(57)【要約】【課題】  信号伝送による符号誤り率が最小となるように可変波長分散補償制御を、高速かつ高精度に行うことができるようにする。【解決手段】  光伝送路からの信号の符号誤りを訂正する誤り訂正手段と、この誤り訂正情報に基いて波長分散特性を変化させて前記光伝送路の分散補償をなす可変波長分散補償手段とを含む波長分散制御装置において、前記誤り訂正情報である誤り訂正数を基に、この誤り訂正数が最小となるように前記可変波長分散補償手段の制御を行う制御手段を含み、前記制御手段は、可変波長分散補償手段の可変範囲において分散を所定のステップでスキャンする際に、前記誤り訂正情報である誤り訂正成否情報が失敗である場合は前記可変波長分散補償手段による分散設定値を、前記ステップ幅をΔＤ１としつつ増加させ、前記誤り訂正成否情報が成功の場合は前記ステップ幅をΔＤ２（ΔＤ１≧ΔＤ２）としつつ増加させる。【選択図】      図１
2008211775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路からの信号の符号誤りを訂正する誤り訂正手段と、この誤り訂正情報に基いて波長分散特性を変化させて前記光伝送路の分散補償をなす可変波長分散補償手段とを含む波長分散制御装置であって、
前記誤り訂正情報である誤り訂正数を基に、この誤り訂正数が最小となるように前記可変波長分散補償手段の制御を行う制御手段を含み、
前記制御手段は、可変波長分散補償手段の可変範囲において分散を所定のステップでスキャンする際に、前記誤り訂正情報である誤り訂正成否情報が失敗である場合は前記可変波長分散補償手段による分散設定値を、前記ステップ幅をΔＤ１としつつ増加させ、前記誤り訂正成否情報が成功の場合は前記ステップ幅をΔＤ２（ΔＤ１≧ΔＤ２）としつつ増加させることを特徴とする波長分散補償制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記可変波長分散補償手段の所定の分散値において、前記制御手段が必要とする前記誤り訂正数をモニタする装置の所定モニタ時間Ｔに対して、モニタ時間がＴ以内に前記誤り訂正成否情報が失敗であることが検出された場合は前記誤り訂正数のモニタを中止し次の分散値に切り替えることを特徴とする請求項１記載の波長分散補償制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記可変波長分散補償器のひとつ前の設定値における前記誤り訂正成否情報が失敗であり、かつ現設定値における前記誤り訂正成否情報が成功となった場合に、次の波長分散設定値を現設定値から（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りさせ、かつ前記ステップ幅をΔＤ２とすることを特徴とする請求項１または２記載の波長分散補償制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記誤り訂正数が最小となる前記可変波長分散補償手段の設定値が連続して複数ポイントある場合、これら複数ポイントの中間を最小点とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の波長分散補償制御装置。
【請求項５】
前記光伝送路からの信号はｎ波長多重光信号（ｎ≧２）であり、これら各波長毎に、前記可変波長分散補償手段、前記誤り訂正手段、前記制御手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の波長分散補償制御装置。
【請求項６】
ｎ個の前記制御手段を統合制御する制御マスター手段を更に含み、前記制御マスター手段は、最初に１番目の制御手段の制御を行って、前記誤り訂正数が最小となる１番目の可変波長分散補償手段の波長分散設定値Ｄ１を得、このＤ１を用いて２番目からｎ番目の各可変波長分散補償手段の波長分散設定値を得ることを特徴とする請求項５記載の波長分散補償制御装置。
【請求項７】
２番目の制御手段がＤ２ｓ＜Ｄ２＜Ｄ２ｅの区間（Ｄ２ｓからＤ２ｅの範囲は前記可変波長分散補償手段の可変範囲よりも狭い）だけをΔＤ２ステップでスキャンすることにより、２番目の波長信号に対する前記誤り訂正数が最小となる２番目の可変波長分散補償手段の波長分散設定値Ｄ２を得、３番目からｎ番目の各制御手段についても、同様に動作することによって前記誤り訂正数が最小となる波長分散設定値を夫々得ることを特徴とする請求項６記載の波長分散補償制御装置。
【請求項８】
光伝送路からの信号の符号誤りを訂正する誤り訂正工程と、この誤り訂正情報に基いて波長分散特性を変化させて前記光伝送路の分散補償をなす可変波長分散補償工程とを含む波長分散制御方法であって、
