光接收器以及光传输装置的制作方法

专利名称：光接收器以及光传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光接收器，特别涉及具有补偿由光纤的色散而恶化的波形的色散补偿功能的光接收器。
背景技术：
近年来，因为以因特网为代表的网络中的数据通信量激增，需要开发能够进行大容量通信的光通信网络。使用波分多路复用(WDM Wave length Division Multiplexing) 技术实现光通信网络的大容量化。波分多路复用技术是在一根光纤中通过波分多路复用几十个波长来传输光信号的技术。再有，通过使用光放大器或者再生中继器等能够实现超过数百km的长距离传输。 目前，每一波长传输10(ibit/S的波分多路复用传输装置已经得到实际应用。。在设计使用波分多路复用技术的波分多路复用传输系统时需要色散补偿器(DC Dispersion Compensation)。色散补偿器补偿由光纤的色散(chromatic dispersion)弓| 起的波形恶化。例如，在1. 55 μ m的通信频带内，为补偿长度80km、色散+20pS/nm/km的单模光纤(SMF :Single Mode Fiber)的色散，需要约-1600ps/nm的色散补偿量。另一方面，在波分多路复用传输系统的具体设计中，为把通过光纤的光信号修正为最适合的波形，有时要考虑光信号的啁啾声(chirping)以及光纤的非线性效果，选择与所述的补偿色散的值不同的补偿色散的值。在SMF中，色散为零的零色散是1.3 μ m(微米)。在光纤的种类中，除SMF之外，还使用色散位移光纤(DSF =Dispersion-Shifted Fiber)等几种光纤。DSF是通过零色散波长移位到作为光信号的波长带的1.55 μ m来削减光信号波长中的色散量的光纤。为针对这些光纤决定适当的色散补偿量，在光传输装置上装载实测或者预测应用的光纤传输线路的色散值、并具有适当的色散补偿值的色散补偿器。目前，一般使用的色散补偿器是色散补偿光纤(DCF =Dispersion Compensating Fiber)等补偿值被固定的固定色散补偿器。但是，在使用固定色散补偿器的情况下，发生根据保证值需要库存多个品种这样的课题。另外，近年来，正在研究可用于40(ibit/S以上的收发器，在这样的超高速的传输速度下光传输的谱宽展宽。因此，有发生通过DCF的WDM信号的汇总补偿与各波长的最佳补偿值偏离(残余色散)，或者发生由于光纤的周围温度变化等引起的光纤色散特性的季节变动等微小的补偿色散值的偏离，偏振模色散(PMD Polarization Mode Dispersation) 对于传输特性产生大的影响这样的课题。为解决这些课题，正在研究可变色散补偿器。在光领域中补偿色散的可变色散补偿器中，有使用虚像相控阵列(VIPA =Virtual Image Phase Array)的可变色散补偿器(例如参照专利文献1)。另外，有利用光纤布拉格衍射光栅(FBG =Fiber Bragg Grating)或者标准干涉仪(etalon)的可变色散补偿器(例如参照专利文献2)。另外，作为偏振模色散补偿器，已知从光信号变换为电信号后，在电气领域中进行波形修正的电气色散补偿器的技术(例如参照专利文献3)。已知在这样的电气领域中的色散补偿，对于色散也是有效的。这些可变色散补偿器中的补偿色散值，可通过控制物理的镜像位置进行变更，或者通过进行设备的温度控制或者多个电气电路的参数调整进行变更。在这样的可变色散补偿器中，对于用于稳定补偿色散值的时间，一般需要秒级以上。另外，要补偿的色散值，根据传输线路以及主信号的波长而不同，在接收信号前难以进行高精度预测。因此，需要使色散补偿器的色散值在某范围内变更，观察其每一色散值的主信号状态，决定补偿色散值。在现有的方法中，为同时控制延迟干涉仪和色散补偿器，提出了在接收侧根据时钟信号强度控制色散补偿器的方法(例如参照专利文献4)。如专利文献4中所示，为决定适当的补偿色散值，已知使可变色散补偿器的色散值经过预定的范围内进行变化的方法。在专利文献4中公开了如下技术通过监视来自设置在可变色散补偿器的后级的再生电路的时钟信号强度，把对于变化后的色散值时钟信号强度成为峰值的两个色散值的中心值作为补偿色散值，实现色散值的高效设定。专利文献1 日本特开2000-511655号公报专利文献2 日本特开2004-191521号公报专利文献3 日本特开2007-274022号公报专利文献4 日本特开2007-060583号公报

发明内容
