JPWO2020039519A1 - 光受信機、光信号受信方法及びデータ再生装置 - Google Patents

Abstract

第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光をコヒーレント検波し、偏波多重光を第１の偏波光と第２の偏波光とに分離するコヒーレントレシーバ（１２）と、第１のＦＩＲフィルタを用いて、第１の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、第２のＦＩＲフィルタを用いて、第２の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、波形歪を補償したそれぞれの信号を復号することで、それぞれの復号データを生成する適応等化部（２１）と、適応等化部（２１）により生成されたそれぞれの復号データの符号誤り率を算出する誤り率算出部（２３）と、誤り率算出部（２３）により算出されたそれぞれの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度を算出する余裕度算出部（２４）と、余裕度算出部（２４）により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、第１及び第２のＦＩＲフィルタのタップ数を設定するタップ数設定部（２５）とを備える。

Description

この発明は、有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定する光受信機、光信号受信方法及びデータ再生装置に関するものである。

近年、光通信システムでは、光信号の長距離伝送と、大容量の光信号の伝送とを実現するために、デジタル信号処理とコヒーレント検波とが組み合わされたデジタルコヒーレント技術を用いている。
デジタルコヒーレント技術では、例えば、偏波多重４値位相変調方式（ＤＰ−ＱＰＳＫ：Ｄｕａｌ−Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を用いて、偏波多重光を伝送している。
偏波多重光は、伝送路を伝送されているとき、擾乱などの影響で偏波変動を生じることがある。
偏波多重光の偏波変動は、光受信機での受信符号誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）を改善する性能に影響を与えることが知られている。

以下の特許文献１には、伝送路中の偏波状態（ＳＯＰ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）に変動が生じても、受信信号を復調できるデジタルコヒーレント受信機が開示されている。
特許文献１に開示されているデジタルコヒーレント受信機は、ＳＯＰ変動速度に応じて、適応等化部のＦＩＲフィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）のタップ係数を更新する際に乗じるステップサイズパラメータを適応制御している。

特開２０１３−２２３１２８号公報

特許文献１に開示されているデジタルコヒーレント受信機は、偏波変動が数秒の時間をかけて変動する緩やかな変動であれば、偏波変動の影響に伴う伝送品質の劣化を抑えることができる。
しかし、偏波変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合、ステップサイズパラメータを適応制御するだけでは、偏波変動の影響に伴う伝送品質の劣化を抑えることが困難であるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、偏波変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合でも、偏波変動の影響に伴う伝送品質の劣化を抑えることができる光受信機、光信号受信方法及びデータ再生装置を得ることを目的とする。

この発明に係る光受信機は、第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光をコヒーレント検波し、偏波多重光を第１の偏波光と第２の偏波光とに分離するコヒーレントレシーバと、第１の有限インパルス応答フィルタを用いて、第１の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、第２の有限インパルス応答フィルタを用いて、第２の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、波形歪を補償したそれぞれの信号を復号することで、それぞれの復号データを生成する適応等化部と、適応等化部により生成されたそれぞれの復号データの符号誤り率を算出する誤り率算出部と、誤り率算出部により算出されたそれぞれの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度を算出する余裕度算出部と、余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定するタップ数設定部とを備えるようにしたものである。

この発明によれば、余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定するタップ数設定部を備えるように、光受信機を構成した。したがって、この発明に係る光受信機は、偏波変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合でも、偏波変動の影響に伴う伝送品質の劣化を抑えることができる。

