JP2004282372A - 光受信装置及び分散補償制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超高速伝送の場合の累積波長分散及び分散スロープの補償を自動制御する。
【解決手段】光伝送路２０を伝搬した信号光は、可変分散／分散スロープ補償装置３２を介して分波器３４に入力し、２分割される。同期型光分離装置３６は、分波器３４の出力光から４つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ４を分離し、それぞれをデータ復調装置３８−１〜３８−４に供給する。データ復調装置３８−１は、３Ｒ受信装置４０と誤り訂正装置４２からなり、ｃｈ１の受信信号光からデータＤ１を復調してその誤りを訂正し、誤り率情報ＢＥＲを制御装置４６に供給する。制御装置４６からのトリガーにより起動されて、光自己相関装置４４は、分波器３４からの信号光の自己相関を演算する。制御装置４６は、自己相関が大きくなるように装置３２の分散補償量を制御し、ＢＥＲが小さくなるように装置３２の分散補償、又は分散補償量及び分散スロープを制御する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光受信装置及び分散補償制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長距離・高速の光伝送システム、特に波長分割多重で多波長の信号光を伝送する光伝送路では、波長分散と、必要により分散スロープとを補償する必要がある。例えば、分散及び分散スロープを補償する光伝送システム、並びにこれらのための補償装置に関して、
米国特許第６，４９６，６１５号公報、
米国特許第６，４９０，３９８号公報、
米国特許第６，４５３，０９３号公報、
米国特許第６，４４５，８６４号公報、
米国特許第６，４３０，３４７号公報、
米国特許第６，３６３，１８４号公報、
米国特許第６，３１０，９９３号公報、及び
米国特許第６，３０１，０４８号公報
がある。
【０００３】
光パルス幅が小さくなるほど、信号スペクトルが拡がる。その結果、１波長あたりのビットレートが１６０Ｇｂ／ｓ以上になる超高速光パルス伝送システムでは、光ファイバ伝送路の、高次分散を含む波長分散の影響が深刻となる。
【０００４】
１波長あたり１０Ｇｂ／ｓ〜４０Ｇｂ／ｓのＷＤＭ（波長分割多重）光伝送システムでは、光ファイバ伝送路上で周期的に累積分散及び分散スロープを補償する分散マネジメントと、光伝送路の終端で残留波長分散を補償するポスト分散補償を併用する。
【０００５】
ビットレートが高速なほど分散トレランスは狭くなる。１６０Ｇｂ／ｓ以上の超高速光パルス伝送システムでは、分散補償ファイバなどの、分散補償量が固定された分散補償デバイスを用いて適切な分散補償を実現するのは困難となる。さらに、光ファイバの波長分散は、温度変動等により経時的に変動する。最近の光ネットワークでは光信号パスを需要及び障害の有無等に応じて切り替える。これらに対応するには、適応的な自動分散制御が不可欠となる。
【０００６】
従来の自動分散制御方法として、伝送光信号を分岐して電気信号に変換し、電気スペクトルにおいて、信号クロック成分の強度をモニタし、それが最大となるように可変分散制御器を負帰還制御する方法が提案されている。例えば、Ｈ．Ｏｏｉ， Ｔ．Ｔａｋａｈａｒａ， Ｇ．Ｉｓｈｉｋａｗａ， Ｓ．Ｗａｋａｎａ， Ｙ．Ｋａｗａｈａｔａ， Ｈ．Ｉｓｏｎｏ ａｎｄ Ｎ．Ｍｉｔａｍｕｒａ ”４０−Ｇｂｉｔ／ｓ ＷＤＭ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｖｉｒｔｕａｌｌｙ ｉｍａｇｅｄ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ （ＶＩＰＡ） ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｓ”，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｎｕｎ． ｖｏｌ．Ｅ８５−Ｂ， Ｎｏ．２， ｐｐ．４６３−４６９，２００２．に記載されている。光信号の受信端で、分散補償装置の分散補償量を自動制御する構成が、米国特許第６，３７０，３００号公報又は特開２０００−２４４３９４公報に記載されている。
【０００７】
分散補償量を調節可能な分散補償装置が、米国特許第６，３３０，３８３号公報及び米国特許第６，３０１，０４８号公報に記載されている。
【０００８】
光デュオバイナリ変調方式の光伝送システムにおいて、光信号の特定周波数成分の強度に従い、分散保証装置の分散値を制御する構成が、特開２００１−３３９３４５号公報及びこれに対応する米国特許出願公開２００１／４６０７７公報に記載されている。
【０００９】
光ファイバ伝送路の分散補償量が所定値内にあるかどうかを検出し、その結果に従い分散補償量を制御する構成が、特開２００１−２１１１２２公報及びこれに対応する米国特許出願公開２００１／９４６７公報に記載されている。
【００１０】
光ファイバ伝送路の波長分散による波形劣化の検出とその補償方法が、特開平１１−１２２１７３号公報及びこれに対応する米国特許５，９９９，２８９号公報に記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、クロック周波数が光電変換可能な４０〜８０Ｇｂ／ｓ以下のビットレートに制限されてしまう。１６０Ｇｂ／ｓ以上の場合、そのまま電気信号に変換して信号品質をモニタすることは不可能である。受信信号品質を電気段でモニタして分散制御する方法では、１６０Ｇｂ／ｓの信号を４０Ｇｂ／ｓ以下のトリビュタリ信号にパルス分離（ＤＥＭＵＸ）する必要がある。しかし、一般に１０Ｇｂ／ｓ以上の信号の品質をモニタする装置にはコストの高い電子回路が必要であり、ＤＥＭＵＸによる信号品質劣化も含まれる。トリビュタリチャネル間の信号品質劣化にばらつきがある場合、分散制御の誤動作の原因になる。
