(57)【要約】【課題】光ファイバ伝送路の波長分散が変動する場合でも、波長分散耐力を増加し、安定した光伝送を実現する。【解決手段】入力されるビット列を複素信号に変換する符号化回路を有する光送信器は、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加する第一の畳み込み演算を行う第一の補償部と、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の波長分散の時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加する第二の畳み込み演算を行う第二の補償部と、前記第二の補償部から出力された信号と、受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する誤差決定部と、を備える。前記第二の補償部は、前記誤差に基づいて、前記第二の畳み込み演算によって印加される逆関数を調整する。【選択図】図２
2011211516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるビット列を複素信号に変換する符号化回路と、レーザ光源から出力された光を変調し光ファイバ伝送路を介して送信する光電界変調器と、を有する光送信器であって、
送信される光信号の線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加する第一の畳み込み演算を行う第一の補償部と、
前記送信される光信号の時間変動する線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の波長分散の時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加する第二の畳み込み演算を行う第二の補償部と、
前記第二の補償部から出力された信号と、受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する誤差決定部と、を備え、
前記第二の補償部は、前記誤差に基づいて、前記第二の畳み込み演算によって印加される逆関数を調整することを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記第一の補償部は、前記第二の補償部の前段に設けられ、前記第一の伝達関数の逆関数を印加した複素信号を、前記第二の補償部に入力し、
前記第二の補償部は、前記第一の補償部から入力された複素信号に対して、前記第二の伝達関数の逆関数を印加することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記第二の補償部は、前記第一の補償部の前段に設けられ、前記第二の伝達関数の逆関数を印加した複素信号を、前記第一の補償部に入力し、
前記第一の補償部は、前記第二の補償部から入力された複素信号に対して、前記第一の伝達関数の逆関数を印加することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項４】
前記第一と第二の補償部を通過した前記複素信号をアナログ信号に変換し、前記アナログ信号を前記光電界変調器に入力するＤＡ変換器と、
前記受信器での復調により得られた受信信号の情報を受信する受信側情報受信部と、を備え、
前記符号化回路は、入力される２値のビット列を、オーバーサンプリング処理によって１ビットあたり少なくとも２つのサンプル点をもつ複素信号に変換し、
前記符号化回路から前記第一と第二の補償部を通過した前記複素信号の実部と虚部は、前記ＤＡ変換器に入力され、
前記ＤＡ変換器は、前記アナログ信号を前記光電界変調器の電気信号入力端子に入力し、
前記光電界変調器は、前記レーザ光源から出力された光を、前記アナログ信号を用いて光信号に変調し、前記光信号を前記光ファイバ伝送路に入力し、
前記光信号は、前記光ファイバ伝送路を通過し、前記受信器の復調部に入力され、
前記復調部は、前記入力された光信号を前記２値のビット列に復調して前記受信信号を生成し、前記受信信号を前記受信器の受信側情報送信部に入力し、
前記受信側情報送信部は、前記受信信号を前記光送信器の前記受信側情報受信部に伝達することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項５】
前記第一の補償部は、複素係数のプリセット型線形ＦＩＲフィルタからなる予等化回路を備え、
前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、前記光ファイバ伝送路の波長分散量とルックアップテーブルを利用して決定されるか、又は、既知の２値データ列をトレーニング信号として用いて、前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタへ入力されたトレーニング信号と受信されたトレーニング信号との誤差を最小とするアルゴリズムで決定されることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項６】
前記光ファイバ伝送路の経路変更があった場合、又は、前記受信信号のビット誤り率が閾値以上である場合に、前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新するタップ係数制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載の光送信器。
【請求項７】
前記第二の補償部は、複素係数の適応型線形ＦＩＲフィルタからなる適応型等化回路を備え、
前記第二の補償部は、前記第二の補償部が印加する逆関数を調整するため、前記誤差決定部によって決定された前記誤差を最小とするアルゴリズムに従って、前記適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項８】
前記適応型線形ＦＩＲフィルタの前記タップ係数は、前記符号化回路に入力される既知の２値データ列をトレーニング信号に用いて、前記誤差決定部で決定された前記誤差を最小とする最小二乗アルゴリズムに従って更新されるか、又は、ブラインド等化アルゴリズムに従って更新されることを特徴とする請求項７に記載の光送信器。
【請求項９】
前記第一の補償部は、複素係数のプリセット型線形ＦＩＲフィルタからなる予等化回路を備え
前記第二の補償部は、複素係数の適応型線形ＦＩＲフィルタからなる適応型等化回路を備え、
前記第一の補償部の前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、前記基準の波長分散に比例し、
前記第二の補償部の前記適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、波長分散の最大変動量に比例することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項１０】
送信器と、前記送信器から光信号が入力される光ファイバ伝送路と、前記光ファイバ伝送路を通って前記光信号が伝達される受信器とを有する光送受信システムであって、
前記送信器は、
入力されるビット列を複素信号に変換する符号化回路と、レーザ光源から出力された光を変調し光ファイバ伝送路を介して送信する光電界変調器と、を有する光送信器であって、
送信される光信号の線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加する第一の畳み込み演算を行う第一の補償部と、