実施の形態１に係る光受信機を含むデータ再生装置を示す構成図である。 光受信機１のデジタル信号処理部１４を示す構成図である。 デジタル信号処理部１４のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順である光信号受信方法の一部を示すフローチャートである。 タップ数設定部２５におけるタップ数の設定処理を示すフローチャートである。 ＦＩＲフィルタのタップ数と、復号データの符号誤り率における余裕度との関係を示す説明図である。 ＦＩＲフィルタのタップ数と、復号データの符号誤り率における余裕度との関係を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光受信機１を含むデータ再生装置を示す構成図である。
図２は、光受信機１のデジタル信号処理部１４を示す構成図である。
図３は、デジタル信号処理部１４のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図１から図３において、光受信機１は、光源１１、コヒーレントレシーバ１２、アナログデジタル変換器１３及びデジタル信号処理部１４を備えている。
光受信機１は、第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光を受信し、第１の偏波光及び第２の偏波光のそれぞれに重畳されている信号を復号することで、それぞれの復号データを生成する。
実施の形態１では、例えば、第１の偏波光が水平偏波光であり、第２の偏波光が垂直偏波光であるものとする。
水平偏波光には、伝送対象の情報である信号（以下、「第１の伝送信号」と称する）が重畳されており、垂直偏波光には、伝送対象の情報である信号（以下、「第２の伝送信号」と称する）が重畳されているものとする。伝送対象の情報としては、画像情報又は測定情報などが考えられる。
また、第１及び第２の伝送信号は、ＤＰ−ＱＰＳＫの変調信号であるとする。

光源１１は、偏波多重光と同一波長の局発光を発振し、局発光をコヒーレントレシーバ１２に出力する。
コヒーレントレシーバ１２は、例えば、偏波ビームスプリッタ、９０度光ハイブリッド及びフォトダイオードによって実現される。
コヒーレントレシーバ１２は、偏波多重光を受信し、光源１１から出力された局発光を用いて、偏波多重光をコヒーレント検波する。
コヒーレントレシーバ１２は、偏波多重光を水平偏波光と垂直偏波光とに分離して、水平偏波光及び垂直偏波光のそれぞれを電気信号に変換する。
以下、水平偏波光から変換された電気信号を「水平偏波信号」と称し、垂直偏波光から変換された電気信号を「垂直偏波信号」と称する。
コヒーレントレシーバ１２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のそれぞれをアナログデジタル変換器１３に出力する。

アナログデジタル変換器１３は、コヒーレントレシーバ１２から出力された水平偏波信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をデジタル水平偏波信号としてデジタル信号処理部１４に出力する。
アナログデジタル変換器１３は、コヒーレントレシーバ１２から出力された垂直偏波信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をデジタル垂直偏波信号としてデジタル信号処理部１４に出力する。

デジタル信号処理部１４は、適応等化部２１、誤り訂正部２２、誤り率算出部２３、余裕度算出部２４及びタップ数設定部２５を備えている。
デジタル信号処理部１４は、デジタル水平偏波信号に重畳されている第１の伝送信号の波形歪を補償し、波形歪補償後の第１の伝送信号を復号することで、復号データ（以下、「第１の復号データ」と称する）を生成する。
デジタル信号処理部１４は、デジタル垂直偏波信号に重畳されている第２の伝送信号の波形歪を補償し、波形歪補償後の第２の伝送信号を復号することで、復号データ（以下、「第２の復号データ」と称する）を生成する。

適応等化部２１は、例えば、図３に示す適応等化回路４１によって実現される。
適応等化部２１は、第１の有限インパルス応答フィルタ及び第２の有限インパルス応答フィルタを備えている。以下、有限インパルス応答フィルタをＦＩＲと称する。
適応等化部２１は、第１のＦＩＲフィルタを用いて、デジタル水平偏波信号に重畳されている第１の伝送信号の波形歪を補償し、波形歪補償後の第１の伝送信号を復号することで、第１の復号データを生成する。
適応等化部２１は、第２のＦＩＲフィルタを用いて、デジタル垂直偏波信号に重畳されている第２の伝送信号の波形歪を補償し、波形歪補償後の第２の伝送信号を復号することで、第２の復号データを生成する。
適応等化部２１は、第１の復号データ及び第２の復号データのそれぞれを誤り訂正部２２に出力する。

誤り訂正部２２は、例えば、図３に示す誤り訂正回路４２によって実現される。
誤り訂正部２２は、適応等化部２１により生成された第１の復号データの誤り訂正を実施して、第１の復号データの誤り訂正数を算出する。
誤り訂正部２２は、適応等化部２１により生成された第２の復号データの誤り訂正を実施して、第２の復号データの誤り訂正数を算出する。
誤り訂正部２２は、誤り訂正後の第１の復号データ及び誤り訂正後の第２の復号データのそれぞれをデータ再生部３０に出力し、第１の復号データの誤り訂正数及び第２の復号データの誤り訂正数のそれぞれを誤り率算出部２３に出力する。