【００１２】
単一波長伝送でも、１６０Ｇｂ／ｓというような高速伝送の場合、信号スペクトルの拡がりの影響を無視できず、分散スロープを補償する必要がでてくる。
【００１３】
本発明は、１６０Ｇｂ／ｓ以上の高速な光パルス伝送にも対応可能な光受信装置及び分散補償制御方法を提示することを目的とする。
【００１４】
本発明はまた、光伝送路の波長分散特性の経時変動に追従して波長分散を好ましい状態に自動管理する光受信装置及び分散補償制御方法を提示することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、信号光の自己相関を演算する光自己相関装置を設け、自己相関が大きくなるように、好ましくは最大になるように、信号光の波長分散を補償する分散補償装置を制御する。本発明はまた、分散補償後の信号光から光伝送路の伝送誤り率情報を算出する伝送誤り率情報算出装置を設け、当該伝送誤り情報が小さくなるように、好ましくは最小になるように当該分散補償装置を制御する。
【００１６】
このような構成により、１６０Ｇｂ／ｓ以上というような高速の光伝送の場合にも、分散補償装置を適切に制御できるようになる。
【００１７】
好ましくは、自己相関が大きくなるように当該分散補償装置を制御し、その後、伝送誤り率情報が小さくなるように当該分散補償装置を制御する。
【００１８】
好ましくは、当該分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置である。そして、自己相関が大きくなるように当該分散／分散スロープ補償装置の分散補償量を制御し、伝送誤り率情報が小さくなるように分散／分散スロープ補償装置の分散スロープを制御する。
【００１９】
別の発明として、適切な分散補償量を決定するために、本線上の第１の分散補償装置とは別に第２の分散補償装置を設ける。第２の分散補償装置の出力信号光の自己相関を演算し、その自己相関が大きくなるように当該第２の分散補償装置（８２）の制御を試行する。その試行結果に従い第１の分散補償装置を制御する。
【００２０】
好ましくは、第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置である。第１の分散補償装置の出力信号光から得られる光伝送路の伝送誤り率情報が小さくなるように分散／分散スロープ補償装置の分散スロープを制御する。
【００２１】
更に別の発明として、適切な分散補償量を決定するために、本線上の第１の分散補償装置とは別に第２の分散補償装置を設ける。第２の分散補償装置の出力信号光の自己相関を演算し、その自己相関が大きくなるように第２の分散補償装置の制御を試行する。その試行結果に従い第１の分散補償装置を初期設定する。以後、第１の分散補償装置の出力信号光の自己相関を算出し、その自己相関が大きくなるように第１の分散補償装置を制御し、第１の分散補償装置の出力信号光から得られる光伝送路の伝送誤り率情報が小さくなるように第１の分散補償装置を制御する。
【００２２】
好ましくは、第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置である。第１の分散補償装置の出力信号光から得られる光伝送路の伝送誤り率情報が小さくなるように分散／分散スロープ補償装置の分散スロープを制御する。
【００２３】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施例）
図１は、本発明の分散補償光伝送システムの第１実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例のシステムは、光送信装置１０、分散補償光伝送路２０及び光受信装置３０からなる。
【００２５】
光送信装置１０の構成と動作を説明する。パルス光源１２は、単一波長λｓの光パルス列を出力する。ここでは、パルス光源１２は、４０ＧＨｚの光パルス列を出力するとする。光分波器１４は、パルス光源１２の出力パルスを４つに分割し、それぞれをデータ変調器１６−１〜１６−４に供給する。データ変調器１６−１は、光分波器１４からの光パルス列の振幅をデータＤ１に従って２値変調する。同様に、データ変調器１６−２〜１６−４はそれぞれ、光分波器１４からの光パルス列の振幅をデータＤ２〜Ｄ４に従って２値変調する。これにより、データ変調器１６−１〜１６−４は、それぞれ、データＤ１〜Ｄ４を搬送する４０Ｇｂ／ｓの光パルス信号を出力する。光時分割多重（ＯＴＤＭ）の多重装置１７は、データ変調器１６−１〜１６−４からの光パルス信号を時分割多重、即ち、互いに異なるタイムスロットで多重する。ＯＴＤＭ多重装置１７の出力信号光のデータレートは、１６０Ｇｂ／ｓになる。光増幅器１８は、ＯＴＤＭ多重装置１７の出力信号光を光増幅して、光伝送路２０に出力する。
【００２６】
光伝送路２０上には、伝送用光ファイバ２２、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）２４及び光増幅器２６が分散配置されている。分散補償量の異なるＤＣＦ２４が光伝送路２０上に配置されることもある。このような、ＤＣＦ２４及び光増幅器２６を具備する光伝送路自体は、周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００２７】