在可变色散补偿器中，因为自动地设定适当的补偿色散值，所以为查找色散值而使可变色散补偿器的色散值在预定的范围内变化。此时，在针对每一色散值等待可变色散补偿器的固有的稳定化时间后进行时钟提取等处理的情况下，到得到适当的波形需要时间。即需要花费时间决定用于波形修正的适当的补偿色散值。 根据本发明的代表的一种方式，提供一种光接收器，其具备在预定的范围的色散值内补偿接收到的光信号的色散的补偿部，所述光接收器具备补偿控制部和时钟提取部， 所述补偿控制部从所述预定的范围的色散值中选择具有预定量的差的第一所述色散值以及第二所述色散值，预先取得为了使在所述补偿部中使用的所述色散值从所述第一色散值变化为所述第二色散值所需要的稳定化时间、比所述稳定化时间短的变化时间、以及所述变化时间后的所述色散值和所述第二色散值的差，所述时钟提取部把所述接收到的光信号变换为电信号，生成表示能否从所述电信号中提取时钟的提取信息，在所述提取信息表示不可能时，所述补偿部根据所述选择的第一色散值补偿所述接收到的光信号，所述时钟提取部针对根据所述第一色散值补偿后的光信号，生成表示能否提取所述时钟的第一提取信息，所述补偿控制部将所述第二色散值作为目标，使在所述补偿部中使用的所述色散值从所述第一色散值变化，所述补偿部根据在从使所述色散值开始变化起经过所述变化时间时的色散值补偿接收到的光信号，所述时钟提取部针对根据所述变化时间后的色散值补偿后的光信号，生成表示能否提取所述时钟的第二提取信息，在所述生成的第一提取信息表示不可能并且所述生成的第二提取信息表示可能时，所述补偿控制部根据基于所述第二色散值以及所述变化时间后的色散值和所述第二色散值的差算出的色散值，使所述补偿部补偿所述光信号的色散。根据本发明的一个实施方式，能够缩短设定可变色散补偿器中的补偿色散值的时间。


图IA是表示本发明的第-图IB是表示本发明的第-图IC是表示本发明的第-图2是表示本发明的第一图3是表示本发明的第一图4A是表示本发明的第-图4B是表示本发明的第-
-实施方式的网形式的例子的框图。 -实施方式的网形式的其它例子的框图。 -实施方式的网形式的其它例子的框图。 实施方式的光信号传输系统的框图。 实施方式的光信号传输系统的变形例的框图。 -实施方式的光信号色散前的波形的说明图。 -实施方式的色散后的波形的说明图。 图4C是示意表示本发明的第一实施方式的色散补偿器的效果的说明图。 图5是表示本发明的第一实施方式的光收发器的物理结构的框图。
实施方式的光收发器的逻辑结构的框图。 实施方式的可变色散补偿部的时间应答特性的图< 实施方式的光收发器的处理的流程图。 实施方式的色散值的修正的说明图。 -实施方式的色散值的其它修正的说明图。 二实施方式的光收发器的结构的框图。
图6是表示本发明的第-图7是表示本发明的第-图8是表示本发明的第-图9是表示本发明的第-图10是表示本发明的第图11是表示本发明的第符号说明
101综合监视控制部 102监视控制用网
103、103-1 103-n光节点(光传输装置)
111、111-1、111-2传输线路光纤
211-1,211-2节点监视控制部
221-1,221-2光收发器
231-1 231-4波长合波分波部
Μ1-1 Μ1-4光放大器
351光分插复用部
551接收用前置光放大器
552可变色散补偿器
557发送用光放大器
554线路侧光收发部
555帧处理部
556客户机侧光收发部
561控制电路
571通信电路
651光放大部652可变色散补偿部661光接收部662CDR671错误修正及符号错误监视部682信息处理部683存储器681TDC 控制部1091延迟干涉部
具体实施例方式下面使用实施例参照

本发明的实施方式。根据图1A、图1B、以及图1C，说明应用本发明的第一实施方式的光传输装置的网形式。图IA是表示本发明的第一实施方式的网形式的例子的框图。图IA表示的网形式具有综合监视控制部101、监视控制用网102、光节点 103 (103-1、103-2、103-5)、以及传输线路光纤 111 (111-1、111-2)。光节点103是用于传输光信号的光传输装置。传输线路光纤111是用于传输光信号的光纤。图IA的网形式中在传输线路光纤112的端点具备光节点103-1、和光节点103_2， 在光节点103-1和光节点103-2之间具备光节点103-5，光节点103-1、光节点103-2以及光节点103-5是互相通过传输线路光纤111以及传输线路光纤112连接的直线型网络。在图IA表示的网形式中，光节点103-5能够分离插入到光节点103_1或者光节点 103-2内的信号中的(损耗)至少一部分信号。另外，光节点103-5能够插入别的信号。这里，图IA表示的实线箭头表示在光节点103-1和光节点103_2之间、在光节点 103-1和光节点103-5之间、以及在光节点103-5和光节点103-2之间设定路径。光节点 103-5不一定分离信号，只要具备从光节点103-1到光节点103-5的路径即可。光节点103-1、光节点103-2以及光节点103_5经由监视控制用网102连接综合监视控制部101。综合监视控制部101的作用包含包括各光节点103的状态的监视控制用网 102的结构管理、故障管理、频带管理以及性能管理等。综合监视控制部101的作用是在任意的光节点103之间确保与需要对应的通信频带。因此综合监视控制部101参照结构管理信息以及故障管理信息，参照相应的光节点103 的可利用的资源以及故障信息，控制包含相应的光节点103的多个光节点103，设定通信线路或路径。图IB是表示本发明的第一实施方式的网形式的其它例子的框图。图IB表示的网形式具有综合监视控制部101、监视控制用网102、光节点 103(103-1 103-4)、以及传输线路光纤111(111-1 111-4)。图IB表示的网形式是环型网络。在环型网络中，光节点103-1和光节点103-2和光节点103-3和光节点103-4分别通过传输线路光纤111-1 111-4与相邻的光节点103连接。
