(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の可変分散補償器と、
前記複数の可変分散補償器に接続される制御部と、
前記複数の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域との関係を記述した制御テーブルと、
を有し、
前記制御部は、前記複数の可変分散補償器に要求される総分散量と、前記制御テーブルに記述された関係とに基づいて、前記複数の可変分散補償器のうち、最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々に設定される分散量を決定することを特徴とする可変分散補償装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２の可変分散補償器の前記波長帯域を、前記複数の可変分散補償器の平均帯域に合致させるとともに、前記第２の可変分散補償器の前記平均帯域に対応する分散量を、前記制御テーブルに基づいて計算する第１計算と、
前記第１計算による前記第２の可変分散補償器の分散量の変化量を、前記第１の可変分散補償器に設定された前記分散量に加算する第２計算と、
前記第１の可変分散補償器の前記加算された分散量に対応する波長帯域を、前記制御テーブルに基づいて演算する第３計算と、
を行い、前記第３計算後の前記複数の可変分散補償器に基づいて、前記最大の波長帯域と前記最小の波長帯域との前記帯域差が、前記所定の範囲内にあるか否かを判断し、
前記帯域差が前記所定の範囲内に収束するまで、前記第１計算、前記第２計算、及び前記第３計算を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の可変分散補償装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記総分散量が変更された場合に、前記各可変分散補償器に設定された前記分散量の比を維持したまま、前記各可変分散補償器の前記分散量を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の可変分散補償装置。
【請求項４】
前記制御テーブルは、前記各可変分散補償器について、前記分散量と、有効分散補償帯域との関係を記述することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変分散補償装置。
【請求項５】
前記制御テーブルは、前記各可変分散補償器について、前記分散量と、有効分散補償帯域と、透過帯域との関係を記述し、
前記制御部は、前記各可変分散補償器について、前記有効分散補償帯域と前記透過帯域のうちの狭い方の波長帯域を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変分散補償装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変分散補償装置と、
前記可変分散補償装置の出力に接続され、光電変換部を有する信号受信部と、
を含む光受信装置。
【請求項７】
前記信号受信部は、光電変換された受信信号の誤りを検出するエラーモニタ部を有し、
前記エラーモニタ部のモニタ結果は、前記可変分散補償装置の制御部に入力され、
前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、最適な総分散量を設定することを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項８】
直列接続された複数の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域の関係をあらかじめ取得し、
前記複数の可変分散補償器に要求される総分散量を取得し、
前記総分散量と、前記あらかじめ取得された前記関係とに基づいて、前記複数の可変分散補償器のうち、最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々に設定される分散量を決定することを特徴とする可変分散補償制御方法。
【請求項９】
前記分散量の決定は、
前記第２の可変分散補償器の前記波長帯域を、前記複数の可変分散補償器の平均帯域に合致させるとともに、前記第２の可変分散補償器の前記平均帯域に対応する分散量を、前記あらかじめ取得された前記関係に基づいて計算する第１計算と、
前記第１計算による前記第２の可変分散補償器の分散量の変化量を、前記第１の可変分散補償器の前記分散量に加算する第２計算と、
前記第１の可変分散補償器の前記加算された分散量に対応する波長帯域を、前記あらかじめ取得された前記関係に基づいて演算する第３計算と、
前記第３計算後の前記複数の可変分散補償器に基づいて、前記最大の波長帯域と前記最小の波長帯域との前記帯域差が、前記所定の範囲内にあるか否かを決定する判断と、
を含み、
前記帯域差が前記所定の範囲内に収束するまで、前記第１計算、前記第２計算、及び前記第３計算を繰り返すことを特徴とする請求項８に記載の可変分散補償制御方法。
【請求項１０】