誤り率算出部２３は、例えば、図３に示す誤り率算出回路４３によって実現される。
誤り率算出部２３は、誤り訂正部２２から出力された誤り訂正後の第１の復号データの符号誤り率を算出し、誤り訂正部２２から出力された誤り訂正後の第２の復号データの符号誤り率を算出する。
誤り率算出部２３は、例えば、誤り訂正部２２により算出された第１の復号データの誤り訂正数から、第１の復号データの符号誤り率を算出し、誤り訂正部２２により算出された第２の復号データの誤り訂正数から、第２の復号データの符号誤り率を算出する。
誤り率算出部２３は、第１の復号データの符号誤り率及び第２の復号データの符号誤り率のそれぞれを余裕度算出部２４に出力する。
誤り率算出部２３は、第１及び第２の復号データの符号誤り率を算出することができればよく、第１及び第２の復号データの誤り訂正数から、第１及び第２の復号データの符号誤り率を算出するものに限るものではない。したがって、誤り率算出部２３は、適応等化部２１から出力された第１及び第２の復号データを入力して、第１及び第２の復号データの符号誤り率を算出するようにしてもよい。この場合、符号誤り率を算出する上で、誤り訂正部２２は、不要である。

余裕度算出部２４は、例えば、図３に示す余裕度算出回路４４によって実現される。
余裕度算出部２４は、誤り率算出部２３により算出された第１の復号データの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度（以下、「第１の余裕度」と称する）を算出する。
余裕度算出部２４は、誤り率算出部２３により算出された第２の復号データの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度（以下、「第２の余裕度」と称する）を算出する。
誤り訂正限界の符号誤り率は、誤り訂正部２２において、誤り訂正を実施する構成に応じて決まる値であり、誤り訂正限界の符号誤り率は、余裕度算出部２４において、既知である。
余裕度算出部２４は、第１の余裕度及び第２の余裕度のそれぞれをタップ数設定部２５に出力する。

タップ数設定部２５は、例えば、図３に示すタップ数設定回路４５によって実現される。
タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４により算出された第１の余裕度に基づいて、適応等化部２１が用いる第１のＦＩＲフィルタのタップ数を設定する。
タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４により算出された第２の余裕度に基づいて、適応等化部２１が用いる第２のＦＩＲフィルタのタップ数を設定する。

データ再生部３０は、誤り訂正部２２から出力された誤り訂正後の第１の復号データ及び誤り訂正後の第２の復号データのそれぞれを記録する。
データ再生部３０は、記録した第１及び第２の復号データを生成する。データ再生部３０は、例えば、第１及び第２の復号データが画像データであれば、第１及び第２の復号データを再生することで、画像の描画を行う。

図２では、デジタル信号処理部１４の構成要素である適応等化部２１、誤り訂正部２２、誤り率算出部２３、余裕度算出部２４及びタップ数設定部２５のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、デジタル信号処理部１４が、適応等化回路４１、誤り訂正回路４２、誤り率算出回路４３、余裕度算出回路４４及びタップ数設定回路４５で実現されるものを想定している。
ここで、適応等化回路４１、誤り訂正回路４２、誤り率算出回路４３、余裕度算出回路４４及びタップ数設定回路４５のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

デジタル信号処理部１４の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、デジタル信号処理部１４がソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
図４は、デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、適応等化部２１、誤り訂正部２２、誤り率算出部２３、余裕度算出部２４及びタップ数設定部２５の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ５１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ５２がメモリ５１に格納されているプログラムを実行する。
図５は、デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順である光信号受信方法の一部を示すフローチャートである。

また、図３では、デジタル信号処理部１４の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図４では、デジタル信号処理部１４がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、デジタル信号処理部１４における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェアなどで実現されるものであってもよい。