图IB表示的网形式，因为监视控制用网102构成环，所以在光纤(传输线路光纤 111)的一处发生故障的情况下，能够通过反向的传输进行保护。这里实线箭头表示经由光节点103-1在光节点103-2和光节点103-3之间、在光节点103-3和光节点103-4之间、在光节点103-2和光节点103-4之间设定路径的状态。图IC是表示本发明的第一实施方式的网形式的其它例子的框图。图IC表示的网形式具备综合监视控制部101、监视控制用网102、光节点 103(103-1 103-4)、以及传输线路光纤111 (111-1 111-5)。图IC表示的网形式是网格型网络。网格型网络是通过传输线路光纤111将光节点103-1和光节点103-2和光节点 103-3和光节点103-4和未图示的其他的光节点103光纤连接成网格状的网络。这里，实线箭头表示在光节点103-1和光节点103-2之间、经由光节点103-3在光节点103-1和光节点103-4之间、在光节点103-1和光节点103-4之间、在光节点103-2和光节点103-4之间设定路径的状态。网格型网络与环型网络比较运用管理难，但是是遵照诸条件能够进行路径的路径变更的自由度高的网络。图IB以及图IC表示的综合监视控制部101以及监视控制用网102的作用也和图 IA表示的综合监视控制部101以及监视控制用网102的作用相同。在各种网形式中，通过使用一台或者多台冗余的服务器的集中控制方法安装综合管理控制部101。在综合管理控制部101的其它安装方法中，例如如后述的图2中表示的节点监视控制部那样，也可以采用通过在各光节点103上安装的监视控制部互相通信，交换表示网络状态的信息，或者计算路径的色散控制方法，或者联合集中控制方法和色散控制方法的方法。在采用色散控制方法的情况下，也能够省略或者简化综合监视控制部101的功能。另外，在联合集中控制方法和色散控制方法的情况下，也可以由综合监视控制部101和节点监视控制部分担进行表示网络状态的信息的交换、路径计算、为路径设定而对各光节点103的控制等。在色散控制方法中使用的装置间通信控制技术中，可以利用通过互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force ； IETF)的 RFC3471-;3473 等规定的 GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching)白勺十力、且。图2是表示本发明的第一实施方式的光信号传输系统200的框图。光信号传输系统200具备包含光收发器的光节点103-1以及光节点103_2、线性中继光信号的光节点103-5、连接这些光节点103之间的传输线路光纤111-1以及传输线路光纤111-2。光节点103-1以及光节点103-2分别具备节点监视控制部211-1以及节点监视控制部211-2、多个光收发器221 (221-1,221-2)、波长合波分波部231 (231-1 231-4)、和光放大器 241 (241-1 241-4)。根据使用的波长数安装光收发器221。波长合波分波部231在发送侧的光节点103 内，在波长区域中多路复用赋予了各波长的光信号(λ 、λ2、…、λ η)并变换为波长多路复用信号。另外，波长合波分波部231在接收侧的光节点103内，反过来把波长多路复用信号分离为各波长的信号从而变换为原来的各波长不同的光信号。光放大器241在光区域内放大波长多路复用信号。光收发器221通过光信号与客户机装置连接，或者通过电信号与光节点103内的、 例如电气开关(未图示)等其它装置连接。光收发器221中使用的光源，可以是仅输出某固定波长的光源，也可以是通过遥控发送波长、波长可变更的可变光源。关于光收发器221 的结构，后面在图5中叙述其细节。按照ITU-T建议G694. 1以及G694. 2中规定的波长栅格选择波长。通过在传输条件上下功夫，可以选择波长数8波、16波、20波、40波、64波、80波、1 波或者160波等多种。 在波长合波分波部231-1 231-4中也可以使用例如称为AWG (Arrayed Waveguide Grating)白勺512 帛(Planar Lightwave Circuit ；PLC) M7^#。光节点103-5具有节点监视控制部211-3、光放大器以及光放大器对1_6。 光节点103-5具有用于延长传输距离的线性中继的作用。