前記誤り訂正情報である誤り訂正数を基に、この誤り訂正数が最小となるように前記可変波長分散補償工程の制御を行う制御工程を含み、
前記制御工程は、可変波長分散補償手段の可変範囲において分散を所定のステップでスキャンする際に、前記誤り訂正情報である誤り訂正成否情報が失敗である場合は前記可変波長分散補償手段による分散設定値を、前記ステップ幅をΔＤ１としつつ増加させ、前記誤り訂正成否情報が成功の場合は前記ステップ幅をΔＤ２（ΔＤ１≧ΔＤ２）としつつ増加させることを特徴とする波長分散補償制御方法。
【請求項９】
前記制御工程は、前記可変波長分散補償工程の所定の分散値において、前記制御工程が必要とする前記誤り訂正数をモニタする装置の所定モニタ時間Ｔに対して、モニタ時間がＴ以内に前記誤り訂正成否情報が失敗であることが検出された場合は前記誤り訂正数のモニタを中止し次の分散値に切り替えることを特徴とする請求項８記載の波長分散補償制御方法。
【請求項１０】
前記制御工程は、前記可変波長分散補償工程におけるひとつ前の設定値における前記誤り訂正成否情報が失敗であり、かつ現設定値における前記誤り訂正成否情報が成功となった場合に、次の波長分散設定値を現設定値から（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りさせ、かつ前記ステップ幅をΔＤ２とすることを特徴とする請求項８または９記載の波長分散補償制御方法。
【請求項１１】
前記制御工程は、前記誤り訂正数が最小となる前記可変波長分散補償工程の設定値が連続して複数ポイントある場合、これら複数ポイントの中間を最小点とすることを特徴とする請求項８〜１０いずれか記載の波長分散補償制御方法。
【請求項１２】
前記光伝送路からの信号はｎ波長多重光信号（ｎ≧２）であり、これら各波長毎に、可変波長分散補償手段、前記誤り訂正手段、前記制御手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１１いずれか記載の波長分散補償制御方法。
【請求項１３】
ｎ個の前記制御手段を統合制御する制御マスター工程を更に含み、前記制御マスター工程は、最初に１番目の制御手段の制御を行って、前記誤り訂正数が最小となる１番目の可変波長分散補償手段の波長分散設定値Ｄ１を得、このＤ１を用いて２番目からｎ番目の各可変波長分散補償手段の波長分散設定値を得ることを特徴とする請求項１２記載の波長分散補償制御方法。
【請求項１４】
２番目の制御手段がＤ２ｓ＜Ｄ１＜Ｄ２ｅの区間（Ｄ２ｓからＤ２ｅの範囲は前記可変波長分散補償工程の可変範囲よりも狭い）だけをΔＤ２ステップでスキャンすることにより、２番目の波長信号に対する前記誤り正数が最小となる２番目の可変波長分散補償手段の波長分散設定値Ｄ２を得、３番目からｎ番目の各制御手段についても、同様に動作することによって前記誤り訂正数が最小となる波長分散設定値を夫々得ることを特徴とする請求項１３記載の波長分散補償制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長分散補償制御装置及びその方法に関し、特に光通信システムにおける光ファイバの波長分散補償制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信容量拡大により、光信号チャネルあたりの伝送速度が１０Ｇｂ／ｓ超級が実用化されることが目前となっている。このような高速光伝送路においては、光信号伝送による波形歪みを補正し、信号伝送による符号誤り率を低減するために、光ファイバ伝送路の波長分散特性の補償が必須となる。従来、光ファイバ伝送路の波長分散特性の逆特性を持つ分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensation Fiber ）を伝送路中に挿入することによって波長分散補償がなされている。
【０００３】
この波長分散量は光ファイバの長さと一次の分散係数の積から求めることができる。ＤＣＦの分散係数は光ファイバ伝送路の分散係数と逆符号であるために、光ファイバ伝送路の波長分散量を相殺するような長さのＤＣＦを挿入することによって波長分散補償がなされている。伝送速度に比例してＤＣＦの長さ調整精度に求められる要求が厳しくなる。また、光信号チャネル毎にＤＣＦの長さ調整が必要となるため、光信号チャネル数が多くなると調整に多くの手間が必要になるといった問題点がある。
【０００４】
そこで、可変波長分散補償器を用い、受信信号の符号誤り率を最小化するように可変波長分散補償器の制御を行い、伝送路の波長分散補償を自動的に行う方法が提案されており、例えば、特許文献１に開示の技術がある。