次に、図１に示すデータ再生装置の動作について説明する。
光源１１は、水平偏波信号及び垂直偏波信号が多重されている偏波多重光と同一波長の局発光を発振し、局発光をコヒーレントレシーバ１２に出力する。
コヒーレントレシーバ１２は、偏波多重光を受信し、光源１１から出力された局発光を用いて、偏波多重光をコヒーレント検波して、偏波多重光を水平偏波光と垂直偏波光とに分離する。
コヒーレントレシーバ１２は、水平偏波光を電気信号に変換し、当該電気信号を水平偏波信号としてアナログデジタル変換器１３に出力する。
コヒーレントレシーバ１２は、垂直偏波光を電気信号に変換し、当該電気信号を垂直偏波信号としてアナログデジタル変換器１３に出力する。

アナログデジタル変換器１３は、コヒーレントレシーバ１２から水平偏波信号を受けると、水平偏波信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をデジタル水平偏波信号としてデジタル信号処理部１４に出力する。
アナログデジタル変換器１３は、コヒーレントレシーバ１２から垂直偏波信号を受けると、垂直偏波信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をデジタル垂直偏波信号としてデジタル信号処理部１４に出力する。

デジタル信号処理部１４の適応等化部２１は、アナログデジタル変換器１３からデジタル水平偏波信号を受けると、第１のＦＩＲフィルタを用いて、デジタル水平偏波信号に重畳されている第１の伝送信号の波形歪を補償する（図５のステップＳＴ１）。
適応等化部２１は、アナログデジタル変換器１３からデジタル垂直偏波信号を受けると、第２のＦＩＲフィルタを用いて、デジタル垂直偏波信号に重畳されている第２の伝送信号の波形歪を補償する（図５のステップＳＴ１）。
適応等化部２１における波形歪の補償としては、周波数オフセット補償又は波長分散補償などの線形な波形歪の補償が該当する。
また、適応等化部２１は、波形歪補償後の第１の伝送信号を復号することで、第１の復号データを生成し、第１の復号データを誤り訂正部２２に出力する（図５のステップＳＴ２）。
適応等化部２７は、波形歪補償後の第２の伝送信号を復号することで、第２の復号データを生成し、第２の復号データを誤り訂正部２２に出力する（図５のステップＳＴ２）。

適応等化部２１における第１及び第２の伝送信号の復号処理としては、例えば、以下に示すシンボル判定処理が考えられる。
適応等化部２１は、伝送信号と閾値とを比較し、伝送信号が閾値よりも大きければ、復号データとして“１”のデータを割り当て、伝送信号が閾値以下であれば、復号データとして“０”のデータを割り当てるシンボル判定処理を行う。
閾値は、適応等化部２１の内部メモリに格納されているものとする。閾値は、外部から適応等化部２１に与えられるものであってもよい。

誤り訂正部２２は、適応等化部２１から第１の復号データを受けると、第１の復号データの誤り訂正を実施して、第１の復号データの誤り訂正数を算出する（図５のステップＳＴ３）。
誤り訂正部２２は、適応等化部２１から第２の復号データを受けると、第２の復号データの誤り訂正を実施して、第２の復号データの誤り訂正数を算出する（図５のステップＳＴ３）。
復号データの誤り訂正の方法としては、例えば、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）によって復号データの誤りを訂正する方法を用いることができる。
誤り訂正部２２は、誤り訂正後の第１の復号データ及び誤り訂正後の第２の復号データのそれぞれをデータ再生部３０に出力する。
誤り訂正部２２は、第１の復号データの誤り訂正数及び第２の復号データの誤り訂正数のそれぞれを誤り率算出部２３に出力する。

誤り率算出部２３は、誤り訂正部２２から第１の復号データの誤り訂正数を受けると、第１の復号データの誤り訂正数を第１の復号データの総ビット数で除算することで、第１の復号データの符号誤り率を算出する（図５のステップＳＴ４）。
誤り率算出部２３は、誤り訂正部２２から第２の復号データの誤り訂正数を受けると、第２の復号データの誤り訂正数を第２の復号データの総ビット数で除算することで、第２の復号データの符号誤り率を算出する（図５のステップＳＴ４）。
誤り率算出部２３は、第１の復号データの符号誤り率及び第２の復号データの符号誤り率のそれぞれを余裕度算出部２４に出力する。