光受信装置３０の構成と動作を説明する。光伝送路２０を伝搬した信号光は、波長分散及び波長分散スロープを調節可能な可変分散／分散スロープ補償装置３２に入力する。可変分散／分散スロープ補償装置３２の詳細は後述する。
【００２８】
分波器３４は、可変分散／分散スロープ補償装置３２の出力光を２つに分割し、一方をＯＴＤＭの同期型光分離装置３６に供給し、他方を光自己相関器４４に供給する。同期型光分離装置３６は、分波器３４の出力光からクロックを抽出し、そのクロックに同期して４つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ４を分離し、それぞれをデータ復調装置３８−１〜３８〜４に供給する。
【００２９】
このような目的の同期型光分離装置３６は、例えば、Ｔ．Ｍｉｙａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．１４， Ｎｏ．１２， ｐｐ．７３４−１７３６に記載されているように、注入同期半導体モードロックレーザと、対称マッハツェンダ型光スイッチとの組み合わせで実現できる。４０Ｇｚでパルス発振する注入同期型モードロックレーザに１６０Ｇｂ／ｓの入力光を入力する。これにより、注入同期型モードロックレーザが、１６０Ｇｂ／ｓの入力光に同期した４０ＧＨｚの光クロックを出力する。１６０Ｇｂ／ｓの入力と、注入同期型モードロックレーザがからの４０ＧＨｚの光クロックを対称マッハツェンダ型光スイッチに入力する。これにより、４０Ｇｂ／ｓの１つのチャンネルを分離できる。分離したいチャンネル数だけ、対称マッハツェンダ型光スイッチを用意すればよい。
【００３０】
データ復調装置３８−１は、３Ｒ受信装置４０と誤り訂正装置４２からなる。分離装置３６で分離されたｃｈ１の信号光は、データ復調装置３８−１の３Ｒ受信装置４０に入力する。３Ｒ受信装置４０は、分離装置３６からのｃｈ１の信号光を電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号を３Ｒ（ｒｅｔｉｍｉｎｇ、ｒｅｓｈａｐｉｎｇ及びｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）再生し、クロックを抽出する電気回路とからなる。３Ｒ受信装置４０は、ｃｈ１の信号光で搬送されたデータとそのクロックを復元する。３Ｒ受信装置４０は、本実施例では、４０Ｇｂ／ｓに対応できれば良い。３Ｒ受信装置４０により復元されたデータ信号とクロックは、誤り訂正装置４２に供給される。誤り訂正装置４２は、３Ｒ受信装置４０から供給されるデータ信号とクロックに従い、そのデータ信号に含まれる誤り検出訂正符号を使って誤りを訂正し、受信データＤ１ｒを出力する。誤り訂正が有効に機能している場合、受信データＤ１ｒは、光送信装置１０におけるデータＤ１と一致することはいうまでもない。誤り訂正装置４２はまた、受信データの誤り率情報を制御装置４６に供給する。
【００３１】
データ復調装置３８−２〜３８−４も、データ復調装置３８−１と同様に、３Ｒ受信装置と誤り訂正装置からなる。但し、データ復調装置３８−２〜３８−４の誤り訂正装置で検出される誤り率情報は、制御装置４６に供給しなくてもよい。
【００３２】
図２は、光自己相関装置４４の概略構成例を示す。分波器５０が入力光（分波器３４の一方の出力光）を２つに分割し、一方を固定の遅延器５２に供給し、他方を可変遅延器５４に供給する。可変遅延器５４は、光軸方向に移動自在なミラー５４ａと、ミラー５４ａを光軸方向に移動するアクチュエータ５４ｂからなる。合波器５６は、固定遅延器５２の出力光と可変遅延器５４の出力光を合波する。合波器５６による合波光は、２光子吸収のアバランショ・フォトダイオード（ＡＰＤ）５８に印加され、ここで電気信号に変換される。プリアンプ６０は、ＡＰＤ６０の出力を増幅して制御装置４６に供給する。掃引信号源６２は、制御装置４６からのトリガー信号に従い、アクチュエータ５４ｂに対する駆動信号となる掃引信号を発生する。掃引信号源６２の出力する掃引信号に従い、アクチュエータ５４ｂが、ミラー５４ａを光軸方向に前後に移動する。これにより、可変遅延器５４の遅延時間が一定範囲で掃引される。
【００３３】
図３は、可変遅延器５４の遅延時間に対するアンプ６０の出力変化例を示す。可変値延期５４の遅延時間に対して、アンプ６０の出力振幅が周期的に変化する。そして、相関が最も強い位置で、アンプ６０の出力振幅が最大になる。アンプ６０の出力が最大になるときの、バイアスＩａｖｅからの増加分をΔＩとすると、信号光の波形劣化が少なければ少ないほど、バイアスＩａｖｅに対するコントラストΔＩ／Ｉａｖｅが大きくなる。従って、コントラストΔＩ／Ｉａｖｅが大きくなる方向に分散補償量を制御すれば良いことになる。
【００３４】
２光子吸収型ＡＰＤ５８の代わりにＳＨＧ（第２高調波発生）結晶とＡＰＤを使用しても良い。この場合、ＳＨＧ結晶には、２つの光波を互いに僅かの角度を付けて入力する。ＳＨＧ結晶は、入力する２つの光波の積に相当する周波数の光を発生する。ＳＨＧ結晶で発生した光波をＡＰＤに入力する。ＡＰＤの出力は、ＳＨＧ結晶に入力する２つの光波の相関を示す。この場合、Ｉａｖｅが零又は非常に小さくなるので、交番成分の振幅ΔＩが自己相関の程度を示す。
【００３５】
制御装置４６は、掃引信号源６２による１回の掃引に対し、アンプ６０の出力に含まれる交番成分の最大変動分ΔＩ、具体的にはコントラスト比ΔＩ／Ｉａｖｅを計測し、自己相関値の指標として記憶する。そして、制御装置４６は、このコントラスト比がより大きくなるように、可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散補償量又は、分散補償量及び分散スロープを制御する。
【００３６】