【特許文献１】特開２００１−０７７７５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような特許文献１に開示の技術においては、以下に記載するような問題点がある。光伝送路の波長分散量が未知の場合、可変波長分散補償器の可変範囲のすべてにおいて符号誤り率を求め、その測定点の中から符号誤り率が最小となる波長分散値を求める作業は非常に時間がかかるといった問題がある。可変波長分散補償器に適切な波長分散値が設定されるまでは、その光伝送路は利用できない。従って、この方法では、光伝送路の波長分散補償の自動化による人間の手間の削減を実現しているに止どまり、十分な時間短縮が得られない場合がある。
【０００６】
自動的波長分散補償の高速化を行うためには、可変波長分散補償器の可変範囲中において、符号誤り率の測定ポイントを減らすこと、符号誤り率測定時間を減らすことが考えられる。例えば、特許文献２を参照すると、可変波長分散補償器をその可変範囲中でスキャンし、信号同期できない場合は、波長分散変化ステップを粗くすることによって、符号誤り率の測定ポイントを減らし、波長分散補償制御速度の高速化を実現する技術が開示されている。しかしながら、単純に信号同期の成否で波長分散変化ステップを切り替えるこの方法では、伝送信号の波長分散特性によっては制御結果に誤りが生じる場合がある。
【０００７】
このような誤りが生じる場合について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。図中の横軸は波長分散を、縦軸はＦＥＣ（Forward Error Correction）での誤り訂正数を、それぞれ示している。可変波長分散補償器による分散補償量とＦＥＣでの誤り訂正数との関係は、伝送路および光信号特性に応じて、図５ないしは図６に示すように異なる特性を示す。図５は、分散補償量に応じてＦＥＣでの誤り訂正数が連続的に変化する場合における一般的な特性であり、その特性は放物線状の形状となっている。
【０００８】
図６は、受信信号のＳ／Ｎ比が高いなどで、所定の分散補償量の範囲ではＦＥＣでの誤り訂正数が観測されない場合である。図５では、極小点は１点だけであるが、図６では、極小点を１点に特定することができない。図６のような受信状態の場合では、例えば、波長分散値が変動しても、ＦＥＣでの誤り訂正数が急激に劣化しないように、複数ある極小点の中点を波長分散設定値にすることが一般的である。
【０００９】
しかしながら、特許文献２の方法による単純な波長分散ステップ幅の切り替えでは、必ずしも複数ある極小点の中点に収束するわけではないために、エラーが最小となる波長分散値に設定したのにも関わらず、温度変化等による波長分散変動によって急激にエラーが増大することによって、通信不能となる可能性が高くなるおそれがある。
【００１０】
この状況を、図７を用いて詳細に説明する。可変波長分散補償器の可変範囲（ａ）から（ｅ）に向かってスキャンすると、（ａ）付近では信号同期がとれないためエラーは最大値となる。（ｂ）で初めて信号同期がとれたとすると、（ａ）から（ｂ）の区間では、大きな波長分散変化ステップ幅ΔＤ１でスキャンしていることになる。（ｂ）で信号同期検出することにより、波長分散変化ステップがΔＤ２（≦ΔＤ１）に切り替わり、（ｄ）で信号同期がとれなくなるために、再びΔＤ１ステップに戻る。
【００１１】
この動作の問題点は、（ｂ）以前に信号同期可能な波長分散値が存在するにも関わらず、ΔＤ１ステップで信号同期検出を省略しているため、その（ｂ）以前の信号同期可能な区間を検出できない点にある。そのため、見かけ上の信号同期可能区間が短くなり、可変波長分散補償器に設定すべき区間中点が（ｄ）側に偏ることになる。
【００１２】
伝送路あるいは伝送光信号の波長分散特性が何らかの要因により変化した場合には、図７のバスタブ状曲線は左右どちらかにシフトする。一方、可変波長分散補償器の波長分散設定値は固定されたままであるため、仮にバスタブ曲線が左側にシフトした場合、急激にエラーが増大するか、あるいは信号同期が外れてしまう。可変波長分散補償器の波長分散設定値が（ｄ）側に偏っていた場合、この信号品質劣化が生じる可能性が高くなる。
【００１３】
一般的に、伝送エラーは、測定時間が長い方が精度は高くなる。従って、信号同期できる場合は、エラー測定時間を長くした方が、より高精度に可変波長分散補償器の波長分散設定の収束値を求めることができる。しかし、信号同期しないときも同様に長い時間エラー測定するのは非効率である。
【００１４】
