(57)【要約】  本発明の分散検出装置は、伝送路を伝送されてきた受信信号の受信波形からデータをサンプリングする波形モニタ回路（２）、および、波形モニタ回路（２）により得られたサンプリングデータを基にして受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出するヒストグラム抽出回路（３）を有する受信波形モニタ処理部（１）と、受信波形モニタ処理部（１）にて抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる受信波形の受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして伝送路における偏波分散量を推定する偏波分散推定回路（７）を有する分散量検出部（４）と、から構成される。
2008065784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を伝送されてきた受信信号の受信波形からデータをサンプリングする波形モニタ回路、および、前記波形モニタ回路により得られたサンプリングデータを基にして前記受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出するヒストグラム抽出回路を有する受信波形モニタ処理部と、
前記受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる前記受信波形の受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記伝送路における偏波分散量を推定する偏波分散推定回路を有する分散量検出部と、から構成される分散検出装置。
【請求項２】
前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、請求項１に記載の分散検出装置。
【請求項３】
前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項２に記載の分散検出装置。
【請求項４】
前記分散量検出部は、
前記受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを基にして前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項２に記載の分散検出装置。
【請求項５】
前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定する、請求項１に記載の分散検出装置。
【請求項６】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を基にして前記伝送路における波長分散量を推定する波長分散推定回路をさらに有する、請求項１に記載の分散検出装置。
【請求項７】
前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、請求項６に記載の分散検出装置。
【請求項８】
前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項７に記載の分散検出装置。
【請求項９】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項７に記載の分散検出装置。
【請求項１０】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出するクロスポイント変動検出部と、
前記受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出する位相方向アイ開口検出部と、をさらに有し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を基にして前記波長分散量を推定する、請求項６に記載の分散検出装置。
【請求項１１】
前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータと、波長分散量とアイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータと、を予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記波長分散量を推定する、請求項６に記載の分散検出装置。
【請求項１２】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のハイレベル側とローレベル側の中間電位付近のクロスポイントの位置と前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を基にして、偏波分散の群遅延量が前記受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを識別する群遅延量識別機能部と、をさらに有する請求項６に記載の分散検出装置。
【請求項１３】
前記波形モニタ回路は、
前記受信波形から、外部から入力される識別クロックに基づくタイミングで、外部から設定される電圧方向の識別閾値以上のデータをサンプリングする識別器と、
前記識別器の識別閾値を設定する手段と、
前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させる手段と、を有し、
前記識別器の識別閾値を電圧方向に変化させ、さらに前記識別器に入力する識別クロックの位相を変化させながら、前記受信波形から複数のデータを繰り返しサンプリングする、請求項１２に記載の分散検出装置。
【請求項１４】
前記ヒストグラム抽出回路は、前記識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、その後に前記識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングしたデータの積算値と、の差分を算出し、該差分データを前記識別閾値を変更する度に蓄積することで前記受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、前記ヒストグラムデータとする、請求項１３に記載の分散検出装置。
【請求項１５】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記識別クロックの位相を変更する度に、前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして前記偏波分散量を推定する、請求項１３に記載の分散検出装置。
【請求項１６】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出するクロスポイント変動検出部と、
前記受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出する位相方向アイ開口検出部と、をさらに有し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を基にして前記波長分散量を推定する、請求項１２に記載の分散検出装置。
【請求項１７】
前記分散量検出部は、
前記受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部と、
前記受信アイパターン波形のハイレベル側とローレベル側の中間電位付近のクロスポイントの位置を検出するクロスポイント位置検出部と、をさらに有し、
前記群遅延量識別機能部は、前記受信アイパターン波形のアイ開口の内部にクロスポイントが存在した場合、その際の電圧方向のアイ開口量に基づいて偏波分散の群遅延量が前記受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを識別する、請求項１２に記載の分散検出装置。
【請求項１８】
前記分散量検出部は、
偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータと、波長分散量とアイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータと、群遅延量が１ユニットインターバル以上である場合の偏波分散量とアイパターンの１ユニットインターバル時間内でのクロスポイントの存在の有無およびその場合の電圧方向のアイ開口量との相関関係を表すルックアップデータと、を予め格納するルックアップデータテーブルをさらに有し、
前記偏波分散推定回路は、前記判定した前記受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記偏波分散量を推定し、
前記波長分散推定回路は、前記受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量および位相方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記波長分散量を推定し、
前記群遅延量識別機能部は、前記受信アイパターン波形のアイ開口の内部にクロスポイントが存在した場合、その際の電圧方向のアイ開口量を、前記ルックアップデータテーブルのルックアップデータと比較することで前記群遅延量が前記受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを識別する、請求項１２に記載の分散検出装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電変換回路にて電気信号に変換された受信信号の、偏波分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量を検出した後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。
【請求項２０】
請求項１に記載の分散検出装置を有する受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部とから構成される、自動分散補償システム。
【請求項２１】
