(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動位相変調された光信号を生成して送信する光送信機と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信するための光受信機とを備える光伝送システムであって、
前記光送信機は、
光伝送を行うための連続発振光を送出する光源と、
入力された２組の２値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行うプリコーダ手段と、
前記光源からの連続発振光に対して、前記プリコーダ手段により差動位相変調を行う光変調手段と、を備え、
前記光受信機は、
受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、
前記可変分散補償手段からの２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、
前記遅延干渉手段からの前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、
前記光電変換検出手段からの２組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、
２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、
前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、
前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、
前記誤り訂正手段における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備える
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記光送信機は、前記２組の２値電気情報信号として同一信号を与え、
前記分散補償制御手段は、前記光受信機における前記排他的論理和手段の出力の一定時間の平均値が”０”又は”１”に近くなるように、前記可変分散補償手段の分散補償量の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記光送信機は、光受信機の運用立ち上げ時又は光信号復旧時に、前記２組の２値電気情報信号として同一信号を与えることを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記排他的論理和手段は、前記識別再生手段から出力される識別再生信号の排他的論理和演算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記排他的論理和手段は、並列展開した前記識別再生信号の排他的論理和演算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送システム。
【請求項６】
差動位相変調された光信号を送信する工程と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信する工程とを有する光伝送方法であって、
前記光信号を送信する工程は、
入力された２組の２値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う工程と、
光源からの連続発振光に対して、差動位相変調を行う工程と、を含み、
前記光信号を受信する工程は、
受信した光信号に対して可変分散補償を行う工程と、
可変分散補償を行う工程で２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う工程と、
前記遅延干渉処理された前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する工程と、
前記光電変換検出が行われた２組の復調電気情報信号を識別再生する工程と、
２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する工程と、
前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う工程と、
前記排他的論理和演算を行う工程で出力される信号に基づいて、前記可変分散補償の分散補償量を制御する工程と、
前記識別誤りを訂正する工程における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉処理で使用される遅延干渉計を制御する工程と、を含むことを特徴とする光伝送方法。
【請求項７】
伝送路ファイバを介して伝送されてきた差動位相変調された光信号を受信する光受信機であって、
受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、
前記可変分散補償手段からの２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、
前記遅延干渉手段からの前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、
前記光電変換検出手段からの２組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、
２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、
前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、
前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、
前記誤り訂正手段において前記２組の電気情報信号からの誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備える