余裕度算出部２４は、誤り率算出部２３から第１の復号データの符号誤り率を受けると、以下の式（１）に示すように、第１の復号データの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの第１の余裕度を算出する（図５のステップＳＴ５）。
第１の余裕度＝誤り訂正限界の符号誤り率−第１の復号データの符号誤り率
（１）
余裕度算出部２４は、誤り率算出部２３から第２の復号データの符号誤り率を受けると、以下の式（２）に示すように、第２の復号データの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの第２の余裕度を算出する（図５のステップＳＴ５）。
第２の余裕度＝誤り訂正限界の符号誤り率−第２の復号データの符号誤り率
（２）
誤り訂正限界の符号誤り率は、誤り訂正部２２において、符号の誤りを訂正できる最大限の誤り率であり、誤り訂正を実施する構成等に応じて決まる値である。誤り訂正限界の符号誤り率は、余裕度算出部２４において、既知である。
余裕度算出部２４は、第１の余裕度及び第２の余裕度のそれぞれをタップ数設定部２５に出力する。

タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４から第１の余裕度を受けると、第１の余裕度に基づいて、適応等化部２１が用いる第１のＦＩＲフィルタのタップ数を設定する（図５のステップＳＴ６）。
タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４から第２の余裕度を受けると、第２の余裕度に基づいて、適応等化部２１が用いる第２のＦＩＲフィルタのタップ数を設定する（図５のステップＳＴ６）。
図６は、タップ数設定部２５におけるタップ数の設定処理を示すフローチャートである。
以下、図６を参照しながら、タップ数設定部２５におけるタップ数の設定処理を具体的に説明する。

タップ数設定部２５の内部メモリには、余裕度の大小を判定するための閾値Ｔｈが記憶されているものとする。閾値Ｔｈは、外部からタップ数設定部２５に与えられるものであってもよい。
また、タップ数設定部２５の内部メモリには、第１のタップ数として“Ｔｃ１”が記憶され、第２のタップ数として“Ｔｃ２”が記憶されているものとする。Ｔｃ１＜Ｔｃ２である。第１及び第２のタップ数は、外部からタップ数設定部２５に与えられるものであってもよい。

タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４から第１の余裕度を受けると、第１の余裕度と閾値Ｔｈを比較する（図６のステップＳＴ１１）。
タップ数設定部２５は、第１の余裕度が閾値Ｔｈよりも大きければ（図６のステップＳＴ１１：ＹＥＳの場合）、適応等化部２１が用いる第１のＦＩＲフィルタのタップ数を“Ｔｃ１”に設定する（図６のステップＳＴ１２）。
第１のＦＩＲフィルタのタップ数が、“Ｔｃ２”よりも少ない“Ｔｃ１”に設定されることで、水平偏波の変動耐性性能が向上するため、水平偏波の変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合でも、水平偏波の変動による影響を低減することができる。
タップ数設定部２５は、第１の余裕度が閾値Ｔｈ以下であれば（図６のステップＳＴ１１：ＮＯの場合）、適応等化部２１が用いる第１のＦＩＲフィルタのタップ数を“Ｔｃ２”に設定する（図６のステップＳＴ１３）。
第１のＦＩＲフィルタのタップ数が、“Ｔｃ１”よりも多い“Ｔｃ２”に設定されることで、符号誤り率を改善する性能を高めることができる。水平偏波の変動耐性性能と、符号誤り率を改善する性能とは、トレードオフの関係がある。