前記送信される光信号の時間変動する線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の波長分散の時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加する第二の畳み込み演算を行う第二の補償部と、
前記第二の補償部から出力された信号と、前記受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する誤差決定部と、を備え、
前記第二の補償部は、前記誤差に基づいて、前記第二の畳み込み演算によって印加される逆関数を調整することを特徴とする光送受信システム。
【請求項１１】
前記第一の補償部は、前記第二の補償部の前段に設けられ、前記第一の伝達関数の逆関数を印加した複素信号を、前記第二の補償部に入力し、
前記第二の補償部は、前記第一の補償部から入力された複素信号に対して、前記第二の伝達関数の逆関数を印加することを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１２】
前記第二の補償部は、前記第一の補償部の前段に設けられ、前記第二の伝達関数の逆関数を印加した複素信号を、前記第一の補償部に入力し、
前記第一の補償部は、前記第二の補償部から入力された複素信号に対して、前記第一の伝達関数の逆関数を印加することを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１３】
前記送信器は、前記第一と第二の補償部を通過した前記複素信号をアナログ信号に変換し、前記アナログ信号を前記光電界変調器に入力するＤＡ変換器と、前記受信器での復調により得られた受信信号の情報を取得する受信側情報受信部と、を備え、
前記受信器は、前記伝達された光信号を復調して受信信号を生成する復調部と、前記受信信号が入力される受信側情報送信部と、を備え、
前記符号化回路は、入力される２値のビット列を、オーバーサンプリング処理によって１ビットあたり少なくとも２つのサンプル点をもつ複素信号に変換し、
前記符号化回路から前記第一と第二の補償部を通過した前記複素信号の実部と虚部は、前記ＤＡ変換器に入力され、
前記ＤＡ変換器は、前記アナログ信号を前記光電界変調器の電気信号入力端子に入力し、
前記光電界変調器は、前記レーザ光源から出力された光を、前記アナログ信号を用いて光信号に変調し、前記光信号を前記光ファイバ伝送路に入力し、
前記光信号は、前記光ファイバ伝送路を通過し、前記受信器の復調部に入力され、
前記復調部は、前記入力された光信号を前記２値のビット列に復調して前記受信信号を生成し、前記受信信号を前記受信器の受信側情報送信部に入力し、
前記受信側情報送信部は、前記受信信号を前記光送信器の前記受信側情報受信部に伝達することを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１４】
前記第一の補償部は、複素係数のプリセット型線形ＦＩＲフィルタからなる予等化回路を備え、
前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、前記光ファイバ伝送路の波長分散量とルックアップテーブルを利用して決定されるか、又は、既知の２値データ列をトレーニング信号として用いて、前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタへ入力されたトレーニング信号と受信されたトレーニング信号との誤差を最小とするアルゴリズムで決定されることを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１５】
前記光ファイバ伝送路の経路変更があった場合、又は、前記受信信号のビット誤り率が閾値以上の場合に、前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新するタップ係数制御部を備えることを特徴とする請求項１４に記載の光送受信システム。
【請求項１６】
前記第二の補償部は、複素係数の適応型線形ＦＩＲフィルタからなる適応型等化回路を備え、
前記第二の補償部は、前記第二の補償部が印加する逆関数を調整するため、前記誤差決定部によって決定された前記誤差を最小とするアルゴリズムに従って、前記適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新することを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１７】
前記適応型線形ＦＩＲフィルタの前記タップ係数は、前記符号化回路に入力される既知の２値データ列をトレーニング信号に用いて、前記誤差決定部で決定された前記誤差を最小とする最小二乗アルゴリズムに従って更新されるか、又は、ブラインド等化アルゴリズムに従って更新されることを特徴とする請求項１６に記載の光送受信システム。
【請求項１８】
前記第一の補償部は、複素係数のプリセット型線形ＦＩＲフィルタからなる予等化回路を備え
前記第二の補償部は、複素係数の適応型線形ＦＩＲフィルタからなる適応型等化回路を備え、
前記第一の補償部の前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、前記基準の波長分散に比例し、
前記第二の補償部の前記適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、波長分散の最大変動量に比例することを特徴とする請求項１０に記載の光送受信システム。
【請求項１９】
入力されるビット列を複素信号に変換する符号化回路と、レーザ光源から出力された光を変調し光ファイバ伝送路を介して送信する光電界変調器と、を有する光送信器において使用する光送信方法であって、
送信される光信号の線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加する第一の畳み込み演算を行う第一の補償ステップと、
前記送信される光信号の時間変動する線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の波長分散の時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加する第二の畳み込み演算を行う第二の補償ステップと、
前記第二の補償ステップにより出力された信号と、受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する誤差決定ステップと、を備え、
前記第二の補償ステップでは、前記誤差に基づいて、前記第二の畳み込み演算によって印加される逆関数が調整されることを特徴とする光送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器に関し、特に、光ファイバで伝送される光信号の送受信に適した光情報伝送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高速光ファイバで伝送する場合、光ファイバ及び光ファイバで用いられる部品の波長分散、偏波分散、及び帯域制限によって、伝送速度及び伝送距離が制限される。波長分散（CD: Chromatic Dispersion）とは、波長の異なる光が光ファイバ中を異なる速度で伝送される現象である。高速で変調された光信号の光スペクトルは異なる波長成分を含む。異なる波長成分は、波長分散の影響によってそれぞれ異なった時刻に受信端に到着する。従って、伝送後の光波形は大きく歪む。波長分散補償（以下、分散補償とも呼ぶ）は、このような波長分散による波形の歪を避ける技術である。波長分散補償の一例は、伝送路に用いられる光ファイバと逆の波長分散特性をもつ光デバイスを光送信器及び光受信器内に配置する技術である。これにより、光ファイバの波長分散特性が打ち消され、光波形の歪みが防止される。波長分散補償に用いられる光デバイスの例は、伝送路の波長分散と逆符号の波長分散をもつ分散補償ファイバ、光干渉計、光回路、及び光ファイバグレーティングである。上述の光デバイスでは、補償量がデバイスのサイズ及び損失によって制限されることがある。