ことを特徴とする光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光位相変調及び復調を用いた光伝送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、現行の２．５Ｇｂｉｔ／ｓや１０Ｇｂｉｔ／ｓ光伝送システムに替わり、４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速光伝送システムの商用導入が新規に始まりつつある。超高速光伝送システムでは、これまでの強度変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式に替わり、光雑音耐力特性などの伝送特性に優れた位相変調（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式の採用が有力視されている。位相変調方式の中でも特に、伝送特性及び実現容易性やコストのバランスから、差動２値位相変調方式（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  （Ｂｉｎａｒｙ）  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ，  Ｄ（Ｂ）ＰＳＫ）や、差動４値位相変調方式（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ，ＤＱＰＳＫ）などの方式の実用化に向けて研究・開発が進められている（例えば特許文献１）。
【０００３】
図９は、このような位相変調方式を用いた光伝送システムの一例の構成を表す図である。この光伝送システムは、光送信部５０１と、伝送路ファイバ５０２と、光受信部５０３とを備え、４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速光伝送システムに適用されるものである。光変調方式としては、差動４値位相変調方式が用いられている。
【０００４】
図９において、光送信部５０１は、光源５１１と、光変調部５１２と、プリコーダ部５１３−１と、プリコーダ部５１３−２とを備える。
光源５１１は、光伝送を行うための連続発振光（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ光：ＣＷ光）を送出する。この発振光は、光変調部５１２に送られる。
【０００５】
プリコーダ部５１３−１及びプリコーダ部５１３−２には、データ入力端子５１５及び５１６から、Ｉ（Ｉｎ  Ｐｈａｓｅ）チャネル及びＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ）チャネルの２組の２値の電気情報信号が入力される。プリコーダ部５１３−１及びプリコーダ部５１３−２は、入力されたＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う。プリコーダ部５１３−１及びプリコーダ部５１３−２で信号変換処理された電気情報信号は、光変調部５１２に送られる。
【０００６】
光変調部５１２は、光源５１１が送出する連続発振光に対して、プリコーダ部５１３−１及びプリコーダ部５１３−２からの電気情報信号により差動４値位相変調を行い、電気情報信号から光位相変調信号に変換する。光変調部５１２は、例えば、マッハツェンダ干渉計からなる変調器と、ＩＱ両光信号の位相を直交させるためのπ／２位相シフタで構成できる。
【０００７】
伝送路ファイバ５０２は、光送信部５０１から出力された光位相変調信号を、光受信部５０３に伝送する。
光受信部５０３は、可変分散補償（Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ：ＴＤＣ）部５３１と、遅延干渉部５３２−１と、遅延干渉部５３２−２と、差動光電変換検出部５３３−１と、差動光電変換検出部５３３−２と、識別器５３４−１と、識別器５３４−２と、分離部５３５と、誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）部５３６と、分散補償器制御部５３７と、遅延干渉計制御部５３８とを備える。
【０００８】
可変分散補償器５３１は、伝送路ファイバ５０２による分散による波形歪みを補償する。可変分散補償器５３１の制御は、分散補償器制御部５３７により行われる。可変分散補償器５３１からの光信号は、２並列化されて、遅延干渉部５３２−１及び５３２−２に送られる。
【０００９】
遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２は、可変分散補償器５３１からの光信号について、遅延干渉処理により位相変調を強度変調に変換・復調する。２並列の遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２は、それぞれ、１ビット分の遅延干渉計により構成されている。遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の遅延干渉計は、片アームの光位相を信号光位相に対して＋π／４、−π／４シフトするように、光位相が制御される。遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２で、強度変調に変換された光信号は、差動光電変換検出部５３３−１及び差動光電変換検出部５３３−２に送られる。
【００１０】
差動光電変換検出部５３３−１及び差動光電変換検出部５３３−２は、遅延干渉部５３２からの光信号について差動光電変換検出を行い、光信号から電気情報信号への復調を行う。差動光電変換検出部５３３−１及び差動光電変換検出部５３３−２からの電気情報信号は、識別器５３４−１及び識別器５３４−２に送られる。
【００１１】
識別器５３４−１及び識別器５３４−２は、差動光電変換検出部５３３−１及び差動光電変換検出部５３３−２から、Ｉチャネル及びＱチャネルの復調電気情報信号を識別再生する。再生されたＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号は、分離部５３５に送られる。