因此光节点103-5为补偿通过传输线路光纤111-1以及传输线路光纤111-2引起的信号损失，通过光放大器M1-5以及光放大器M1-6放大波长多路复用信号。在光放大器M1-5以及光放大器M1-6中，根据传输距离以及光纤的种类选择适当的功能以及性能的光放大器Ml以保持规定的主信号质量的基准。在主信号质量的基准中，例如指定位错误率的值，光放大器241设定位错误率在10_12以下。在光信号传输系统200中，为进一步延长光节点103-1和光节点103_2之间的传输距离，也可以设置多个光节点103-5。在光放大器M1-5以及光放大器M1-6中利用铒添加光纤型光纤放大器(Erbium Doped Amplifier ；EDFA)、或者拉曼放大器。在光节点103-5中，节点监视控制部211-3监视光功率、波长以及光信号对噪声比等。这里，为简化图面，省略了图示，但是除了主信号之外，还在光节点间传输监视控制用的信息，因此也可以使用利用了监视控制专用的波长的监视控制信道(Optical Supervisory Channel :0SC).此外，图2表示的光信号传输系统200相当于图IA表示的直线型网络，但是图2 表示的光节点103-5仅中继光信号，不能分离或者插入光信号。图3是表示本发明的第一实施方式的光信号传输系统200的变形例的框图。图3表示的光信号传输系统200在光节点103-1以及光节点103_2之间安装光传输装置，本实施方式中的光传输装置具有光节点103-5。光传输装置是使用光合波 分波滤波器以及光开关，具备仅分离以及插入在波分多路复用的多个光信号中的希望的波长的光信号的功能的装置。特别，将不把光信号变换为电信号而进行上述那样的分离以及插入的光传输装置称为光分插复用装置(optical add and drop muItplexer ；0ADM) OADM多在图IA那样的直线结构或者图IB那样的环状结构中使用。图3表示的光信号传输系统200在光节点 103-5中安装具有OADM的功能的光分插复用部351。在通过OADM在光区域中进行分离以及插入的装置中，市场上销售PLC型光开关、 机械式光开关、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems ；MEWS)型光开关、液晶型光开关、或者还有集成有波长多路复用去多路复用功能的波长选择开关(Wavelength Selective Switch ；WSS)等。
使用WSS的OADM也可以利用图IC所示那样的网格结构。在网格结构中使用的光信号路径切换装置有时称为光交叉连接装置(Optical Cross Connect ；OXC)。图3表示的光节点103-5具有光放大器M1-5 光放大器对1_8、光分插复用部 351、与使用的波长数对应的数目的光收发器221-3、以及节点监视控制部211-3。光放大器 241-5 光放大器M1-8具备与图2表示的光放大器241同样的功能，光收发器221-3具有与图2表示的光收发器221同样的功能，节点监视控制部211-3具备与图2表示的节点监视控制部211同样的功能。图3表示的光信号传输系统200相当于图IA中表示的直线型网络，图3表示的光节点103-5能够分离以及插入光信号。此外，在光收发器221-3中，也可以根据需要具有再生中继功能。亦即光收发器 323也可以把通过传输线路光纤111传播来的光信号暂时变换为电信号，整形电信号的波形，监视数字方式的电信号的质量，然后把电信号再次变换为光信号，向传输线路光纤111 发送。在信号的质量管理方法中，具体说使用通过称为位交叉奇偶校验(Bit Interleaved Parity ；BIP)的方法的误码监视等。在光节点103-1和光节点103-2之间，是设置具有所述的再生中继功能的光节点 103-5、还是设置具备线性中继功能的光节点103-5、或者设置几台这样的光节点103-5，在分离设计中根据能否实现预定的主信号质量来决定。图3表示的光节点103-1、光节点103-2、传输线路光纤111_1以及传输线路光纤 111-2与图2表示的光节点103-1、光节点103-2、传输线路光纤111-1以及传输线路光纤 111-2相同。使用图4A 图4C说明通过传输线路光纤111中的色散引起的波形恶化以及对波形恶化进行的色散补偿的效果。另外，该计算使用SMF。图4A是表示本发明的第一实施方式的光信号色散前的波形的说明图。图4A表示在时间轴上表示通过传输线路光纤111的光信号的一位数量的脉冲的波形。在图4A中，波形是高斯分布型。将其峰值强度标准化为1。该波形的半值半幅约为 40pso此外，图4A 图4C表示的波形是信号光波长为1552nm，波形为高斯分布状脉冲， 光纤色散/单位长度为17pS/nm/km，光纤长度为80km，色散补偿量为-1360pS/nm时的波形。图4B是表示本发明的第一实施方式的色散后的波形的说明图。图4B表示把色散为17pS/nm/km的SMF传输80km后的光信号的波形。因为通过色散在光信号的脉冲中包含的每一波长成分的组速度中产生差，所以强度减弱到0. 72，半值半幅展宽到约80ps。在光信号的强度变弱、半值半幅展宽的情况下，无法正常取得光信号中包含的波形(即不能提取时钟)的可能性升高。因此，在光信号传输系统中，为保证预定的质量需要补偿通由于色散引起的波形恶化。因此在图2或者图3表示的光传输系统中设置色散补偿
