タップ総数が１３の適応等化器１３で、タップ係数の初期基準値が７に設定されている場合を考える。適応等化器１３の立ち上げ時に偏波角が３０°、あるいは９０°の場合、最適な収束状態になる確率が高い。この場合は、タップ係数の初期基準値を変更する必要はない。

適応等化器１３の立ち上げ時に偏波角が０°あるいは６０°である場合、最適な収束状態になる確率が極めて低い。偏波角が０°の場合、タップ係数の初期基準値を７から６に変えることによって、収束状態を最適化できる確率（シンボルずれをゼロにできる確率）を高くすることができる。同様に、偏波角が６０°の場合、タップ係数の初期基準値を７から８に変えることによって、収束状態を最適化できる確率（シンボルずれ量をゼロにできる確率）を高くすることができる。

そこで、再立ち上げを所定回数繰り返してもシンボルずれ量がゼロにならない場合に、適応等化器１３のタップ係数の初期基準値を変えて、再度立ち上げを試みる。

図８は、タップ係数の初期基準値の変更処理も含めたシンボルずれ量判定部２０の動作フローである。図８では、タップ係数の初期基準値の変更範囲を、タップ中心近傍に限定する例を示す。一例として、１３タップの適応等化器１３において、タップ番号６〜８の範囲で初期基準値を変更する。

タップ係数の初期基準値Ｙは、任意の初期値（たとえば７）に設定されている。タップ係数の初期基準値Ｙの変更回数をｉとすると、６，７，８の範囲で初期基準値を変更する場合、ｉは３未満（ｉ＜３）という制限をかける。Ｙ(i)は第ｉ回目に変更されたタップ係数の初期基準値、ｋはシンボルずれ量、ｎは再立ち上げの回数である。

まず、ｉを初期化する（Ｓ１０１）。次に、ｉが所定の範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ１０２）。この例では、上述のように、初期基準値を６，７，８の範囲で変更するので、ｉが３未満（ｉ＜３）であるか否かを判断する。ｉが所定範囲内にある場合（ｉ＜３）、再立ち上げ回数ｎを初期化して（Ｓ１０３）、適応等化器１３に立ち上げ指示を出力する（Ｓ１０４）。

立ち上げ後、トレーニングシーケンス同期部２１からの信号に基づいて、シンボルずれ量ｋを判定する（Ｓ１０５）。シンボルずれ量がゼロであれば、動作を終了する（Ｓ１０６）。

シンボルずれ量がゼロでない場合は、適応等化器１３に対する立ち上げ指示をｎ回繰り返したかを判断し（Ｓ１０７）、ｎ回になるまで、適応等化器１３に対する再立ち上げ指示（Ｓ１０４）と、シンボルずれ量の判定（Ｓ１０５）を繰り返す。シンボルずれ量がゼロになった時点で処理を終了する。

再立ち上げ指示の回数がｎ回に達してもシンボルずれ量がゼロにならない場合（Ｙ１０７でＹＥＳ）、シンボルずれ量判定部２０は、適応等化器１３に対してタップ係数の初期基準値Ｙの変更指示を出す（Ｓ１０８）。変更回数ｉの値を１大きくして（Ｓ１０９）、Ｓ１０２に戻る。

適応等化器１３のタップ係数の初期値を６、７、８の範囲で変更してもなお、シンボルずれ量がゼロにならない場合は（Ｓ１０２でＮＯ）、シンボルずれ量判定部２０は、シンボルずれが残った状態でも処理を終了する（Ｓ１１０）。シンボルずれ量が１シンボル、あるいは２シンボルならば、適応等化器１３は特性の劣化は見られるが適正に動作する。

図９は、図８の変形例を示す。図９では、適応等化器１３のタップ係数の初期基準値Ｙの変更範囲を制限せずに、全てのタップ、たとえばタップ番号１から１３までを順に判断し、シンボルずれ量がゼロになったところで処理を終了する。

図８と相違する部分だけを説明すると、変更回数ｉをｉ＝０に初期化した後（Ｓ２０１）、ｉが１３未満であるか否か（ｉ＜１３）を判断する（Ｓ２０２）。あらかじめ設定された初期基準値（たとえばＹ＝７）で、立ち上げ動作がｎ回以内にシンボルずれ量がゼロになった場合は、そのまま処理を終了する（Ｓ２０６）。適応等化器１３に対する再立ち上げ指示をｎ回繰り返してもシンボルずれ量がゼロにならない場合（Ｓ２０７でＮＯ）、タップ係数の初期基準値Ｙを、Ｙ＝１、…、１２，１３の順に変更して（Ｓ２０８）、ｉの値をインクリメントする（Ｓ２０９）。これをｉ＜１３の範囲で繰り返し、シンボルずれ量がゼロになった時点で（Ｓ２０５でＹＥＳ）、処理を終了する。