【０００３】
波長分散補償の他の例は、変調方式を工夫することによって波長分散耐力を増加させる技術、及び、電気信号処理を用いて波長分散を補償する技術である。これら技術のうち光予等化（プリディストーション）伝送は、送信器において予め等化を行う電気信号処理である。すなわち、送信器において、光信号の電界に波長分散の逆関数を印加することにより光電界信号が生成される。生成された光電界信号が光ファイバを用いて伝送されることによって、光ファイバのもつ波長分散の影響が打ち消される。このような予等化伝送の基本概念は、数１０年前から存在する。近年では、予等化を高速デジタル信号処理で実施するデジタル予等化送信器が提案されている。特許文献１や非特許文献１は、従来のデジタル予等化送信器の技術を開示する。
【０００４】
非特許文献１の図２は、予等化光送信器の全体の構成を示す。従来の送信器において、伝送する２値のビット列（例えば、01101110…）は、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）に入力される。ビット列は、オーバーサンプリング処理によって、１ビットあたり少なくとも二つのサンプル点をもつ複素電界信号（実部及び居部の２組のデジタルデータ）に変換される。ＤＳＰ部は、さらに、デジタル演算によって実部及び虚部の複素電界信号に、予め、光ファイバ伝送路のもつ波長分散の逆関数を印加する。逆関数が印加された複素電界信号は、多重化された回路である高速のＤＡ（Digital Analog）変換器に転送され、それぞれアナログ信号に変換される。その後、アナログ信号は、光電界変調器（非特許文献１の図２に示す例ではDUAL-DRIVE TRIPLE MACH-ZEHNDER Modulator）の二つの電気信号入力端子（Ｉ，Ｑ）に入力される。レーザ光は、所望の光電界ETx（実部Ｉ，虚部Ｑ）に変換されて出力される。
【０００５】
なお、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）部でオーバーサンプリング処理を行う理由は、ナイキストの定理に基づいて信号がサンプリングされるためである。すなわち、サンプリング速度は、少なくともサンプリングする信号の最高周波数（ビットレートＲｂに相当）の２倍が必要となる。このため、光予等化伝送では、少なくともビットレート（Ｒｂ）の２倍で動作する超高速のＤＡ変換器及びデジタル信号処理回路が必要となる。
【０００６】
波長分散補償に必要な演算は、電気的に生成された電界波形に伝送路の波長分散の逆伝達関数H(ω)=exp(jβLω2/2)を印加する複素線形演算である。ここで、ωは光信号の中心からの周波数差であり、βは波長分散係数であり、Ｌは伝送距離である。デジタル信号処理（ＤＳＰ）部は、ルックアップテーブル方法及び複素係数の線形ＦＩＲフィルタ等によって実現できる。
【０００７】
このような予等化伝送方式は、理論上、デジタル信号処理量を増やすと、補償量が制限されず無制限の線形歪の補償ができる。しかし、予等化の際には予め伝送路の波長分散量を精度よく測定するか、又は、受信器から波長分散などの劣化情報をフィードバックする必要がある。また、温度変化などによる伝送路の波長分散量の変動を考慮する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２３１８８１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Killey R, "Dispersion and nonlinearity compensation using electronic predistortion techniques", Optical Fibre Communications and Electronic Signal Processing, 2005, The IEE Seminar on, Ref. No. 2005-11310
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１は、前述した問題を解決する従来の予等化伝送方式の一例を示す。図１の予等化送信器は、受信器から波長分散などの劣化情報をフィードバックし、温度変化などによる伝送路の波長分散量の変動に対処する。図１では、２値のデジタル信号が光送信器１００に入力されると、入力されたデジタル信号が符号化回路１０１にて複素電界信号（実部及び虚部の２組のデジタルデータ）に変換、出力される。出力された複素電界信号は、予等化回路１０２に入力され、ビットパターンに応じて波長分散の伝達関数の逆関数が印加される。逆関数が印加された複素電界信号の実部がＤＡ変換器１０３−１に入力される。逆関数が印加された複素電界信号の虚部がＤＡ変換器１０３−２に入力される。ＤＡ変換器１０３−１、１０３−２は、入力されたデジタルデータ信号（複素電界信号の実部と虚部）をアナログデータ信号に変換する。ＤＡ変換器１０３−１、１０３−２からのアナログデータ信号は、それぞれ光電界変調器１０４（ＩＱ変調器）のＩ、Ｑ入力端子に入力される。これらアナログデータ信号を用いて、光電界変調器１０４は、レーザ光源１０５から出力された光電界信号の実部及び虚部をそれぞれ変調する。光電界変調器１０４から出力された光電界信号は、光ファイバ伝送路１０６を通って伝送され、光受信器１０７のデータ復調部１０８に入力される。光電界信号が光ファイバ伝送路１０６で伝送される間、予等化回路１０２で印加した波長分散の伝達関数の逆関数が、光ファイバ伝送路１０６の波長分散の伝達関数と打ち消しあう。このため、理論上、光受信器１０７には、波長分散の影響のない光波形が入力される。
【００１１】
しかしながら、光ファイバ伝送路１０６の波長分散は温度変化などの環境変化に伴い、わずかに変化する。このため、実際には光受信器１０７に入力する光波形は、波長分散によって歪んでしまう。そこで、光受信器１０７における劣化観測部１０９は、受信信号の劣化情報として、ビット誤り率や受信波形の歪を観測する。観測された劣化情報は、受信情報送信部１１０によって、光送信器１００内部に設置された受信情報受信部１１１にフィードバックされる。フィードバックされた劣化情報は、受信情報受信部１１１によって、タップ係数制御部１１２に伝達される。タップ係数制御部１１２は、伝達された劣化情報に基づき、ビット誤り率が減少するように、又は、受信波形歪が改善するように、予等化回路１０２で印加する波長分散の伝達関数の逆関数を変更する。これにより、光受信器１０７に波長分散の影響のない光波形が入力される。実際の予等化回路１０２は、タップ係数がデータ伝送前に決定されるプリセット型の複素係数の線形ＦＩＲフィルタで構成されている。タップ係数の変更は、予等化回路１０２で印加する波長分散の伝達関数の逆関数の変更に相当する。
【００１２】