分離部５３５は、識別器５３４−１及び識別器５３４−２からのＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号を並列化処理する。この電気情報信号は、誤り訂正部５３６に送られる。誤り訂正部５３６は、分離部５３５からの電気情報信号の誤りを訂正する。
【００１２】
分散補償器制御部５３７は、誤り訂正部５３６において検出される誤り訂正個数に基づいて、可変分散補償器５３１の分散補償量を制御する。
遅延干渉計制御部５３８は、誤り訂正部５３６において検出される誤り訂正個数に基づいて、遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の光位相の制御を行う。すなわち、遅延干渉計制御部５３８は、誤り訂正部５３６において検出される誤り訂正個数が最小になるように制御することで、２並列の遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の１ビット遅延干渉計を、それぞれ、片アームの光位相が信号光位相に対して＋π／４、−π／４シフトするように、光信号の位相を制御する。
【００１３】
上述のように、位相変調方式の光伝送システムの光受信部５０３には、可変分散補償器５３１が設けられている。４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を持つ光信号では、同一変調方式の１０Ｇｂｉｔ／ｓ光信号と比較して、伝送速度の２乗に比例して分散による波形歪みの影響を強く受ける。
【００１４】
図１０は、波長分散量とビットエラーレートとの関係を示す概略図である。図１０において、横軸は波長分散量を示し、縦軸はビットエラーレートを示している。図１０において、曲線Ａ１は１０Ｇｂｉｔ／ｓでＮＲＺ（Non Return to Zero）変調方式の場合の特性を示し、曲線Ａ２は４０Ｇｂｉｔ／ｓでＮＲＺ変調方式の場合の特性を示している。図１０において曲線Ａ１で示すように、１０Ｇｂｉｔ／ｓでは、ビットエラーレートが１０−３以下になるウィンドウが１６００ｐｓ／ｎｍ〜２０００ｐｓ／ｎｍ程度ある。これに対して、曲線Ａ２で示すように、４０Ｇｂｉｔ／ｓでは、ビットエラーレートが１０−３以下になるウィンドウが８０〜１００ｐｓ／ｎｍ程度になる。
【００１５】
図１０に示すように、４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送システムでは、同程度の信号誤り率を得ることができる分散範囲（分散耐力）は、１０Ｇｂｉｔ／ｓの約１／１６しかない。ＤＱＰＳＫ変調方式においては、１シンボルで４値の情報を伝送できるため、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＱＰＳＫ変調光信号のシンボルレートは２０Ｇｂｉｔ／ｓとなる。
図１１は、ＮＲＺ変調方式の場合とＤＱＰＳＫ変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。上記理由により、図１１に示すように、分散耐力は１０Ｇｂｉｔ／ｓ強度変調光信号の約１／４程度まで改善される。なお、図１１において、曲線Ａ１１は１０Ｇｂｉｔ／ｓＮＲＺ変調方式の場合の特性を示し、曲線Ａ１２は４０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＱＰＳＫ変調方式の場合の特性を示している。図１１において曲線Ａ１２で示すように、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＱＰＳＫでは、ビットエラーレートが１０−３以下になるウィンドウが１５０〜２００ｐｓ／ｎｍ程度になる。したがって、ＮＲＺ変調方式の場合に比べて、分散耐力は改善される。
【００１６】
このように、ＤＱＰＳＫ変調方式では、分散耐力は改善される。しかしながら、４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送システムでは、１０Ｇｂｉｔ／ｓと比較すると分散耐力が小さい。そのため、同一の光伝送システムにおいて１０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号と４０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号が混在するような場合などは、４０Ｇｂｉｔ／ｓ光信号に対しては光受信機などにおいて１０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号よりも精密に波長分散補償を行う必要がある。
【００１７】
そこで、この光伝送システムにおける光受信部５０３では、図９に示すように、分散補償量を可変制御できるような可変分散補償器５３１を光受信機５０３に配置して、分散補償を最適に行うようにしている。
更に、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＱＰＳＫ変調光信号を受信する光受信機においては、分散補償された差動４値位相変調光信号を電気情報信号に復調するために、２並列の遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２が設けられている。ＤＱＰＳＫ変調の復調を行うためには、２並列の遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２は、それぞれ、１ビット遅延干渉計を、片アームの光位相が信号光位相に対して＋π／４、−π／４シフトするように、光信号の位相を精密に制御する必要がある。
【００１８】