制御装置４６はまた、ｃｈ１のデータ復調装置３８−１の誤り訂正装置４２からの誤り率（ＢＥＲ）に従い、その誤り率が最低になるように、可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散補償量又は、分散補償量及び分散スロープを制御する。
【００３７】
いわば、制御装置４６は、受信信号光の自己相関が最大になるように可変分散／分散スロープ補償装置３２を粗調整し、受信信号のＢＥＲ誤り率がより低くなるように、可変分散／分散スロープ補償装置３２を微調整する。例えば、受信信号のＢＥＲが所定値（例えば、１０^−５）以上になったら、自己相関値による可変分散／分散スロープ補償装置３２の制御（粗調整）を起動する。
【００３８】
図４は、可変分散／分散スロープ補償装置３２の概略構成図を示す。図４では、波長分散を補償する分散補償装置７０と、分散スロープを補償する分散スロープ補償装置７２をシリアルに接続してある。
【００３９】
分散補償装置７０は、光サーキュレータ７０ａ、ファイバグレーティング７０ｂ、ファイバグレーティング７０ｂを加熱するヒータ７０ｃ、及び電流をヒータ７０ｃに供給する電源７０ｄとからなる。光サーキュレータ７０ａは、装置３２の入力光をファイバグレーティング７０ｂに供給し、ファイバグレーティング７０ｂで反射された光を分散スロープ補償装置７２に転送する。電源７０ｄが、制御装置４６からの粗制御信号に応じた電流をヒータ７０ｃに供給し、ヒータ７０ｃがファイバグレーティング７０ｂを加熱する。これにより、ファイバグレーティング７０ｂの波長分散特性が変化する。ファイバグレーティングを加熱することにより分散補償量を調節できるこのような構成の分散補償装置自体は、公知である。ファイバグレーティング７０ｂは、信号波長λｓにおいて所望の範囲の分散補償量を与えられるように設計されている。
【００４０】
分散スロープ補償装置７２も、基本的に、分散補償装置７０と同じ構成から成る。即ち、分散スロープ補償装置７２は、光サーキュレータ７２ａ、ファイバグレーティング７２ｂ、ファイバグレーティング７２ｂを加熱するヒータ７２ｃ、及び電流をヒータ７２ｃに供給する電源７２ｄとからなる。光サーキュレータ７２ａは、分散補償装置７０の光サーキュレータ７０ａからの光をファイバグレーティング７２ｂに供給し、ファイバグレーティング７２ｂで反射された光を外部に出力する。電源７２ｄが、制御装置４６からの微調制御信号に応じた電流をヒータ７２ｃに供給し、ヒータ７２ｃがファイバグレーティング７２ｂを加熱する。これにより、ファイバグレーティング７２ｂの波長分散の傾き（分散スロープ）が、波長λｓを中心に変化する。ファイバグレーティング７２ｂは、信号波長λｓを中心に所望の波長範囲で波長分散の傾きを変更できるように設計されている。
【００４１】
２つの光サーキュレータ７２ａ，７４ａを単一の４ポートの光サーキュレータで代替できることは明らかである。
【００４２】
分散スロープ補償装置としては、分散スロープが逆符号の２つのファイバグレーティングを具備し、これらを個別に制御することで、注目波長での波長分散を一定に保てるようにした構成のものがある。このような構成の分散スロープ補償装置も、分散スロープ補消息費７２として使用できる。
【００４３】
更には、温度分布を細かく制御することで、単一のファイバグレーティングであっても、温度分布を細かく制御することで、波長分散と分散スロープを独立に制御することができる。このような構成の可変分散／分散スロープ補償装置を本実施例の可変分散／分散スロープ補償装置３２として使用できる。
【００４４】
図５は、可変分散／分散スロープ補償装置３２の別の構成の概略構成図を示す。図５に示す例では、単一のファイバグレーティングで分散と分散スロープの両方を補償する。図５に示す例では、可変分散／分散スロープ補償装置３２は、光サーキュレータ７４ａ、ファイバグレーティング７４ｂ、ファイバグレーティング７４ｂを加熱するヒータ７４ｃ、電流をヒータ７４ｃに供給する電源７４ｄ、及び、制御装置４６からの粗調制御信号と微調制御信号を加算し、加算結果を電源７４ｄに印加する加算器７４ｅとからなる。
【００４５】
光サーキュレータ７４ａは、装置３２の入力光をファイバグレーティング７４ｂに供給し、ファイバグレーティング７４ｂで反射された光を装置３２の外部に出力する。加算器７４ｅは、制御装置４６からの粗調制御信号と微調制御信号を加算し、加算結果を電源７４ｄに印加する。電源７４ｄは、加算器７４ｅの出力の大きさに応じた電流をヒータ７４ｃに供給し、ヒータ７４ｃがファイバグレーティング７４ｂを加熱する。これにより、ファイバグレーティング７４ｂの波長分散特性及び分散スロープが変化する。ファイバグレーティング７４ｂは、信号波長λｓにおいて所望の範囲の分散補償量を与えられるように、かつまた、信号波長λｓにおいて所望の範囲で分散スロープを変更できるように設計されている。
【００４６】
図４に示す構成では、２つの光サーキュレータと２つのファイバグレーティングを必要とするが、分散補償と分散スロープ補償を独立に設定できるので、細かい制御が可能になる。
【００４７】
自己相関による分散／分散スロープ補償の制御（粗調）と、ＢＥＲによる分散／分散スロープ補償の制御（微調）は、同時に実行しても良いが、両者を無関係に実行した場合に、分散／分散スロープ補償を好ましい状態に制御できない可能性がある。従って、先ず、自己相関による分散／分散スロープ補償の制御（粗調）を実行し、その後に、ＢＥＲによる分散／分散スロープ補償の制御（微調）を実行するのが好ましい。ＢＥＲが大幅に劣化した場合に、自己相関による分散／分散スロープ補償の制御（粗調）を再試行すればよい。
【００４８】