前記総分散量が変更された場合に、前記各可変分散補償器に設定された前記分散量の比を維持したまま、前記各可変分散補償器の前記分散量を変更する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項８または９に記載の可変分散補償制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変分散補償装置、光受信装置、及び可変分散補償制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）で長距伝送を行う場合、一般的に各中継局と受信局に分散補償ファイバを配置して、直前の伝送中に受けた波長分散量を打ち消す補正を行ない、受信部の直前に可変分散補償器（ＴＤＣ：Tunable Dispersion Compensator）を配置して、各チャネルの最適な分散補償を行なっている。
【０００３】
しかし、波長多重された各チャネルは、伝送路からそれぞれ異なる量の分散を受けるため、中継局で分散補償を行ってもチャネル間で残留分散量（分散量の蓄積量）の差分、ばらつきが生じる。この差分、ばらつきは伝送距離が長くなるにつれて増大する。
【０００４】
図１は、ＷＤＭ（波長多重）伝送における分散補償と残留分散を示す図である。各伝送路で波長ごとに異なる分散量が蓄積される。波長が長いほど分散影響を受けやすく、残留分散量が多くなる（矢印Ａ）。各中継局では分散補償ファイバにより波長分散量を低減させるが（矢印Ｂ）、波長により分散蓄積量や補償量が異なるため、全てのチャネルをゼロに戻すことはできない（矢印Ｃ）。
【０００５】
受信局では信号波長ごとに異なる分散補償を行なう必要があり、受信側に可変分散補償器（ＴＤＣ）を配置する。１種類のＴＤＣで全チャネルの補正量の最大値から最小値までの範囲をサポートするには、ＴＤＣの波長分散補償の範囲を広くとらなければならない（矢印Ｄ）。しかし、ＴＤＣの可変分散量と有効分散帯域は、図２に示すようにトレードオフの関係にある。
【０００６】
図３（Ａ）に示すように、有効分散帯域とは分散量が直線性を保持する帯域のことである。通常は群遅延リップルや傾きが所定の値以下になる波長範囲で定義される。他方、透過帯域とは、図３（Ｂ）に示すように最小の損失値（ピーク値）から例えば３ｄＢ低い点での波長範囲で定義される。
【０００７】
図２を参照すると、帯域を広くしようとすると分散補償量を可変にできる範囲が小さくなる（矢印Ｄ）。可変量を大きくしようとすると有効分散帯域が狭くなる（矢印Ｅ）。ひとつのデバイスで広い有効波長帯域と大きな可変分散補償量を両立するのは困難である。
【０００８】
図４（Ａ）の矢印Ｆで示すように、有効分散帯域の直線性が維持される範囲の傾きが波長分散量となる。この直線性が維持される範囲で、均一の波長分散補償量を印加することができる。このとき、有効分散帯域と透過帯域の双方が信号光のスペクトラム幅よりも広くなければ、全信号スペクトラム成分に同一の分散補償量をかけることができない。有効分散帯域が不足すると、図４（Ｂ）の矢印Ｇで示すように、信号波形劣化による伝送ペナルティが出てしまう。したがって、分散補償を確実にするには、有効分散帯域と透過帯域の狭い方を基準として行なう。
【０００９】
４０ＧＨｚの信号の分散補償をするためには、５０ＧＨｚ程度の帯域を確保する必要がある。この帯域を確保したうえで±１０００ｐｓ／ｎｍの分散補償量をサポートするのは実現が難しく、±７００ｐｓ／ｎｍ程度の可変分散補償量を持つものが一般的である。
【００１０】
所要の分散補償帯域を確保するために、２つの可変分散補償器を直列に接続する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この構成では、第１の分散補償器における分散補償帯域の不足分を補うために、第２の分散補償器が直列接続されている。しかし、複数のＴＤＣを直列接続した場合、トータルの可変分散補償量は大きくできるが、制御の仕方によっては、逆に帯域を狭くしてしまい、伝送品質が劣化するおそれがある。
【００１１】
なお、伝送される信号光の全体について３次の分散を補償させるために、受信側で波長分離される前の段階で光分散補償素子を直列に配置する構成が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【００１２】
また、エタロンとミラーを所定の角度で配置した可変分散補償器を多段に接続して広帯域でリップルの少ない分散補償器を実現する構成が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−２８８２００号公報
【特許文献２】特開２００１−３２０３２８号公報
【特許文献３】特開２００６−５３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図５Ａ及び図５Ｂは、ＴＤＣの組み合わせの相違による特性の違いを説明するための図である。たとえば、±７００ｐｓ／ｎｍの可変分散波長特性を持つＴＤＣを２台接続して合計で±８００ｐｓ／ｎｍの補償量を印加する場合、次のような組み合わせ例がある。組み合わせは無限であるが、ここでは便宜上、２つの例のみを記載する。
【００１５】
方法１： +700 ps/nm (TDC1) + 100 ps/nm (TDC2) = +800 ps/nm（図５Ａ）
方法２： +400 ps/nm (TDC1) + 400 ps/nm (TDC2) = +800 ps/nm（図５Ｂ）
方法１では、図５Ａに示すように片方のＴＤＣに大きな分散値（+700 ps/nm）が設定される。分散値の大きなＴＤＣの有効分散帯域は狭く、２台のＴＣＤを直列接続した場合、全体の特性は帯域が狭い方に引きずられる。その結果、全体としての有効帯域幅は狭くなる。