そこで、この光伝送システムにおける光受信部５０３では、図９に示したように、遅延干渉計制御部５３８を配置し、遅延干渉部５３２−１及び５３２−２の光信号の位相を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−６０５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述のように、図９に示した光伝送システムにおける光受信部５０３では、分散補償量を可変制御できるような可変分散補償器５３１を光受信機５０３に配置して、分散補償を最適に行うようにしている。また、遅延干渉計制御部５３８を配置し、遅延干渉部５３２−１及び５３２−２の光信号の位相を制御するようにしている。
【００２１】
しかしながら、図９に示した光伝送システムにおける光受信部５０３では、可変分散補償器５３１の分散補償量を最適に制御する処理も、遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の光位相を最適に制御する処理も、誤り訂正部５３６において検出される誤り訂正個数に基づいて行われる。可変分散補償器５３１の分散補償量と遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の光位相を最適制御するための誤差モニタ信号として、誤り訂正部５３６での誤り訂正数を用いると、可変分散補償器５３１と遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２とが同時に変化されてしまうため、それぞれの変化量に対する誤り訂正数の変化を区別できない。このため、可変分散補償器５３１の分散補償量と遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２の光位相をそれぞれ最適点まで制御するまでの完了時間が長くなるという問題が生じる。
【００２２】
また、伝送路ファイバ５０２の温度変化等による変動や、伝送経路の切り替え等による伝送路ファイバ長の変化により、伝送路ファイバの分散量が変化する、あるいは送信光信号の波長を異なる波長に切り替えるなどの場合がある。そのため、光受信機５０３における可変分散補償器５３１の最適分散補償量及び遅延干渉部５３２−１及び遅延干渉部５３２−２における光位相シフト量の最適値が変動する場合がある。分散補償量については装置の初期立ち上げ時だけではなく、運用中の変化にも部品交換なしで対応するために分散補償器の可変量を広く取る必要がある。そのため、広い可変範囲から最適分散補償量に制御するまでの完了時間が更に長くなるという問題が生じる。
【００２３】
上述の課題を鑑み、本発明は、光位相変調及び復調を用いた光伝送システムにおいて、光受信機における可変分散補償器及び遅延干渉計を効率よく最適調整できる光伝送システム、光受信機、及び光受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一態様は、差動位相変調された光信号を生成して送信する光送信機と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信するための光受信機とを備える光伝送システムであって、前記光送信機は、光伝送を行うための連続発振光を送出する光源と、入力された２組の２値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行うプリコーダ手段と、前記光源からの連続発振光に対して、前記プリコーダ手段により差動位相変調を行う光変調手段と、を備え、前記光受信機は、受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、前記可変分散補償手段からの２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段からの前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、前記光電変換検出手段からの２組の復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、前記誤り訂正手段における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の一態様は、差動位相変調された光信号を送信する工程と、前記光送信機から伝送路ファイバを介して伝送されてきた光信号を受信する工程とを有する光伝送方法であって、前記光信号を送信する工程は、入力された２組の２値の電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う工程と、光源からの連続発振光に対して、差動位相変調を行う工程と、を含み、前記光信号を受信する工程は、受信した光信号に対して可変分散補償を行う工程と、可変分散補償を行う工程で２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う工程と、前記遅延干渉処理された前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する工程と、前記光電変換検出が行われた２組の復調電気情報信号を識別再生する工程と、２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する工程と、前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う工程と、前記排他的論理和演算を行う工程で出力される信号に基づいて、前記可変分散補償の分散補償量を制御する工程と、前記識別誤りを訂正する工程における誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉処理で使用される遅延干渉計を制御する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明の一態様は、伝送路ファイバを介して伝送されてきた差動位相変調された光信号を受信する光受信機であって、受信した光信号に対して分散補償量を可変できる可変分散補償手段と、前記可変分散補償手段からの２並列化