JP2000269892A

JP2000269892A - 波形等化機能付き光受信器および光受信の等化制御方法

Info

Publication number: JP2000269892A
Application number: JP11070987A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ono; 隆志小野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高ビットレイトでも動作する波形等化機能を
有する光受信器および波形等化光受信制御方法を提供す
る。【解決手段】信号光１を光分波器５で二分岐し、一方
を第１の光可変減衰器７に入力し、他方を光遅延器６を
介して第２の光可変減衰器７にそれぞれ入力する。第
１、第２の光可変減衰器７、８の出力を、第１、第２の
光検出器９、１０と増幅器１１で構成されたデュアル・
ピン・フォトダイオード・モジュール１２にそれぞれ入
力する。受信信号１３からバンドパスフィルタ１８によ
って、あるスペクトル成分を切り出し、この強度が一定
となるように制御器２０で、第１、第２の光可変減衰器
７、８の減衰量を制御する。それぞれの減衰量は、第２
の光検出器１０に入射する光強度をＰとしたとき、第１
の光検出器９に入射する光強度がＰ0＋Ｐ（ただし、Ｐ0
は波形等化しないときの光強度）となるように調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】光ファイバの波長分散や偏波
モード分散によって劣化した信号光の受信波形を等化す
る機能を有する光受信器及び光受信の光受信の等化制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムのビットレイトの増加に
伴い、光ファイバの波長分散や偏波モード分散による劣
化が問題となってきている。波長分散に関しては、分散
補償ファイバやチャープド・ファイバ・グレーティング
の高性能化が進み、波形劣化を補償することができるよ
うになってきた。

【０００３】一方、偏波モード分散に関しては、光学的
補償方法や電気的補償方法が提案されている。例えば、
光学的補償方法として、光ファイバの偏波モード分散と
等しい伝搬遅延時間差を持つ偏波保存ファイバと自動偏
波制御器とを用いて、偏波モード分散を打ち消しあう方
式が提案されている（特許２７３９８１３号）。

【０００４】しかしながらこのような光学的補償方法で
は、自動偏波制御器の信頼性にまだ課題が残されてい
る。

【０００５】これに対し、偏波モード分散による劣化の
電気的補償方法として、デジタル信号処理技術を応用し
た、ベースバンド信号のタップ遅延線フィルタ（Tapped
delay line filter）による波形等化が報告されて
いる（J.H.Winters and M.A.Santoro,"Experimental
Equalization of Polarization Dispersion",IEEE
Photonics Technology Letters,Vol.2,No.8,pp.591-5
93,1990）。

【０００６】図７は、波形等化用に使用するタップ遅延
線フィルタを示す模式図である。受信電気信号を異なる
遅延時間差を持たせて複数に分岐し、それぞれにタップ
係数を掛けた後加算することによって任意の周波数特性
をもったフィルタを実現することができる。このタップ
遅延線フィルタによる波形等化は、マイクロ波無線通信
などですでに実用になっている技術であり、信頼性も高
いと考えられる。

【０００７】このようなデジタル信号処理機能を持った
光受信器を小型・集積化するために、複数の光受光器か
らなる受光型電荷転送素子（ＣＣＤセンサ等）を用いて
実現している例が知られている（特開昭６０−９１７３
７号公報、特開昭６０−１２０６２７号公報）。この従
来例では、複数の光検出器の出力を、遅延段を直列に接
続して構成された電荷転送部にそれぞれ接続することに
よって、トランスバーサルフィルタの機能を実現してい
る。さらに、それぞれの光検出器に入射する光強度をス
リットの開口面積を変えることによってタップ係数を調
整している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気的補償方法では、現在の光通信で使用されている１
０Ｇｂ／ｓ以上のビットレイトにおいて、受信信号の分
岐による損失や加算器における電気的な反射のため波形
劣化が発生しやすく、理想的な特性のタップ遅延線フィ
ルタが実現できないという問題があった。また、従来の
受光型電荷転送素子を用いた光受信器では、Ｇｂ／ｓク
ラスの高速で転送動作する電荷転送素子は実現困難であ
った。また、入射光パワーを開口面積で調整するので
は、周波数特性が劣化しやすいため、高速動作は期待で
きなかった。