【００１６】
他方、図５Ｂに示すように、+400 ps/nmのＴＤＣを２台接続する場合、双方がほぼ均等な有効分散帯域を有する。各ＴＤＣは、+100 ps/nmの有効分散帯域よりは狭いが、+700 ps/nmの有効分散帯域よりは広い帯域を有し、２台を接続した場合、全体の帯域は図５Ａ の組み合わせよりも広い帯域を確保することができる。
【００１７】
この知見に基づき、実施例では、複数のＴＤＣを組み合わせる際に、大きな分散補償量を確保するとともに有効分散帯域を広く維持できる最適な特性を実現する可変分散補償器の構成とその制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の観点では、可変分散補償装置は、
直列接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）の可変分散補償器と、
前記ｎ個の可変分散補償器に接続される制御部と、
前記ｎ個の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域との関係を記述した制御テーブルと、
を有し、
前記制御部は、前記ｎ個の可変分散補償器に要求される総分散量と、前記制御テーブルに記述された関係とに基づいて、前記ｎ個の可変分散補償器のうち最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々について分散量を決定する。
【００１９】
第２の観点では、上述した可変分散補償装置を用いた光受信装置を提供する。光受信装置は、
上記の可変分散補償装置と、
前記可変分散補償装置の出力に接続され、光電変換部を有する信号受信部と、
を含む。
【００２０】
第３の観点では、可変分散補償制御方法を提供する。可変分散補償制御方法において、
直列接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域の関係をあらかじめ取得し、
前記ｎ個の可変分散補償器の総分散量を取得し、
前記総分散量と、前記あらかじめ取得された前記関係とに基づいて、前記ｎ個の可変分散補償器のうち、最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々について分散量を決定する。
【発明の効果】
【００２１】
複数のＴＤＣを接続する場合に、最適な特性を実現する波長分散量を各ＴＤＣに設定することによって、分散補償量を大きく設定しつつ有効分散帯域を広く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】波長多重（ＷＤＭ）伝送による分散補償と残留分散を説明するための図である。
【図２】波長分散可変量と有効分散帯域幅のトレードオフの関係を示すグラフである。
【図３】可変分散補償器（ＴＤＣ）の特性例を示すグラフである。
【図４】ひとつのＴＤＣで実現できる特性トレードオフの例を示す図である。
【図５Ａ】ＴＤＣの組み合わせによる特性を示す図である。
【図５Ｂ】ＴＤＣの組み合わせによる特性を示す図である。
【図６】実施形態によるＴＤＣ制御の構成例を示す図である。
【図７】格納されるＴＤＣ制御テーブルの一例を示す図である。
【図８】２つのＴＤＣを接続した場合の制御フローを示す図である。
【図９】光受信装置の構成例を示す図である。
【図１０】光受信装置の別の構成例を示す図である。
【図１１】分散設定値とエラーレートとの関係を示すグラフである。
【図１２】透過帯域に波長と規制を持たないＴＤＣの特性例を示す図である。
【図１３】ｎ個のＴＤＣを接続した場合の制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下で、図面を参照して発明の実施形態を説明する。実施形態では、複数の可変分散補償器（以下、適宜「ＴＤＣ」と称する）を組み合わせる際に、ＴＤＣの個体差に応じた特性（たとえば分散設定量と有効帯域の関係）に基づいて、全体の特性が最も良くなるようにバランスをとりながら各ＴＤＣに適切な波長分散量を設定する。これにより、波長分散量を大きくとりながら、広帯域を確保する。
【００２４】
図６は、一実施形態による可変分散補償装置１０の構成例を示す図である。可変分散補償装置１０は、第１のＴＤＣ１と、第２のＴＤＣ２と、制御部１３と、メモリ１４を有する。第１のＴＤＣ１と第２のＴＤＣ２とは直列接続されており、光伝送路を伝播してきた光信号（受信信号）は、第１のＴＤＣ１に入力され、続いて第２のＴＤＣ２に入力される。ＴＤＣ１、ＴＤＣ２は、たとえばファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）、バーチャリ・イメージド・フェイズド・アレイ（ＶＩＰＡ：Virtually Imaged Phased Array）、プレーナ光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）、エタロンなどの光デバイスを利用して構成されている。ＴＤＣ１とＴＤＣ２は、異なる分散補償量を有する場合はもちろん、同じ分散補償量に設定される場合であっても、製造ばらつき等により有効分散帯域や透過帯域に相違が生じる。
【００２５】