図６は、図４に示す構成の可変分散／分散スロープ補償装置３２に対する分散補償制御のフローチャートを示す。制御装置４６は先ず、光自己相関装置４４により、可変分散／分散スロープ補償装置３２の出力光の自己相関（ここでは、コントラスト比ＣＲ）を計測する（Ｓ１）。計測されたコントラスト比ＣＲが閾値ＣＲ_ｔｈ以上の場合（Ｓ２）、可変分散／分散スロープ補償装置３２の補償量を制御する必要が無いので、ステップ１に戻る。
【００４９】
計測されたコントラスト比ＣＲが閾値ＣＲｔｈより小さい場合（Ｓ２）、コントラスト比ＣＲが大きくなるように、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散補償量を制御する（Ｓ３）。例えば、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散補償をステップ的に変化させて、各変化におけるコントラスト比を計測する。２点のＢコントラスト比を対比することで、コントラスト比が大きくなる分散補償量の変化方向が分かる。３点のコントラスト比を対比することで、コントラスト比が極値になっているかどうかが分かる。そこで、２点、好ましくは３点のコントラスト比を対比して、コントラスト比が大きくなる方向に、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散補償量を僅かに変化させる。これを繰り返すことで、コントラスト比が最大になる位置に、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散補償量を制御できる。
【００５０】
次に、制御装置４６は、誤り訂正装置４２から出力される誤り率（ＢＥＲ）を取り込む（Ｓ４）。ＢＥＲが微調を実行するほどには小さくない場合（Ｓ５）、例えば、ＢＥＲ_ｔｈ（〜１０^−５）より小さくない場合、ステップＳ１に戻り、自己相関による分散制御（粗調）を再試行する。
【００５１】
ＢＥＲがＢＥＲ_ｔｈより小さい場合（Ｓ５）、ＢＥＲが小さくなるように、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散スロープ補償を制御する（Ｓ６）。例えば、可変分散／分散スロープ補償装置３２における分散スロープを波長λｓを中心にステップ的に変化させて、各変化におけるＢＥＲを計測する。２点のＢＥＲを対比することで、ＢＥＲが少なくなる分散スロープの変化方向が分かる。３点のＢＥＲを対比することで、ＢＥＲが極値になっているかどうかが分かる。そこで、２点、好ましくは３点のＢＥＲを対比して、ＢＥＲが小さくなる方向に、可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散スロープを僅かに変化させる。これを繰り返すことで、ＢＥＲが最小になる位置に、可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散スロープを制御できる。
【００５２】
ＢＥＲによる可変分散／分散スロープ補償装置３２の制御の間に、ＢＥＲがＢＥＲ_ｔｈ以上になったら（Ｓ５）、ステップＳ１に戻り、自己相関による分散制御（粗調）を再試行する。
【００５３】
図６では、ＢＥＲによる分散制御を開始する閾値と、ＢＥＲによる分散制御を抜ける閾値を共に、同じ値（１０^−５）としたが、それぞれに適した値を設定してもよいことはいうまでもない。
【００５４】
（第２実施例）
第１実施例では、データの復調に使用する信号光に対する分散／分散スロープを制御したので、その制御によりデータの復調に支障が生じ得る。例えば、インサービスでの実施が難しくなったり、誤り訂正不能のエラーが残ったりする。
【００５５】
そこで、第２実施例として、自己相関及びＢＥＲに応じた分散制御を試行するための可変分散／分散スロープ補償装置を別に配備することを提案する。図７は、そのような光受信装置の実施例の概略構成図を示す。図１に示す構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してある。
【００５６】
光分波器８０は、光伝送路２０から入力する光を２分割し、一方を可変分散／分散スロープ補償装置３２に供給し、他方を可変分散／分散スロープ補償装置８２に供給する。可変分散／分散スロープ補償装置８２は、可変分散／分散スロープ補償装置３２と同じ入出力特性、即ち同じ分散／分散スロープ補償特性を具備する。光自己相関装置８４は、可変分散／分散スロープ補償装置８２の出力光の自己相関を演算する。光自己相関装置８４の内部構成は、図１に示す実施例の光自己相関装置４４と全く同じである。光自己相関装置８４の相関結果及びデータ復調装置３８−１からの誤り率ＢＥＲは、制御装置８６に印加される。
【００５７】
制御装置８６は、先ず、可変分散／分散スロープ補償装置８２及び光自己相関装置８４により、受信信号光の分散／分散スロープ補償に使用する可変分散／分散スロープ補償装置３２とは独立に、受信信号光に対して自己相関が最適になる分散制御を試行し、その試行結果に基づき可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散補償量を粗調整する。制御装置８６はまた、データ復調装置３８−１からのＢＥＲに従い可変分散／分散スロープ補償装置３２の分散スロープを微調整する。
【００５８】
図７に示す実施例では、信号光の受信に影響せずに、自己相関を最大にする分散補償量を決定できる。従って、データＤ１〜Ｄ４の受信が安定化し、データ伝送サービス中でも、より好ましい分散補償量を積極的に探索でき、好ましい分散補償量に可変分散／分散スロープ補償装置３２を迅速に制御できる。
【００５９】