されて出力された２組の光信号について遅延干渉処理を行う遅延干渉手段と、前記遅延干渉手段からの前記２組の光信号について光電変換検出を行うことにより、差動位相変調光から２組の電気情報信号を復調する光電変換検出手段と、前記光電変換検出手段からの２組の復復調電気情報信号を識別再生する識別再生手段と、２組の識別再生信号の識別誤りを訂正する誤り訂正手段と、前記２組の識別再生信号の排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と、前記排他的論理和手段から出力される信号に基づいて、前記可変分散補償手段での分散補償量を制御する分散補償制御手段と、前記誤り訂正手段において前記２組の電気情報信号からの誤り訂正数を検出し、前記遅延干渉手段の遅延干渉計を制御する遅延干渉計制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、可変分散補償部と遅延干渉部を、識別器出力の排他的論理和と、誤り訂正部からの誤り訂正数という別々のモニタ信号を用いて制御している。このため、 可変分散補償部と遅延干渉部とを同時に動作させて制御を行うことができ、最適値に至るまでの制御時間を短縮することが可能になる。また、本発明によれば、誤り訂正部のフレーム同期が掛からないような信号品質の悪い条件においても、排他的論理和部が動作し、時間平均値の変化を検出することが可能であるため、分散耐力幅の中央付近に高速に制御を引き込むことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】送信出力と受信出力との関係の一例の説明図である。
【図３】補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の説明図である。
【図４】排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。
【図５】送信出力と受信出力との関係の他の例の説明図である。
【図６】補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の説明図である。
【図７】排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図９】位相変調方式を用いた光伝送システムの一例のブロック図である。
【図１０】ＮＲＺ変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。
【図１１】ＮＲＺ変調方式の場合とＤＱＰＳＫ変調方式の場合の波長分散量とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図を示すものである。この光伝送システムは、光送信部１と、伝送路ファイバ２と、光受信部３とからなり、４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速光伝送システムに適用されるものである。光変調方式としては、差動４値位相変調方式が用いられている。
【００３０】
図１において、光送信部１は、光源１１と、光変調部１２と、プリコーダ部１３−１、１３−２とから構成される。
光源１１は、光伝送を行うための連続発振光を送出する。この発振光は、光変調部１２に送られる。
【００３１】
プリコーダ部１３−１及び１３−２には、データ入力端子１５及び１６から、Ｉチャネル及びＱチャネルの２組の２値の電気情報信号が入力される。プリコーダ部１３−１及び１３−２は、入力されたＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号に対して、それぞれ、差動復調による信号変換に対応する信号変換処理を行う。プリコーダ部１３−１及び１３−２で信号変換処理された電気情報信号は、光変調部１２に送られる。
【００３２】
光変調部１２は、光源１１が送出する連続発振光に対して、プリコーダ部１３−１及び１３−２からの信号により差動４値位相変調を行い、電気情報信号から光位相変調信号に変換する。光変調部１２は、例えば、マッハツェンダ干渉計からなる変調器と、ＩＱ両光信号の位相を直交させるためのπ／２位相シフタで構成できる。
【００３３】
伝送路ファイバ２は、光送信部１から出力された光位相変調信号を、光受信部３に伝送する。
光受信部３は、可変分散補償部３１と、遅延干渉部３２−１及び３２−２と、差動光電変換検出部３３−１及び３３−２と、識別器３４−１及び３４−２と、分離部３５と、誤り訂正部３６と、分散補償器制御部３７と、遅延干渉計制御部３８と、排他的論理和部３９とを備える。
【００３４】
可変分散補償部３１は、伝送路ファイバ２による分散による波形歪みを補償する。可変分散補償部３１の制御は、分散補償器制御部３７により行われる。可変分散補償部３１からの光信号は、２並列化されて、遅延干渉部３２−１及び３２−２に送られる。
遅延干渉部３２−１及び３２−２は、可変分散補償部３１からの光信号について、遅延干渉処理により位相変調を強度変調に変換・復調する。２並列の遅延干渉部３２−１及び３２−２は、それぞれ、１ビット分の遅延干渉計により構成されている。遅延干渉部３２−１及び３２−２の遅延干渉計は、片アームの光位相を信号光位相に対して＋π／４、−π／４シフトするように、光位相が制御される。遅延干渉部３２−１及び３２−２で、強度変調に変換された光信号は、差動光電変換検出部３３−１及び３３−２に送られる。
【００３５】
差動光電変換検出部３３−１及び３３−２は、遅延干渉部３２からの光信号について差動光電変換検出を行い、光信号から電気情報信号への復調を行う。差動光電変換検出部３３−１及び３３−２からの電気情報信号は、識別器３４−１及び３４−２に送られる。
識別器３４−１及び３４−２は、差動光電変換検出部３３−１及び３３−２から、Ｉチャネル及びＱチャネルの復調電気情報信号を識別再生する。再生されたＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号は、分離部３５に送られる。