タップ係数制御部１１２は、線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を、ビット誤り率や受信波形の歪などの劣化情報に基づいて、ビット誤り率や受信波形歪が減少するように決定してよい。タップ係数制御部１１２は、劣化観測部１０９で計測された光ファイバ伝送路の波長分散量と、波長分散量とタップ係数を関係付けるルックアップテーブルを利用して、タップ係数を決定してよい。又、タップ係数制御部１１２は、既知の２値データ列をトレーニング信号として、光受信器１０７で受信されたトレーニング信号と元のトレーニング信号との誤差が最小になるよう収束演算などを行って、タップ係数を決定してよい。
【００１３】
線形ＦＩＲフィルタのタップ数Nは、補償する波長分散量に比例する。例えば、５０（N=50）程度のタップを有するプリセット型の線形ＦＩＲフィルタは、最大で、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）３００ｋｍ程度の伝送可能距離に相当する波長分散量（５０００ｐｓ／ｎｍ）を補償できる。プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を最適タップ係数に変更するには、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)のようなプログラマブルロジックデバイス内部の論理回路を書き換えることが必要となる。例えば、５０タップ程度のプリセット型の線形ＦＩＲフィルタの場合、論理回路の書き換えは、５０〜１００μｓ程度の時間を要する。従って、ビット誤り率の増加、又は、受信波形の歪などに関する劣化情報が光受信器から光送信器にフィードバックされてから、プログラマブルロジックデバイス内部の論理回路が書き換えられるまでの期間は、実質サービス中断となる伝送断の状態となる。このため、商用の光ファイバ伝送路に従来技術を適用することは極めて困難である。
【００１４】
さらに、従来の予等化伝送には波長分散耐力が向上しないという問題がある。予等化伝送では、送信器で予め波長分散を打ち消すことが可能であるが、伝送後の光信号の波長分散耐力が向上するわけではない。例えば、通常のＮＲＺ(non return to zero)信号の分散耐力は１０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送する場合には１２００ｐｓ／ｎｍであり、４０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送する場合には８０ｐｓ／ｎｍである。１０００ｐｓ／ｎｍの予等化を行った場合、これらの信号の伝送可能な範囲は、１０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートの伝送で、１０００±６００ｐｓ／ｎｍであり、４０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートの伝送で、１０００±４０ｐｓ／ｎｍである。波長分散耐力をＳＭＦの長さに換算すると、１０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送する場合には±３７ｋｍであり、４０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送する場合には±２ｋｍである。４０Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送する場合には波長分散耐力が不足する。さらに光信号を１００Ｇｂｉｔ／ｓのビットレートで伝送することは、きわめて困難となる。
【００１５】
本発明の目的は、温度変化などの環境変化に伴って光ファイバ伝送路の波長分散が変動する場合でも、波長分散耐力を増加し、安定した光伝送を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、入力されるビット列を複素信号に変換する符号化回路と、レーザ光源から出力された光を変調し光ファイバ伝送路を介して送信する光電界変調器と、を有する光送信器であって、送信される光信号の線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加する第一の畳み込み演算を行う第一の補償部と、前記送信される光信号の時間変動する線形歪を予め補償するため、前記複素信号に対して、前記光ファイバ伝送路の波長分散の時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加する第二の畳み込み演算を行う第二の補償部と、前記第二の補償部から出力された信号と、受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する誤差決定部と、を備え、前記第二の補償部は、前記誤差に基づいて、前記第二の畳み込み演算によって印加される逆関数を調整することを特徴とする光送信器である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によると、環境変化に伴って光ファイバ伝送路の波長分散が変動する場合でも、波長分散耐力が向上し、安定した光伝送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の予等化光伝送システムの構成図である。
【図２】第一実施形態の光送受信システムの構成図である。
【図３】第一実施形態の予等化回路の構成図である。
【図４】第一実施形態の適応型等化回路の構成図である。
【図５】第一実施形態の適応型等化回路を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新するシーケンスを説明する図である。
【図６】（ａ）予等化回路と適応型等化回路を設置しない光送受信システムにおいて、光ファイバ伝送を行う前の波長分散耐力を説明する図である。（ｂ）予等化回路のみを設置した光送受信システムにおいて、光ファイバ伝送を行った後の波長分散耐力を説明する図である。（ｃ）予等化回路と適応型等化回路を設置した光送受信システムにおいて、光ファイバ伝送を行った後の波長分散耐力を説明する図である。
【図７】第二実施形態の光送受信システムの構成図である。
【図８】第三実施形態の光送受信システムの構成図である。
【図９】第三実施形態の予等化回路と適応型等化回路のタップ係数更新の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
図２は、第一実施形態に係る光送信器及び光送受信システムの構成図である。
【００２０】
光送信器２００は、光電界信号（光信号とも呼ばれる）を、光ファイバ伝送路２０７を介して、光受信器２０８に送信する。光送信器２００、光ファイバ伝送路２０７、光受信器２０８は、光送受信システムを構成する。
【００２１】
光送信器２００は、符号化回路２０１、予等化回路２０２、適応型等化回路２０３、ＤＡ変換器２０４−１、２０４−２、光電界変調器２０５、レーザ光源２０６、受信側情報受信部２１１、誤差決定部２１２と、を備える。
【００２２】
符号化回路２０１には、送信系列元データとして、伝送される２値のデジタル信号（ビット列）が入力される。符号化回路２０１は、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）を有する。符号化回路２０１は、入力されたデジタル信号を、オーバーサンプリング処理によって１ビットあたり少なくとも２つのサンプル点をもつ複素信号（実部及び虚部の２組のデジタルデータ）に変換する。変換された複素信号（複素電界信号）は、予等化回路２０２に入力される。
【００２３】