タップ数設定部２５は、余裕度算出部２４から第２の余裕度を受けると、第２の余裕度と閾値Ｔｈを比較する（図６のステップＳＴ１１）。
タップ数設定部２５は、第２の余裕度が閾値Ｔｈよりも大きければ（図６のステップＳＴ１１：ＹＥＳの場合）、適応等化部２１が用いる第２のＦＩＲフィルタのタップ数を“Ｔｃ１”に設定する（図６のステップＳＴ１２）。
第２のＦＩＲフィルタのタップ数が、“Ｔｃ２”よりも少ない“Ｔｃ１”に設定されることで、垂直偏波の変動耐性性能が向上するため、垂直偏波の変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合でも、垂直偏波の変動による影響を低減することができる。
タップ数設定部２５は、第２の余裕度が閾値Ｔｈ以下であれば（図６のステップＳＴ１１：ＮＯの場合）、適応等化部２１が用いる第２のＦＩＲフィルタのタップ数を“Ｔｃ２”に設定する（図６のステップＳＴ１３）。
第２のＦＩＲフィルタのタップ数が、“Ｔｃ１”よりも多い“Ｔｃ２”に設定されることで、符号誤り率を改善する性能を高めることができる。垂直偏波の変動耐性性能と、符号誤り率を改善する性能とは、トレードオフの関係がある。

データ再生部３０は、誤り訂正部２２から誤り訂正後の第１の復号データ及び誤り訂正後の第２の復号データを受けると、第１の復号データが“０”のデータであり、第２の復号データが“０”のデータであれば、“００”のデータを記録する。
データ再生部３０は、第１の復号データが“１”のデータであり、第２の復号データが“０”のデータであれば、“１０”のデータを記録する。
データ再生部３０は、第１の復号データが“０”のデータであり、第２の復号データが“１”のデータであれば、“０１”のデータを記録する。
データ再生部３０は、第１の復号データが“１”のデータであり、第２の復号データが“１”のデータであれば、“１１”のデータを記録する。
データ再生部３０は、記録したデータを再生することで、例えば、画像の描画を行う。

ここで、図７は、ＦＩＲフィルタのタップ数と、復号データの符号誤り率における余裕度との関係を示す説明図である。
図７において、横軸は、ＦＩＲフィルタのタップ数を示し、縦軸は、復号データの符号誤り率における余裕度を示している。
図７では、偏波変動が生じていない場合（偏波変動が０ｋＨｚである場合）の実験結果と、高速な偏波変動が生じている場合（偏波変動が１５０ｋＨｚである場合）の実験結果とを示している。
◇は、偏波変動が０ｋＨｚである場合の瞬時の余裕度を示し、□は、偏波変動が０ｋＨｚである場合の平均の余裕度を示している。
△は、偏波変動が１５０ｋＨｚである場合の瞬時の余裕度を示し、〇は、偏波変動が１５０ｋＨｚである場合の平均の余裕度を示している。

（１）は、特許文献１に記載の方法で、ステップサイズパラメータが適応制御されているが、ＦＩＲフィルタのタップ数が一定である場合において、高速な偏波変動が生じたときの余裕度の変化を示している。図７では、ＦＩＲフィルタのタップ数が１７に固定されている。
（２）は、タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数が設定される場合において、高速な偏波変動が生じたときの余裕度の変化を示している。
図７では、余裕度が閾値Ｔｈよりも大きいために、ＦＩＲフィルタのタップ数がＴｃ１＝１１に設定されている。

特許文献１に記載の方法を用いた場合、偏波変動が０ｋＨｚであれば、（１）に示すように、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも大きいため、偏波変動に伴う伝送品質の劣化がなく、光通信断が引き起こされる可能性が低くなる。
特許文献１に記載の方法を用いた場合、偏波変動が１５０ｋＨｚであるときには、（１）に示すように、瞬時の余裕度が０．０よりも小さくなるため、偏波変動に伴う伝送品質の劣化が大きくなり、光通信断が引き起こされる可能性が高くなる。

タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数が設定される場合、偏波変動が０ｋＨｚであれば、（２）に示すように、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも大きいため、偏波変動に伴う伝送品質の劣化がなく、光通信断が引き起こされる可能性が低くなる。
タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数が設定される場合でも、偏波変動が１５０ｋＨｚであれば、（２）に示すように、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が低下する。
しかし、（２）に示すように、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも大きいため、偏波変動に伴う伝送品質の劣化が少なく、光通信断が引き起こされる可能性が低くなる。