本発明の目的は、信号伝送による符号誤り率が最小となるように可変波長分散補償器の制御を高速かつ高精度に行うことができる波長分散補償制御装置及びその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による波長分散補償制御装置は、光伝送路からの信号の符号誤りを訂正する誤り訂正手段と、この誤り訂正情報に基いて波長分散特性を変化させて前記光伝送路の分散補償をなす可変波長分散補償手段とを含む波長分散制御装置であって、前記誤り訂正情報である誤り訂正数を基に、この誤り訂正数が最小となるように前記可変波長分散補償手段の制御を行う制御手段を含み、前記制御手段は、可変波長分散補償手段の可変範囲において分散を所定のステップでスキャンする際に、前記誤り訂正情報である誤り訂正成否情報が失敗である場合は前記可変波長分散補償手段による分散設定値を、前記ステップ幅をΔＤ１としつつ増加させ、前記誤り訂正成否情報が成功の場合は前記ステップ幅をΔＤ２（ΔＤ１≧ΔＤ２）としつつ増加させることを特徴とする。
【００１６】
本発明による波長分散補償制御方法は、光伝送路からの信号の符号誤りを訂正する誤り訂正工程と、この誤り訂正情報に基いて波長分散特性を変化させて前記光伝送路の分散補償をなす可変波長分散補償工程とを含む波長分散制御方法であって、前記誤り訂正情報である誤り訂正数を基に、この誤り訂正数が最小となるように前記可変波長分散補償工程の制御を行う制御工程を含み、前記制御工程は、可変波長分散補償手段の可変範囲において分散を所定のステップでスキャンする際に、前記誤り訂正情報である誤り訂正成否情報が失敗である場合は前記可変波長分散補償手段による分散設定値を、前記ステップ幅をΔＤ１としつつ増加させ、前記誤り訂正成否情報が成功の場合は前記ステップ幅をΔＤ２（ΔＤ１≧ΔＤ２）としつつ増加させることを特徴とする。
【００１７】
本発明の作用を述べる。分散補償制御回路が可変波長分散補償器の可変範囲をスキャンし、ＦＥＣによる誤り訂正数及びＦＥＣによる誤り訂正成否情報（以下、ＦＡＩＬフラグと称す）のモニタを行い、誤り訂正成否情報が失敗（以下では、ＦＡＩＬ＝１と記述する）の場合は可変波長分散補償器をΔＤ１、誤り訂正成否情報が成功（以下では、ＦＡＩＬ＝０と記述する）の場合はΔＤ２（ΔＤ２≦ΔＤ１）で、それぞれ単調増加変化させる制御を行い、かつ、可変波長分散補償器のある波長分散値におけるモニタ時間をＴとした場合、ＦＡＩＬ＝１を検出した場合、モニタ時間がＴ以下であっても可変波長分散補償器を次の波長分散値に変化させることによってスキャンを高速化させる。
【００１８】
更に、ＦＡＩＬ＝１からＦＡＩＬ＝０となったときに、波長分散変化ステップをΔＤ１からΔＤ２に切り替える前に、一度だけ波長分散設定値をΔＤ１−ΔＤ２だけ逆戻りさせてからΔＤ２に切り替えることによって、波長分散値の収束精度を向上させることにより、高速かつ高精度な波長分散補償が実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による第１の効果は、高速化が可能なことである。その理由は、ＦＡＩＬ情報を基に無駄なＦＥＣでの誤り訂正数測定点を間引き、かつ、ＦＥＣでの誤り訂正数積算時間を短縮することにより、トレーニングの高速化が可能なためである。
【００２０】
本発明による第２の効果は、収束値算出が高精度なことである。その理由は、トレーニング中の波長分散ステップが粗いステップから細かいステップに切り替わるときに、一旦逆戻りしてから細かいステップでスキャンし直すことにより、連続して複数のＦＥＣでの誤り訂正数最小点が存在するような場合でも、その連続するＦＥＣでの誤り訂正数最小点の中点に収束させることが可能なためである。
【００２１】
本発明による第３の効果は、安定性が高いことである。その理由は、トレーニング収束値を精度よくＦＥＣでの誤り訂正数最小点に設定することが可能なため、光信号や光伝送路の波長分散特性変動によってＦＥＣでの誤り訂正数が増加したとしても、その増加量を最小限に留めることが可能なため、信号伝送に支障が生じる可能性が低く抑えることが可能なためである。
【００２２】
本発明による第４の効果は、構成が簡略なことである。その理由は、可変波長分散補償器、Ｏ／Ｅ変換器、ＦＥＣモニタ回路、制御回路の簡略な構成で実現可能なためである。
【００２３】
本発明による第５の効果は、汎用性が高いことである。その理由は、多様な信号フォーマットを収容可能なＦＥＣフレームフォーマットを利用しているためである。
【００２４】
本発明による第６の効果は、スケーラビリティが高いことである。その理由は、伝送信号速度が速くなっても同じ構成が適用可能であり、波長多重密度が高くなっても、波長毎に同じ構成の波長分散補償装置を用意すればよく、時間・波長多重度に依存することなく同じ構成が適用可能なためである。
【００２５】