図８および図９の方法で、タップ係数の初期基準値の変更をどの範囲で行うか（Ｓ１０１、Ｓ２０１）、どの値から処理を開始するか等は、タップ総数、オーバーサンプリングレート等に応じて適宜選択することができる。

図１０は、適応等化器１３の最適化方法の別の例を示す。図８および図９では、シンボルずれ量がゼロになるまで処理を繰り返していた。これに対して、図１０では、一定程度のシンボルずれ量を許容する。シンボルずれ量が一定の許容範囲内にある場合は、信号品質に対する影響が小さいからである。

図１０では、図８と同様に、タップ係数の初期基準値Ｙの初期値をタップ中心（Ｙ＝７）に設定し、Ｙ値の変更範囲を所定の範囲（たとえば、Ｙ＝６，７，８）に限定する。また、シンボルずれ量の判定基準値ａの初期値をゼロに設定し、ａ＝１までシンボルずれを許容する。

まず、Ｙ値の変更回数ｉを初期化する（Ｓ３０１）。次に、ｉが所定の範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ３０２）。この例では、ｉが３未満（ｉ＜３）であるか否かを判断する。ｉが所定範囲内にある場合（ｉ＜３）は、再立ち上げ回数ｎを初期化して（Ｓ３０３）、適応等化器１３に立ち上げ指示を出す（Ｓ３０４）。

立ち上げ後、トレーニングシーケンス同期部２１からの信号に基づいて、シンボルずれ量（ｋ）を判定する（Ｓ３０５）。シンボルずれ量が判定基準ａ以下の場合（|ｋ|≦ａ）は適応等化器１３の収束状態は良好として、動作を終了する（Ｓ３０６）。

シンボルずれ量が判定基準値ａよりも大きい場合（|ｋ|＞ａ）は、立ち上げ動作をｎ回繰り返したかを判断し（Ｓ３０７）、ｎ回になるまで、適応等化器の再立ち上げ（Ｓ３０４）とシンボルずれ量の判定（Ｓ３０５）を繰り返す。

立ち上げ回数（ｎ）がｎ回に達してもシンボルずれ量が判定基準値ａ以下にならない場合（Ｙ３０７でＹＥＳ）は、タップ係数の初期基準値Ｙを変更するために（Ｓ３０８）、ｉの値を１大きくして（Ｓ３０９）、Ｓ３０２の処理に戻る。

タップ係数の初期基準値を６，７，８の範囲で変更してもなお、シンボルずれ量が判定基準値ａ以下にならない場合は、（Ｓ３０２でＮＯ）、判定基準値ａの見直しを行う（Ｓ３１１）。判定基準値ａが１より小さい場合は、ａの値を大きくしてシンボルずれ量の許容範囲を広げる（Ｓ３１３）。図１０の例では、判定基準値ａをゼロから１に変更する。判定基準値ａの変更後に、Ｓ３０１に戻って処理を繰り返す。判定基準値ａが１以上の場合は（Ｓ３１１でＮＯ）、シンボルずれが残っていても処理を終了する（Ｓ３１２）。

この方法では、シンボルずれ量の許容範囲を調整してシンボルずれ量を最小にすることで、適応等化器１３のタップ係数の収束状態をできる限り最適化する。

図１１は、図１０の方法の変形例である。図１１は、図９と同様に、タップ係数の初期基準値Ｙの変更範囲をタップ中心近傍に限定せずに、全てのタップ（タップ番号１〜１３）で判断し、シンボルずれ量が判定基準値ａより小さくなったところで処理を終了する。

図１０との相違点だけを説明すると、すべてのタップ１〜１３をスィープして最適化を試みたにもかかわらずシンボルずれ量が判定基準値ａ以下にならない場合は（Ｓ４０２でＮＯ）、判定基準値ａの見直しを行う。すなわち、ａが１未満（ａ＜１）であるならば（Ｓ４１１でＹＥＳ）、判定基準値ａを１にして、シンボルずれ量の許容範囲を広げる（Ｓ４１３）。その後、Ｓ４０１に戻って、シンボルずれ量が、変更後の基準値ａ以下になるまで処理を繰り返す。この方法でも、シンボルずれ量を最小にすることができる。