予等化回路２０２は、光ファイバ伝送路で生じる基準の波長分散（当初の波長分散）の伝達関数の逆関数H(ω)=exp(jβLω2/2)を印加し、基準の波長分散により生じる伝送劣化（線形歪）に対して等化を行う。逆関数H(ω)は、波長分散の時間変動を考慮しない基準の逆関数（当初の逆関数）であり、第一の逆関数と呼ばれる。そして、予等化回路２０２は、波長分散による伝送劣化に対して予め等化を行った複素信号を出力する。このように、予等化回路２０２は、光ファイバ伝送路２０７における光電界信号の基準の線形歪（当初の線形歪）を予め補償する第一の補償部を構成する。予等化回路２０２から出力された複素信号は、適応型等化回路２０３に入力される。なお、予等化回路２０２の詳細な構成は後述する。
【００２４】
適応型等化回路２０３は、温度変化などの環境変化による波長分散量の時間変動によって生じる伝送劣化（線形歪）に対して等化を行う。即ち、適応型等化回路２０３は、予等化回路２０２から入力された複素信号に対して、第二の逆関数ΔH(ω)=exp[j(Δβ)Lω2/2]を印加する。第二の逆関数ΔH(ω)は、光ファイバ伝送路で生じる波長分散の時間変動分に対応する伝達関数の逆関数である。ここで、Δβは波長分散係数の時間変化を示す。このように、適応型等化回路２０３は、光ファイバ伝送路２０７における光電界信号の時間変動する線形歪（線形歪の時間変動部分）を予め補償する第二の補償部を構成する。適応型等化回路２０３は複素信号を出力する。出力された複素信号の実部Ｉ及び虚部Ｑは、それぞれＤＡ変換器２０４−１、２０４−２に入力される。適応型等化回路２０３の詳細な構成は後述する。
【００２５】
光送信器２００全体で印加される逆関数は、第一と第二の逆関数の積H(ω)・ΔH(ω)  =exp｛j（β+Δβ）Lω2/2｝である。光電界信号が光ファイバ伝送路２０７で伝送される間、印加した逆関数H(ω)・ΔH(ω)が、光ファイバ伝送路１０６の波長分散の伝達関数H-1(ω)・ΔH-1(ω)=exp[-j(β+Δβ)Lω2/2]と打ち消しあう。ここで、基準の波長分散の伝達関数（第一の伝達関数）は、exp[-jβLω2/2]である。波長分散の時間変動分の伝達関数（第二の伝達関数）は、exp[-j(Δβ)Lω2/2]である。
【００２６】
受信側情報受信部２１１は、光受信器２０８が復調により受信した受信信号の情報（例えば、受信シンボルの情報）を光受信器２０８から受信する。
【００２７】
誤差決定部２１２には、適応型等化回路２０３の出力信号と、受信側情報受信部２１１からの受信信号の情報が入力される。例えば、誤差決定部２１２は、シンボルごとに、適応型等化回路２０３の出力信号と光受信器２０８が受信した受信信号との誤差を演算する。誤差決定部２１２は、適応型等化回路２０３に誤差に関する情報を出力する。
【００２８】
ＤＡ変換器２０４−１、２０４−２は、適応型等化回路２０３から入力された複素信号の実部Ｉ及び虚部Ｑを高速のアナログ電気信号に変換する。アナログ電気信号は、光電界変調器２０５に入力される。
【００２９】
光電界変調器２０５は、ＤＡ変換器から入力されたアナログ電気信号を用いて、レーザ光源２０６から出力された無変調のレーザ光を変調し、光電界信号（光信号）を生成、出力する。光電界変調器２０５から出力された光電界信号は、光ファイバ伝送路２０７に入力され、光受信器２０８へ伝送される。
【００３０】
光受信器２０８は、データ復調部２０９と受信側情報送信部２１０（受信側情報送信手段）を備える。光受信器２０８へ伝送された光電界信号は、光受信器２０８のデータ復調部２０９に入力される。データ復調部２０９は、光電界信号を２値のデジタル信号に変換する。この復調に得られた２値のデジタル信号を受信信号と呼ぶ。受信側情報送信部２１０は、受信信号の情報を送信器２００の受信側情報受信部２１１（受信側情報受信手段）へ送る。データ復調部２０９は、コヒーレント方式か、又は、非コヒーレント方式のどちらを用いてもよい。データ復調部２０９は、デジタル信号処理方式か、又は、アナログ信号処理方式のどちらを用いてもよい。
【００３１】
光送信器２００において、符号化回路２０１、予等化回路２０２、適応型等化回路２０３、誤差決定部２１２は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）とＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ：例えばＳＲＡＭ）を搭載した単一のＦＰＧＡ上に、構築されてよい。ＦＰＧＡは、何度も容易に書き換え可能であり、プロトコル変更や仕様変更等に頻繁に対応する必要がある通信機器において一般的に用いられている。
【００３２】
次に、図３を参照して、予等化回路２０２（第一の補償部）の詳細な構成を説明する。本実施形態では、予等化回路２０２は、図３のようなプリセット型線形ＦＩＲフィルタで実現される。プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ数Nは、例えば、５０である。タップ数Nは、プリセット型線形ＦＩＲフィルタで補償する基準の波長分散量に比例する。
【００３３】
図３の予等化回路２０２は、符号化回路２０１からの入力３０１ (複素信号）を、シフトレジスタ３０２で1から（N-1）回、固定の時間Ｔだけ遅延させる。予等化回路２０２の出力３０４（p(n)）は、遅延された入力x(n),ｘ(n-1)…x(n-(N-1))それぞれをタップ係数３０３（h(0),h(1)...h(N-1)）で重み付け（乗算）して加算したものである。タップ係数（h(0),h(1)...h(N-1)）は、複素数である。ｎはシンボルの番号である。予等化回路２０２の出力p(n)は、以下の数式（１）で与えられる。
【００３４】
【数１】
2011211516.tif 000003
【００３５】
このように、予等化回路２０２は、符号化回路２０１からの複素信号に対して、基準の波長分散に対応する第一の伝達関数の逆関数を印加するための第一の畳み込み演算を行う。第一の畳み込み演算で印加する逆関数は、プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数で定められている。
【００３６】
プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数h(0),h(1)...h(N-1)は、固定されており、光送受信器システムがサービスを開始する前（データ伝送が開始する前）に、予め定められている。タップ係数は、既知又は測定した光ファイバ伝送路の波長分散量と、波長分散量とタップ係数を関係付けるルックアップテーブルとを用いて決定されてよい。又は、予等化回路２０２に入力されたトレーニング信号と光受信器２０８で受信されたトレーニング信号を比較（誤差決定）することにより、入力トレーニング信号と受信トレーニング信号の誤差が最小になるようにタップ係数の最適化されてよい。トレーニング信号は、既知の２値のデータ列である。予等化回路２０２のタップ係数は、別な方法で定められてもよい。
【００３７】
次に、図４を参照して、適応型等化回路２０３（第二の補償部）の詳細な構成を説明する。本実施形態では、適応型等化回路２０３は、図４のような複素係数の適応型線形ＦＩＲフィルタで実現される。適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ数Mは、例えば、５である。タップ数Mが大きいほど正確に波長分散量の時間変動が補償されるが、演算負荷が大きくなる。このため、好適には、適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ数Mは、波長分散量の最大の時間変動量（適応型線形ＦＩＲフィルタで補償されるべき波長分散量）に比例するよう設定される。従って、適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ数Mは、プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ数Nより小さくなる。比率M/Nは、基準の波長分散量に対する波長分散の最大変動量の比率に等しくてよい。