【０００９】（発明の目的）本発明の目的は、信号の分
岐、遅延、加算（または減算）などによる波形劣化を抑
圧し、高ビットレイトでも動作するタップ遅延線フィル
タの機能を有する光受信器を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、信号の分岐、遅延、
加算（または減算）などによる波形劣化を抑圧し、高ビ
ットレイトでも動作するタップ遅延線フィルタの機能を
有し、環境の変化に対しても安定に動作させることが可
能でありタップ係数を容易に制御できる光受信の等化制
御方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために、信号光を複数の出力に分岐する光分
波器と、前記光分波器のそれぞれの出力ポートからの出
力光強度を変化させることのできる複数の光可変減衰器
と、前記複数の光可変減衰器の出力光をそれぞれ受信し
て電気信号に変換する複数の光検出器とを有し、前記複
数の光検出器のアノードまたはカソードの一方を共通ポ
ートにそれぞれ接続し、前記共通ポートから受信波形を
取り出す光受信器であって、前記複数の光検出器への入
力光強度を制御することによって前記受信波形の等化を
行うことを特徴とする。

【００１２】また、この光受信器において、前記光分波
器からある一つの光検出器までの伝搬遅延時間を基準と
して、その他の光検出器までの信号光の伝搬遅延時間と
の差がＴの整数倍（ただし、Ｔはある伝搬遅延時間差）
であることを特徴とする。

【００１３】また、これらの光受信器において、前記受
信波形のスペクトル中のある周波数成分の強度が一定と
なるように、前記複数の光可変減衰器を制御することに
よって前記複数の光検出器への入力光強度を制御するこ
とを特徴とする。

【００１４】また、これらの光受信器において、前記複
数の光可変減衰器が増幅率または出力を可変することの
できる複数の光増幅器で構成されていることを特徴とす
る。

【００１５】また、これらの光受信器において、前記光
分波器と、前記複数の光可変減衰器とが、適切な伝搬遅
延時間を持った光導波路と共に平面光導波路回路上に集
積されていることを特徴とする。

【００１６】また、これらの光受信器において、前記光
分波器と、前記複数の光増幅器と、前記複数の光検出器
とのうち、少なくとも２つが適切な伝搬遅延時間を持っ
た光導波路と共に光半導体基板上に集積されていること
を特徴とする。

【００１７】本発明の光受信の等化制御方法は、信号光
を光分波器により複数の出力に分岐し、分岐した出力の
光強度をそれぞれ複数の光可変減衰器により変化させた
後に、それぞれをフォトダイオードを備える複数の光検
出器により電気信号に変換し、前記複数の光検出器のフ
ォトダイオードのアノードまたはカソードの一方からの
電気信号を合成して受信波形とする光受信の等化制御方
法であって、前記受信波形のスペクトル中のある周波数
成分の強度が一定となるように、前記複数の光可変減衰
器をの減衰を制御し、前記複数の光検出器への入力光強
度を制御することを特徴とする。

【００１８】また、この制御方法において、前記光分波
器からある一つの光検出器までの信号光の伝搬遅延時間
を基準として、前記光分波器から他の光検出器までの信
号光の伝搬遅延時間との差をＴの整数倍（ただし、Ｔは
ある伝搬遅延時間差）とすることを特徴とする。

【００１９】更に、これらの制御方法において、カソー
ドからの電気信号を出力する光検出器に入力する信号光
の光強度をＰとしたとき、アノードからの電気信号を出
力する光検出器のどれか一つに入力する信号光の光強度
をＰ0＋Ｐ（ただし、Ｐ0は波形等化をしないときの光強
度）とするように制御することによって、前記受信波形
のＤＣ成分が一定となるように制御することを特徴とす
る

【００２０】（作用）本発明のの波形等化機能付き光受
信器では、電気回路で分岐回路と加算器を構成するので
はなく、光受信器への入力光を光分波器で分岐し、複数
の光検出器を極性を考慮して共通ポートに接続すること
によって加算または減算動作を実現する。また、それぞ
れの光検出器に入力する光強度を制御することによっ
て、タップ係数を制御する。

【００２１】信号光を光ファイバカプラのような光受動
部品で分岐することによって、光信号対雑音比（光ＳＮ
Ｒ）の劣化なく分岐する。また、加算または減算動作を
光検出器部のみで実現することにより、高周波電気回路
で問題となるインピーダンス不整合によって発生する反
射波が引き起こす受信波形劣化を大幅に抑圧する。ま
た、タップ係数の制御も、電気回路で実現する場合は増
幅率可変アンプの周波数特性に非常に厳しい平坦性が要
求されるが、本発明のように光可変減衰器を用いた場
合、平坦な周波数（波長）特性を維持したまま減衰率
（または増幅率）を調整できる。また、光減衰器を用い
ることによって、光検出器の表面での受光面積は一定で
あるとともに小さく集光できるので、光検出器の受光面
積を小さく設計して浮遊容量を抑圧でき、良好な高周波
特性を実現する。