請求項６に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電変換回路にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散および波長分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量および波長分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および前記波長分散量を検出した後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。
【請求項２２】
請求項６に記載の分散検出装置を有する受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部とから構成される、自動分散補償システム。
【請求項２３】
請求項１２に記載の分散検出装置と、
前記伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、
前記光電変換回路にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、
前記電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、
前記分散検出装置にて検出された偏波分散量および波長分散量の検出結果を基に、前記電気分散補償器の補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、
前記光電気変換回路と前記電気分散補償器の間に配置され、前記分散検出装置で前記群遅延量が前記受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることが識別された場合、受信信号の最初の１ユニットインターバル時間相当の群遅延量による波形劣化分を等化する予等化器と、から構成され、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および波長分散量を検出した後、前記群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であることが識別された場合は、はじめに前記予等化器を動作させ、１ユニットインターバル時間相当の群遅延量による波形劣化分を等化しておいた後に、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御し、
前記分散検出装置で、前記電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして前記偏波分散量および波長分散量を検出した後、前記群遅延量が１ユニットインターバル時間未満であることが識別された場合は、前記予等化器は動作させない状態で、前記アダプティブ補償量制御部で、前記電気分散補償器に用いる最適な補償係数および前記クロックデータリカバリ回路の識別閾値を自動で制御する、自動分散補償システム。
【請求項２４】
前記予等化器は、
前記分散検出装置の制御の基で、前記光電変換回路にて電気信号に変換された受信信号に対する遅延処理を行う遅延素子と、
前記分散検出装置の制御の基で、前記遅延素子から出力された受信信号に対する重み付け処理を行う重み付け回路と、
前記遅延素子へ入力される前の受信信号と前記重み付け回路から出力された受信信号との加減算処理を行う加減算回路と、を有する、請求項２３に記載の自動分散補償システム。
【請求項２５】
請求項１２に記載の分散検出装置を含む受信部と、
前記分散検出装置からフィードバックした偏波分散量の検出結果と、群遅延量が１ユニットインターバル時間以上かどうかの判断結果と、を基に、送信信号となる光信号にあらかじめ分散等化処理を施してから送信する送信部と、から構成される、自動分散補償システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速光伝送システムにおいて、偏波分散、または、偏波分散と波長分散の複合分散で劣化した伝送波形から、偏波分散量、または、波長分散量と偏波分散量の両方を検出することができる分散検出装置およびそれを用いた自動分散補償システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のネットワーク容量の急激な増加に伴い、光伝送システムの大容量化が求められている。最近は、現在実用化されている１０Ｇｂｐｓの波長多重（ＷＤＭ）伝送方式よりもさらなる大容量伝送が可能となる４０ＧｂｐｓのＷＤＭ光伝送システムの開発が急ピッチで進められている。【０００３】
このような４０Ｇｂｐｓの光伝送システムでは、これまで問題となってきた波長分散に起因する波形劣化だけでなく、偏波分散に起因する波形劣化の影響が非常に大きくなり、光信号の伝送距離が著しく制限されるという問題がある。【０００４】
偏波分散は、光ファイバが僅かに楕円化しているために真円からのずれの影響や光ファイバに対する応力の影響によって、光パルスの偏波成分（ＴＥモードおよびＴＭモードの２つの光モード）の伝播遅延時間が異なることによって生じる分散である。偏波分散は、一般に光信号の伝送速度が高速になるほど、また伝送距離が長くなるほど大きくなる。【０００５】
これまでに敷設された古い光ファイバ（主に日本以外で設置されたもの）には、１ｐｓ／ｋｍ１／２を超える大きな偏波分散を有するものも存在する。例えば、このような光ファイバで光信号を１００ｋｍ伝送した場合、２つの偏光成分に生じる群遅延（ＤＧＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｅｌａｙ）Δτは１０ｐｓ程度となり、４０Ｇｂｐｓの光信号の１タイムスロット２５ｐｓの２／５にも達する。そのため、光信号の波形劣化が著しくなり、伝送距離が大きく制限される。【０００６】
さらに、偏波分散は、温度変化や、ファイバタッチ（光ファイバに手が触れたり、光ファイバに風が吹き付けられたりするなどにより光ファイバに応力がかかること）などのストレスによる伝送路環境の変化によって経時的に変動する。【０００７】
温度変化に対する偏波分散の変動に関しては、例えば、非特許文献１に開示されている。非特許文献１では、地下管路のシングルモードファイバの４８．８ｋｍにわたる偏波分散変動量と環境温度変化との相関が指摘されている。この結果によれば、温度変化に対する偏波分散の変動は、ｍｉｎオーダで比較的低速であることがわかる。【０００８】
これに対して、非特許文献２では、偏波分散変動の機械的振動（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）による発生頻度が報告されている。非特許文献２では、偏波分散変動の速さは一般にＫＨｚ、即ち数ｍｓｅｃの速さであると報告されている。従って、高精度に偏波分散を補償するには、システムの立上げ時に伝送路状態に応じて自動で補償動作を行うだけでなく（いわゆる無調整・調整フリー化）、システムの運用中もダイナミックに偏波分散の影響をモニタして、ｍｓｅｃオーダで高速に偏波分散に追随して補償動作を行う必要がある。【０００９】
さらに、実環境では、上記で述べた偏波分散のほかに、これまでの光伝送システムで波形劣化の大きな要因であった波長分散の影響も存在する。そのため、実環境で受信する光信号の受信波形は、複数の分散要因が同時に混在することに起因して、複雑に劣化した波形となっている。このような複数の分散要因に起因して劣化した波形を、既存の波長分散補償器や一般的な波形劣化を補償するイコライザによって無理に補償しようと試みても、収束解を得ることができず、分散劣化を最適に補償できない状態に陥る場合がある。【００１０】
従って、４０Ｇｂｐｓの光伝送システムで数百ｋｍの伝送を可能にするためには、次の２つの仕組みが必要となる。【００１１】
（１）システム運用中もｍｓｅｃオーダで高速に偏波分散を自動で補償する仕組み
（２）従来の波長分散と偏波分散が同時に発生している状態において、偏波分散による波形劣化と、波長分散による波形劣化の両方を最適に補償できる仕組み
ここで、波長分散および偏波分散を自動補償する技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。具体的には、特許文献１に開示された自動分散補償システムにおいては、光伝送路を伝送されてきた光信号に対して、波長分散の自動補償を行う分散補償器と、偏波分散の自動補償を行う分散補償器と、が個別に設けられており、それぞれの分散補償器が可変型補償分散デバイス、制御用モニタ回路、および制御回路を備えている。【００１２】
また、特許文献２には、光信号の符号誤りに関する情報に基づいて波形劣化の補償量を最適制御する技術が開示されている。具体的には、特許文献２に開示された自動分散補償システムにおいては、図１に示すように、光信号は光アンプ１０１で増幅された後に可変分散補償器１０２に送られる。可変分散補償器１０２の出力信号は、光アンプ１０３で増幅された後に受光素子１０４で電気信号に変換される。受光素子１０４の出力信号は増幅回路１０５で増幅され、クロック再生／識別回路１０６でクロック再生・識別処理が行われ、直並列変換回路１０７で直並列変換される。誤り訂正回路１０８は、直並列変換回路１０７の出力信号に対する符号処理を行うことで符号誤りを検出し、検出した符号誤りに関する情報を制御回路１０９にフィードバックする。制御回路１０９は、誤り訂正回路１０８からフィードバックされた情報を基に、可変分散補償器１０２を最適制御する。【００１３】
また、特許文献３には、波長分散と偏波分散を切り分ける試みとして、波長分散モニタの変わりに一般的な伝送品質モニタを使用して、伝送品質劣化の主要因である２つの分散を切り分ける技術が開示されている。ちなみに、伝送品質モニタの一例としては、誤り測定器や、Ｑ値を測定する伝送品質モニタ等がある。具体的には、特許文献３に開示された一の自動分散補償システムにおいては、図２に示すように、光受信器１１０は、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）１１１と、前置増幅器１１２および増幅器１１３によって構成され、電気信号を増幅し波形整形を行う等化増幅器１１４と、等化増幅器１１４の出力信号からクロック信号を抽出するクロック抽出回路１１５と、等化増幅器１１４の出力信号の状態を識別する識別回路１１６とを備えている。状態モニタ１１７は、ＰＤ１１１、等化増幅器１１４、および識別回路１１６の状態をモニタする。また、特許文献３に開示された他の自動分散補償システムにおいては、図３に示すように、ＰＭＤモニタ１１９のモニタ結果に応じてＰＭＤ補償器１１８を制御する。これにより、分散補償器１２０に入力される光受信信号に対するＰＭＤ補償がなされる。また、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１２１をモニタする分散モニタ１２２のモニタ結果に応じて、分散補償器５２を制御する。【００１４】