【００３８】
適応型線形ＦＩＲフィルタは、予等化回路２０２からの複素信号入力ｐ(n)をシフトレジスタ４０２で1から(M-1)回、固定の時間Ｔだけ遅延させる。適応型等化回路２０３の出力４０４（y(n)）は、遅延された入力ｐ(n),ｐ(n-1)…ｐ(n-(M-1))を、タップ係数４０３（h'(0),h'(1)...h'(M-1)）で重み付け（乗算）してから加算したものである。タップ係数（h'(0),h'(1)...h'(M-1)）は、複素数である。適応型等化回路２０３の出力ｙ(n)は、以下の数式（２）で与えられる。
【００３９】
【数２】
2011211516.tif 000004
【００４０】
このように、適応型等化回路２０３は、符号化回路２０１からの複素信号に対して、波長分散における基準の波長分散からの時間変動分に対応する第二の伝達関数の逆関数を印加するための第二の畳み込み演算を行う。第二の畳み込み演算で印加する逆関数は、適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数で定められている。タップ係数は、所定のアルゴリズムに従って最適化され、更新される。
【００４１】
前述の誤差決定部２１２は、適応型等化回路２０３の出力４０６ｙ(n)と、基準信号４０５を取得する。フィルタ制御部４０８は、適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数h'(0),h'(1)...h'(M-1) を、基準信号４０５と適応型等化回路の出力４０６の誤差を最小にするように随時更新する。従って、この誤差に基づいて、第二の畳み込み演算で印加する逆関数が調整される。なお、基準信号４０５は、受信信号から生成される信号である。例えば、基準信号４０５は、受信側情報受信部２１１から送られた受信信号（例えば受信シンボルの情報）そのものでよい。タップ係数を最適化するアルゴリズムによっては、基準信号４０５は、受信信号に演算を施して生成した信号でもよい。なお、適応型等化回路２０３の出力ｙ(n)が発生してから、受信信号が光ファイバ伝送路を介して光受信器２０８から誤差決定部２１２に伝達されるまで、遅延時間が発生する。誤差決定部２１２は、シンボルごとに、この遅延時間分を遅延した適応型等化回路２０３の出力ｙ(n)と基準信号との誤差を決定してよい。これにより、最良なタップ係数が求められる。
【００４２】
伝送すべきデータ（送信系列元データ）の一部に周期的にトレーニング信号（例えば１０万シンボルのうち５００シンボル分）が含められてよい。この場合、０．０２μs（シンボルレートが１０Ｇｂａｕｄの場合）程度の余分なデータを送信するだけで、適応型等化回路２０３を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数の更新が可能となる。誤差決定部２１２は、シンボルごとに、適応等化回路２０３からの出力トレーニング信号の実部及び虚部を、それぞれ受信側で受信されたトレーニング信号の実部及び虚部と比較して誤差を求めてよい。例えばＬＭＳ(最小二乗法)アルゴリズムで、誤差を最小にする最適なタップ係数が求められる。トレーニング信号の使用により、タップ係数は、データ伝送中でも、短い時間間隔で周期的に更新される。なお、光送信器２００は、トレーニング信号を発生するトレーニング信号発生部を有してよい。
【００４３】
フィルタ制御部４０８は、公知のブラインド等化アルゴリズムによって、最適なタップ係数を求めてよい。ブラインド等化アルゴリズムでは、シンボルごとの誤差を決定して、タップ係数の更新を行うのではなく、シンボルの統計量に対して誤差を判定し、タップ係数の更新を行う。ブラインド等化アルゴリズムを使用すれば、トレーニング信号などの余分なデータを使用しないため、タップ係数の更新が随時行われる。
【００４４】
このように、適応型等化回路２０３を構成する適応型線形ＦＩＲフィルタは、線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を周期的、又は、連続的に更新できる点で、予等化回路２０２を構成するプリセット型線形ＦＩＲフィルタと異なる。
【００４５】
フィルタ制御部４０８が更新したタップ係数は、ＦＰＧＡのＲＡＭに一時的に保存される。なお、ＲＡＭの書き換え時間は、遅くとも数十ｎｓであるため、適応型等化回路２０３のタップ係数の更新はデータ伝送を中断させない。
【００４６】
なお、仮に予等化回路２０２を適応型とすれば、論理回路を常に更新させるため、データ伝送の中断が生じるばかりでなく、予等化回路２０２のタップ数が多いためＦＰＧＡに搭載したＣＰＵの演算負荷が大きくなる。
【００４７】
次に、図５を参照して、適応型等化回路２０３を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数の更新方法を説明する。
【００４８】
図５は、本実施形態の適応型等化回路を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新するシーケンスを示す。図５の縦方向は時間の経過を示す。図５の矢印は、図２の光送受信システムの構成図に示した機能ブロック間のデータ、又は、情報の授受を示す。細線矢印は電気信号を、太線矢印は光電界信号を示す。また、図５の実線は各機能ブロックにおける処理を示しており、点線は各機能ブロックの待機状態を示す。
【００４９】
光送信器２００内部において、適応型等化回路２０３から出力された電気信号（複素信号）は、ＤＡ変換器２０４−１（２０４−２）によって、デジタルアナログ変換される。このアナログ信号は光電界変調器２０５によって、光電界信号に変換される。光電界変調器２０５によって生成された光電界信号は、光受信器２０８まで伝送され、光受信器２０８内部のデータ復調部２０９によって復調される。そして、データ復調部２０９は、受信信号の情報（例えば、受信シンボルの情報）を、受信側情報送信部２１０に伝達する。受信側情報送信部２１０は、受信信号の情報を、光送信器２００内部に設置した受信側情報受信部２１１に伝達する。そして、受信側情報受信部２１１は、受信信号の情報を誤差決定部２１２に伝達する。誤差決定部２１２は、適応型等化回路２０３の出力と、受信信号の情報から生成される基準信号との誤差を算出する。算出された誤差は、適応型等化回路２０３に入力される。適応型等化回路２０３は、誤差決定部２１２から入力された誤差を最小化するように、適応型等化回路２０３を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数（複素係数）を更新する。
【００５０】
なお、図５で示したように、適応型等化回路２０３を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新してから、更新したタップ係数によって生じる誤差が求められるまでに、シーケンス周期５０９に相当する時間（例えば、１ｍｓ）が経過する。しかしながら、適応型等化回路２０３には、シーケンス周期５０９に比べて、短い時間間隔でデジタル複素信号が随時入力される。そのため、タップ係数の更新を過剰に行う可能性がある。本実施形態では、タップ係数の過剰な更新を避けるため（つまり、緩やかにタップ係数を更新するため）、タップ係数の更新周期をシーケンス周期と同じに設定して長くするか、又は、更新されるタップ係数の変化量を少量とすることが好ましい。