図８は、ＦＩＲフィルタのタップ数と、復号データの符号誤り率における余裕度との関係を示す説明図である。
図８において、横軸は、ＦＩＲフィルタのタップ数を示し、縦軸は、復号データの符号誤り率における余裕度を示している。
図８では、偏波変動が生じていない場合（偏波変動が０ｋＨｚである場合）の実験結果と、高速な偏波変動が生じている場合（偏波変動が１５０ｋＨｚである場合）の実験結果とを示している。
◇、□、△及び〇は、図７と同様に、余裕度を示している。
図８に示す余裕度は、図７に示す余裕度よりも小さくなっている。

特許文献１に記載の方法が用いられる場合、図８においても、図７と同様に、ＦＩＲフィルタのタップ数が１７に固定されている。
図８では、余裕度が閾値Ｔｈ以下であるため、タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数がＴｃ２＝１７に設定されている。
タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数が設定される場合でも、特許文献１に記載の方法が用いられる場合でも、偏波変動が１５０ｋＨｚであれば、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも小さくなっている。したがって、偏波変動に伴う伝送品質の劣化が大きくなり、光通信断が引き起こされる可能性が高くなる。
タップ数設定部２５によって、仮に、ＦＩＲフィルタのタップ数がＴｃ１＝１１に設定されても、偏波変動が０ｋＨｚであるときの余裕度が小さいため、高速な偏波変動が生じると、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも小さくなる。よって、符号誤り率を改善する性能を高めることを優先して、ＦＩＲフィルタのタップ数がＴｃ２＝１７に設定されている。
タップ数設定部２５によって、ＦＩＲフィルタのタップ数が設定される場合でも、特許文献１に記載の方法が用いられる場合でも、偏波変動が０ｋＨｚであれば、瞬時の余裕度及び平均の余裕度の双方が０．０よりも大きくなっている。したがって、偏波変動に伴う伝送品質の劣化が少なく、光通信断が引き起こされる可能性が低くなる。

以上の実施の形態１は、余裕度算出部２４により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、第１及び第２のＦＩＲフィルタのタップ数を設定するタップ数設定部２５を備えるように、光受信機１を構成した。したがって、光受信機１は、偏波変動が数十マイクロ秒の時間で変動する急激な変動である場合でも、偏波変動の影響に伴う伝送品質の劣化を抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態１の光受信機１では、誤り率算出部２３が、第１及び第２の復号データの符号誤り率を算出するものを示している。
実施の形態２では、誤り率算出部２３が、第１の復号データの符号誤り率を複数回繰り返し算出し、複数回算出したそれぞれの符号誤り率を比較して、余裕度算出部２４に出力する符号誤り率を決定する。また、誤り率算出部２３が、第２の復号データの符号誤り率を複数回繰り返し算出し、複数回算出したそれぞれの符号誤り率を比較して、余裕度算出部２４に出力する符号誤り率を決定する光受信機１について説明する。
以下、誤り率算出部２３における符号誤り率の算出処理を具体的に説明する。

誤り率算出部２３の内部メモリには、符号誤り率の算出処理を実施する期間である算出期間が記憶されている。算出期間は、例えば、１分である。
また、誤り率算出部２３の内部メモリには、符号誤り率を繰り返し算出する間隔である算出間隔が記憶されている。算出間隔は、例えば、１ミリ秒である。
算出期間及び算出間隔は、外部から誤り率算出部２３に与えられるものであってもよい。

誤り率算出部２３は、算出期間中、第１の復号データの符号誤り率を算出間隔毎に繰り返し算出する。
誤り率算出部２３は、算出期間中に繰り返し算出した複数の第１の復号データの符号誤り率を比較する。
誤り率算出部２３は、複数の第１の復号データの符号誤り率の中から、最も大きな符号誤り率を選択し、選択した符号誤り率を余裕度算出部２４に出力する。

また、誤り率算出部２３は、算出期間中、第２の復号データの符号誤り率を算出間隔毎に繰り返し算出する。
誤り率算出部２３は、算出期間中に繰り返し算出した複数の第２の復号データの符号誤り率を比較する。
誤り率算出部２３は、複数の第２の復号データの符号誤り率の中から、最も大きな符号誤り率を選択し、選択した符号誤り率を余裕度算出部２４に出力する。