なお、波長分散補償についての具体的な技術としては、例えば、特許文献４〜６、非特許文献３，４などに開示された技術がある。波長分散補償に用いられる可変型波長分散補償デバイスとしては、非特許文献５に開示されたＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ−Ｉｍａｇｅｄ−Ｐｈａｓｅｄ−Ａｒｒａｙ）や、非特許文献６に開示されたＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ−Ｂｒａｇｇ−Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いた光デバイスなどがある。【００１５】
また、偏波分散補償についての具体的な技術としては、例えば、非特許文献７に開示されている、光処理型、光電処理型および電気処理型などの方式がある。この中で光処理型および光電処理型については偏光状態の制御を行う必要がある。さらに、偏波分散補償についての制御方式としては、非特許文献８，９に開示されている、偏波分散補償後の光信号に含まれるクロック信号の１／２の周波数成分や１／４の周波数成分をモニタして、偏光状態の制御を行う方式がある。【００１６】
しかしながら、上記のような従来の分散補償技術においては、幾つかの課題がある。以下に、分散補償技術ごとの課題を列挙する。【００１７】
（１）偏波分散補償についての具体的な従来技術としては、光処理、電気処理などを行う幾つかの技術がある。ただし、それらの偏波分散補償技術の殆どは偏光状態の制御を必要としている。しかしながら、ｍｓｅｃオーダの高速で経時変動する偏波分散に対して偏光制御を実現するのは難しいという課題がある。【００１８】
（２）特許文献１に開示された技術は、波長分散の補償制御と偏波分散の補償制御とを切り分け、各々の制御を両立させるものではない。そのため、各々の制御を両立させる処理が必要となることから装置サイズの大型化、高コスト化につながるという課題がある。【００１９】
（３）特許文献２に開示された技術は、図１に示したように、分散の識別や制御などが電気処理で行われていることから装置の小型化、低コスト化という観点では有利といえる。しかしながら、この技術は、何らかの条件変化により分散変動が生じ、符号誤りが発生した場合に、分散の補償を現状より過剰に（＋側に）制御するか、あるいは減少方向に（−側に）制御するかを判定するためのデータを有していない。一般には、特許文献７に開示されるような、乱数的に発生させたドットで階調を表現するディザリング手法や、非特許文献１０に開示されるような、現在の頂点から次の候補の頂点を展開したとき、その中で最もゴールに近そうなものを次の探索コースとして決める山登り手法などのアルゴリズムを用いることで、最適な補償点を見つけ出す方法が採られる。しかし、特許文献２に開示された技術は、上記のデータを有していないために、分散補償量を増加したときに誤り率が減少するか増加するかを最初に確定することはできない。即ち、誤り率を基に分散補償量を制御する場合に、最適値に到達するまでに要する時間が長くなってしまう。さらに、分散補償量の制御間隔の刻みが荒い場合、システムの収束ポイントが見つけられない恐れがあるので、分散補償量の制御間隔はある程度高精度を維持しなければならない。この場合、収束までに必要な時間および繰り返し回数はさらに増加してしまう。従って、ｍｓｅｃオーダの高速補償が必要なシステムへの適用は難しいという課題がある。【００２０】
（４）特許文献３に開示された技術のうち、図２に示した自動分散補償システムは、通常の波形モニタから制御信号を抽出する一般的な自動分散補償システムであり、具体的にどのように波長分散と偏波分散の原因を切り分けるかの具体的なアルゴリズム・構成は検討されていない。また、図３に示した自動分散補償システムは、（１）で述べたのと同様に、波長分散および偏波分散のそれぞれに対応して、モニタ、制御装置、および分散補償器が必要となる。また、分散補償器およびその周辺装置は大部分が光部品で構成されているため、部品点数の増大による装置の大型化、高コスト化につながる。従って、汎用化がしにくいという課題がある。
【特許文献１】特開平７−２２１７０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８８９２号公報
【特許文献３】特開２００４−７１５０号公報
【特許文献４】特開平８−３２１８０５号公報
【特許文献５】特開平９−３２６７５５号公報
【特許文献６】特開平１０−２７６１７２号公報
【特許文献７】特開２００２−３３７０１号公報
【非特許文献１】“Ｊ．Ｃａｍｅｒｏｎ  ｅｔ  ａｌ．：  Ｔｉｍｅ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｍｏｄｅ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ａｅｒｉａｌ  ａｎｄ  ｂｕｒｉｅｄ  ｃａｂｌｅｓ，  Ｐｒｏｃ．  ＯＦＣ９８，  ｐｐ２４０−２４１”
【非特許文献２】“Ｈ．Ｂｒｏｗ  ｅｔ  ａｌ．：  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｓｐｅｅｄ  ｏｆ  ＰＭＤ  Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｉｎｓｔａｌｌｅｄ  Ｆｉｅｌｄ  Ｆｉｂｅｒ，  Ｐｒｏｃ．  ＯＦＣ’９９，  ｐｐ８３−８５”
【非特許文献３】“Ｇ．Ｉｓｈｉｋａｗａ  ｅｔ  ａｌ．，  “ＤＥＭＯＮＳＴＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ  ＥＱＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＩＮ  ４０  Ｇｂｉｔ／ｓ  ＯＴＤＭ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ”，  ＥＣＯＣ’９８，  ｐｐ．５１９−５２０”
【非特許文献４】“Ｙ．Ａｋｉｙａｍａ  ｅｔ  ａｌ．，  “ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ  ＥＱＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＩＮ  ４０  Ｇｂｉｔ／ｓ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＢＹ  ＳＥＡＭＬＥＳＳ−ＳＷＩＴＣＨＩＮＧ  ＢＥＴＷＥＥＮ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＳＩＧＮＡＬ  ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨＳ”，  ＥＣＯＣ’９９，  ｐｐ．Ｉ−１５０−１５１”
【非特許文献５】“Ｍ．Ｓｈｉｒａｓａｋｉ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ”，  ＡＰＣＣ／ＯＥＣＣ’９９，  ｐｐ．１３６７−１３７０，  １９９９”
【非特許文献６】“Ｍ．Ｍ．Ｏｈｎ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇａ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｃｋ”，  ＯＦＣ’９７  ＷＪ３”
【非特許文献７】“Ｈ．Ｂｕｌｏｗ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ＰＭＤ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”，  ＯＦＣ’０３，  ｐ．５４１”
【非特許文献８】“Ｈ．Ｏｏｉ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ＭｏｄｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｉｎ  ４０  Ｇｂｉｔ／ｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”，  ＩＯＯＣ’９９，  ＷＥ５”
【非特許文献９】“Ｄ．Ｓａｎｄｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｉｎ４０  Ｇｂｉｔ／ｓ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ”，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，１９９８，  ｐｐ２２５８−２２５９”
【非特許文献１０】“長岡真：岩波講座ソフトウェア科学１４「知識と推論」、岩波書店、１９８８、ｐｐ．１１４−１２０”
【発明の開示】
【００２１】
そこで、本発明の目的は、ｍｓｅｃオーダの高速で偏波分散を補償することができる分散検出装置およびそれを用いた自動分散補償システムを提供することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、ｍｓｅｃオーダの高速で偏波分散を補償することができるとともに、波長分散と偏波分散が同時に発生している状態において、偏波分散による波形劣化要因と、波長分散による波形劣化要因を切り分けることができる分散検出装置およびそれを用いた自動分散補償システムを提供することにある。
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明の分散検出装置は、以下のような手法を用いる。
【００２４】
まず、偏波分散の影響で劣化した波形を補償する場合について述べる。
【００２５】
上述のように、偏波分散は、群遅延（ＤＧＤ）により生じる光波形の遅波成分および速波成分の２つの波が、パワー分岐比γで合波されることにより生じる波形劣化である。伝達関数ｚは式（１）のように表現される。
【００２６】