【００２２】以上のように、分岐と遅延を光のままで行
い、加算または減算動作を光検出器部のみで行うことに
より、高ビットレイトにおいても優れた特性のタップ遅
延線フィルタを実現する。

【００２３】また、タップ係数の制御に関しては、これ
までマイクロ波無線通信で使われてきている手法やアル
ゴリズムはそのまま使えるが、実際には、１０Ｇｂ／ｓ
以上の高いビットレイトにおいて、例えば等化波形と識
別後波形との誤差信号から最小二乗法などによってタッ
プ係数を計算するようなアダプティブ・アルゴリズムな
どは、電気回路の実現性や計算機の速度に問題がある
（Ｊ.H.Winters and R.D.Gitlin,“Electrical Signal
Processing Techniques in Long-Haul Fiber Optic S
ystems”,IEEE Transactions on Communications,Vo
l.38,No.9,pp.1439-1453,1990）。

【００２４】本発明の光受信の等化制御方法では、特性
劣化を押さえつつ、タップ係数の制御をより簡略化する
ために、等化波形の中のあるスペクトル成分の強度が常
に一定になるように光可変減衰器の減衰量を制御して自
動等化を行う。例えば、偏波モード分散による波形劣化
は周波数軸上でみると低域通過フィルタと等価な劣化と
なり、タップ遅延線フィルタの特性を高周波成分が強調
された周波数特性に制御することによって波形等化を行
う。この高周波成分の強調の度合いはタップ係数を調整
することによって実現でき、光ファイバの偏波モード分
散の値や偏波状態が変化した場合でも、常に最適なフィ
ルタ特性となる。

【００２５】また、減算用光検出器に入力した光強度と
等しい光強度を、加算用光検出器に入力する光強度に加
えることによって、識別器への入力振幅をほぼ一定に保
ち、識別動作を安定化する。

【００２６】例えば、第１の光検出器のアノードと第２
の光検出器のカソードとの接続点から受信波形を得るよ
うにした２タップフィルタ構成では、第１の光検出器の
１ｍＷの光強度の信号光の入力に対し、第２の光検出器
に０.２ｍＷの光強度の信号光を遅延時間差Ｔ（１ビッ
トに相当する時間（＝１／Ｂ、Ｂはクロック周波数））
を持たせて入力するように設定することができ、これに
より、ＤＣ成分が減衰し１／２Ｔにピークに持った周波
数特性を実現する。

【００２７】また、第２の光検出器の入力光強度をＰと
し、第１の光検出器にＰｏ＋Ｐの光強度を入力すること
によって、ＤＣ成分がさらに減衰して高周波特性が強調
されたフィルタ特性を得ることができる。２つの光検出
器へ入力する光強度にこのような拘束条件を持たせるこ
とによって、受信波形の０と１レベルを一定に保ち識別
動作を安定化する。また、出力の合成波形の特定スペク
トラムの強度が一定になるように制御パラメータＰを制
御することができる。一つだけの制御パラメータＰの制
御により、制御の安定性・収束性を増加させる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の波形等化機能付き
光受信器および光受信の等化制御方法の実施の形態につ
いて詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
図である。第１の実施の形態は、本発明を１０Ｇｂ／ｓ
光受信器における偏波モード分散による波形劣化の等化
に適用したものである。１０Ｇｂ／ｓで強度変調された
信号光１を偏波モード分散をもった光ファイバを伝送
し、受信端で光プリアンプ３に入力して増幅する。その
出力を３ｄＢ光帯域１ｎｍの光フィルタ４に通すことに
より、不要な自然放出光雑音を除去する。

【００３０】この光フィルタ４の出力を光分波器５で二
分岐し、一方を第１の光可変減衰器７に入力し、他方を
光遅延器６に通した後第２の光可変減衰器８にそれぞれ
入力する。第１、第２の光可変減衰器７、８の出力を、
第１、第２の光検出器９、１０と増幅器１１で構成され
たデュアル・ピン・フォトダイオード・モジュール１２
にそれぞれ入力する。