以上の実施の形態２は、誤り率算出部２３が、それぞれの復号データの符号誤り率を複数回繰り返し算出し、複数回算出したそれぞれの符号誤り率を比較して、余裕度算出部２４に出力するそれぞれの符号誤り率を決定している。
したがって、符号誤り率を繰り返し算出する間隔が、偏波変動の変動時間よりも短ければ、偏波変動に適応している復号データの符号誤り率を算出することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定する光受信機、光信号受信方法及びデータ再生装置に適している。

１ 光受信機、１１ 光源、１２ コヒーレントレシーバ、１３ アナログデジタル変換器、１４ デジタル信号処理部、２１ 適応等化部、２２ 誤り訂正部、２３ 誤り率算出部、２４ 余裕度算出部、２５ タップ数設定部、３０ データ再生部、４１ 適応等化回路、４２ 誤り訂正回路、４３ 誤り率算出回路、４４ 余裕度算出回路、４５ タップ数設定回路、５１ メモリ、５２ プロセッサ。

Claims (6)

1. 第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光をコヒーレント検波し、前記偏波多重光を前記第１の偏波光と前記第２の偏波光とに分離するコヒーレントレシーバと、
   第１の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第１の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、第２の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第２の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、波形歪を補償したそれぞれの信号を復号することで、それぞれの復号データを生成する適応等化部と、
   前記適応等化部により生成されたそれぞれの復号データの符号誤り率を算出する誤り率算出部と、
   前記誤り率算出部により算出されたそれぞれの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度を算出する余裕度算出部と、
   前記余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、前記第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定するタップ数設定部と
   を備えた光受信機。
2. 前記適応等化部により生成されたそれぞれの復号データの誤り訂正を実施して、それぞれの復号データの誤り訂正数を算出する誤り訂正部を備え、
   前記誤り率算出部は、前記誤り訂正部により算出されたそれぞれの復号データの誤り訂正数から、それぞれの復号データの符号誤り率を算出することを特徴とする請求項１記載の光受信機。
3. 前記誤り率算出部は、それぞれの復号データの符号誤り率を複数回繰り返し算出し、複数回算出したそれぞれの符号誤り率を比較して、前記余裕度算出部に出力するそれぞれの符号誤り率を決定することを特徴とする請求項１記載の光受信機。
4. 前記タップ数設定部は、前記余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度が閾値よりも大きければ、前記第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を第１のタップ数に設定し、それぞれの余裕度が前記閾値以下であれば、前記第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を前記第１のタップ数よりも多い第２のタップ数に設定することを特徴とする請求項１記載の光受信機。
5. コヒーレントレシーバが、第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光をコヒーレント検波し、前記偏波多重光を前記第１の偏波光と前記第２の偏波光とに分離し、
   適応等化部が、第１の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第１の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、第２の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第２の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、波形歪を補償したそれぞれの信号を復号することで、それぞれの復号データを生成し、
   誤り率算出部が、前記適応等化部により生成されたそれぞれの復号データの符号誤り率を算出し、
   余裕度算出部が、前記誤り率算出部により算出されたそれぞれの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度を算出し、
   タップ数設定部が、前記余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、前記第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定する
   光信号受信方法。
6. 第１の偏波光及び第２の偏波光が多重されている偏波多重光をコヒーレント検波し、前記偏波多重光を前記第１の偏波光と前記第２の偏波光とに分離するコヒーレントレシーバと、
   第１の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第１の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、第２の有限インパルス応答フィルタを用いて、前記第２の偏波光に重畳されている信号の波形歪を補償し、波形歪を補償したそれぞれの信号を復号することで、それぞれの復号データを生成する適応等化部と、
   前記適応等化部により生成されたそれぞれの復号データの符号誤り率を算出する誤り率算出部と、
   前記誤り率算出部により算出されたそれぞれの符号誤り率における誤り訂正限界の符号誤り率からの余裕度を算出する余裕度算出部と、
   前記余裕度算出部により算出されたそれぞれの余裕度に基づいて、前記第１及び第２の有限インパルス応答フィルタのタップ数を設定するタップ数設定部と、
   前記適応等化部により生成されたそれぞれの復号データを再生するデータ再生部と
   を備えたデータ再生装置。

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