（１−γ）＋γｚ−ＤＧＤ／１ＵＩ              （１）
ここで、γは入力波に対する遅延波のエネルギ割合、ＤＧＤは群遅延、１ＵＩは１シンボル長である。
【００２７】
偏波分散に起因する波形劣化では、上記伝達関数におけるパワー分岐比γが１：１の場合を除き、受信アイパターン波形のアイ開口量が１シンボル内の左右両端で非対称になることが大きな特徴である。
【００２８】
従って、受信波形を、識別閾値を振幅方向に可変させながらサンプリングし、このサンプリングデータから受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する。
【００２９】
このアイ開口量を受信アイパターン波形の複数の位相点で検出し、これら検出結果を比較することで受信アイパターン波形の左右での非対称度合いを判定し、非対称度合いから偏波分散量を推定することができる。
【００３０】
このように偏波分散量を検出する第１態様の分散検出装置は、伝送路を伝送されてきた受信信号の受信波形からデータをサンプリングする波形モニタ回路、および、波形モニタ回路により得られたサンプリングデータを基にして受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出するヒストグラム抽出回路を有する受信波形モニタ処理部と、受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる受信波形の受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして伝送路における偏波分散量を推定する偏波分散推定回路を有する分散量検出部と、から構成される。
【００３１】
なお、分散量検出部は、受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出する電圧方向アイ開口検出部をさらに有する。偏波分散推定回路は、識別クロックの位相を変更する度に、受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量の検出結果を取得し、該検出結果を比較することで受信アイパターン波形の左右の非対称性度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして偏波分散量を推定することになる。
【００３２】
ここで、パワー分岐比γが１：１の場合、即ち分岐比が等しい場合は、受信アイパターン波形は、電圧軸にアイ開口がつぶれるだけで、左右の対称性が崩れることはない。
【００３３】
したがって、偏波分散推定回路は、電圧方向のアイ開口量を１シンボル長の左右で比較したときに、非対称性ではなかった場合は、γ＝０または５０％であると判定する。その後、電圧方向の具体的なアイ開口量を見積もることでγ値を推測することになる。
【００３４】
なお、分散量検出の際は、予め格納された、偏波分散量とアイパターン波形の左右の非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを用いて検出を行うことから、高速での検出が可能となる。
【００３５】
次に、偏波分散と波長分散の影響で劣化した波形を補償する場合について述べる。
【００３６】
波長分散に起因する波形劣化は、偏波分散での波形劣化とは対照的に、クロスポイントが中間位置から上側または下側に変動し、かつアイパターン波形の位相方向余裕が減少するのが特徴である。
【００３７】
そのため、上述したような受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出するほかに、受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイント変動量を検出し、位相方向のアイ開口量、クロスポイント変動量を基に演算処理を行うことで波長分散量を推定することが可能となる。
【００３８】
このように偏波分散量と波長分散量とを分離して検出する第２態様の分散検出装置は、伝送路を伝送されてきた受信信号の受信波形からデータをサンプリングする波形モニタ回路、および、波形モニタ回路により得られたサンプリングデータを基にして受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出するヒストグラム抽出回路を有する受信波形モニタ処理部と、受信波形モニタ処理部にて抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる受信波形の受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを判定し、判定した非対称度合いを基にして伝送路における偏波分散量を推定する偏波分散推定回路、および、受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量、位相方向のアイ開口量を基にして伝送路における波長分散量を推定する波長分散推定回路を有する分散量検出部とから構成される。
【００３９】
具体的な分散量検出部の動作手順としては、まず、受信アイパターン波形のクロスポイント変動量を最初に検出し、変動がない場合は波長分散が存在しないと推定し、上述の偏波分散量検出ルーチンに移行する。逆に、クロスポイント変動が存在した場合には、上述の波長分散量検出ルーチンに移行し、波長分散量の検出が終了した後に偏波分散量検出ルーチンに移行する。これにより、分散要因を切り分けることが可能になる。
【００４０】
なお、分散量検出の際は、予め格納された、偏波分散量とアイパターン波形の左右の非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータ、および、波長分散量とアイパターン波形の位相方向のアイ開口量およびクロスポイント変動量との相関関係を表すルックアップデータを用いて検出を行うことから、高速での検出が可能となる。
【００４１】
次に、上述した分散検出装置を用いた自動分散補償システムについて説明する。
【００４２】
本自動分散補償システムは、伝送路を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する光電気変換回路と、光電変換回路にて電気信号に変換された受信信号の分散による波形劣化を補償する電気分散補償器と、電気分散補償器を通過した受信信号の受信波形を基にして分散量を検出する分散検出装置と、電気分散補償器を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行うクロックデータリカバリ回路と、クロックデータリカバリ回路から出力されたデータ信号を直並列変換するデマルチプレクサと、分散検出装置にて検出された偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器の補償係数およびクロックデータリカバリ回路の識別閾値を制御するアダプティブ補償量制御部と、から構成される。補償係数および識別閾値の決定に際しては、例えば、分散量と補償係数および識別閾値との相関関係を表すルックアップデータをルックアップデータテーブルに予め格納しておき、このルックアップデータを用いるという手法を採ることができる。
【００４３】
以上述べた分散検出装置により、初期設定時、およびサービス運用時の両方の場合において、偏波分散による波形劣化量を推定し、偏波分散量の検出ができるようになる。
【００４４】
また、偏波分散と波長分散が混在する場合でも、分散要因の切り分けと分散量の推定が１つの装置で可能である。
【００４５】
また、これらの分散検出装置を用いた自動分散補償システムのルーチンは、偏光制御などの光部品の制御を用いず、電気処理で全てが可能になることから、光部品を用いた場合に比べて小型集積化が可能であり、部品点数の削減、低コスト化が可能である。
【００４６】
また、受信波形を高速モニタした情報を用い、かつ波形劣化量と分散量との相関関係を表すルックアップデータを用いて分散量を検出する構成であるため、符号誤り率などの情報を用いる場合に比べて、検出までの処理の繰り返し回数が低減され、ｍｓｅｃオーダの高速で変動する偏波分散を自動補償するのに十分対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の自動分散補償システムの一構成例を示す図である。
【図２】従来の自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。
【図３】従来の自動分散補償システムのさらに他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。
【図６】偏波分散により劣化した波形から偏波分散量を推定する原理を説明する図である。
【図７】図５に示した自動分散補償システムの概略動作を説明するフローチャートである。
【図８】図４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】波長分散により劣化した波形から波長分散量を推定する原理を説明する図である。
【図１１】図９に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。
【図１２】図１１に示した自動分散補償システムの概略動作を説明するフローチャートである。
【図１３】図９に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である
【図１５】受信アイパターン波形の群遅延量の違いによる劣化具合の違いをシミュレーションした結果を示す図である。
【図１６】図１４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。
【図１７】図１４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。【００４９】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける偏波分散量を検出する。【００５０】
図４を参照すると、本実施形態の分散検出装置は、光ファイバから受信した受信信号の波形劣化した受信波形をモニタする受信波形モニタ処理部１と、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の偏波分散量を検出する分散量検出部４と、を有している。【００５１】