【００５１】
図６（ａ）−（ｃ）は、予等化回路と適応型等化回路による波長分散耐力の変化を説明する図である。横軸は、波長分散量を、縦軸は、ＯＳＮＲ感度の劣化量を表す。感度の劣化量が１ｄＢとなる波長分散量の範囲を波長分散耐力とする。
【００５２】
図６（ａ）は、予等化回路と適応型等化回路が設置されない光送受信システムにおいて、光ファイバによる信号伝送が行われる前の波長分散耐力を説明する。図６（ｂ）は、予等化回路のみが設置された光送受信システムにおいて、１００ｋｍの光ファイバによる信号伝送が行われた後の波長分散耐力を説明する。図６（ｃ）は、予等化回路と適応型等化回路の両方が設置された光送受信システムにおいて、１００ｋｍの光ファイバによる信号伝送が行われた後の波長分散耐力を説明する。光送受信システムに予等化回路のみが設置された場合、図６（ｂ）の波長分散耐力のグラフは、図６（ａ）のグラフをそのまま１７００ｐｓ/ｎｍ（ＳＭＦファイバ１００ｋｍの波長分散量に相当）平行移動するだけで、波長分散耐力は向上しない。そのため、温度変化などによって光ファイバの波長分散量に変動が生じた場合、波長分散による伝送劣化が生じてしまう。次に、光送受信システムに予等化回路と適応型等化回路の両方が設置された場合、波長分散量が１７００ｐｓ/ｎｍからずれたとしても、適応型等化回路を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数が随時（端的にはシンボルごとに）更新される。このため、この場合、波長分散による伝送劣化は予め補償されるため、波長分散耐力は図６（ｃ）のように向上する。
【００５３】
−作用効果−
光送信器は、予等化回路（第一の補償部）、適応型等化回路（第二の補償部）、誤差決定部を備える。誤差決定部は、第二の補償部から出力された信号と、受信器での復調により得られた受信信号から生成された基準信号との誤差を決定する。第二の補償部は、この誤差に基づいて、畳み込み演算で印加する逆関数を調整する。このため、環境変化に伴って光ファイバ伝送路の波長分散が変動する場合でも、データの伝送を中断することなく、波長分散耐力が向上する。
【００５４】
第二の補償部は、適応型線形ＦＩＲフィルタからなるため、第二の補償部で印加する逆関数はタップ係数の変更により容易に調整できる。
【００５５】
トレーニング信号を用いる場合、余分なデータを短時間送信するだけで、データ転送を中断することなく、第二の補償部を構成する適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数の更新が可能となる。ブラインド等化アルゴリズムを使用すれば、余分なデータを使用しないため、第二の補償部を構成する適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数の更新が随時行われる。
【００５６】
第一の補償部の前記プリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、基準の波長分散量に比例し、第二の補償部の前記適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、波長分散の最大変動量に比例する。このため、演算量が過度に増大することなく、光信号の線形歪を予め補償することができる。
【００５７】
［第二実施形態］
第一実施形態では、適応型等化回路２０３は、予等化回路２０２の後段に設けられ、予等化回路２０２から出力された複素信号が適応型等化回路２０３に入力される。しかし、第二実施形態では、適応型等化回路２０３は、予等化回路２０２の前段に設けられ、適応型等化回路２０３から出力された複素信号が予等化回路２０２に入力される。他の構成は、第一実施形態と同じである。
【００５８】
図７に、第二実施形態に係る送受信システムを示す。適応型等化回路２０３は、波長分散の時間変動分に対応する伝達関数の逆関数ΔH(ω)=exp(jΔβLω2/2)を印加する。その後、予等化回路２０２は、基準の波長分散に対応する伝達関数の逆関数H(ω)=exp(jβLω2/2)を印加する。光送信器２００全体で印加される逆関数は、第一実施形態と同様にH(ω)・ΔH(ω)=exp｛j（β+Δβ）Lω2/2｝である。
【００５９】
誤差決定部２１２には、適応型等化回路２０３の出力信号と、受信側情報受信部２１１からの基準信号（受信信号から生成される）が入力される。誤差決定部２１２は、適応型等化回路２０３に両信号の誤差に関する情報を出力する。
【００６０】
［第三実施形態］
図８は、本発明の第三実施形態に係る光送信器及び光送受信システムの構成図である。第三実施形態では、第一実施形態と異なり、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は変更可能である。
【００６１】
図８では、光送信器７００は、レーザ光源７０６から出力される無変調のレーザ光を光電界変調器７０５に入力し、所要の電界変調を行った光電界信号を、光ファイバ伝送路７０７に出力する。光ファイバ伝送路に出力された光電界信号を、光受信器７０８が受信する。
【００６２】
光送信器７００には、送信系列元データとして、伝送する２値のデジタル信号が入力される。符号化回路７０１は、入力されたデジタル信号から複素信号（実部及び虚部の２組のデジタルデータ）を生成する。生成された複素信号は、予等化回路７０２に入力される。
【００６３】
予等化回路７０２は、光ファイバ伝送路７０７で生じる波長分散の伝達関数の逆関数を印加し、伝送劣化に対して等化を行う。予等化回路７０２は、波長分散による伝送劣化を予め補償した複素信号を出力する。予等化回路７０２は、本実施形態では、図４のようなプリセット型の複素係数の線形ＦＩＲフィルタから構成される。プリセット型ＦＩＲフィルタのタップ係数は、光送受信器システムがサービスを開始する前（データ伝送される前）に、定められている。第一実施形態と同様に、タップ係数は、光ファイバ伝送路の波長分散量とルックアップテーブルを用いて決定されてよい。予等化回路７０２に入力されたトレーニング信号と光受信器７０８で受信されたトレーニング信号を比較（誤差決定）することにより、入力トレーニング信号系列と受信トレーニング信号系列の誤差が最小になるように、タップ係数の最適化処理が行われてよい。なお、トレーニング信号は、既知の２値のデータ列である。予等化回路７０２から出力された複素信号は、適応型等化回路７０３に入力される。
【００６４】
適応型等化回路７０３は、入力された複素信号に対して、温度変化などの環境変化による波長分散の時間変動によって生じる伝送劣化を予め補償する。適応型等化回路７０３は、第一実施形態と同じ適応型の複素係数の線形ＦＩＲフィルタを備える。タップ係数４０３は、基準信号４０５と適応型等化回路の出力４０６の誤差を最小化するように随時更新される。適応型等化回路７０３は、タップ係数を周期的、又は、連続的に更新できる点で、予等化回路７０２と異なる。適応型等化回路７０３のタップ係数の更新は、図５に示したシーケンスに従う。予等化回路７０２から出力された複素信号の実部Ｉ及び虚部Ｑは、それぞれＤＡ変換器７０４−１，７０４−２に入力される。
【００６５】
ＤＡ変換器７０４−１、７０４−２は、適応型等化回路７０３から入力された複素信号の実部Ｉ及び虚部Ｑを高速のアナログ電気信号に変換する。アナログ電気信号は、光電界変調器７０５に入力される。光電界変調器７０５は、ＤＡ変換器から入力されたアナログ電気信号を用いて、レーザ光源７０６から出力されたレーザ光を変調し、光電界信号を出力する。光電界変調器７０５から出力された光電界信号は、光ファイバ伝送路７０７に入力され、光受信器７０８へ伝送される。