制御部１３は、所要の総分散量の設定を受けて、第１のＴＤＣ１と第２のＴＤＣ２の各々に対して、個別に最適な分散量を設定する。総分散量の設定は、後述するように事業者あるいは装置ユーザにより外部から入力された設定値を用いてもよいし、受信信号のエラー情報に基づいて制御部１３自体が設定する構成としてもよい。メモリ１４は、あらかじめＴＤＣごとの分散設定量と帯域（実施例では有効分散帯域と透過帯域）の関係を記述したＴＤＣ制御テーブル１５を格納する。制御部１３は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実現されてもよい。あるいは、制御部１３は、例えば、汎用のプロセッサで実現されてもよいし、ＤＳＰと同等の機能を提供するＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路で実現されてもよい。
【００２６】
図７は、メモリ１４に格納されるＴＤＣ制御テーブル１５の一例を示す図である。実施例では、第１のＴＤＣ１、第２のＴＤＣ２ともに、±７００ｐｓ／ｎｍの可変分散補償量を持ち、この範囲で分散補償値を設定できるものとする。図７の制御テーブル１５では、ＴＤＣ１とＴＤＣ２の各々について、分散設定値に対応する有効分散帯域と、透過帯域（ピークから３ｄＢ下がった地点での帯域、以下「３ｄＢ帯域」と略称する）の実測値が、１００ｐｓ／ｎｍ刻みで記録されている。実測値は、たとえばＴＤＣ１とＴＤＣ２の製造時に取得することができる。ＴＤＣ製造コストの観点と、メモリ１４の必要容量の観点から、あまり細かいステップ（たとえば１０ｐｓ／ｎｍ以下）での測定は好ましくない。５０〜１００ｐｓ／ｎｍ程度のステップ幅で測定するのが合理的である。制御時には、スプライン補間、ラグランジュ補間等、任意の補間法を用いて、制御テーブル１５の値の間を補間する演算を行う。
【００２７】
ここでは、総分散量の設定値が８００ｐｓ／ｎｍである場合を考える。２つのＴＤＣを用いる場合、可変分散量の振り分けには、300 ps/nmと500 ps/nm等無限の組み合わせがあるが、従来技術のように、第１のＴＤＣ１で上限値の+700 ps/nmまで制御して残りを第２のＴＤＣ２で補正する方法（方法１）と、実施例に従って各ＴＤＣの特性を考慮した上で分散量設定値を与える方法（方法２）とを比較する。
【００２８】
方法１： +700 ps/nm (TDC1) + 100 ps/nm (TDC2) = 合計 +800 ps/nm
方法２： +400 ps/nm (TDC1) + 400 ps/nm (TDC2) = 合計 +800 ps/nm
図７の制御テーブル１５において、実線で囲んだ組み合わせが方法１に対応し、破線で囲んだ組み合わせが方法２に対応する。有効分散帯域と透過帯域（３ｄＢ帯域）の狭い方を、その分散設定値に対応する帯域とする。
【００２９】
ＴＤＣ１の+700ps/nmのときの帯域は40.9GHz、+400ps/nmのときの帯域は45.1GHzである。
【００３０】
ＴＤＣ２の+100ps/nmのときの帯域は45.1GHz、+400ps/nmのときの帯域は43.8GHzである。
【００３１】
方法１と方法２での総分散量+800 ps/nmにおける帯域は、上記ＴＤＣ１とＴＤＣ２の各帯域の狭い方の帯域となる。したがって、方法１での帯域は40.9GHz、方法２での帯域は43.8GHzとなる。このように、同じ総分散量でも制御の仕方によって帯域の広さに差がでる。
【００３２】
そこで、実施形態の可変分散補償装置１０の制御部１３は、ＴＤＣ制御テーブル１５に基づいて、２つのＴＤＣがなるべく均等な帯域を有し、トータルの特性が最も良くなるようにＴＤＣ１、ＴＤＣ２のそれぞれの分散量設置値を演算する。
【００３３】
図８は、２つのＴＤＣを直列接続した場合の制御フローを示す図である。この例では、ＴＤＣ１とＴＤＣ２の帯域差が０．１［ＧＨｚ］の範囲内になるように総分散+800 ps/nmを２つのＴＤＣに振り分ける。
【００３４】
装置が起動されると、制御部１３はメモリ１４からＴＤＣ１とＴＤＣ２の特性値を読み出す（Ｓ１０１）。読み出された値は、その後のファーム演算のパラメータとなる。ステップＳ１０２で、総分散量の設定の有無を判断する。総分散値が設定されるまで待機する。総分散値の設定は、外部入力による設定であってもよいし、フィードバック情報に基づく制御部１３自体による設定でもよい。総分散量（たとえば+800 ps/nm）が設定されたならば（Ｓ１０２でＹｅｓ）Ｓ１０３に進む。
【００３５】
Ｓ１０３において、総分散量の１／２の分散値における各ＴＤＣの帯域と、これらの帯域の平均（あるいは中心）を計算する。この例では、ＴＤＣ１とＴＤＣ２にそれぞれ+400 ps/nmずつを割り振ったときのそれぞれの帯域を求める。図７の制御テーブル１５を参照すると、
ＴＤＣ１： 400 [ps/nm]で45.1 [GHz]  （広帯域）
ＴＤＣ２： 400 [ps/nm]で43.8 [GHz]  （狭帯域）
となる。なお、各ＴＤＣにおいて有効分散帯域と３ｄＢ帯域のうち、狭い方の帯域が選択されている。
【００３６】
Ｓ１０４において、２つのＴＤＣの帯域の平均を求める。この例では、２つの帯域の中心（平均）は、
(45.1+43.8)/2 = 44.45 [GHz]
となる。そして、帯域の狭い方のＴＤＣ２の帯域幅を、ＴＤＣ１との中間の帯域幅44.45 [GHz]まで引き上げ、そのときのＴＤＣ２の分散量を計算する。制御テーブル１５を参照すると、ＴＤＣ２の帯域が44.45 [GHz]となるのは、分散値が200 [ps/nm]と300 [ps/nm]の間である。分散値200[ps/nm]と分散値300[ps/nm]との２点間を直線近似し、途中の値を求めると、ＴＤＣ２の帯域が44.45 [GHz]となるときの分散量は、293 [ps/nm]である。これ以外の適切な補間方法を用いてＴＤＣ２の帯域に対応する分散値を求めてもよい。