【００３１】このモジュール１２は、第１の光検出器９
のアノードと第２の光検出器１０のカソードとが接続さ
れ、その接続点からの信号を増幅器１１で増幅して受信
信号１３を得る構成を備える。

【００３２】また、本実施の形態では、光遅延器６を調
整することによって、遅延時間差Ｔとしては、例えば、
１ビットに相当する時間（＝１／Ｂ、Ｂはクロック周波
数）に設定することができる。この場合、光分波器５か
ら第１、第２の光検出器９、１０までの２つの信号光の
伝搬遅延時間差は時間１００ｐｓに設定する。

【００３３】これにより、５ＧＨｚにピークをもつ周波
数特性を実現することができる。前述の受信信号１３か
らクロック再生器１６でクロック１７を抽出し、受信信
号１３を再生したクロック１７に応じて識別器１４で識
別することによって、データ１５を得る。

【００３４】また、本実施の形態の光検出器へ入力する
光信号の光強度としては、例えば、第１の光検出器だけ
に１ｍＷの光強度を入力することによって、等化動作の
ない状態の信号波形を得ることができる。更に、第２の
光検出器には、０．２ｍＷの光強度の信号光を遅延時間
差Ｔを持たせて入力することによって、ＤＣ成分が減衰
し、１／２Ｔにピークに持った周波数特性を実現するこ
とができる。また、第２の光検出器への入力光パワーを
更に増加させると、ＤＣ成分がさらに減衰するため、結
果としてより高周波特性の強調されたフィルタ特性を得
ることができる。しかし、ＤＣ成分がより抑圧されるに
したがって、受信波形の０と１レベルの差が小さくな
り、識別器の入力振幅が小さくなってしまう。

【００３５】そこで、第２の光検出器の入力光強度を
０.２ｍＷとすると、第１の光検出器に（１＋０.２）ｍ
Ｗの光強度を入力することによって、受信波形の０と１
レベルを一定に保つことができ、識別動作を安定に行う
ことができる。

【００３６】つまり、光可変減衰器の減衰量は、第２の
光検出器１０に入射する光強度をＰとしたとき、第１の
光検出器９に入射する光強度が（Ｐｏ＋Ｐ）となるよう
に調整すると好適である。２つの光検出器へ入力する光
強度にこの条件を持たせることによって、制御パラメー
タがＰの一つだけになるため、制御の安定性・収束性を
増加させることができ、受信信号の波形振幅はほぼ一定
に保たれ、安定な識別動作を実現することが可能とな
る。

【００３７】次に、波形等化における自動的なタップ係
数の制御方法としては、受信信号１３からバンドパスフ
ィルタ１８によって、ビットレイトの１／２に相当する
５ＧＨｚ付近のスペクトル成分を切り出し、強度検出器
１９でこのスペクトル成分の強度を検出し、この強度が
一定となるように制御器２０で、第１、第２の光可変減
衰器７、８の減衰量を制御する。前述のとおり、光可変
減衰器の減衰量は、第２の光検出器１０に入射する光強
度をＰとしたとき、第１の光検出器９に入射する光強度
が（Ｐｏ＋Ｐ）となるように調整するのが好適であり、
制御器２０は単一の制御パラメータＰを制御することに
より実現可能である。また、この制御を行うことによ
り、入力する信号光に付加した偏波モード分散の値を変
化させた場合でも、自動的に最適なタップ係数に制御さ
れ、安定に動作した。これにより本発明の有効性が確認
された。

【００３８】図６は、本発明の光受信の等化制御方法に
よるタップ係数の制御の結果を示す図である。図６
（１）に示すタップ係数の制御方法において、光強度Ｐ
を増加すると加算用及び減算用の光検出器の光電流が増
加しイコライザゲインが増加する。このときの光受信器
の周波数特性は、図６（２）に示すように光強度Ｐの増
加にしたがいＤＣ成分が減衰して高周波特性の強調され
たフィルタ特性が得られる。

【００３９】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で
構成した受信器をより小型にするため、光カプラ５と光
可変減衰器７、８、光遅延器６を１枚の石英平面光導波
路回路２４の上に集積し、モジュール化したものであ
る。

【００４０】光可変減衰器７、８は２つの光合分波器を
縦続につないだマッハツエンダ干渉計でそれぞれ作られ
ている。この干渉計の２つのアームうち、一方の光導波
路上に形成されたヒータに電流を流して光位相を変化さ
せることによって、透過光強度を調整することができ
る。