本発明による第７の効果は、運用コストを下げることができることである。その理由は、可変波長分散補償器を利用して自動的にＦＥＣでの誤り訂正数が最小となる波長分散値に設定するため、従来、ＤＣＦの長さ調整による分散値調整を手作業で行っていた作業を自動化することができ、作業工数を削減することができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態の機能ブロック図である。図１において、光ファイバ１００８から光信号が可変波長分散補償器１００１に入力される。可変波長分散補償器１００１を通過した光信号は、Ｏ／Ｅ変換器１００２に導かれた後、ＦＥＣモニタ１００３を通過して波長分散補償装置１００５の外部へ出力される。ＦＥＣモニタ１００３から出力されるモニタ結果が制御回路１００４に入力され、制御回路１００４はそのモニタ結果を用いて可変波長分散補償器１００１に制御信号を出力する。
【００２７】
以下に、上記のように構成された波長分散補償装置の動作について説明する。光ファイバ１００８より波長分散補償装置１００５に入力された光信号は、可変波長分散補償器１００１を通過する際に波長分散を付加される。付加される波長分散量は、制御回路１００４によって制御されている。可変波長分散補償器１００１を通過した光信号はＯ／Ｅ変換器１００２にて光信号から電気信号に変換され、ＦＥＣモニタ１００３に導かれる。ＦＥＣモニタ１００３では、ＦＥＣフレームヘッダから得られるＦＥＣでの誤り訂正数と、誤り訂正の成否であるＦＡＩＬの有無を表すＦＡＩＬフラグ（ＦＡＩＬ＝１／０の意味については、上記の作用にて述べたとおり）をモニタし、その結果を制御回路１００４に送出する。
【００２８】
光ファイバ１００８出力点における残留分散値（Ｄin）と、可変波長分散補償器１００１にて付加する波長分散量（Ｄc ）が、互いに逆符号で値が等しい場合、すなわち、可変波長分散補償器１００１の出力点における残留分散値Ｄout （＝Ｄin＋Ｄc ）＝０の場合に信号劣化は最小となるので、ＦＥＣモニタ１００３でモニタされる誤り訂正数も最小となる。
【００２９】
逆にＤout ＞＞０あるいはＤout ＜＜０の場合はＦＡＩＬ＝１となるため、制御回路１００４からは誤り訂正が成功した場合のみＦＡＩＬ＝０に見え、それ以外ではＦＡＩＬ＝１に見えることになる。
【００３０】
波長分散補償装置１００５では、上述のＦＡＩＬを基に可変波長分散補償器１００１の波長分散変化ステップを切り替えることにより、高速なスキャンを行い、可変波長分散補償器１００１をＦＥＣでの誤り訂正数が最小となる波長分散値に設定する。このスキャン動作を以後トレーニング、ＦＥＣでの誤り訂正数が最小となる波長分散値をトレーニング収束値と呼ぶことにする。
【００３１】
トレーニング動作の詳細を、図２及び図７を用いて詳細に説明する。図７において、制御回路１００４が可変波長分散補償器１００１に指示を出すことにより、可変波長分散補償器の可変範囲（ａ）から（ｅ）に向かってトレーニングを開始する。（ａ）付近ではＦＡＩＬ＝１となるため、波長分散変化ステップΔＤ１でスキャンを行う。（ｂ）点で初めてＦＡＩＬ＝０となったとすると、（ａ）から（ｂ）の区間では大きな波長分散変化ステップ幅ΔＤ１でスキャンしていることになる。
【００３２】
（ｂ）でＦＡＩＬ＝０を検出することにより、波長分散変化ステップがΔＤ２（≦ΔＤ１）に切り替わる。このとき（ｄ）方向に変化させるのではなく、一旦（ａ）方向にΔＤ１−ΔＤ２だけ逆戻りさせて（ｃ）から、ΔＤ２ステップで（ｂ）方向にスキャンを再開する。そして、（ｄ）でＦＡＩＬ＝１となるために、再びΔＤ１ステップに戻って（ｅ）までスキャンを行う。この場合（ｃ）〜（ｄ）区間に連続するＦＥＣでの誤り訂正数最小区間があるので、この区間の中点がトレーニング収束値と算出される。最終的に、可変波長分散補償器１００１が算出された収束値に設定され、トレーニング動作が終了する。
【００３３】
このトレーニング動作では、ΔＤ１ステップで波長分散を変化させているときに、最初にＦＥＣフレーム同期を検出した際、ΔＤ１−ΔＤ２だけ逆戻りしてからΔＤ２ステップに切り替える動作を行うため、ＦＡＩＬ＝０であるにもかかわらず、ΔＤ２ステップでのスキャンを行わない区間が存在しない。従って、トレーニング収束値が（ｄ）方向に偏ることがなく、真のＦＥＣでの誤り訂正数最小区間の中点が算出可能となる。
【００３４】
図２はトレーニング動作の状態遷移図である。ステップＢ１は、制御回路１００４が可変波長分散補償器１００１に可変範囲の最小値Ｄstart を設定し、トレーニングを開始指示している状態である。ステップＢ２は、ΔＴ１の間誤り訂正数の積算を行い、ＦＡＩＬフラグの有無を監視している状態である。ΔＴ１経過後、ステップＢ３にて、可変波長分散補償器１００１の波長分散設定値をΔＤ１だけ増加させる動作を行う。ＦＡＩＬ＝１の場合、または、可変範囲の最大値Ｄend に到達するまでの間、ΔＴ１モニタ、ΔＤ１波長分散変化の動作を繰り返す。
【００３５】