【００３７】
ＴＤＣ２： 293 [ps/nm]で44.45 [GHz]
トータルで+800 ps/nmの分散量を確保するには、帯域の狭い方のＴＤＣ２で減少した分の分散量を、ＴＤＣ１で補う必要がある。
【００３８】
Ｓ１０５において、トータルで+800 ps/nmの分散量となるように、ＴＤＣ２の減少分を帯域の広い方のＴＤＣ１の分散量に加算する。そして、調整後のＴＤＣ１の分散量と、そのときのＴＤＣ１の帯域幅を計算する。
【００３９】
ＴＤＣ１：400 + (400 - 293) = 507 [ps/nm]
制御テーブル１５を参照し、補間法（たとえば上述の線形補間など）を用いて計算すると、ＴＤＣ１で分散量507 [ps/nm]に対応する帯域幅は、43.38 [GHz]となる。
【００４０】
ＴＤＣ１： 507 [ps/nm]で43.38 [GHz]
この時点で、ＴＤＣ２の帯域の方が、ＴＤＣ１の帯域よりも広くなる
Ｓ１０６において、ＴＤＣ１とＴＤＣ２との差分が、所定の値、たとえば 0.1 [GHz] 以下となったか否かを判断する。差分が所定の値以下になっていない場合は（Ｓ１０６でＮｏ）、ステップＳ１０４に戻って演算を繰り返す。
【００４１】
この例では、ＴＤＣ１とＴＤＣ２の帯域差は、1.07 GHz（44.45 GHz−43.38 GHz）であり、所定の帯域差 0.1 [GHz]の範囲内に収束していないので、Ｓ１０４に戻って演算を継続する。
【００４２】
２ラウンド目の開始時点では、
ＴＤＣ１： 507 [ps/nm]で43.38 [GHz]  （狭帯域）
ＴＤＣ２： 293 [ps/nm]で44.45 [GHz]  （広帯域）
である。
【００４３】
２つのＴＤＣの帯域の平均を計算すると、(43.38+44.45)/2 = 43.92 [GHz] となる。帯域の狭い方のＴＤＣ１の帯域幅を、中間（平均）の帯域幅43.92 [GHz]まで引き上げ、そのときの分散量を計算すると、
ＴＤＣ１：474 [ps/nm]で43.92 [GHz]
となる（Ｓ１０４）。
【００４４】
ＴＤＣ１で減少した分散量をＴＤＣ２で補い、そのときのＴＤＣ２の分散量と帯域幅を計算する（Ｓ１０５）。
【００４５】
ＴＤＣ２：293 + (507 − 474) = 326 [ps/nm]で44.24 [GHz]  
ＴＤＣ１とＴＤＣ２の帯域差は、44.24−43.92 = 0.32 GHzであり、いまだ所定の範囲内に収束していない（Ｓ１０６でＮｏ）。したがって、Ｓ１０４−Ｓ１０６を繰り返す。
【００４６】
３ラウンド目の開始時点では、
ＴＤＣ１： 474 [ps/nm]で43.92 [GHz]  （狭帯域）
ＴＤＣ２： 326 [ps/nm]で44.24 [GHz]  （広帯域）
となる。
【００４７】
帯域の平均は、(43.92+44.24)/2 = 44.08 [GHz] となる。帯域の狭い方のＴＤＣ１の帯域幅を、中間（平均）の帯域幅44.08 [GHz]まで引き上げ、そのときの分散量を計算すると、
ＴＤＣ１：464 [ps/nm]で44.08 [GHz]
となる（Ｓ１０４）。
【００４８】
ＴＤＣ１で減少した分散量をＴＤＣ２で補い、そのときのＴＤＣ２の分散量と帯域幅を計算する（Ｓ１０５）。
【００４９】
ＴＤＣ２：326 + (474 − 464) = 336 [ps/nm]で44.18 [GHz]  
このときのＴＤＣ１とＴＤＣ２の帯域差は、44.18−44.08 = 0.1 GHzであり、所定の範囲内に収束している（Ｓ１０６でＹｅｓ）。そこで、Ｓ１０７において、このときの分散量をＴＤＣ１とＴＤＣ２に設定する。
【００５０】
ＴＤＣ１： 464 [ps/nm]で44.08 [GHz]  
ＴＤＣ２： 336 [ps/nm]で44.18 [GHz]  
これにより、トータルで800 [ps/nm]の可変分散量が確保され、このときの全体の帯域幅は44.08 [GHz]となる。すなわち、所要の可変分散量を維持しつつ、広い帯域を確保することが可能になる。
【００５１】
上記の演算を分かりやすくまとめると、以下のようになる。
＜Step 1＞ 両ＴＤＣに総分散量の１／２ずつを割り振った場合の帯域を計算
ＴＤＣ１（400 [ps/nm], 45.1 [GHz]）＋ＴＤＣ２（400 [ps/nm], 43.8 [GHz]）
帯域の平均＝44.45 [GHz]
＜Step 2＞ 帯域の狭いＴＤＣ２側の帯域が平均値44.45 [GHz]となる分散量と、その時のＴＤＣ１の分散量・帯域を計算
ＴＤＣ１（507 [ps/nm], 43.38 [GHz]）＋ＴＤＣ２（293 [ps/nm], 44.45 [GHz]）
帯域の平均＝43.92 [GHz]
＜Step 3＞ 帯域の狭いＴＤＣ１側の帯域が平均値43.92 [GHz]となる分散量と、その時のＴＤＣ２の分散量・帯域を計算
ＴＤＣ１（474 [ps/nm], 43.92 [GHz]）＋ＴＤＣ２（326 [ps/nm], 44.24 [GHz]）
帯域の平均＝44.08 [GHz]
＜Step 4＞ 帯域の狭いＴＤＣ１側の帯域が平均値44.08 [GHz]となる分散量と、その時のＴＤＣ２の分散量・帯域を計算