【００４１】また、光分波器５から２つの出射端までの
伝搬遅延時間差は、光導波路長をそれぞれ精密に設計す
ることにより、正確に調整することができる。２つの出
射端に平面レンズ２５を貼り付け、信号光をデュアル・
ピン・フォトダイオード２６に集光する。

【００４２】受信信号は増幅器１１で増幅した後、出力
コネクタ２７から取り出す。第２図では、クロック再生
系や制御回路は第１の実施の形態と同様であるため省略
している。上記のように平面光導波路回路２４に各光部
品を集積することによって、小型化と共に、安定な動作
を実現することができた。

【００４３】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
図である。第３の実施の形態では、第１の実施の形態で
使用した光可変減衰器７、８を用いる代わりに、半導体
光アンプ２９、３０を用い、それぞれの増幅率を制御す
ることにより、タップ係数を調整するように構成したも
のである。さらに光受信器を小型にするため、光カプラ
５、半導体光アンプ２９、３０、導波路型フォトダイオ
ード３１、３２を光遅延線とともに１枚の光半導体集積
回路２８の上に集積し、モジュール化したものである。

【００４４】半導体光アンプ２９、３０は注入電流を制
御することにより、増幅率を調整することができるた
め、光可変減衰器の代わりとして使用することができ
る。第３図では、クロック再生系や制御回路は第１の実
施の形態と同様であるため省略した。上記のように光
半導体集積回路２８に各光部品を集積することによっ
て、小型化と共に、安定な動作を実現することができ
た。

【００４５】図４は、本発明の第４の実施の形態を示す
図である。第４の実施の形態では、第１の実施の形態の
ように光可変減衰器７、８を用いる代わりに、光アンプ
３の増幅率と光分波器５の分岐比を制御することによ
り、タップ係数を調整するというものである。また、同
時に、光遅延器６の遅延量を制御することにより、任意
の周波数に周波数特性のピークを移動させることができ
る。制御方法は第１の実施の形態と同様であるので省略
する。

【００４６】図５は、本発明の第５の実施の形態を示す
図である。第５の実施の形態では、より等化特性をよく
するためにタップ数を３に増やすと共に、適応性を高め
るためタップ係数の極性（正または負）も制御できるよ
うに改良したものである。図５では、クロック再生系や
制御系は省略した。第５の実施の形態では、信号光を３
ポート出力の光分波器５ａで３分岐し、このうち１本を
光検出器９ａに入力する。他の２本は、遅延量Ｔ、２Ｔ
の光遅延器６ｂ、６ｃを通した後、それぞれ２分岐し、
極性が反転するように接続された４個の光検出器９ｂ
＋、９ｂ−、９ｃ＋、９ｃ−にそれぞれ入力する。それ
ぞれの光検出器に入力する光強度を制御することによっ
て、タップ係数の大きさと極性の両方を調整することが
できる。この結果、よりタップ遅延線フィルタの特性を
フレキシブルに制御することができ、等化特性が向上し
た。

【００４７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれらの構成に限定されるものではな
く、いろいろな変形が可能である。

【００４８】信号光の波長は通常光通信で使われる１．
５μｍに限定されるものではなく、どのような波長でも
かまわない。光ファイバも限定されるものではなく、い
かなる種類、分散の光ファイバに対しても本発明は有効
である。また、本実施の形態では偏波モード分散による
波形劣化の等化に用いたが、波長分散やその他の劣化要
因による波形劣化に対しても本発明は有効である。

【００４９】ビットレイトとして１０Ｇｂ／ｓの結果に
ついて示したが、これに限定されるものではなく、これ
より速くても遅くてもよい。もちろん波長分割多重（Ｗ
ＤＭ）光通信にも適用できる。

【００５０】光可変減衰器７、８は、機械式、電気式、
干渉式、液晶を用いたもの等、どのようなタイプの光減
衰器でも使用可能である。光可変減衰器のかわりに、光
アンプを用い、その増幅率を制御することも可能であ
る。この場合、光ファイバアンプ、半導体光アンプ、ラ
マンアンプ、パラメトリックアンプ等、いかなるタイプ
のアンプでも使用可能である。また、光検出器としてア
バランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を用いた場
合、増倍率Ｍを調整することによって、タップ係数を制
御することもできる。