図１２は、適応等化器１３の最適化方法のさらに別の例を示す。図１０および図１１の方法で、判定基準値ａを変更してもなおシンボルずれ量が補正できない場合がある。この場合、図１２の方法ではカウント数を利用して、最終的に所定値「ａ＋１」が最も出現しやすいタップ番号を初期基準値に選択する。

まず、タップ係数の初期基準値Ｙの初期値をＹ＝７、判定基準値をａ＝０に設定し、Ｙ値の変更回数ｉを初期化する（Ｓ５０１）。ｉが所定の範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ５０２）。この例では、所期基準値Ｙは６，７，８の範囲で変更されるので、ｉが３未満（ｉ＜３）であるか否かを判断する。ｉが所定範囲内にある場合（ｉ＜３）は、再立ち上げ回数ｎを初期化して（Ｓ５０３）、適応等化器１３を立ち上げる（Ｓ５０４）。

立ち上げ後、トレーニングシーケンス同期部２１からの信号に基づいて、シンボルずれ量（ｋ）を判定する（Ｓ５０５）。シンボルずれ量が判定基準ａ以下の場合（|ｋ|≦ａ）は動作を終了する（Ｓ５０６）。

シンボルずれ量ｋが判定基準値ａよりも大きい場合（|ｋ|＞ａ）は、シンボルずれ量ｋがａ＋１であるか否か、すなわちｋ＝１であるか否かを判断する（Ｓ５０７）。シンボルずれ量ｋがａ＋１でない場合は（ｋ≠ａ＋１）、立ち上げ動作をｎ回繰り返したか否かを判断する（Ｓ５０９）。シンボルずれ量ｋがａ＋１の場合、すなわちｋ＝１の場合は、ｋ＝１となったカウント数を１インクリメントしてから（Ｓ５０８）、立ち上げ動作をｎ回繰り返したか否かを判断する（Ｓ５０９）。

立ち上げ動作がｎ回繰り返されるまで、適応等化器１３の再立ち上げとシンボルずれ量の判定を繰り返す。立ち上げ動作がｎ回繰り返されても(Ｓ５０９でＹＥＳ)シンボルずれ量が判定基準値ａ以下にならない場合は、判定基準値ａの見直しを行う（Ｓ５１０）。判定基準値ａが２以上の場合はシンボルずれが残っていても処理を終了する（Ｓ５１１）。判定基準値が２より小さいときは、ｋ＝１であったカウント数をそのときのＹの値ととともに保存して（Ｓ５１２）、タップ係数の初期基準値Ｙを変更する（Ｓ５１３）。ｉの値をインクリメントして（Ｓ５１４）、Ｓ５０２に戻る。

ｉの値が３以上になった場合、すなわち、初期基準値Ｙを６，７，８の範囲で変更してもなお、シンボルずれ量が判定基準値ａ以下にならない場合は、ａの値を見直す（Ｓ５１５）。判定基準値ａが１より小さいときは、ａの値をａ＋１に変更して（Ｓ５１８）、Ｓ５０１に戻る。判定基準値ａが１以上のときは、直前のｎ回の再立ち上げ動作において保存したカウント値から、シンボルずれ量ｋがａ＋１（すなわちｋ=１）であったカウント値がもっとも大きいＹ値を選択する（Ｓ５１６）。その後、ａの値をａ＋１に変更して（Ｓ５１７）、Ｓ５０３以降を繰り返す。なお、カウント値がもっとも大きいＹ値が複数個あった場合は、タップ係数の中心にいちばん近いＹ値を選択する（S５１６）。

この方法によると、Ｙ値の変更を所定の範囲内で行ってもシンボルずれ量が所定値以下にならない場合に、シンボルずれ量ｋがａ＋１、すなわちｋ＝１が最も出やすいタップ番号を初期基準値Ｙに選択する。これにより、シンボルずれ量をできる限り最小にして適応等化器を最適化することができる。

図１３は、図１２の変形例である。図１３は、Ｙ値の変更範囲を制限する替わりに、全タップでシンボルずれ量の判断を行う。したがって、ｉ値の判断でｉ＜１３か否かを判断し（Ｓ６０２）、所定回数の立ち上げでシンボルずれ量がａ以下にならない場合に、Ｙ値を１，２，３…の順でインクリメントする（Ｓ６１３）。それ以外の動作は図１２と同様であり、重複する説明を省略する。