ＴＤＣ１（464 [ps/nm], 44.08 [GHz]）＋ＴＤＣ２（336 [ps/nm], 44.18 [GHz]）
この地点で、帯域差が所定の範囲内に収束（最適な分散値の取得）
上記の例では、演算を終了するための判定値である帯域差（収束範囲）を0.1 [GHz]に設定したが、ＴＤＣ実特性、信号のスペクトラム幅、波長変動量などの観点からみた設計の余裕度により任意に設定することができる。たとえば、スペクトラム幅が狭い10 Gbpsの信号ではラフな値（たとえば10 [GHz]）でもよいが、スペクトラムの広い40Gbps DPSKなどの信号では、1 [GHz]以下に設定するのが望ましい。
【００５２】
この帯域差収束の判定値は、最初から固定値を決めておく方法でもよいし、使用する信号レート（40 Gbpsや10 Gbpsなど）や信号変調フォーマット（DPSKやDQPSKなど）などの場合に応じて、外部からその都度設定できるように構成してもよい。
【００５３】
図９は、実施形態の可変分散補償装置１０を用いた光受信装置３０Ａの概略構成図である。光受信装置３０Ａは、受信した光信号の各チャネルの分散量を補償する分散補償部１０と、信号受信部２０を含む。分散補償部１０は、図６〜８を参照して説明した可変分散補償装置１０に対応する。
【００５４】
広い可変分散補償幅と広帯域が確保された分散補償部１０の光出力は、信号受信部２０に入力される。信号受信部２０は、光モジュール（受信部）２１と、エラーモニタ及び訂正部２２を含む。光モジュール２１は、フォトダイオード、増幅器などを含み、入力された光信号を電気信号に変換する。エラーモニタ及び訂正部２２は、たとえば前方誤り訂正（Forward Error Correction）により符号化された送信信号を、ＦＥＣ復号して誤りを訂正する。光電変換され、誤り訂正を受けた信号は、各分配先へと送信される。
【００５５】
図９の光受信装置３０Ａでは、外部から分散補償部１０に対して総分散設定値が入力される。この場合、事前に伝送路の分散値を調査しておき、最適な分散量がわかっているものとする。分散補償部１０の制御部１３は、入力された総分散設定値に基づいて図８の制御フローを実行し、ＴＤＣ１、ＴＤＣ２の各々に対する最適分散量を決定する。
【００５６】
図１０は、光受信装置の別の構成例として、光受信装置３０Ｂの概略構成を示す。図１０の構成では、信号受信部２０のエラーモニタ及び訂正部２２は、エラーモニタ情報（たとえばビットエラーレート）を分散補償部１０の制御部１３へフィードバックする。制御部１３は、エラーモニタ情報から最適な総分散値を設定する。モニタ情報のフィードバックは周期的に、たとえば数時間ごとに行なう。この構成によると、各ＴＤＣに必要な分散補償量を、伝送品質に応じて最適化することができる。
【００５７】
図１１は、分散設定値とエラーレートとの関係を示すグラフである。エラーレートが最小となる地点での分散設定値を、最適総分散値として選択する。実施形態では、２つのＴＤＣが直列接続されているため、このような構成で最適な分散量を求めるのに、いくつかの方法がある。
【００５８】
一つ目は、図８の処理フローの最初に、総分散量をＴＤＣの数で除算して各ＴＤＣに均等に分散量を割り振り、これを固定したまま総分散量の最適値を求め、その後で各ＴＤＣへの分配値を求める方法である。実施形態では２つのＴＤＣを用いるので、各ＴＤＣに総分散量の１／２ずつを大まかに割り振り、これを固定したまま、総分散量の最適値（極小値に対応する分散量）を求め、そのあとで各ＴＤＣへの具体的な分配値を求める。もう一つの方法は、総分散量をひとつ設定するごとに、毎回各ＴＤＣへの設定値を求めてゆく方法である。
【００５９】
図８のフローでは、可変分散補償装置１０が起動したときからの制御フローを記載しているが、一旦演算が終了して、各ＴＤＣに最適な分散設定値が与えられたあとの運用中の微調整においては、途中から処理フローを開始するのが望ましい場合がある。運用中に分散値を微調整する場合は、最初からフローを開始すると、分散値が最適状態から外れてしまい、信号品質に影響を与える可能性があるからである。
【００６０】
したがって、運用後に微調整が必要となる場合は、現在設定されている各分散値の比を保ったまま、総分散量が所望の値となるように設定するのがよい。たとえば、図８のフローで設定した総分散量800 [ps/nm]で、ＴＤＣ１に464 [ps/nm]、ＴＤＣ２に336 [ps/nm]の分散値を設定している状態で、エラーモニタ情報に基づいて最適な総分散量を1000 [ps/nm]に変更する場合、
ＴＤＣ１：464×1000/800＝580 [ps/nm]
ＴＤＣ２：336×1000/800＝420 [ps/nm]
と設定する。最適点の変化は誤差の範囲内でのシフトなので、設定した分配割合を維持することができる。
【００６１】
ＴＤＣがファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）で構成されている場合は、ファイバの温度を変える、あるいはファイバに印加する応力を変える等して、ファイバ上のブラッグ回折格子のピッチを変えることで、波長分散量を変更することができる。ＴＤＣがバーチャリ・イメージド・フェイズド・アレイ（ＶＩＰＡ）で構成される場合は、ＶＩＰＡから波長に応じた方向に出照される光をＶＩＰＡに戻す３次元ミラーの位置を変えて、波長ごとに光学距離を変化させることで、波長分散量を変えることができる。いずれの場合も、制御部１３から出力される制御信号を、図示しない駆動装置に入力することで分散量を可変にすることができる。