ＦＡＩＬが検出されなかった場合、すなわちＦＡＩＬ＝０の場合、ステップＢ４はステップＢ５に遷移する。ステップＢ５では、可変波長分散補償器１００１の波長分散設定現在値から（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りさせる。そしてステップＢ６にて、ΔＴ２（ΔＴ２≧ΔＴ１）間ＦＥＣでの誤り訂正数積算とＦＡＩＬ監視を行う。そして、ステップＢ７にて、可変波長分散補償器１００１の波長分散設定値をΔＤ２だけ増加させる動作を行う。
【００３６】
ＦＡＩＬ＝０の場合、または、可変範囲の最大値Ｄend に到達するまでの間、ΔＴ２間モニタ、ΔＤ２波長分散変化の動作を繰り返す。ステップＢ７にて、ＦＡＩＬ＝１がΔＴ２以内に検出された場合は、モニタ時間がΔＴ２に満たない場合であっても、即時にステップＢ３に遷移し、再びΔＤ１ステップでのスキャンに戻る。可変波長分散補償器１００１の波長分散を、ΔＤ１またはΔＤ２ステップで変化させる動作を繰り返した結果、可変範囲の最大値Ｄend に到達したところで、スキャンを終了し、トレーニング収束値を算出し、可変波長分散補償器１００１をトレーニング収束値に設定することによって、トレーニング動作を終了する。
【００３７】
この一実施の形態に対応した実施例を、図３を参照して、以下に説明する。図３においては、可変波長分散補償器として、ＶＩＰＡ（Virtual Imaged Phased Array ）を用い、ＲＺ−ＤＰＳＫ（Return to Zero−Differential Phase Shift Keying ）変調光が入力された場合の例である。
【００３８】
図３では、光ファイバ２００８から光信号がＶＩＰＡ２００１に入力される。ＶＩＰＡ２００１を通過した光信号は、光アンプ２００９、１ｂｉｔ遅延干渉計（ＭＺＩ）２０１０、遅延調整器２０１１、ＰＤ（Photo Detector）２００２、ＦＥＣモニタ２００３の順に導かれる。ＦＥＣモニタ２００３は、ＦＥＣフレーム検出を行うＦＥＣフレーマ２００３−１と、ＦＥＣフレームヘッダからＦＥＣでの誤り訂正数を抽出して予め定めた一定時間（ΔＴ）積算する誤り訂正数積算器２００３−２と、同様にＦＥＣフレームヘッダからＦＡＩＬ情報を抽出し、ΔＴ内にＦＡＩＬの存在の有無を判定するＦＡＩＬ検出器２００３−３とから構成されている。
【００３９】
ＦＥＣモニタ２００３よりΔＴ内に発生したＦＥＣでの誤り訂正数およびＦＡＩＬ情報が、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２００４に出力される。ＣＰＵ２００４は、ＦＥＣモニタ２００３より入力される情報を基にＶＩＰＡ２００１に対して制御信号を出力する。
【００４０】
次に、図３の波長分散補償装置の動作について説明する。光ファイバ２００８より波長分散補償装置２００５に入力されたＦＥＣフレームフォーマットされた光信号は、ＶＩＰＡ２００１を通過する際に波長分散を付加される。付加される波長分散量はＣＰＵ２００４によって制御されている。ＶＩＰＡ２００１を通過した光信号は、光アンプ２００９に入力されてＶＩＰＡ２００１の挿入損失を補うために光強度が増幅される。光アンプ２００９の出力は１ｂｉｔ遅延干渉計２０１０に導かれ、光位相／強度変調変換が行われたのち、遅延調整器２０１１に入力される。
【００４１】
遅延調整器２０１１は、１ｂｉｔ遅延干渉計２０１０からＰＤ２００２に至る２つの光経路の遅延調整を行う。強度変調に変換された光信号はＰＤ２００２にて光信号から電気信号に変換され、ＦＥＣモニタ２００３に導かれる。ＦＥＣモニタ２００３では、内蔵のＦＥＣフレーマ２００３−１がＦＥＣフレーム検出を行う。そして、誤り訂正数積算器２００３−２が、ＦＥＣフレームヘッダより１フレーム毎の誤り訂正数の抽出を行い、予め定められた一定時間ΔＴ間に、その誤り訂正数の積算を行う。また、ＦＡＩＬ検出器２００３−３では、ΔＴの間ＦＥＣフレームよりＦＡＩＬ情報を抽出し、ＦＡＩＬの有無の判定を行う。
【００４２】
光ファイバ２００８より入力される光信号の持つ波長分散量（Ｄin）と、ＶＩＰＡ２００１にて付加する波長分散量（Ｄc ）とが、互いに逆符号で値が等しい場合、すなわち、ＶＩＰＡ２００１から出力される光信号の波長分散量がＤout （＝Ｄin＋Ｄc ）＝０の場合に、一次の波長分散による信号劣化は最小となるので、ＦＥＣモニタ２００３でモニタされるエラー値も最小となる。逆に、Ｄout ＞＞０あるいはＤout ＜＜０の場合は、信号劣化が大きいためにＦＡＩＬ＝１となるため、ＣＰＵ２００４からはＦＡＩＬ＝１に見えることになる。
【００４３】