ο图4C是示意地表示本发明的第一实施方式的色散补偿器的效果的说明图。图4C表示对图4B表示的波形进行-1360pS/nm( = -17X80ps/nm)的色散补偿后
10的波形。图4C表示的色散补偿后的波形成为与色散前的图4A的波形同程度的波形，能够正常取得波形。即，在进行了适当的色散补偿的情况下，能够从色散补偿后的波形中提取时钟。按照传输设计，在光节点103中的发送侧、接收侧、以及中继节点内适量设置色散补偿器。另外，通过在光放大器241或者波长合波分波部231的附近设置色散补偿器，也能够汇总波长多路复用信号进行补偿，或者通过在光收发器221附近设置色散补偿器，也能够对波长分别进行补偿。图5是表示本发明的第一实施方式的光收发器221的物理结构的框图。光收发器221具有接收用前置光放大器551、可变色散补偿器552、发送用光放大器阳7、传输线路侧光收发部554、帧处理部555、客户机侧光收发部556、控制电路561以及通信电路571。在通过客户机侧光收发部556发送的客户机侧光信号中，例如有 STM-16(2. 5Gbit/s)、STM-64 (10Gbit/s)、或者 STM-256 QOGbit/s)。此外客户机侧光信号也可以是在IEEE 802. 3z中规定的(}bE(l(}bit/s)、在IEEE 802. 3ae中规定的 IOGbEdO. 3Gbit/s)、或者在 IEEE 802. 3ba 中讨论的 40GbE/100GbE。帧处理部555，针对从客户机侧光收发部556收发的客户机信号，通过进行向通过 ITU-T G. 709 的 OTN 规定的 OTUl (2. 9Gbit/s)、0TU2 (10. 7Gbit/s)、或者 0TU3 (42. 8Gbit/s) 等的匹配来进行系统开销(overhead)或者错误修正码的附加或者端接(termination)。另外，所谓端接是针对系统开销根据其内容进行监视同步或者错误等、或针对错误修正码进行修正错误位等在终点节点的处理。另外，在需要按照光信号的调制方法的信号处理功能的情况下，可以在帧处理部阳5内安装该信号处理功能，也可以在传输线路侧光收发部5M 中安装。可以通过一个LSI安装帧处理部555，也可以通过多个LSI以及FPGA安装帧处理部 555。传输线路侧光收发部554内置具有通过ITU-T规定的波长的连续光，根据来自帧处理部555的信号，通过适合传输的调制方式对连续光进行调制，输出调制后的光信号。在传输线路侧光收发部阳4中的调制方法中，也可以使用NRZ(non return-to-zero), ODB (optical duo-binary) > DPSK (differential phase shift keying)> 以及 DQPSK(differential quadrature phase shift keying)等在DQPSK 中包含 RZ-DSPK、NRZ-DSPK、RZ-DQSPK、NRZ-DQSPK、或者 CSRZ (carrier-suppressed return-to-zero) -DQSPK 等各种调制方法。另外，传输线路侧光收发部5 把来自可变色散补偿器552的光信号变换为电信号，进而变换为帧处理部555可处理的信号速度。这里因为传输线路侧光收发部5M接收的光信号水平(level)进入到接收动态(dynamic)，所以接收用前置光放大器551补偿可变色散补偿器阳2的损失。因此，可以将接收用前置光放大器551设置在可变色散补偿器 552和传输线路侧光收发部5M之间，也可以设置在双方。发送用光放大器557调整来自传输线路侧光收发部554的光信号成为适合经由波长合波分波部231以及波长多路复用的光放大器Ml向传输线路光纤111发送的强度。考虑波长数、光节点间传输线路损失、根据光放大器241的噪声指数的光信号对噪声比(Optical Signal-to-Noise Ratio :0SNR)、光纤中的非线性效果色散、偏振光色散引起的波形恶化、以及噪声增加等来决定向传输线路光纤111发送的光功率(强度)。在非线性效果中公知有自相位调制(SelfPhase Modulation =SPM)、交叉相位调制 (Cross Phase Modulation :XPM)、以及四波混合这样的方法。波形恶化量依存于波长数、光纤的色散、非线性常数、对于光纤的输入功率、以及光纤损失等。光纤的色散以及非线性常数根据传输线路光纤111是单模(SMF)还是散色移位光纤(DSF)等类别而不同。可变色散补偿器552针对由于光纤的色散引起的恶化了的光信号的波形，将具有与光纤色散相反符号的特性的色散赋予光信号，改善光信号的波形。