【００６２】
図１２は、透過帯域が波長特性を持たない場合の特性例を示す図である。図３のＴＤＣの特性例では、透過帯域がバンドパスフィルタのような特性を有していた。ＶＩＰＡ型、ＦＢＧ型、ＰＬＣ型の可変分散補償器（ＴＤＣ）を用いた場合は、図３のような透過特性を示す。しかし、ＴＤＣを別の構成原理で実現した場合、たとえば２枚の反射量を平行に向かい合わせたエタロンを用いる場合、透過波形は、全波長域でほぼフラットな特性を示す。この場合、波長分散設定量と透過帯域との関係を演算に用いる必要はない（有効分散帯域のみでよい）。また、図７の制御テーブル１５も、透過帯域に関する情報を有する必要はない。したがって、制御テーブル１５には、各波長分散設定量と有効分散帯域の関係のみが記載されることになる。
【００６３】
図１３は、ＴＤＣを３個以上（ｎ個：ｎは３以上の整数）連結する場合の処理フローを示す図である。ＴＤＣの数を増やしても、基本フローは図８の処理と同様である。総分散値をｎ個のＴＤＣに１／ｎずつ割り振り、最も帯域の狭いＴＤＣの帯域を中間あるいは平均の帯域になるように引き上げる補正を行い、低減した分の分散量を、最も帯域の広いＴＤＣに加え、帯域差が所定値以下に収束するまで（すなわち、ｎ個のＴＤＣの帯域がほぼ同じになるまで）処理を繰り返す。
【００６４】
具体的には、装置が起動されると、制御部１３はメモリ１４に格納された制御テーブル１５から、ｎ個のＴＤＣの各特性値を読み出す（Ｓ２０１）。総分散値が設定されている場合は（Ｓ２０２でＹｅｓ）、総分散量の１／ｎの分散値における各ＴＤＣの帯域幅を計算する（Ｓ２０３）。制御テーブル１５のステップサイズに応じて適宜補間法を用いるのも図８と同様である。
【００６５】
次に最も帯域幅の狭いＴＤＣの帯域幅を、最も広帯域のＴＤＣとの中間の帯域幅となるように、あるいはｎ個のＴＤＣの平均帯域幅となるように、帯域幅を補正し、これにともなう分散量の減少を計算する（Ｓ２０４）。
【００６６】
次に、減少分を帯域幅の最も広いＴＤＣの分散量に加算して、調整後の分散量と対応する帯域幅を計算する（Ｓ２０５）。最も帯域幅の広いＴＤＣと、最も帯域幅の広いＴＤＣとの帯域差が所定の値以下になるまで（Ｓ２０６でＹｅｓ）、Ｓ２０４〜Ｓ２０６の処理を繰り返す。帯域差が所定の値以下となったところで、演算した各ＴＤＣの分散値計算結果を各ＴＤＣに設定して（Ｓ２０７）、制御を終了する。
【００６７】
このような制御方法により、連結した複数のＴＤＣの特性が最も良くなるように、ＴＤＣごとの製造ばらつき、特性ばらつきを考慮した上で、ＴＤＣ間でバランスのとれた分散値を設定する。これにより、可変範囲の広い分散量を実現するとともに、広帯域化を実現することができる。
【００６８】
図１３の処理フローに対応する装置構成は、図７の直列接続されるＴＤＣの数が３個以上になり、ＴＤＣ制御テーブル１５は３個以上のＴＤＣの各々について分散量と有効分散帯域（構成に応じて３ｄＢ帯域も）の関係を記述する。その他の構成は、図７と同様である。
【００６９】
以上の説明に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
直列接続された複数の可変分散補償器と、
前記複数の可変分散補償器に接続される制御部と、
前記複数の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域との関係を記述した制御テーブルと、
を有し、
前記制御部は、前記複数の可変分散補償器に要求される総分散量と、前記制御テーブルに記述された関係とに基づいて、前記複数の可変分散補償器のうち、最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々について分散量を決定することを特徴とする可変分散補償装置。
（付記２）
前記制御部は、前記第２の可変分散補償器の前記波長帯域を、前記複数の可変分散補償器の平均帯域に合致させるとともに、前記第２の可変分散補償器の前記平均帯域に対応する分散量を、前記制御テーブルに基づいて計算する第１計算と、
前記第１計算による前記第２の可変分散補償器の分散量の変化量を、前記第１の可変分散補償器の前記分散量に加算する第２計算と、
前記第１の可変分散補償器の前記加算された分散量に対応する波長帯域を、前記制御テーブルに基づいて演算する第３計算と、
を行い、前記第３計算後の前記複数の可変分散補償器に基づいて、前記最大波長帯域と前記最小波長帯域が、前記所定の範囲内にあるか否かを判断する
ことを特徴とする付記１に記載の可変分散補償装置。
（付記３）
前記制御部は、補間法を用いて前記第１計算と前記第３計算を行なうことを特徴とする付記２に記載の可変分散補償装置。
（付記４）
前記制御部は、
前記総分散量が変更された場合に、前記各可変分散補償器に設定された前記分散量の比を維持したまま、前記各可変分散補償器の前記分散量を変更することを特徴とする付記１〜３のいずれか１に記載の可変分散補償装置。
（付記５）
前記制御テーブルは、前記各可変分散補償器について、前記分散量と、有効分散補償帯域との関係を記述することを特徴とする付記１に記載の可変分散補償装置。
（付記６）
前記制御テーブルは、前記各可変分散補償器について、前記分散量と、有効分散補償帯域と、透過帯域との関係を記述し、