図７に示す構成では、可変分散／分散スロープ補償装置８２の出力信号光の誤り率が不明であるので、ＢＥＲに基づき可変分散／分散スロープ補償装置８２の制御を試行することはできない。しかし、可変分散／分散スロープ補償装置８２の出力信号光の誤り率を計測する手段を追加し、計測された誤り率を制御装置８６に印加することで、制御装置８６は、誤り率ＢＥＲに対しても、可変分散／分散スロープ補償装置８２の分散スロープ制御を試行できる。この場合、制御装置８６は、分散制御の試行で得られた好ましい分散補償量及び分散スロープ補償量に可変分散／分散スロープ補償装置３２を制御する。
【００６０】
（第３実施例）
可変分散／分散スロープ補償装置３２，８２に同じ分散媒体、例えばファイバグレーティングを使用したとしても、個体差は避けえない。図８は、そのような個体差を吸収できる光受信装置の実施例の概略厚生ブロック図を示す。図７に示す構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してある。
【００６１】
光分波器８８が、可変分散／分散スロープ補償装置３２の出力光を２分割し、一方を分離装置３６に供給し、他方を光セレクタ９０に供給する。光セレクタ９０は、可変分散／分散スロープ補償装置８２の出力光又は分波器８８の出力光を光自己相関装置８４に供給する。制御装置９２は、可変分散／分散スロープ補償装置８２及び光自己相関装置８４による分散補償の試行の際には、光セレクタ９０を制御して可変分散／分散スロープ補償装置８２の出力光を光自己相関装置８４に供給させる。試行が終わり、可変分散／分散スロープ補償装置３２を制御する際には、制御装置９２は、光セレクタ９０を制御して、部分波器８８の出力光、即ち、可変分散／分散スロープ補償装置３２の出力光を光自己相関装置８４に供給させる。
【００６２】
図８に示す構成では、自己相関に関する分散制御について、可変分散／分散スロープ補償装置８４による試行分散補償結果をそのままの出力光を光自己相関装置８４に供給させる。
【００６３】
図８に示す実施例では、図７に示す実施例の利点に加え、可変分散／分散スロープ補償装置３２，８２の個体差を吸収できる。即ち、可変分散／分散スロープ補償装置８２による分散制御の試行結果に関わらず、実際に受信する信号光の分散補償量を最適に制御できる。可変分散／分散スロープ補償装置８２で試行した上で可変分散／分散スロープ補償装置３２を制御するので、可変分散／分散スロープ補償装置３２での分散制御では、分散補償量を大きく変動させる必要が無くなり、従って、受信特性が不必要に大きく変動することが無くなる。
【００６４】
（その他）
上記実施例では、自己相関に対して分散補償量を制御し、ＢＥＲに対して分散スロープを制御するとしたが、自己相関及びＢＥＲの何れに対しても、分散補償量を制御しても良い。また、必要がなければ、分散スロープの制御を省略しても良い。この点で、分散補償の制御は、広義では、分散スロープの制御を含み、狭義では、分散スロープの制御を含まない。
【００６５】
ＢＥＲの代わりに、光伝送路２０のＱ値を使用しても良い。ＢＥＲとＱ値の何れも、光伝送路の伝送誤り率情報として使用できる。
【００６６】
自己相関に対する分散補償の制御としては、所定間隔で起動しても、自己相関値が所定値以下になったときに起動しても、自己相関が最大になるように常時、分散補償量（及び分散スロープ）を制御しても、どれでもよい。また、ＢＥＲに対する分散補償の制御は、自己相関に対する分散補償制御の実行後に限定されないし、自己相関に対する分散補償制御とは独立に実行しても良い。勿論、自己相関に対する分散補償制御の実行後にＢＥＲに対する分散補償の制御を実行した方が、効率が良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、非常に高速の光ファイバ伝送において、累積波長分散を適切に管理でき、良好な伝送特性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】光自己相関装置４４の概略構成ブロック図である。
【図３】遅延時間に対するアンプ６０の出力変化例である。
【図４】可変分散／分散スロープ補償装置３２の一構成例の概略構成図である。
【図５】可変分散／分散スロープ補償装置３２の別の構成例の概略構成図である。
【図６】自己相関値及びＢＥＲに関する分散補償制御の一例のフローチャートである。
【図７】光受信装置の変更例の概略構成ブロック図である。
【図８】光受信装置の別の変更例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０：光送信装置
１２：パルス光源
１４：光分波器
１６−１〜１６−４：データ変調器
１７：ＯＴＤＭ多重装置
１８：光増幅器
２０：光伝送路
２２：伝送用光ファイバ
２４：分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
２６：光増幅器
３０：光受信装置
３２：可変分散／分散スロープ補償装置
３４：分波器
３６：同期型光分離装置
３８−１〜３８−４：データ復調装置
４０：３Ｒ受信装置
４２：誤り訂正装置
４４：光自己相関装置
４６：制御装置
５０：分波器
５２：固定遅延器
５４：可変遅延器
５４ａ：ミラー
５４ｂ：アクチュエータ
５６：合波器
５８：２光子吸収型アバランショ・フォトダイオード（ＡＰＤ）
６０：プリアンプ
６２：掃引信号源
７０：分散補償装置
７０ａ：光サーキュレータ
７０ｂ：ファイバグレーティング
７０ｃ：ヒータ
７０ｄ：電源
７２：分散スロープ補償装置
７２ａ：光サーキュレータ
７２ｂ：ファイバグレーティング
７２ｃ：ヒータ
７２ｄ：電源
７４ａ：光サーキュレータ