【００６６】
光受信器７０８は、データ復調部７０９と、劣化観測部７１０と、受信側情報送信部７１１を備える。光受信器２０８へ伝送された光電界信号は、光受信器７０８のデータ復調部７０９に入力される。データ復調部７０９は、光電界信号を２値のデジタル信号（受信信号）に変換する。また、データ復調部７０９は、受信信号の情報（例えば、元のデジタル信号や、受信シンボルの情報）や、光ファイバ伝送路の経路変更の情報を、劣化観測部７１０と受信側情報送信部７１１に入力する。光ファイバ伝送路の経路変更の情報は、データのヘッダーとして光送信器７００や図示しない中継器などから光受信器７０８に送られてよい。
【００６７】
劣化観測部７１０は、受信信号の伝送劣化（例えば、ビット誤り率）を観測し、観測した伝送劣化の情報を受信側情報送信部７１１に伝達する。劣化観測部７１０は、論理回路（ＣＰＵ、ＤＳＰ等でもよい）及び／又はメモリ等から構成してよい。なお、ビット誤り率は、光送信器７００を介して既知のテスト信号（トレーニング信号でもよい）を光受信器７０８に送ることにより測定してよい。又、劣化観測部７１０は、受信波形の歪を観測し、受信波形の歪（波長分散量）の変化を、経路変更の情報としてしてもよい。
【００６８】
受信側情報送信部７１１は、受信信号の情報（例えば、受信シンボルの情報）と、経路変更に関する情報と、劣化観測部７１０で観測した伝送劣化の情報を、光送信器７００内部に設置されている受信側情報受信部７１２に伝達する。受信側情報受信部７１２は、受信信号の情報を誤差決定部７１３に伝達する。また、受信側情報受信部７１２は、経路変更（経路切換え）に関する情報及び伝送劣化の情報をタップ係数制御部７１４に伝達する。
【００６９】
誤差決定部７１３には、適応型等化回路７０３の出力信号と、受信側情報受信部７１２からの受信信号の情報が入力される。例えば、誤差決定部７１３は、シンボルごとに、適応型等化回路７０３の出力信号と光受信器７０８が受信した受信信号との誤差を演算する。誤差決定部７１３は、適応型等化回路７０３に誤差に関する情報を出力する。
【００７０】
光送信器７００において、符号化回路７０１、予等化回路７０２、適応型等化回路７０３、誤差決定部７１３、タップ係数制御部７１４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）とＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ：例えばＳＲＡＭ）を搭載した単一のＦＰＧＡ上に、構築されてよい。
【００７１】
図９のフローチャートに従って、タップ係数制御部７１４は、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数の最適化処理を実施する。フローチャートの最適化処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００７２】
ステップＳ８１において、タップ係数制御部７１４は、入力された経路変更の情報から、経路変更を検出する。タップ係数制御部７１４が経路変更を検出しない場合、ルーチンはステップＳ８２へ進む。タップ係数制御部７１４が経路変更を検出した場合、ルーチンはステップＳ８４へ進む。ステップＳ８４において、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、最適化され、更新される。
【００７３】
ステップＳ８２において、タップ係数制御部７１４は、劣化観測部７１０で観測した伝送劣化の情報から、ビット誤り率がある閾値（例えば、1×10-5）以上であるか否か判断する。ビット誤り率が閾値より小さい場合、ルーチンはステップＳ８３へ進む。この場合、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は変更されない。また、ビット誤り率が閾値以上である場合、ルーチンはステップＳ８４へ進む。ステップＳ８４において、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数は、最適化され、更新される。
【００７４】
ステップＳ８３において、適応型等化回路７０３のフィルタ制御部４０８は、適応型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新する。タップ係数の更新後は、ルーチンはステップＳ８１へ戻る。
【００７５】
ステップＳ８４において、タップ係数制御部７１４は、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を最適化する。タップ係数の最適化後は、ルーチンはステップＳ８１へ戻る。
【００７６】
予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数が最適化された後、再び適応型等化回路７０３を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数が更新され得る。
【００７７】
図９のフローチャートによると、光ファイバ伝送路の経路が変更された場合か、又は、波長分散による伝送劣化によって、ビット誤り率が閾値（例えば、1×10-5）以上になった場合、タップ係数制御部７１４は、予等化回路７０２を構成する線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新する。予等化回路７０２のタップ係数は、サービスが開始される前に実施するタップ係数の最適化と同じように最適化される。光ファイバ伝送路の波長分散量とルックアップテーブルを用いて、予等化回路７０２のタップ係数は最適化されてよい。又は、予等化回路７０２への入力トレーニング信号とデータ復調部７０９で復調されたトレーニング信号との誤差が最小になるように予等化回路７０２のタップ係数は最適化されてよい。又は、予等化回路７０２のタップ係数は、他の公知の方法で最適化されてよい。
【００７８】
−作用効果−
第三実施形態では、光送信器は、光ファイバ伝送路の経路変更を検出する機能や、ビット誤り率の急激な劣化を検出する機能を備える。経路変更があった場合、又は、前記受信信号のビット誤り率が閾値以上である場合に、タップ係数制御部は、予等化回路（第一の補償部）のプリセット型線形ＦＩＲフィルタのタップ係数を更新する。これにより、波長分散耐力が向上させながら、より安定したデータ伝送が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
２００  光送信器
２０１  符号化回路
２０２  予等化回路
２０３  適応型等化回路
２０４−１  ＤＡ変換器
２０４−２  ＤＡ変換器
２０５  光電界変調器
２０６  レーザ光源
２０７  光ファイバ伝送路
２０８  光受信器
２０９  データ復調部
２１０  受信側情報送信部
２１１  受信側情報受信部
２１２  誤差決定部
３０２  シフトレジスタ
３０３  タップ係数
４０２  シフトレジスタ
４０３  タップ係数
４０５  基準信号
４０６  出力
４０８  フィルタ制御部
７１０  劣化観測部
７１４  タップ係数制御部
【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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