波形モニタ処理部１は、波形モニタ回路２と、ヒストグラム抽出回路３と、を有している。【００５２】
波形モニタ回路２は、受信波形をモニタし、モニタした受信波形からデータをサンプリングする。【００５３】
ヒストグラム抽出回路３は、波形モニタ回路２により得られたサンプリングデータを積算、平均化することで、受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出する。【００５４】
分散量検出部４は、電圧方向アイ開口検出部５と、ルックアップデータテーブル６と、偏波分散推定回路７と、を有している。【００５５】
電圧方向アイ開口検出部５は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形の電圧方向（振幅方向）のアイ開口量を検出する。なお、電圧方向アイ開口検出部５は複数設けられており、これら複数の電圧方向アイ開口検出部５によって、クロックの位相方向（時間軸方向）の複数の位相点で、電圧方向のアイ開口量を複数検出する。【００５６】
ルックアップデータテーブル６は、偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。【００５７】
偏波分散推定回路７は、電圧方向アイ開口検出部５にて検出された電圧方向の複数のアイ開口量の検出結果を比較演算することで、受信アイパターン波形の左右での非対称度合いを判定する。【００５８】
上述したように、偏波分散に起因する波形劣化は、パワー分岐比γが１：１の場合を除き、受信アイパターン波形のアイ開口量が１シンボル内の左右両端で非対称になることが大きな特徴である。【００５９】
そのため、偏波分散推定回路７は、上記で判定した左右非対称度合いを、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を一意に推定することができる。【００６０】
上述したように本実施形態では、偏波分散に起因した波形劣化の典型的な特徴といえる受信アイパターン波形の左右非対称度合いを基に偏波分散量を検出する。よって、波形劣化パターンと分散要因との対応マップを基に偏波分散量を推定する従来技術と比較して、対応マップの元になる蓄積データが少なくてすむため、装置の小型化が可能になる。さらに、対応マップの簡素化により高速での偏波分散量の検出が可能になる。【００６１】
図５は、図４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。【００６２】
図５を参照すると、本例の自動分散補償システムは、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部４と、光電変換回路８と、電気分散補償器９と、クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ：ｃｌｏｃｋ  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ）１０と、デマルチプレクサ（ＤＭＸ：Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１１と、アダプティブ補償量制御部１２と、を有している。【００６３】
光電変換回路８は、光ファイバを伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【００６４】
電気分散補償器９は、光電変換回路８にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散による波形劣化を補償する。【００６５】
クロックデータリカバリ回路１０は、電気分散補償器９を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出、およびデータ信号のリカバリを行う。【００６６】
デマルチプレクサ１１は、クロックデータリカバリ回路１０にてＣＤＲ処理された後のデータ信号を直並列変換する。【００６７】
波形モニタ回路２は、識別器１３と、変動閾値制御回路１４と、位相インターポレータ１５と、位相コントローラ１６と、タイマー回路１７と、直並列変換回路１８と、カウンタ１９と、を有している。【００６８】
識別器１３は、位相インターポレータ１５および位相コントローラ１６で位相が調整された識別クロックに基づくタイミングで、電気分散補償器９を通過した受信波形から、変動閾値制御回路１４で調整された識別閾値以上のデータをサンプリングする。【００６９】
すなわち、波形モニタ回路２では、図６の受信アイパターン波形に示すように、識別器１３の識別閾値Ｖｔｈを変動閾値制御回路１４で電圧方向に変化させながら、かつ識別器１３に与える識別クロックの位相を位相インターポレータ１５および位相コントローラ１６で変化させながら、電気分散補償器９を通過した受信波形のデータをサンプリングする。なお、図６に示す波形は、ＤＧＤが２０ｐｓ、パワー分岐比γが２：１の条件での受信アイパターン波形となっている。【００７０】
識別器１３により得られたサンプリングデータは、直並列変換回路１８にて直並列変換される。カウンタ１９は、サンプリングデータのデータ数をカウントし、タイマー回路１７は、カウンタ１９のカウント値に応じて、変動閾値制御回路１４で識別閾値を変化させるタイミング、位相インターポレータ１５および位相コントローラ１６で位相を変化させるタイミングを制御する。【００７１】
ヒストグラム抽出回路３は、波形モニタ回路２により得られたサンプリングデータを積算、平均化することで、ヒストグラムデータを抽出する時間微分回路２０を有している。【００７２】
具体的には、時間微分回路２０は、識別器１３の識別閾値を固定した状態で一定時間受信波形をサンプリングして得られたサンプリングデータのデータカウント数と、その後に識別器１３の識別閾値を一段階変化させた状態で一定時間受信波形をサンプリングして得られたサンプリングデータのデータカウント数と、の差分を算出し、該差分データを識別閾値の変更の度に蓄積する。これにより、時間微分回路２０は、受信波形の電圧方向の強度分布を算出し、ヒストグラムデータとする。【００７３】
分散量検出部４では、上述のように、電圧方向アイ開口検出部５が、受信波形モニタ処理部１で得られたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を、複数の位相点にて繰り返し検出する。【００７４】
偏波分散推定回路７は、受信アイパターン波形の左右非対称度合いを判定し、判定した左右非対称度合いをルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を推定する。この推定結果が、偏波分散量の検出結果として出力される。【００７５】
アダプティブ補償量制御部１２は、分散量検出部４にて検出された偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器９の最適な補償係数およびクロックデータリカバリ回路１０の識別閾値の最適値を決定するアダプティブ補償量制御係数決定回路２１を有している。補償係数および識別閾値の決定に際しては、例えば、偏波分散量と補償係数および識別閾値との相関関係を表すルックアップデータをルックアップデータテーブルに予め格納しておき、このルックアップデータを用いるという手法を採ることができる。【００７６】
図７は、図５に示した自動分散補償システムの概略動作を説明するフローチャートである。【００７７】
図７を参照すると、まず、受信波形モニタ処理部１では、電気分散補償器９からの受信波形が入力されると（ステップ４０１）、受信波形を、識別閾値を電圧方向に変化させながらサンプリングし（ステップ４０２，４０３）、ヒストグラムデータを抽出する（ステップ４０４）。さらに、クロック位相を変化させながら（ステップ４０５）、ステップ４０２〜４０４を繰り返す。【００７８】
次に、分散量検出部４では、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる受信アイパターン波形の位相方向の複数（２〜３点）の位相点にて、電圧方向のアイ開口量を検出し（ステップ４０６）、検出した複数のアイ開口量を比較演算することで受信アイパターン波形の左右の非対称性を判定する（ステップ４０７，４０８）。電圧方向のアイ開口量を１シンボル長の左右で比較した結果、非対称であった場合は、パワー分岐比γを推定する（ステップ４０９）。一方、対称であった場合は、電圧方向のアイ開口量の最大値が受信アイパターン波形の左右両端にあるか否かを判定し（ステップ４１０）、両端にあれば、パワー分岐比γを０．５とし（ステップ４１１）、両端になければ、パワー分岐比γを０とする（ステップ４１２）。さらに、受信アイパターン波形の左右の非対称度合いを、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を検出する（ステップ４１３）。【００７９】
その後、アダプティブ補償量制御部１２では、分散量検出部４で検出された偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器９の最適な補償係数とクロックデータリカバリ回路１０の識別閾値の最適値を決定し、決定した値を電気分散補償器９とクロックデータリカバリ回路１０に設定する（ステップ４１４）。【００８０】
上述したように本例においては、偏波分散に起因した波形劣化の典型的な特徴といえる受信アイパターン波形の左右非対称度合いを基に偏波分散量を検出する。よって、波形劣化パターンと分散要因との対応マップを基に偏波分散量を推定する従来技術と比較して、対応マップの元になる蓄積データが少なくてすむため、装置の小型化が可能になる。さらに、対応マップの簡素化により高速での偏波分散量の検出が可能になる。【００８１】
図８は、図４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。【００８２】
図８を参照すると、本例の自動分散補償システムは、受信部として、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部４と、光電変換回路８と、クロックデータリカバリ回路１０と、を有している。また、送信部として、マルチプレクサ（ＭＵＸ：ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）２２と、電気イコライザ回路２３と、光変調器ドライバ回路２４と、光変調器２５と、レーザダイオード２６と、を有している。【００８３】