【００５１】変復調方式として強度変調・直接検波受信
方式を用いたが、これに限定されるものではなく、変調
方式として周波数変調、位相変調、偏波変調、デュオバ
イナリ変調など、いかなる変調方式でも適用可能であ
る。復調方式も同様で、光干渉計と直接検波検波を組み
合わせたものなどいかなる復調方式でも適用可能であ
る。

【００５２】前述の実施の形態では、光分波器５、光遅
延器６、光可変減衰器７、８を光ファイバデバイスや光
導波路で構成したが、空間や光バルクデバイス、結晶な
どで構成できることは自明である。また、これらを集積
する場合、石英平面光導波路回路に限定されるものでは
なく、光半導体基板、プラスティク基板、有機系基板な
ど、光が透過する基板であれば使用可能である。

【００５３】光遅延器６の位置関係は、光可変減衰器
７、８の前でも後でもよく、相対的な遅延時間差がとれ
ればどこに配置してもよい。また、複数の光検出器の接
続部分で遅延を調節してもよい。また、前述のように遅
延時間差Ｔは必ずしも１ビットに相当する時間（＝ビッ
トレイトの逆数）である必要はなく、任意に設定でき
る。

【００５４】実施の形態では３タップまでの構成のみ示
したが、これ以上のタップ数のタップ遅延線フィルタも
構成できることは当然である。

【００５５】クロック再生器１６や識別器１４などは、
本発明には直接関係しないものであり、仕様や用途によ
っては省略されることもある。

【００５６】光検出器は、ピン・フォトダイオードに限
定されるものではなく、アバランシェ・フォトダイオー
ド（ＡＰＤ）でも使用可能であり、また構造もメサ型、
バルク型、導波路型等何でも可能である。

【００５７】

【発明の効果】本発明の波形等化機能付き光受信器によ
れば、信号光を光分岐器で分岐することによって、光信
号対雑音比（光ＳＮＲ）の劣化なく分岐することがで
き、また、加算または減算動作を光検出器部のみで実現
することにより、高周波電気回路で問題となるインピー
ダンス不整合によって発生する反射波が引き起こす受信
波形劣化を大幅に抑圧することができる。

【００５８】また、電気回路で実現する場合、増幅率可
変アンプの周波数特性に非常に厳しい平坦性が要求され
るが、光可変減衰器を用いることにより、平坦な周波数
（波長）特性を維持したまま減衰率（または増幅率）を
調整することが容易である。また、光可変減衰器を用い
ることによって、光検出器の表面での受光面積は一定で
あるとともに小さく集光できるので、光検出器の受光面
積を小さく設計して浮遊容量を抑圧することにより、良
好な高周波特性を実現することが可能である。

【００５９】以上のように、本発明によれば、分岐と遅
延を光のままで行い信号の分岐、遅延、加算（または減
算）などによる波形劣化を抑圧することができ、加算ま
たは減算動作を光検出器のみで行うことにより、高ビッ
トレイトでも動作可能であり、タップ遅延線フィルタの
機能を簡単な構成により実現できる。

【００６０】本発明の光受信の等化制御方法によれば、
タップ係数の制御をより簡略化するために、等化波形の
中のあるスペクトル成分の強度が常に一定になるように
光可変減衰器の減衰量を制御することによって自動等化
を行うことが可能である。例えば、偏波モード分散によ
る波形劣化は周波数軸上でみると低域通過フィルタと等
価な劣化となるので、タップ遅延線フィルタの特性を高
周波成分が強調された周波数特性に制御することによっ
て波形等化を行うことが可能である。この高周波成分の
強調の度合いはタップ係数を調整することによって実現
でき、光ファイバの偏波モード分散の値や偏波状態が変
化した場合でも常に最適なフィルタ特性となる。

【００６１】また、減算用光検出器に入力した光強度と
等しい光強度を、加算用光検出器に入力する光強度に加
えるように制御することによって、識別器への入力振幅
をほぼ一定に保つことができ、識別動作を安定化するこ
とができる。

【００６２】以上のように、本発明によれば、タップ係
数の制御が簡単であり環境の変化に対しても安定に動作
させることが可能で、高ビットレイトにおいても優れた
特性のタップ遅延線フィルタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の構成図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態の構成図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態の構成図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態の構成図である。