７４ｂ：ファイバグレーティング
７４ｃ：ヒータ
７４ｄ：電源
７４ｅ：加算器
８０：光分波器
８２：可変分散／分散スロープ補償装置
８４：光自己相関装置
８６：制御装置
８８：光分波器
９０：光セレクタ
９２：制御装置

Claims (22)

1. 光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する、分散補償量を変更自在な分散補償装置（３２）と、
   当該分散補償装置（３２）の出力信号光の自己相関を演算する光自己相関装置（４４）と、
   当該光自己相関装置（４４）の自己相関が大きくなるように当該分散補償装置（３２）を制御する制御装置（４６）
   とを具備することを特徴とする光受信装置。
2. 更に、当該分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出装置（４２）を具備し、
   当該制御手段（３２）が、当該伝送誤り率情報が小さくなるように、当該分散補償装置（３２）を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
3. 当該制御装置（４６）が、当該光自己相関装置（４４）の自己相関が大きくなるように当該分散補償装置（３２）を制御し、その後、当該伝送誤り率情報算出装置（４２）の出力に従い当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散補償装置（３２）を制御する請求項２に記載の光受信装置。
4. 当該分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
   当該制御装置（４６）が、当該光自己相関装置（４４）の自己相関が大きくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の分散補償量を制御し、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御する請求項２に記載の光受信装置。
5. 光伝送路（２０）から入力する信号光を２分割する光分波器（８０）と、
   当該光分波器（８０）から出力される各信号光の波長分散を補償する、分散補償量を変更自在な第１及び２の分散補償装置（３２，８２）と、
   当該第１の分散補償装置（３２）が出力する信号光から、当該信号光の搬送するデータを復調するデータ復調装置（３６，３８−１〜４）と、
   当該第２の分散補償装置（８２）から出力される信号光の自己相関を演算する光自己相関装置（８４）と、
   当該光自己相関装置（８４）の自己相関が大きくなるように当該第２の分散補償装置（８２）の制御を試行し、その試行結果に従い当該第１の分散補償装置（３２）を制御する制御装置（８６）
   とを具備することを特徴とする光受信装置。
6. 当該データ復調装置（３６、３８−１）が、当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出装置（４２）を具備し、
   当該制御装置（８６）が、当該伝送誤り率情報算出装置（４２）の出力に従い、当該伝送誤り率が小さくなるように、当該第１の分散補償装置（３２）を制御する請求項５に記載の光受信装置。
7. 当該第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
   当該制御装置（８６）が、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御する請求項６に記載の光受信装置。
8. 光伝送路（２０）から入力する信号光を２分割する第１の光分波器（８０）と、
   当該第１の光分波器（８０）から出力される各信号光の波長分散を補償する、分散補償量を変更自在な第１及び２の分散補償装置（３２，８２）と、
   当該第１の分散補償装置（３２）の出力光を２分割する第２の光分波器（８８）と、
   当該第２の光分波器（８８）の一方の出力信号光から、当該信号光の搬送するデータを復調するデータ復調装置（３６，３８−１〜４）と、
   光自己相関装置（８４）と、
   当該第２の分散補償装置（３２，８２）の出力信号光及び当該第２の光分波器（８８）の他方の出力光を当該光自己相関装置（８４）に供給する光セレクタ（９０）と、
   当該第２の分散補償装置（３２，８２）の出力信号光が当該光自己相関装置（８４）に供給されるように光セレクタ（９０）を制御した状態で、当該光自己相関装置（８４）の自己相関が大きくなるように当該第２の分散補償装置（８２）の制御を試行し；その試行結果に従い当該第１の分散補償装置（３２）を制御する制御装置（９２）
   とを具備することを特徴とする光受信装置。
9. 当該制御装置（９２）が、当該試行結果を当該第１の分散補償装置（３２）に設定した後で、当該第１の分散補償装置（３２）の出力信号光が当該光自己相関装置（８４）に供給されるように光セレクタ（９０）を制御した状態で当該光自己相関装置（８４）の自己相関が大きくなるように当該第１の分散補償装置（３２）を制御する請求項７に記載の光受信装置。
10. 当該データ復調装置（３６、３８−１）が、当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出装置（４２）を具備し、
    当該制御装置（９２）が、当該伝送誤り率情報算出装置（４２）の出力に従い、当該伝送誤り率が小さくなるように、当該第１の分散補償装置（３２）を制御する請求項８に記載の光受信装置。
11. 当該第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