図１４は、実施形態の適応等化器の最適化方法の効果を示す図である。図１４（Ａ）は適応等化の最適化のために考えられ得る方法を示す。この方法では、ＢＥＲ値に基づいて適応等化器の再立ち上げの要否を判断する。この方法では、適応等化器の収束状態の良否は、トレーニングシーケンス同期を取ったあと、マルチレーン分配（ＭＬＤ）同期をとり、さらに誤り訂正符号を復号してＢＥＲを判定することによって判断される。ＢＥＲ判定結果が悪い場合、Ａ／Ｄコンバータを再立ち上げし、波長分散補償、サンプリング位相制御（同期）を行い、ＢＥＲ値が適切な値になるまで、全工程を繰り返す。

図１４（Ｂ）は、実施形態の方法を示す。実施形態ではＡ／Ｄコンバータの立上げ、波長分散補償、サンプリング位相制御（同期）を行った後、適応等化後のトレーニングシーケンス同期の結果から、直接適応等化器の再立ち上げの要否を判断する。また、再立ち上げ後の結果に応じて、タップ係数の初期基準値を変更する。したがって、全体的なシステムの立ち上げ時間を短縮することができる。

なお、図４の基本動作に、図８〜図１３の処理の任意の部分を組み合わせてもよい。たとえば、図１０および図１１で、適応等化器１３のタップ係数の初期基準値Ｙを変更してもなおシンボルずれが残る場合に、シンボルずれ量の判定基準値ａを大きくしたが、図４で、適応等化器１３の再立ち上げをＮ回繰り返してもシンボルずれ量がゼロにならない場合に、判定基準値ａを１に設定して、判定を繰り返してもよい。また、タップ番号が一番小さいところから順に全タップを判断する変わりに、タップの中心（たとえばタップ番号７）から両側にタップの端部（タップ番号１、１３）まで交互に判断してもよい。

以上の説明に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
光信号を受信して電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号をディジタル信号に変換する変換部と、
前記ディジタル信号を適応的に等化する適応等化部と、
前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を同期させる同期部と、
前記同期部から供給される前記第１の偏波と前記第２の偏波のシンボル同期情報に基づいて前記第１の偏波と前記第２の偏波の間のシンボルずれ量を判断し、前記シンボルずれ量が最小になるまで前記適応等化器に再立ち上げ指示を出力するシンボルずれ量判定部と
を有することを特徴とする光伝送装置。
（付記２）
前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を所定の回数行っても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合は、前記適応等化器に設定されているタップ係数の初期基準値を変更することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記３）
前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。
（付記４）
前記シンボルずれ量判定部は、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下でない場合に、前記シンボルずれ量が前記第１の値より大きい第２の値か否かを判断し、前記シンボルずれ量が前記第２の値である場合はこのイベントをカウントし、
前記適応等化器の前記タップ係数の初期基準値を変更するときに、変更前の前記初期基準値を前記第２の値のカウント値とともに保存し、
前記タップ係数の初期基準値を所定の範囲で変更してもなお、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第２の値のカウント値が最大である前記初期基準値を選択することを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。
（付記５）
前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。（付記６）
前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に設定されている前記タップ係数の初期基準値を、前記適応等化器のタップ中心を含む一定範囲内で変更することを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。
（付記７）
前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に設定されている前記タップ係数の初期基準値を、前記適応等化器の全タップの範囲で変更することを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。
（付記８）
前記シンボルずれ量判定部は、前記タップ係数の初期基準値を、前記タップ中心のタップ番号から両側に交互に変更することを特徴とする付記６または７に記載の光伝送装置。
（付記９）
受信した光信号をディジタル信号に変換し、
適応等化器により前記ディジタル信号を適応的に等化し、
前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波に直交する第２の偏波のシンボル同期時刻を取得し、
前記シンボル同期時刻に基づいて、前記第１の偏波と前記第２の偏波の間のシンボルずれ量を判断し、
前記シンボルずれ量が最小になるまで前記適応等化器の再立ち上げを繰り返す、
ことを特徴とする光伝送装置の信号処理方法。
（付記１０）
前記適応等化器の前記再立ち上げを所定の回数行っても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合は、前記適応等化器に設定されているタップ係数の初期基準値を変更することを特徴とする付記９に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１１）
前記適応等化器の前記再立ち上げを前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする付記１０に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１２）
前記シンボルずれ量が前記第１の値以下でない場合に、前記シンボルずれ量が前記第１の値より大きい第２の値か否かを判断し、
前記シンボルずれ量が前記第２の値である場合はこのイベントをカウントし、
前記適応等化器の前記タップ係数の初期基準値を変更するときに、変更前の前記初期基準値を前記第２の値のカウント値とともに保存し、
前記タップ係数の初期基準値を所定の範囲で変更してもなお、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第２の値のカウント値が最大である前記初期基準値を選択することを特徴とする付記１０に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１３）
前記適応等化器の前記再立ち上げを前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする付記９に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１４）
前記適応等化器に設定されている前記タップ係数の初期基準値を、前記適応等化器のタップ中心を含む一定範囲内で変更することを特徴とする付記１０に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１５）
前記適応等化器に設定されている前記タップ係数の初期基準値を、前記適応等化器の全タップの範囲で変更することを特徴とする付記１０に記載の光伝送装置の信号処理方法。
（付記１６）
前記タップ係数の初期基準値を、前記タップ中心のタップ番号から両側に交互に変更することを特徴とする付記１４または１５に記載の光伝送装置の信号処理方法。