光電変換回路８は、光ファイバ２７を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【００８４】
クロックデータリカバリ回路１０は、受信信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行う。【００８５】
受信波形モニタ処理部１は、光ファイバ２７から受信した受信波形をモニタし、分散量検出部４は、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の偏波分散量を検出する。なお、受信波形モニタ処理部１および分散量検出部４の構成および動作は、図５に示したものと同様であるため、詳細な説明を省略する。【００８６】
マルチプレクサ２２は、送信先に送信する送信信号を並列直列変換する。【００８７】
電気イコライザ回路２３は、分散量検出部４にて検出された偏波分散量の検出結果を基に、送信信号の周波数特性を補正する。【００８８】
光変調器ドライバ回路２４は、電気イコライザ回路２３の出力信号を基に、光変調器２５を制御する。【００８９】
光変調器２５は、光変調器ドライバ回路２４の制御の基で、レーザダイオード２６から発光した光信号を変調する。【００９０】
上述したように本例においては、受信部での偏波分散量の検出結果を送信部にフィードバックし、予め波形の劣化量を見越して分散等化処理を施した送信信号を受信先に送信することで補償量を最適化している。【００９１】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける波長分散量と偏波分散量とを分離して検出する。【００９２】
図９を参照すると、本実施形態の分散検出装置は、光ファイバから受信した波形劣化した受信波形をモニタする受信波形モニタ処理部１と、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の波長分散量と偏波分散量とを分離して検出する分散量検出部２８とを有している。【００９３】
受信波形モニタ処理部１は、図４に示した第１の実施形態と同様に、波形モニタ回路２と、ヒストグラム抽出回路３と、を有している。【００９４】
波形モニタ回路２は、受信波形をモニタし、モニタした受信波形からデータをサンプリングする。【００９５】
ヒストグラム抽出回路３は、波形モニタ回路２により得られたサンプリングデータを積算、平均化することで、受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出する。【００９６】
一方、分散量検出部２８は、図４に示した第１の実施形態の分散量検出部４と同様に、電圧方向アイ開口検出部５と、ルックアップデータテーブル６と、偏波分散推定回路７と、を有している。さらに、分散量検出部２８は、位相方向アイ開口検出部２９と、クロスポイント変動検出部３０と、変動量演算回路３１と、波長分散推定回路３２と、を有している。【００９７】
電圧方向アイ開口検出部５は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形の電圧方向（振幅方向）のアイ開口量を検出する。【００９８】
位相方向アイ開口検出部２９は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形の位相方向（時間軸方向）のアイ開口量を検出する。【００９９】
クロスポイント変動検出部３０は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形のクロスポイント（立上りエッジ曲線と立下りエッジ曲線との交差点）の中心位置からの変動量を検出する。この変動量は、変動量演算回路３１にて演算処理した後に、偏波分散推定回路７および波長分散推定回路３２に入力される。【０１００】
ルックアップデータテーブル６は、偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。さらに、ルックアップデータテーブル６は、波長分散量とアイパターン波形の位相方向アイ開口量との相関関係および波長分散量とクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。【０１０１】
波長分散に起因する波形劣化は、図１０のアイパターン波形に示すように、偏波分散での波形劣化とは対照的に、クロスポイントが中心位置から上側または下側に変動し、かつアイパターン波形の位相方向余裕が減少するのが特徴である。【０１０２】
そのため、波長分散推定回路３２は、位相方向アイ開口検出部２９で検出された受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量、および、クロスポイント変動検出部３０で検出された受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量を、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、波長分散量を一意に推定することができる。【０１０３】
偏波分散推定回路７は、電圧方向アイ開口検出部５にて検出された電圧方向の複数のアイ開口量の検出結果を比較演算することで、受信アイパターン波形の左右での非対称度合いを判定し、判定した左右非対称度合いを、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を一意に推定する。【０１０４】
上述したように本実施形態では、１つの分散検出装置で波長分散と偏波分散とを分離して検出することが可能である。また、分散量の検出は、ルックアップデータテーブル６に予め格納されたルックアップデータを用いて行われることから、高速での検出が可能となる。【０１０５】
また、本実施形態では、波長分散の場合は、その典型的な特徴といえる受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量および位相方向のアイ開口量を基に波長分散量を検出し、また、偏波分散の場合は、その典型的な特徴といえる受信アイパターン波形の左右非対称度合いを基に偏波分散量を検出する。よって、波形劣化パターンと分散要因との対応マップを基に偏波分散量を推定する従来技術と比較して、対応マップの元になる蓄積データが少なくてすむため、装置の小型化が可能になる。さらに、対応マップの簡素化により高速での波長分散量・偏波分散量の分離検出が可能になる。【０１０６】
図１１は、図９に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。【０１０７】
図１１を参照すると、本例の自動分散補償システムは、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部２８と、光電変換回路８と、電気分散補償器９と、クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ）１０と、直並列変換回路（ＤＭＸ）１１と、アダプティブ補償量制御部１２と、を有している。【０１０８】
光電変換回路８は、光ファイバを伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【０１０９】
電気分散補償器９は、光電変換回路８にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散および波長分散による波形劣化を補償する。【０１１０】
クロックデータリカバリ回路１０は、電気分散補償器９を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行う。【０１１１】
デマルチプレクサ１１は、クロックデータリカバリ回路１０にてＣＤＲ処理された後のデータ信号を直並列変換する。【０１１２】
波形モニタ回路２は、識別器１３と、変動閾値制御回路１４と、位相インターポレータ１５と、位相コントローラ１６と、タイマー回路１７と、直並列変換回路１８と、カウンタ１９と、を有している。【０１１３】
波形モニタ回路２では、識別器１３の識別閾値を変動閾値制御回路１４で電圧方向に変化させながら、かつ識別器１３に与えるクロックの位相を位相インターポレータ１５および位相コントローラ１６で変化させながら、電気分散補償器９を通過した受信波形のデータをサンプリングする。識別器１３により得られたサンプリングデータは、直並列変換回路１８にて直並列変換される。カウンタ１９は、サンプリングデータのデータ数をカウントし、タイマー回路１７は、カウンタ１９のカウント値に応じて、変動閾値制御回路１４で識別閾値を変化させるタイミング、位相インターポレータ１５および位相コントローラ１６で位相を変化させるタイミングを制御する。【０１１４】
ヒストグラム抽出回路３は、波形モニタ回路２により得られたサンプリングデータを積算、平均化することで、ヒストグラムデータを抽出する時間微分回路２０を有している。【０１１５】
分散量検出部２８では、上述のように、電圧方向アイ開口検出部５が、受信波形モニタ処理部１で得られた受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出し、位相方向アイ開口検出部２９が、受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出し、クロスポイント変動検出部３０が、受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出する。【０１１６】
波長分散推定回路３２は、受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量および位相方向のアイ開口量をルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、波長分散量を推定する。【０１１７】
偏波分散推定回路７は、受信アイパターン波形の左右非対称度合いを判定し、判定した左右非対称度合いをルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を検出する。【０１１８】