波長分散補償装置２００５では、上述のＦＡＩＬを基にＶＩＰＡ２００１の波長分散変化ステップを切り替えることにより、高速なスキャンを行い、可変波長分散補償器１００５を、ＦＥＣでの誤り訂正数が最小となる波長分散値に設定する。このスキャン動作を、以後、トレーニングと呼び、ＦＥＣでの誤り訂正数が最小となる波長分散値をトレーニング収束値と呼ぶことにする。
【００４４】
トレーニング動作の詳細を、図７及び図２を用いて詳細に説明する。図７において、ＣＰＵ２００４がＶＩＰＡ２００１に指示を出すことにより、可変波長分散補償器の可変範囲（ａ）から（ｅ）に向かってトレーニングを開始する。（ａ）付近では、ＦＥＣフレーム同期がとれないためＦＥＣでの誤り訂正数は最大値となる。（ｂ）で初めて信号同期がとれたとすると、（ａ）から（ｂ）の区間では大きな波長分散変化ステップ幅ΔＤ１でスキャンしていることになる。（ｂ）でＦＥＣフレーム同期検出することにより、波長分散変化ステップがΔＤ２（≦ΔＤ１）に切り替わる。
【００４５】
このとき（ｄ）方向に変化させるのではなく、一旦（ａ）方向に（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りさせた（ｃ）からΔＤ２ステップで（ｂ）方向にスキャンを再開する。そして、（ｄ）でＦＥＣフレーム同期がとれなくなるために、再びΔＤ１ステップに戻って、（ｅ）までスキャンを行う。図７では、（ｃ）〜（ｄ）区間に連続するＦＥＣでの誤り訂正数最小区間があるので、この区間の中点がトレーニング収束値と算出される。最終的に、可変波長分散補償器１００３が算出された収束値に設定され、トレーニング動作が終了する。
【００４６】
このトレーニング動作では、ΔＤ１ステップで波長分散を変化させているときに、最初に、ＦＥＣフレーム同期を検出した際、（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りしてから、ΔＤ２ステップに切り替える動作を行うため、図７のように、ＦＥＣフレーム同期できるのにもかかわらず、ΔＤ２ステップでのスキャンを行わない区間が存在しない。従って、トレーニング収束値が（ｄ）方向に偏ることがなく、真のＦＥＣでの誤り訂正数最小区間の中点が算出可能となる。
【００４７】
図２は、トレーニング動作の状態遷移図である。ステップＢ１は、ＣＰＵ２００４が可変波長分散補償器２００１に可変範囲の最小値Ｄstart を設定し、トレーニングを開始指示している状態である。ステップＢ２は、ΔＴ１の間誤り訂正数の積算を行い、ＦＡＩＬフラグの有無を監視している状態である。ΔＴ１経過後、ステップＢ３にて可変波長分散補償器２００１の波長分散設定値をΔＤ１だけ増加させる動作を行う。
【００４８】
ＦＡＩＬ＝１の場合、または、可変範囲の最大値Ｄend に到達するまでの間、ΔＴ１間モニタ、ΔＤ１波長分散変化の動作を繰り返す。ＦＡＩＬが検出されなかった場合、すなわちＦＡＩＬ＝０の場合、ステップＢ４はステップＢ５に遷移する。ステップＢ５では、可変波長分散補償器２００１の波長分散設定現在値から（ΔＤ１−ΔＤ２）だけ逆戻りさせる。そして、ステップＢ６にて、ΔＴ２（ΔＴ２≧ΔＴ１）間ＦＥＣでの誤り訂正数積算とＦＡＩＬ監視を行う。そして、ステップＢ７にて、可変波長分散補償器２００１の波長分散設定値をΔＤ２だけ増加させる動作を行う。
【００４９】
ＦＡＩＬ＝０の場合、または、可変範囲の最大値Ｄend に到達するまでの間、ΔＴ２間モニタ、ΔＤ２波長分散変化の動作を繰り返す。ステップＢ７にて、ＦＡＩＬ＝１がΔＴ２以内に検出された場合は、モニタ時間がΔＴ２に満たない場合であっても、即時ステップＢ３に遷移し、再びΔＤ１ステップでのスキャンに戻る。可変波長分散補償器２００１の波長分散をΔＤ１またはΔＤ２変化させる動作を繰り返した結果、可変範囲の最大値Ｄend に到達したところで、スキャンを終了し、トレーニング収束値を算出し、可変波長分散補償器２００１をトレーニング収束値に設定することによってトレーニング動作を終了する。
【００５０】
可変波長分散補償器として、ＶＩＰＡを例にとって説明したが、ＦＢＧ（FiBer Grating ）型など、他の方式の可変波長分散補償器であってもよい。
【００５１】
図４は、本発明の他の実施の形態の機能ブロック図である。本実施の形態は、光信号波長毎に波長分散補償制御を行い、複数ある波長分散補償装置を連携させることによって、高速かつ高精度かつ低負荷で波長多重光信号の波長分散補償制御を行うことを実現する例である。
【００５２】
光ファイバ３００７からｎ波長多重（ｎは２以上の整数）された光信号が波長分波器３００６にて波長分離される。１番目の波長λ１の光信号は光ファイバ３００８に導かれ、波長分散補償装置３００５に入力される。同様に、２番目の波長λ２の光信号は光ファイバ３０１８に導かれ、波長分散補償装置３０１５に入力される。以降の光信号についても同様である。ここで、波長λ１〜波長λｎの値は既知であるものとする。