控制电路561从接收用前置光放大器551、可变色散补偿器552、发送用光放大器 557、传输线路侧光收发模块554、帧处理部555、以及客户机侧光收发部556取得各种信息， 同时使用这些信息控制各部位。通信电路571与图3表示的节点监视控制部211通信，向综合监视控制部发送光收发器521的信息，同时向控制电路571传输来自综合监视控制部的控制信息。图6是表示本发明的第一实施方式的光收发器221的逻辑结构的框图。使用图6说明在光节点103中使用的光收发器221的、更详细的结构。图6仅表示图2以及图3表示的光节点103以及图5表示的光收发器221的结构中的说明本实施方式必要的部分。光收发器221包含光放大部651、可变色散补偿部(Tunable Dispersion Comppensator :TDC) 652、光接收部 661、时钟数据再生部(Clock Data Recovery :CDR) 662、 误码监视部671、信息处理部682、存储器683以及TDC控制部681。在接收用前置光放大器551中包含光放大部(OptAmp) 651，在可变色散补偿器552 内包含TDC (可变色散补偿部)652。另外，在图5表示的传输线路侧光收发模块5M中包含光接收部661以及时钟数据再生部662，在图5表示的帧处理部555中包含错误修正以及误码监视部671，在图5表示的控制电路561中包含信息处理部682、存储器683以及TDC控制部681。图6表示的光收发器221表示处理从接收用前置光放大器551输入的光信号的要素的路径。在图6中，省略与客户机侧光收发部556以及发送用光放大器557相当的要素。下面说明光收发器221的动作。通过光放大部651放大输入的光信号到预定的光功率。光放大部651监视有无光信号的输入。可变色散补偿部652对光信号赋予与通过传输线路光纤111赋予的色散相反的编码的色散来整形波形。光接收部661对于输入的光信号进行光/电变换，同时监视输入的光信号的光功率。时钟数据再生部652从电气变换后的信号中提取时钟，利用提取的时钟根据预定的阈值进行识别再生。错误修正及误码监视部671通过在错误修正信息以及报头中包含的BIP信息监视误码。存储器部683存储TDC 652的初始设定信息、后述的色散值和错误率的对应信息、色散修正值以及补偿色散值。信息处理部682读出来自时钟数据再生部662的时钟提取可否信息和光放大部 651的光输入信息和存储器部682的各种信息后向TDC控制部681发送控制信息，同时向存储器部683输入后述的色散值和错误率的信息。
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当从信息处理部682发送控制信息时，TDC控制部681根据发送的控制信息控制可变色散补偿部652。TDC控制部681例如通过使可变色散补偿部652变更可变色散补偿部652的色散值，来控制可变色散补偿部652。此外，因为在本实施方式中可变色散补偿部652和可变色散补偿器552具有同样的功能，所以在下面说明可变色散补偿部652中的处理。图7是表示本发明的第一实施方式的可变色散补偿部652的时间应答特性的图。可变色散补偿部652与在上述的专利文献2或者专利文献3中公开的可变色散补偿器相同，为使补偿色散值稳定化需要时间。即可变色散补偿部652为把接收到的光信号的色散值从某色散值Dl变化为具有AD的差的色散值D2，需要预定的应答时间。图7表示的可变色散补偿部652为把接收到的光信号的色散值Dl变化为目标色散值D2需要稳定化时间ATs。在从色散值的变化开始起到达到稳定化时间Ts的过程的时间At内，接收到的光信号的色散值D是(D2-Δ Dc)的值，At内的色散值D和作为目标值的色散值D2的差是ADc。本实施方式中的ADc是能够取得与作为目标值的色散值D2中取得的光信号的波形大体相同的波形的色散值的范围。即在色散值为D2-ADc的范围内，在把光信号变换为电信号，再提取变换后的电信号的时钟的情况下，能够取得可否提取与作为目标的色散值 D2大体相同的时钟的结果。另外，本实施方式中的At是从开始变更色散值的时刻起到色散值成为D2-ΔDc 的时间。对于作为色散值的变化量的AD的稳定化时间ATs、ADc以及At，根据可变色散补偿部652的种类为恒定，在本实施方式中预先进行测定。接着使用图6、图8和图9说明在开始或者在预定的时间未接收到光信号后，可变色散补偿部652接收光信号时的路径开通前后的光收发器221的动作。图8是表示本发明的第一实施方式的光收发器221的处理的流程图。如图1所示，根据来自综合监视控制部101的命令或者GMPLS的信令，经由节点监视控制部211对光收发器221进行用于路径开通的设定，光收发器221开始处理(S801)。 光放大部651判定有无光信号的输入(S821)，在判定为没有光信号的输入的情况下，等待光信号的输入。在S821判定为有光信号的输入的情况下，光信号通过光放大器651被放大到预定的光强度，通过可变色散补偿部652，由光接收部661从光信号变换为电信号。