アダプティブ補償量制御部１２は、分散量検出部２８にて検出された波長分散量・偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器９の最適な補償係数およびクロックデータリカバリ回路１０の識別閾値の最適値を決定するアダプティブ補償量制御係数決定回路２１を有している。補償係数および識別閾値の決定に際しては、例えば、波長分散量・偏波分散量と補償係数および識別閾値との相関関係を表すルックアップデータをルックアップデータテーブルに予め格納しておき、このルックアップデータを用いるという手法を採ることができる。【０１１９】
図１２は、図１１に示した自動分散補償システムの概略動作を説明するフローチャートである。【０１２０】
図１２を参照すると、まず、受信波形モニタ処理部１では、電気分散補償器９からの受信波形が入力されると（ステップ９０１）、受信波形を、識別閾値を電圧方向に変化させながらサンプリングし（ステップ９０２，９０３）、ヒストグラムデータを抽出する（ステップ９０４）。さらに、クロックの位相を変化させながら（ステップ９０５）、ステップ９０２〜９０４を繰り返す。【０１２１】
次に、分散量検出部２８では、ヒストグラムデータを解析することで得られる、受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出し（ステップ９０６）、受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出し（ステップ９０７）、受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出する（ステップ９０８）。クロスポイントが変動している場合は（ステップ９０９）、波長分散量を検出するルーチンに移行し、受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量および位相方向のアイ開口量を、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、波長分散量を検出する（ステップ９１０）。クロスポイントが全く変動していない場合は、波長分散が存在しないと推定し、偏波分散量を検出するルーチンに移行する。偏波分散量を検出するルーチンでは、図７で説明したステップ４０７〜４１３と同様のステップ９１１〜９１７の処理により、偏波分散量を検出する。【０１２２】
その後、アダプティブ補償量制御部１２では、分散量検出部４で検出された波長分散量・偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器９の補償係数とクロックデータリカバリ回路１０の識別閾値の最適値を決定し、決定した値を電気分散補償器９とクロックデータリカバリ回路１０に設定する（ステップ９１８）。【０１２３】
図１３は、図９に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。【０１２４】
図１３を参照すると、本例の自動分散補償システムは、受信部として、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部２８と、光電変換回路８と、クロックデータリカバリ回路１０と、を有している。また、送信部として、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２と、電気イコライザ回路２３と、光変調器ドライバ回路２４と、光変調器２５と、レーザダイオード２６と、を有している。【０１２５】
光電変換回路８は、光ファイバ２７を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【０１２６】
クロックデータリカバリ回路１０は、受信信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行う。【０１２７】
受信波形モニタ処理部１は、光ファイバから受信した受信波形をモニタし、分散量検出部２８は、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の波長分散量と偏波分散量とを分離して検出する。なお、受信波形モニタ処理部１および分散量検出部２８の構成および動作は、図１１に示したものと同様であるため、詳細な説明を省略する。【０１２８】
マルチプレクサ２２は、送信先に送信する送信信号を並列直列変換する。【０１２９】
電気イコライザ回路２３は、分散量検出部２８にて検出された波長分散量・偏波分散量の検出結果を基に、送信信号の周波数特性を補正する。【０１３０】
光変調器ドライバ回路２４は、電気イコライザ回路２３の出力信号を基に、光変調器２５を制御する。【０１３１】
光変調器２５は、光変調器ドライバ回路２４の制御の基で、レーザダイオード２６から発光した光信号を変調する。【０１３２】
上述したように本例においては、受信部での波長分散量・偏波分散量の検出結果を送信部にフィードバックし、予め波形の劣化量を見越して分散等化処理を施した送信信号を受信先に送信することで補償量を最適化している。【０１３３】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態の分散検出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の分散検出装置は、伝送路である光ファイバにおける波長分散量および偏波分散量を検出するとともに、さらに偏波分散の中でも、群遅延量（ＤＧＤ）が受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを検出する。【０１３４】
図１４を参照すると、本実施形態の分散検出装置は、光ファイバから受信した受信信号の波形劣化した受信波形をモニタする受信波形モニタ処理部１と、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の波長分散量と偏波分散量とを分離して検出するとともに、偏波分散の群遅延量が受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを検出する分散量検出部３３と、を有している。【０１３５】
波形モニタ処理部１は、波形モニタ回路２と、ヒストグラム抽出回路３と、を有している。【０１３６】
波形モニタ回路２は、受信波形をモニタし、モニタした受信波形からデータをサンプリングする。【０１３７】
ヒストグラム抽出回路３は、波形モニタ回路２により得られたサンプリングデータを積算、平均化することで、受信波形の電圧方向の強度分布を表すヒストグラムデータを抽出する。【０１３８】
一方、分散量検出部３３は、図９に示した第２の実施形態の分散量検出部２８と同様に、電圧方向アイ開口検出部５と、ルックアップデータテーブル６と、偏波分散推定回路７と、位相方向アイ開口検出部２９と、クロスポイント変動検出部３０と、変動量演算回路３１と、波長分散推定回路３２と、を有している。さらに、分散量検出部３３は、クロスポイント位置検出部３４と、群遅延量識別機能部３５と、を有している。【０１３９】
電圧方向アイ開口検出部５は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形の電圧方向（振幅方向）のアイ開口量を検出する。この電圧方向のアイ開口量の情報は、偏波分散推定回路７および群遅延量識別機能部３５に入力される。【０１４０】
位相方向アイ開口検出部２９は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形の位相方向（時間軸方向）のアイ開口量を検出する。【０１４１】
クロスポイント変動検出部３０は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信波形をアイパターン化した受信アイパターン波形のクロスポイント（立上りエッジ曲線と立下りエッジ曲線との交差点）の中心位置からの変動量を検出する。この変動量は、変動量演算回路３１にて演算処理した後に、偏波分散推定回路７および波長分散推定回路３２に入力される。【０１４２】
クロスポイント位置検出部３４は、受信波形モニタ処理部１で抽出されたヒストグラムデータを解析することで得られる、受信アイパターン波形のクロスポイントのハイレベル側（マーク側）とローレベル側（スペース側）の中間電位付近での位置を検出する。【０１４３】
ルックアップデータテーブル６は、偏波分散量とアイパターン波形の左右非対称度合いとの相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。さらに、ルックアップデータテーブル６は、波長分散量とアイパターン波形の位相方向アイ開口量との相関関係および波長分散量とクロスポイントの変動量との相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。さらに、ルックアップデータテーブル６は、群遅延量が１ユニットインターバル以上である場合の偏波分散量と、アイパターン波形の１ユニットインターバル時間内でのクロスポイントの存在の有無およびその場合の電圧方向のアイ開口量と、の相関関係を表すルックアップデータを予め格納する。【０１４４】
図１５は、受信アイパターン波形の群遅延量の違いによる劣化具合の違いをシミュレーションした結果を示す図である。【０１４５】
図１５を参照すると、偏波分散に起因する波形劣化の中でも、群遅延量が受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上となる場合の波形劣化は、受信アイパターン波形のハイレベル側とローレベル側の中間電位付近のクロスポイント位置が、受信アイパターン波形の１ユニットインターバル内にも存在するような劣化形状になることが大きな特徴である。【０１４６】
そのため、群遅延量識別機能部３５は、クロスポイント位置検出部３４による検出結果を基にして、受信アイパターン波形のアイ開口の内部（１ユニットインターバル内）に、クロスポイントが存在することを識別した場合、その際の電圧方向のアイ開口量を、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であることを識別することができる。その逆に、群遅延量識別機能部３５は、１ユニットインターバル内にクロスポイントが存在しないことを識別した場合は、群遅延量が１ユニットインターバル時間未満であることを識別することができる。【０１４７】