【００３６】
分離部３５は、識別器３４−１及び３４−２からのＩチャネル及びＱチャネルの電気情報信号を並列化処理する。この電気情報信号は、誤り訂正部３６に送られる。誤り訂正部３６は、分離部３５からの電気情報信号の誤りを訂正する。
排他的論理和部３９は、差動光電変換検出部３３−１からのＩチャネルの２値の電気情報信号と、差動光電変換検出部３３−２からのＱチャネルの２値の電気情報信号との排他的論理和を求める。分散補償器制御部３７は、排他的論理和部３９の出力信号に基づいて、可変分散補償部３１の分散補償量を制御する。
【００３７】
遅延干渉計制御部３８は、誤り訂正部３６において検出される誤り訂正個数に基づいて、遅延干渉部３２−１及び３２−２の制御を行う。すなわち、遅延干渉計制御部３８は、誤り訂正部３６において検出される誤り訂正個数が最小になるように制御することで、２並列の遅延干渉部３２−１及び３２−２の１ビット遅延干渉計を、それぞれ、片アームの光位相が信号光位相に対して＋π／４、−π／４シフトするように、光信号の位相を制御する。
【００３８】
上述のように、本発明の第１の実施形態では、排他的論理和部３９で、差動光電変換検出部３３−１からのＩチャネルの電気情報信号と、差動光電変換検出部３３−２からのＱチャネルの電気情報信号との排他的論理和を求め、分散補償器制御部３７で、排他的論理和部３９の出力信号に基づいて、可変分散補償部３１の分散補償量を制御している。これにより、伝送路ファイバ２による分散による波形歪みを最適に補償することができる。このことについて、以下に説明する。
【００３９】
図２は、送信出力と受信出力との関係の一例を表す図である。本発明に第１の実施形態の光伝送システムでは、光受信機の運用立ち上げ時又は光信号復旧時等において、可変分散補償部３１の分散補償量を最適値に調整する場合に、データ入力端子１５及び１６から入力されるＩチャネル及びＱチャネルの２値の電気情報信号として、図２に示すような同一符号の信号が入力される。この同一符号のＩチャネルの信号とＱチャネルの信号は、プリコーダ部１３−１及び１３−２で信号変換処理され、光変調部１２で差動４値位相変調されて、光送信部１から送信される。図２の例では、Ｉチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”、Ｑ信号として”１０１１００１０１０…”が光送信部１から差動４値位相変調されて光信号で送信される。この光信号は、伝送路ファイバ２を介して光受信部３に送られ、光受信部３で受信される。
【００４０】
光受信部３において、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号を同一符号信号により差動４値位相変調された光信号を受信した場合、可変分散補償部３１の補償量が最適値に一致していた場合は、２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は同一符号信号となる。このため、排他的論理和部３９の出力は常に”０”となる。
【００４１】
すなわち、光送信部１から、Ｉチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”、Ｑチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”が差動４値位相変調されて送信された場合には、図２に示すように、識別器３４−１からは、Ｉチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”が出力され、識別器３４−２からは、Ｑチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”が出力される。この識別器３４−１の出力されるＩチャネルの信号と、識別器３４−２から出力されるＱチャネルの信号との排他的論理和を排他的論理和部３９で求めると、図２に示すように、排他的論理和部３９の出力は、”００００００００００…”となる。
【００４２】
これに対して、可変分散補償部３１の補償量が最適値からわずかに異なっている場合は、２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は常に同一符号出力とはならず、わずかな確率でランダムに誤る。図３は、補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係を表す図である。このため、識別器３４−１の出力と、識別器３４−２の出力とが同一符号出力ではない場合が発生し、排他的論理和部３９の出力中に”１”となる部分が生じる。したがって、排他的論理和部３９の出力の一定時間の平均値をとると、”０”よりわずかに大きな値になる。
【００４３】
すなわち、図３において、光送信部１から、Ｉチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”、Ｑチャネルの信号として”１０１１００１０１０…”が差動４値位相変調されて送信されたが、可変分散補償部３１の補償量が最適値からわずかに異なっており、識別器３４−１からは、Ｉチャネルの信号として”１０１１００００１０…”が出力され、識別器３４−２からは、Ｑチャネルの信号として”１０１０００１０１０…”が出力されたとする。ここでは、下線の符号が誤りとなっている。この識別器３４−１の出力されるＩチャネルの信号と、識別器３４−２から出力されるＱチャネルの信号との排他的論理和を排他的論理和部３９で求めると、図３に示すように、排他的論理和部３９の出力は、”０００１００１０００…”となり、排他的論理和部３９の出力中に”１”となる部分が生じる。
【００４４】
可変分散補償部３１の補償量が最適値から大きく異なっている場合は、２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は常にランダムに誤るため、排他的論理和部３９の出力のある一定時間の平均値は”０．５”となる。