    当該制御装置（９２）が、当該伝送誤り率情が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御する請求項１０に記載の光受信装置。
12. 光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する分散補償装置（３２）を制御する分散補償制御方法であって、
    当該分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出ステップ（３８−１）と、
    当該分散補償装置（３２）の出力信号光の自己相関を演算する自己相関演算ステップ（４４）と、
    当該自己相関が大きくなるように当該分散補償装置（３２）を制御する制御ステップ（４６）
    とを具備することを特徴とする分散補償制御方法。
13. 更に、当該分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出ステップ（３８−１）を具備し、
    当該制御ステップ（４６）が、当該自己相関が大きくなるように、かつ、当該伝送誤り率情報が小さくなるように、当該分散補償装置（３２）を制御する
    請求項１２に記載の分散補償制御方法。
14. 当該制御ステップ（４６）が、当該自己相関が大きくなるように当該分散補償装置（３２）を制御し、その後、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散補償装置（３２）を制御するステップからなる請求項１３に記載の分散補償制御方法。
15. 当該分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
    当該制御ステップ（４６）が、当該自己相関が大きくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の分散補償量を制御し、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御する請求項１３に記載の分散補償制御方法。
16. 光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する第１の分散補償装置（３２）を制御する分散補償制御方法であって、
    光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する、分散補償量を変更自在な第２の分散補償装置（８２）を用意するステップと、
    当該第２の分散補償装置（８２）の出力信号光の自己相関を演算する自己相関演算ステップと、
    当該自己相関が大きくなるように当該第２の分散補償装置（８２）の制御を試行する試行ステップと、
    当該試行ステップの試行結果に従い当該第１の分散補償装置（３２）を制御する制御ステップ
    とを具備することを特徴とする分散補償制御方法。
17. 更に、当該第１の分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出ステップを具備し、
    当該制御ステップが更に、当該伝送誤り率が小さくなるように、当該第１の分散補償装置（３２）を制御するステップを含む請求項１６に記載の分散補償制御方法。
18. 当該第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
    当該制御ステップが、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御するステップからなる請求項１７に記載の分散補償制御方法。
19. 光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する第１の分散補償装置（３２）を制御する分散補償制御方法であって、
    光伝送路（２０）から入力する信号光の波長分散を補償する、分散補償量を変更自在な第２の分散補償装置（８２）を用意するステップと、
    当該第１の分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率情報を算出する伝送誤り率情報算出ステップ（３８−１）と、
    当該第２の分散補償装置（８２）の出力信号光の自己相関を算出し、当該自己相関が大きくなるように当該第２の分散補償装置（８２）の制御を試行する試行ステップと、
    当該試行ステップの試行結果に従い当該第１の分散補償装置（３２）を設定する設定ステップ
    とを具備することを特徴とする分散補償制御方法。
20. 更に、当該第１の分散補償装置（３２）の出力信号光から当該光伝送路の伝送誤り率を示す情報を算出する伝送誤り率情報算出ステップと、
    当該伝送誤り率が小さくなるように、当該第１の分散補償装置（３２）を制御する第１の制御ステップ
    とを具備する請求項１９に記載の分散補償制御方法。
21. 更に、当該設定ステップの後、当該第１の分散補償装置（３２）の出力信号光の自己相関を算出し、当該自己相関が大きくなるように当該第１の分散補償装置（３２）を制御する第２の制御ステップを具備する請求項１９に記載の分散制御方法。
22. 当該第１の分散補償装置が、分散補償量及び分散スロープを変更自在な分散／分散スロープ補償装置（３２）であり、
    当該第１の制御ステップが、当該伝送誤り率が小さくなるように当該分散／分散スロープ補償装置（３２）の当該分散スロープを制御するステップからなる請求項２０に記載の分散補償制御方法。

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