また、波長分散に起因する波形劣化も存在する場合は、第２の実施形態で述べたように、クロスポイントが中心位置から上側または下側に変動し、かつアイパターン波形の位相方向余裕が減少しているので、波長分散推定回路３２において、位相方向アイ開口検出部２９で検出された受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量、および、クロスポイント変動検出部３０で検出された受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量を、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、波長分散量を一意に推定することができる。【０１４８】
また、偏波分散推定回路７では、これも第２の実施形態で述べたように、電圧方向アイ開口検出部５にて検出された電圧方向の複数のアイ開口量の検出結果を比較演算することで、受信アイパターン波形の左右での非対称度合いを判定し、判定した左右非対称度合いを、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を一意に推定する。【０１４９】
上述したように本実施形態では、１つの分散検出装置で波長分散と偏波分散とを分離して検出することが可能であり、さらには、偏波分散の中でも、群遅延量が受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間以上であることを検出することが可能である。また、これらの検出は、ルックアップデータテーブル６に予め格納されたルックアップデータを用いて行われることから、高速での検出が可能となる。【０１５０】
また、本実施形態では、波長分散の場合は、その典型的な特徴といえる受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量および位相方向のアイ開口量を基に波長分散量を検出し、また、偏波分散の場合は、その典型的な特徴といえる受信アイパターン波形の左右非対称度合いを基に偏波分散量を検出する。そして、受信アイパターン波形の群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であることは、受信アイパターン波形の内部にクロスポイントが入り込んでいるか否かの情報を基に識別している。これらは、波形劣化パターンと分散要因との対応マップを基に偏波分散量を推定する従来技術と比較して、対応マップの元になる蓄積データが少なくてすむため、装置の小型化が可能になる。さらに、対応マップの簡素化により高速での波長分散量・偏波分散量の分離検出が可能になる。【０１５１】
図１６は、図１４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの一構成例を示す図である。【０１５２】
図１６を参照すると、本例の自動分散補償システムは、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部３３と、光電変換回路８と、電気分散補償器９と、クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ）１０と、直並列変換回路（ＤＭＸ）１１と、アダプティブ補償量制御部１２と、予等化器３６と、を有している。【０１５３】
予等化器３６は、光電変換回路８と電気分散補償器９との間に配置されている。また、予等化器３６は、可変ｄｅｌａｙ素子（可変遅延素子）３７と、重み付け回路３８と、加減算回路３９と、を有している。ただし、予等化器３６は、トランスバーサルフィルタのような一般的なフィルタ回路を用いてもかまわない。【０１５４】
光電変換回路８は、光ファイバを伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【０１５５】
電気分散補償器９は、光電変換回路８にて電気信号に変換された受信信号の偏波分散および波長分散による波形劣化を補償する。【０１５６】
クロックデータリカバリ回路１０は、電気分散補償器９を通過した信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行う。【０１５７】
デマルチプレクサ１１は、クロックデータリカバリ回路１０にてＣＤＲ処理された後のデータ信号を直並列変換する。【０１５８】
分散量検出部３３では、上述のように、電圧方向アイ開口検出部５が、受信波形モニタ処理部１で得られた受信アイパターン波形の電圧方向のアイ開口量を検出し、位相方向アイ開口検出部２９が、受信アイパターン波形の位相方向のアイ開口量を検出し、クロスポイント変動検出部３０が、受信アイパターン波形のクロスポイントの中心位置からの変動量を検出する。また、クロスポイント位置検出部３４は、受信アイパターン波形のクロスポイントの中間電位付近での位置を検出する。【０１５９】
波長分散推定回路３２は、受信アイパターン波形のクロスポイントの変動量および位相方向のアイ開口量をルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、波長分散量を推定する。【０１６０】
偏波分散推定回路７は、受信アイパターン波形の左右非対称度合いを判定し、判定した左右非対称度合いをルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、偏波分散量を検出する。【０１６１】
群遅延量識別機能部３５は、受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間内に、クロスポイントが存在することを識別した場合は、その際の電圧方向のアイ開口量情報を、ルックアップデータテーブル６のルックアップデータと比較することで、群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であることを識別する。その逆に、群遅延量識別機能部３５は、受信アイパターン波形の１ユニットインターバル時間内に、クロスポイントが存在しないことを識別した場合は、群遅延量が１ユニットインターバル時間未満であることを識別する。【０１６２】
また、群遅延量識別機能部３５は、群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であることを識別した場合は、予等化器３６に対して制御信号を出力して、受信波形の最初の１ユニットインターバル時間相当の群遅延量による波形劣化分を補償するように動作状態を設定する。そして、残りの波形劣化分は、次の段の電気分散補償器９にて、波形整形処理が行われて補償されることになる。【０１６３】
本実施形態においては、可変ｄｅｌａｙ素子３７に対してｄｅｌａｙ制御信号が出力され、重み付け回路３８に対して重み付け制御信号が出力される。そして、可変ｄｅｌａｙ素子３７は、ｄｅｌａｙ制御信号を基に、光電変換回路８にて電気信号に変換された受信信号に対する遅延処理を行い、重み付け回路３８は、重み付け制御信号を基に、可変ｄｅｌａｙ素子３７から出力された受信信号に対する重み付け処理を行い、加減算回路３９は、可変ｄｅｌａｙ素子３７へ入力される前の受信信号と重み付け回路３８から出力された受信信号との加減算処理を行う。これにより、受信波形の最初の１ユニットインターバル時間相当だけ波形劣化を等化することが可能となる。【０１６４】
アダプティブ補償量制御部１２は、分散量検出部３３にて検出された波長分散量・偏波分散量の検出結果を基に、電気分散補償器９の最適な補償係数およびクロックデータリカバリ回路１０の識別閾値の最適値を決定するアダプティブ補償量制御係数決定回路２１を有している。補償係数および識別閾値の決定に際しては、例えば、波長分散量・偏波分散量と補償係数および識別閾値との相関関係を表すルックアップデータをルックアップデータテーブルに予め格納しておき、このルックアップデータを用いるという手法を採ることができる。【０１６５】
図１７は、図１４に示した分散検出装置を用いた自動分散補償システムの他の構成例を示す図である。【０１６６】
図１７を参照すると、本例の自動分散補償システムは、受信部として、上述の受信波形モニタ処理部１と、上述の分散量検出部３３と、光電変換回路８と、クロックデータリカバリ回路１０と、を有している。また、送信部として、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２と、電気イコライザ回路２３と、光変調器ドライバ回路２４と、光変調器２５と、レーザダイオード２６と、を有している。【０１６７】
光電変換回路８は、光ファイバ２７を伝送されてきた受信信号を光信号から電気信号に変換する。【０１６８】
クロックデータリカバリ回路１０は、受信信号から、クロック信号の再生・抽出およびデータ信号のリカバリを行う。【０１６９】
受信波形モニタ処理部１は、光ファイバから受信した受信波形をモニタし、分散量検出部３３は、受信波形モニタ処理部１にてモニタされた受信波形の波長分散量と偏波分散量とを分離して検出する。さらに、分散量検出部３３は、偏波分散における群遅延量が１ユニットインターバル時間以上であること、すなわち偏波分散に起因する波形劣化が極端な劣化形状になっていることも検出する。なお、分散量検出部３３の構成および動作は、図１４に示したものと同様であるため、詳細な説明を省略する。【０１７０】
マルチプレクサ２２は、送信先に送信する送信信号を並列直列変換する。【０１７１】
電気イコライザ回路２３は、分散量検出部３３にて検出された波長分散量・偏波分散量、群遅延量の発生が１ユニットインターバル以上か否かの検出結果を基に、送信信号の周波数特性を補正する。【０１７２】
光変調器ドライバ回路２４は、電気イコライザ回路２３の出力信号を基に、光変調器２５を制御する。【０１７３】
光変調器２５は、光変調器ドライバ回路２４の制御の基で、レーザダイオード２６から発光した光信号を変調する。【０１７４】
上述したように本例においては、受信部での波長分散量・偏波分散量の検出結果、および群遅延量の発生状況を送信部にフィードバックし、予め波形の劣化量を見越して分散等化処理を施した送信信号を受信先に送信することで補償量を最適化している。【０１７５】
この出願は、２００６年１１月３０日に出願された日本出願特願２００６−３２３９６６および２００７年７月２５日に出願された日本出願特願２００７−１９３２９５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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