【００５３】
波長分散補償装置３００５では、波長λ１の光信号に対して図１で説明したように、トレーニングにより可変波長分散補償器３００１がＤopt1に高速かつ高精度に設定される。また、制御回路３００４はＤopt1を制御バス３０１０を介して制御マスター３００９に通知する。波長分散値は波長毎に異なり、波長λを変数として、一般的に、（１）式で与えられることが知られている。（例えば、ITU-T G.656 Appendix I.2）
【００５４】
Ｄ（λ）＝Ｌ（Ｄ１５５０＋Ｓ１５５０（λ−１５５０））「ｐｓ／ｎｍ」  ……（１）
式（１）において、Ｌは光ファイバ長、Ｄ１５５０は波長１５５０ｎｍにおける波長分散値（既知の定数）、Ｓ１５５０は二次の波長分散係数（既知の定数）である。波長λの時のトレーニング収束値がＤopt1であり、波長λｎの時のトレーニング収束値をＤoptnとすれば、式（２）、式（３）が成立する。
【００５５】
Ｄopt1＝Ｌ（Ｄ１５５０＋Ｓ１５５０（λ１−１５５０））  ……（２）
Ｄoptn＝Ｌ（Ｄ１５５０＋Ｓ１５５０（λｎ−１５５０））  ……（３）
式（２）と式（３）より式（４）が導かれる。
【００５６】
Ｄoptn＝Ｄopt1（Ｄ１５５０＋Ｓ（λｎ−１５５０））／（Ｄ１５５０＋Ｓ（λ１−１５５０））  ……（４）
式（４）より、Ｄopt1が既知であればＤoptnを理論的に求めることができる。制御マスター３００９は、式（４）に従って、波長分散補償装置３００５より得たＤopt1からＤoptnを算出し、波長分散補償装置３００５〜３０ｎ５に制御バス３０１０を介してそれぞれＤopt2〜Ｄoptnを送出する。
【００５７】
波長分散補償装置３０１５〜３０ｎ５はトレーニングを行うことなく、波長λ２〜波長λｎに対するトレーニング収束値を可変波長分散補償器３０１１〜３０ｎ１に設定することができる。従って、波長数ｎがどんなに増えても、トレーニングは１回のみ実行すればよく、低負荷で波長多重光信号の波長分散補償を行うことができる。
【００５８】
この場合、Ｄopt2〜Ｄoptnを式（４）により論理的に算出しているが、より高精度な真値Ｄopt2〜Ｄoptnを求めるために、各制御回路３０１４〜３０ｎ４が微調整を行うようにする。例えば、２番目の波長については、１番目のＤopt1を用いて計算された値を目標値Ｄopt2’とし、可変波長分散補償器３０１１の可変範囲よりも狭くかつ目標値Ｄopt2’を含む範囲Ｄ2s〜Ｄ2eのみを、ΔＤ2 ステップでスキャンするのである。これにより、２番目の波長信号に対する誤り訂正数が最小となる２番目に対応する可変波長分散補償器３０１１の真値Ｄopt2を得ることができる。３番目以降についても同様である。
【００５９】
伝送信号速度が数１０Ｇｂｐｓクラスになると、Ｄopt を高精度に設定する必要が発生する。式（３）より、Ｄopt は波長毎に異なるため波長一括で波長分散補償する方式では、ある波長は信号伝送可能だが、他の波長は信号伝送できない場合が発生するおそれがある。従って、図４のように、波長毎に波長分散補償制御しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施の形態に対応する具体的実施例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の機能ブロック図である。
【図５】波長分散とＦＥＣ誤り訂正数との関係の一例を示す図である。
【図６】波長分散とＦＥＣ誤り訂正数との関係の他の例を示す図である。
【図７】特許文献２における波長分散補償の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００１，３００１，３０１１，３０ｎ１  可変波長分散補償器
１００２，３００２，３０１２，３０ｎ２  Ｏ／Ｅ変換器
１００３  ＦＥＣモニタ
１００４，３００４，３０１４，３０ｎ４  制御回路
１００５，３００５，３０１５，３０ｎ５  波長分散補償装置
１００８，２００８，３００７，３００８  光ファイバ
２００１  ＶＩＰＡ
２００２  ＰＤ
２００３，３００３，３０１３，３０ｎ３  ＦＥＣモニタ
２００３−１  ＦＥＣフレーマ
２００３−２  ＦＥＣエラー積算器
２００３−３  ＦＡＩＬ検出器
２００４  ＣＰＵ
２００５  波長分散補償装置
２００９  光アンプ
２０１０  １ｂｉｔ遅延干渉計
２０１１  遅延調整器
３００６  波長分波器
３００９  制御マスター
３０１０  制御バス
【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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