然后，把通过光接收部661处理的电信号输入到时钟数据再生部662，判定可否提取时钟(SSO》。然后，时钟数据再生部662向信息处理部682输入S802的结果。当在S802中可提取时钟时，因为不需要变更可变色散补偿部652的补偿色散值， 所以光收发器221中的处理转移到S823。当在S802中不可提取时钟时，信息处理部682在输入不可提取时钟的信息后，为查找可变色散补偿部652的适当的补偿色散值，经由TDC控制部681使可变色散补偿部652 的色散值在后述的规定的范围内进行变更(S804)。然后，信息处理部682在存储器部683 内分别记录变更后的色散值和时钟提取可否信息(S805)，对预定的范围的全部色散值进行该处理(S806)。此外，在S804中，信息处理部682在图7中所述的Δ t的时间间隔内使可变色散补偿部652的色散值每次变更AD。如上述，预先测定AD以及At。另外，在从可变色散补偿部652变更色散值起经过△ t的时间后，时钟数据再生部662取得时钟提取结果。图9是表示本发明的第一实施方式的色散值的修正的说明图。根据可变色散补偿部652的种类，预先决定能够变化的色散值的范围。本实施方式中的可变色散补偿部652能够变化的色散值的范围是从-400[pS/nm]到40(UpS/nm]。色散目标值T901，在图8表示的S804中，表示使信息处理部682每隔At变更的色散值的成为目标的色散值。另外，时钟提取结果T902表示S805中判定的结果。例如，信息处理部682把色散目标值T901表示的-200 [ps/nm]作为目标使色散值变化，从开始变化起经过Δ t后，时钟数据再生部662取得表示NG的时钟提取结果T902，同时信息处理部682把-100 [ps/nm]作为目标使色散值变更。然后，在从把-100 [ps/nm]作为目标使色散值变更开始起经过△ t的时间后，时钟数据再生部662取得表示OK的时钟提取结果。此外，图9表示的时钟提取结果T902表示在S804中信息处理部682在色散目标值T901中，从低色散值向高色散值按顺序选择色散值时的时钟提取结果。在S805中，在把结果输入到存储器部683后，信息处理部682通过At的时间间隔使目标色散值变化到400 [ps/nm]，重复判定时钟提取结果(S806)。此外，本实施方式中的 AD 是 100[ps/nm] ο通过图8表示的S804 S806的处理，生成色散目标值T901以及时钟提取结果 T902。此外，信息处理部682从时钟数据再生部输入的时钟输出结果不必是时钟强度， 只要是能否以预定的频率提取时钟的结果即可。由此能够简化电路。因为通过到图8表示的S806的处理，判明可提取时钟的色散值和不可提取时钟的色散值，所以信息处理部682从判明是可提取时钟的色散值的范围的中决定修正前的补偿色散值(图9中表示的T903) (S807)，例如信息处理部682把判定是可提取时钟的色散值的范围的中心值(在本实施方式中是100[pS/nm])作为修正前的补偿色散值。此外，在本实施方式的S805中，把At作为使色散值每次变化AD的时间间隔而不是上述的稳定化时间ATs。如图7所示，At是比ATs短的值。这是因为如果是在从使色散值开始变化起经过了 At后的色散值，则成为与成为目标值的色散值的光信号的波形大体相同，能够取得时钟提取可否的结果。另外，通过把待机时间设为At，相比等待稳定化时间ATs，能够在短时间内使色散值变化，能够在短时间内查找补偿色散值。另外，因为可变色散补偿部652实际上取得从使色散值开始变化起经过At时的色散值，所以信息处理部682把从T901的值中分别减去ADc后的值存储到色散值的到达值T904。另外，信息处理部682在T904的值中取得可提取时钟的色散值的范围的中心值， 存储到修正后的补偿色散值T905。通过事前把握图7表示的可变色散补偿部652的特性(Δ Dc以及Δ t等)，能够预测At时间内的色散值的到达值。因此，在给可变色散补偿部652设定的值内，考虑ADc， 设定修正后的补偿色散值(S807)。这里ADc和At是相互依存的值，根据可变色散补偿部652的特性设定。另外，能够通过设定At，不等待稳定化时间ATs地取得各色散值的时钟提取结果。可变色散补偿部652能够迅速变更色散值。在S807后，根据光收发器221中的收发方法，调整光收发器221 (S822)。在S822或者S802后，在能够根据设定的补偿色散值提取时钟，能够再生数据的情况下，为进一步使补偿色散值最优，也可以根据从错误修正及误码监视部671发送的错误修正信息或者符号错误信息，通过信息处理部682微调整可变色散补偿部652的补偿色散值(S823)，使这些修正数或者错误数最小化或者为预定值以下。在S823后，光收发器221结束为新开通路径的处理(S808)。此外，信息处理部682在图8表示的S804中使色散值从低到高顺序变更，取得时钟提取结果，但是也可以使色散值从高到低顺序变更。图10是表示本发明的第一实施方式的色散值的其它的修正的说明图。图10的T902表示在S805中使色散值从高到低变化的情况下的时钟提取结果。