図４は、このような排他的論理和部３９の出力の平均値と、可変分散補償部３１の分散補償量との関係を示すグラフである。図４において、横軸は分散補償量を示し、縦軸は排他的論理和部３９の出力の平均値を示している。図４に示すように、可変分散補償部３１の補償量が最適に設定されている場合には、排他的論理和部３９の出力の平均値は、”０”に近い値となる。したがって、分散補償器制御部３７で、排他的論理和部３９の出力の平均値が”０”に近づくように可変分散補償部３１の補償量を制御することで、最適値制御が可能になる。
【００４５】
図５は、送信出力と受信出力との関係の他の例を表す図である。図６は、補償量が異なっている場合の送信出力と受信出力との関係の例を表す図である。光送信部１における差動４値位相変調でのπ／２位相シフトが反転した場合には、可変分散補償部３１の補償量が最適値に一致していた場合は、２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は常に逆符号信号となる。そのため、排他的論理和部３９の出力は常に”１”となる。可変分散補償部３１の補償量が最適値からわずかに異なっている場合は、図６に示すように２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は常に逆符号出力とはならず、わずかな確率でランダムに誤るため、逆符号出力ではない場合が発生し、その場合は排他的論理和部３９の出力は”０”となるため、ある一定時間の平均値をとると”１”ではなく、１よりわずかに小さな値になる。可変分散補償部３１の補償量が最適値から大きく異なっている場合は、２並列の識別器３４−１、３４−２の出力は常にランダムに誤るため、排他的論理和部３９の出力のある一定時間の平均値は”０．５”となる。これをグラフに示すと図７に示すようになる。図７は、排他的論理和部の出力の平均値と、可変分散補償部の分散補償量との関係を示すグラフである。この場合には、分散補償器制御部３７で、排他的論理和部３９の出力の平均値が”１”に近づくように可変分散補償部３１の補償量を制御すれば良い。
【００４６】
このように、本発明の第１の実施形態では、分散補償については、排他的論理和部３９で、差動光電変換検出部３３−１からのＩチャネルの信号と差動光電変換検出部３３−２からのＱチャネルの信号との排他的論理和を求め、分散補償器制御部３７で、この排他的論理和部３９の出力信号に基づいて、可変分散補償部３１を制御している。これに対して、遅延干渉部３２−１及び３２−２の遅延干渉計の光位相については、誤り訂正部３６で受信信号の誤りを検出し、遅延干渉計制御部３８で、この誤り訂正部３６において検出される誤り訂正個数に基づいて、制御を行うようにしている。これにより、可変分散補償部３１と遅延干渉部３２−１及び３２−２の制御を独立かつ同時に最適値制御することができ、短時間で、分散補償と光位相とをそれぞれ最適に制御することが可能となる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
図８は、本発明の第２の実施形態としての光伝送システムの構成を示すブロック図を示すものである。この光伝送システムは、光送信部１０１と、伝送路ファイバ１０２と、光受信部１０３とを備える。
【００４８】
光送信部１０１は、光源１１１と、光変調部１１２と、プリコーダ部１１３−１、１１３−２とから構成される。この構成は、第１の実施形態の光送信部１における、光源１１と、光変調部１２と、プリコーダ部１３−１、１３−２と同様である。
光受信部１０３は、可変分散補償部１３１と、遅延干渉部１３２−１及び１３２−２と、差動光電変換検出部１３３−１及び１３３−２と、識別器１３４−１及び１３４−２と、分離部１３５と、誤り訂正部１３６と、分散補償器制御部１３７と、遅延干渉計制御部１３８と、排他的論理和部１３９とを備える。この構成は、第１の実施形態の光受信部３における、可変分散補償部３１と、遅延干渉部３２−１及び３２−２と、差動光電変換検出部３３−１及び３３−２と、識別器３４−１及び３４−２と、分離部３５と、誤り訂正部３６と、分散補償器制御部３７と、遅延干渉計制御部３８と、排他的論理和部３９と基本的には同様である。
【００４９】
第１の実施形態と第２の実施形態との相違点は、第１の実施形態では、識別器３４−１及び３４−２の出力を排他的論理和部３９に供給していたのに対して、第２の実施形態では、識別器１３４−１及び１３４−２の出力を並列展開した分離部１３５の出力におけるＩチャネルとＱチャネルとが対応するポートの出力を排他的論理和部１３９に供給している。この例では、分離部１３４が２：４のシリアル・パラレル変換器である場合、Ｉチャネル信号出力Ｉ−１とＱチャネル信号出力Ｑ−１を排他的論理和部１３９に供給している。この分離部１３５は、標準の３００ピンＭＳＡ規格パッケージとしてよく用いられる２：１６のシリアル・パラレル変換でももちろん良い。
【００５０】
なお、上述の第１及び第２の実施形態において、差動光電変換検出部１３３−１、１３３−２は単一入力光電変換器で構成しても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０１…光送信部，  ２，１０２…伝送路ファイバ，  ３，１０３…光受信部，  １１，１１１…光源，  １２，１１２…光変調部，  １３−１，１３−２，１１３−１，１１３−２…プリコーダ部，  ３１，１３１…可変分散補償部，  ３２−１，３２−２，１３２−１，１３２−２…遅延干渉部，  ３３−１，３３−２，１３３−１，１３３−２…差動光電変換検出部，  ３４−１，３４−２，１３４−１，１３４−２…識別器，  ３５，１３５…分離部，  ３６，１３６…誤り訂正部，  ３７，１３７…分散補償器制御部，  ３８，１３８…遅延干渉計制御部，  ３９…排他的論理和部
【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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