【図６】本発明のタップ係数の制御方法と周波数特性を
示す説明図である。

【図７】従来のタップ遅延線フィルタの構成を示す模式
図である。

【符号の説明】

１信号光２光ファイバ３光アンプ４光フィルタ５、５ａ、５ｂ、５ｃ光分波器６、６ｂ、６ｃ光遅延器７、７ａ、７ｂ＋、７ｂ−、７ｃ＋、７ｃ−、８光可
変減衰器９、９ａ、９ｂ＋、９ｂ−、９ｃ＋、９ｃ−、１０光
検出器１１増幅器１２デュアル・ピン・フォトダイオード・モジュール１３受信信号１４識別器１５データ１６クロック再生器１７クロック１８バンドパスフィルタ１９強度検出器２０制御器２１、２２、３４制御信号２３フロントエンドモジュール２４平面光導波路回路２５平面レンズ２６デュアル・ピン・フォトダイオード２７出力コネクタ２８光半導体集積回路２９、３０半導体光アンプ３１、３２導波路型フォトダイオード３３レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号光を複数の出力に分岐する光分波器
と、前記光分波器の出力ポートからの出力光強度をそれ
ぞれ変化させることのできる複数の光可変減衰器と、前
記複数の光可変減衰器の出力光をそれぞれ受信して電気
信号に変換するフォトダイオードを備える複数の光検出
器とを有し、前記複数の光検出器のアノードまたはカソ
ードの一方を共通ポートにそれぞれ接続し、前記共通ポ
ートから受信波形を取り出す光受信器であって、前記複
数の光検出器への入力光強度を制御することによって前
記受信波形の等化を行うことを特徴とする波形等化機能
付き光受信器。
【請求項２】前記光分波器からある一つの光検出器ま
での信号光の伝搬遅延時間を基準として、前記光分波器
から他の光検出器までの信号光の伝搬遅延時間との差を
Ｔの整数倍（ただし、Ｔはある伝播遅延時間差）とする
ことを特徴とする請求項１記載の波形等化機能付き光受
信器。
【請求項３】前記受信波形のスペクトル中のある周波
数成分の強度が一定となるように、前記複数の光可変減
衰器を制御することによって前記複数の光検出器への入
力光強度を制御することを特徴とする請求項１または２
記載の波形等化機能付き光受信器。
【請求項４】前記複数の光可変減衰器が増幅率または
出力を可変することのできる複数の光増幅器で構成され
ていることを特徴とする請求項１、２または３記載の波
形等化機能付き光受信器。
【請求項５】前記光分波器と、前記複数の光可変減衰
器とが、適切な伝搬遅延時間を持った光導波路と共に平
面光導波路回路上に集積されていることを特徴とする請
求項１、２または３記載の波形等化機能付き光受信器。
【請求項６】前記光分波器と、前記複数の光増幅器
と、前記複数の光検出器とのうち、少なくとも２つが適
切な伝搬遅延時間を持った光導波路と共に光半導体基板
上に集積されていることを特徴とする請求項４記載の波
形等化機能付き光受信器。
【請求項７】信号光を光分波器により複数の出力に分
岐し、分岐した出力の光強度をそれぞれ複数の光可変減
衰器により変化させた後に、それぞれをフォトダイオー
ドを備える複数の光検出器により電気信号に変換し、前
記複数の光検出器のフォトダイオードのアノードまたは
カソードの一方からの電気信号を合成して受信波形とす
る光受信の等化制御方法であって、前記受信波形のスペ
クトル中のある周波数成分の強度が一定となるように、
前記複数の光可変減衰器の減衰を制御し、前記複数の光
検出器への入力光強度を制御することを特徴とする光受
信の等化制御方法。
【請求項８】前記光分波器からある一つの光検出器ま
での信号光の伝搬遅延時間を基準として、前記光分波器
から他の光検出器までの信号光の伝搬遅延時間との差を
Ｔの整数倍（ただし、Ｔはある伝播遅延時間差）とする
ことを特徴とする請求項７記載の波形等化光受信制御方
法。
【請求項９】カソードからの電気信号を出力する光検
出器に入力する信号光の光強度をＰとしたとき、アノー
ドからの電気信号を出力する光検出器のどれか一つに入
力する信号光の光強度をＰ0＋Ｐ（ただし、Ｐ0は波形等
化をしないときの光強度）とするように制御することに
よって、前記受信波形のＤＣ成分が一定となるように制
御することを特徴とする請求項７または８記載の光受信
の等化制御方法。