前記制御部は、前記各可変分散補償器について、前記有効分散補償帯域と前記透過帯域のうちの狭い方の波長帯域を用いることを特徴とする付記１に記載の可変分散補償装置。
（付記７）
前記制御部は、前記総分散量を外部入力により受け取ることを特徴とする付記１に記載の可変分散補償装置。
（付記８）
前記制御部は、受信信号に含まれるエラー情報に基づいて前記総分散量を決定することを特徴とする付記１に記載の可変分散補償装置。
（付記９）
付記１〜６のいずれか１に記載の可変分散補償装置と、
前記可変分散補償装置の出力に接続され、光電変換部を有する信号受信部と、
を含む光受信装置。
（付記１０）
前記信号受信部は、光電変換された受信信号の誤りを検出するエラーモニタ部を有し、
前記エラーモニタ部のモニタ結果は、前記可変分散補償装置の制御部に入力され、
前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、最適な総分散量を設定することを特徴とする付記９に記載の光受信装置。
（付記１１）
直列接続された複数の可変分散補償器の各々について、分散量と波長帯域の関係をあらかじめ取得し、
前記複数の可変分散補償器に要求される総分散量を取得し、
前記総分散量と、前記あらかじめ取得された前記関係とに基づいて、前記複数の可変分散補償器のうち、最大の波長帯域を有する第１の可変分散補償器と、最小の波長帯域を有する第２の可変分散補償器との帯域差が所定の範囲内にあるように、前記可変分散補償器の各々について分散量を決定することを特徴とする可変分散補償制御方法。
（付記１２）
前記分散量の決定は、
前記第２の可変分散補償器の前記波長帯域を、前記複数の可変分散補償器の平均帯域に合致させるとともに、前記第２の可変分散補償器の前記平均帯域に対応する分散量を、前記あらかじめ取得された前記関係に基づいて計算する第１計算と、
前記第１計算による前記第２の可変分散補償器の分散量の変化量を、前記第１の可変分散補償器の前記分散量に加算する第２計算と、
前記第１の可変分散補償器の前記加算された分散量に対応する波長帯域を、前記あらかじめ取得された前記関係に基づいて演算する第３計算と、
前記第３計算後の前記複数の可変分散補償器に基づいて、前記最大波長帯域と前記最小波長帯域との前記帯域差が、前記所定の範囲内にあるか否かを決定する判断と、
を含むことを特徴とする付記１１に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１３）
前記第１計算と前記第３計算は、補間法を用いて行なわれることを特徴とする付記１２に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１４）
前記総分散量が変更された場合に、前記各可変分散補償器に設定された前記分散量の比を維持したまま、前記各可変分散補償器の前記分散量を変更する工程、
をさらに含むことを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１５）
前記各可変分散補償器について、前記分散量と有効分散補償帯域との関係をあらかじめ取得することを特徴とする付記１１に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１６）
前記各可変分散補償器について、前記分散量と、有効分散補償帯域と、透過帯域との関係をあらかじめ取得し、
前記有効分散補償帯域と、前記透過帯域のうち、狭い方の波長帯域を用いることを特徴とする付記１１に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１７）
前記総分散量を外部入力により受け取る工程、
をさらに含むことを特徴とする付記１１に記載の可変分散補償制御方法。
（付記１８）
受信信号に含まれるエラー情報に基づいて前記総分散量を決定する工程、
をさらに含むことを特徴とする付記１１に記載の可変分散補償制御方法。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
光通信の分野に適用するなどの電子装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  第１のＴＤＣ（可変分散補償器）
２  第２のＴＤＣ（可変分散補償器）
１０  可変分散補償装置（分散補償部）
１３  制御部
１４  メモリ
１５  ＴＤＣ制御テーブル
２０  信号受信部
２１  光モジュール（受信部）
２２  エラーモニタ及び訂正部
３０Ａ、３０Ｂ  光受信装置
【図１】
0005810696.tif 000002
【図２】
0005810696.tif 000003
【図３】
0005810696.tif 000004
【図４】
0005810696.tif 000005
【図５Ａ】
0005810696.tif 000006
【図５Ｂ】
0005810696.tif 000007
【図６】
0005810696.tif 000008
【図７】
0005810696.tif 000009
【図８】
0005810696.tif 000010
【図９】
0005810696.tif 000011
【図１０】
0005810696.tif 000012
【図１１】
0005810696.tif 000013
【図１２】
0005810696.tif 000014
【図１３】
0005810696.tif 000015