１ 光伝送装置
１０ ディジタル信号処理部
１１ ＡＤＣ
１２ サンプリング位相同期部
１３ 適応等化器
２０ シンボルずれ量判定部
２１ トレーニングシーケンス同期部

Claims (10)

1. 光信号を受信して電気信号を出力する受信部と、
   前記電気信号をディジタル信号に変換する変換部と、
   前記ディジタル信号を適応的に等化する適応等化部と、
   前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を同期させる同期部と、
   前記同期部から供給される前記第１の偏波と前記第２の偏波のシンボル同期情報に基づいて前記第１の偏波と前記第２の偏波の間のシンボルずれ量を判断し、前記シンボルずれ量が最小になるまで前記適応等化器に再立ち上げ指示を出力するシンボルずれ量判定部と
   を有することを特徴とする光伝送装置。
2. 前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を所定の回数行っても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合は、前記適応等化器に設定されているタップ係数の初期基準値を変更することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
4. 前記シンボルずれ量判定部は、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下でない場合に、前記シンボルずれ量が前記第１の値より大きい第２の値か否かを判断し、前記シンボルずれ量が前記第２の値である場合はこのイベントをカウントし、
   前記適応等化器の前記タップ係数の初期基準値を変更するときに、変更前の前記初期基準値を前記第２の値のカウント値とともに保存し、
   前記タップ係数の初期基準値を所定の範囲で変更してもなお、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第２の値のカウント値が最大である前記初期基準値を選択することを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
5. 前記シンボルずれ量判定部は、前記適応等化器に対する前記再立ち上げ指示を所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
6. 受信した光信号をディジタル信号に変換し、
   適応等化器により前記ディジタル信号を適応的に等化し、
   前記適応等化を受けた前記ディジタル信号に含まれる第１の偏波と、前記第１の偏波に直交する第２の偏波のシンボル同期時刻を取得し、
   前記シンボル同期時刻に基づいて、前記第１の偏波と前記第２の偏波の間のシンボルずれ量を判断し、
   前記シンボルずれ量が最小になるまで前記適応等化器の再立ち上げを繰り返す、
   ことを特徴とする光伝送装置の信号処理方法。
7. 前記適応等化器の前記再立ち上げを所定の回数行っても、前記シンボルずれ量が第１の値以下にならない場合は、前記適応等化器に設定されているタップ係数の初期基準値を変更することを特徴とする請求項６に記載の光伝送装置の信号処理方法。
8. 前記適応等化器の前記再立ち上げを前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする請求項７に記載の光伝送装置の信号処理方法。
9. 前記シンボルずれ量が前記第１の値以下でない場合に、前記シンボルずれ量が前記第１の値より大きい第２の値か否かを判断し、
   前記シンボルずれ量が前記第２の値である場合はこのイベントをカウントし、
   前記適応等化器の前記タップ係数の初期基準値を変更するときに、変更前の前記初期基準値を前記第２の値のカウント値とともに保存し、
   前記タップ係数の初期基準値を所定の範囲で変更してもなお、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第２の値のカウント値が最大である前記初期基準値を選択することを特徴とする請求項７に記載の光伝送装置の信号処理方法。
10. 前記適応等化器の前記再立ち上げを前記所定の回数行なっても、前記シンボルずれ量が前記第１の値以下にならない場合に、前記第１の値を前記第１の値より大きい第２の値に変更することを特徴とする請求項６に記載の光伝送装置の信号処理方法。

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