图 10的修正前的补偿色散值T903是-100[pS/nm]。然后，信息处理部682对T901的值相加Δ Dc，取得色散值的到达值T904。这是因为，在色散值从高到低变化的情况下，可变色散补偿部652的时间应答特性是把横轴作为对象轴使图7表示的时间应答特性成为线对象时的(即上下反过来)特性的缘故。然后，信息处理部682对修正前的补偿色散值T903相加Δ Dc，取得修正后的补偿色散值T905。图11是表示本发明的第二实施方式的光收发器1021的结构的框图。图11表示的光收发器1021是在第一实施方式的光收发器221上追加了延迟干涉部1091的装置。对于与第一实施方式的光收发器221的要素相同的要素附以相同的符号， 省略说明。在本图中，可变色散补偿器1052的输出通过延迟干涉部1091后输入到光接收部 661，这里延迟干涉部1091在上述的DPSK方法或者DQPSK方法中使用，是用于能够取得光信号的光强度或者相位的延迟干涉仪。省略延迟干涉部1091的详细的说明，不过在本实施方式中延迟干涉部1091的调整是光收发器221的调整的一部分，只要在图8表示的822的步骤中实施即可。根据第二实施方式，在使用了延迟干涉部1091的光收发器1021中也可以安装在第一实施方式中表示的补偿色散值的查找。如上述根据本实施方式的光节点103，因为在预定的范围内使可变色散补偿部 652的色散值变化的时间不取稳定化时间ATs，而取可变色散补偿部652固有的时间At， 所以能够缩短取得补偿色散值的时间。另外，因为取比稳定化时间Ts短的时间At，所以通过把成为目标的色散值与在At中达到的色散量的差作为修正值使用，能够设定适当的补偿色散值。因此具有能够缩短补偿波长恶化所需要的时间，提前得到规定的主信号质量这样的优点。本发明的光收发器221在查找色散值时，能够在使色散值高速变化的同时使用修正值设定为适当的补偿色散值，因此能够缩短决定补偿色散值的时间，其结果，具有能够缩短补偿波长恶化所需要的时间，提前得到预定的主信号质量这样的优点。作为在权利要求的范围内记载的以外的本发明的观点的代表，可以举出下面的观点ο(1)在第一发明中，提供一种光接收器，其特征在于，所述补偿控制部通过在使所述色散值从作为初始值的所述第一色散值向作为目标值的所述第二色散值变化后，把所述第二色散值设定为初始值，把所述第三色散值设定为目标值，使所述色散值从所述第二色散值变化为所述第三色散值，设定所述第三色散值，使所述第三色散值和所述第二色散值的差成为等于所述第二色散值和所述第一色散值的差，所述第一色散值比所述第二色散值高，所述第二色散值比所述第三色散值高，通过所述时钟提取部以及所述补偿控制部使用新的初始值以及新的目标值进行重复处理，在所述生成的第一提取信息表示不可能、并且所述生成的第二提取信息表示可能时，所述补偿控制部决定算出的色散值。
权利要求
1.一种光接收器，其具备在预定的范围的色散值内补偿接收到的光信号的色散的补偿部，其特征在于，所述光接收器具备补偿控制部和时钟提取部，所述补偿控制部从所述预定的范围的色散值中选择具有预定量的差的第一所述色散值以及第二所述色散值，预先取得为了使在所述补偿部中使用的所述色散值从所述第一色散值变化为所述第二色散值所需要的稳定化时间、比所述稳定化时间短的变化时间、以及所述变化时间后的所述色散值和所述第二色散值的差， 所述时钟提取部，把所述接收到的光信号变换为电信号，生成表示能否从所述电信号中提取时钟的提取信息，在所述提取信息表示不可能时，所述补偿部根据所述选择的第一色散值补偿所述接收到的光信号，所述时钟提取部针对根据所述第一色散值补偿后的光信号，生成表示能否提取所述时钟的第一提取信息，所述补偿控制部将所述第二色散值作为目标，使在所述补偿部中使用的所述色散值从所述第一色散值变化，所述补偿部根据在从使所述色散值开始变化起经过所述变化时间时的色散值补偿接收到的光信号，所述时钟提取部针对根据所述变化时间后的色散值补偿后的光信号，生成表示能否提取所述时钟的第二提取信息，在所述生成的第一提取信息表示不可能并且所述生成的第二提取信息表示可能时，所述补偿控制部根据基于所述第二色散值以及所述变化时间后的色散值和所述第二色散值的差算出的色散值，使所述补偿部补偿所述光信号的色散。
2.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述补偿控制部在使所述色散值从作为初始值的所述第一色散值向作为目标值的所述第二色散值变化后，把所述第二色散值设定为初始值，把第三色散值设定为目标值，由此使所述色散值从所述第二色散值变化为所述第三色散值，设定所述第三色散值，使所述第三色散值和所述第二色散值的差与所述第二色散值和所述第一色散值的差相等，所述第一色散值比所述第二色散值低， 所述第二色散值比所述第三色散值低，通过所述时钟提取部以及所述补偿控制部使用新的初始值以及新的目标值进行重复处理，在所述生成的第一提取信息表示不可，并且所述生成的第二提取信息表示可能时，所述补偿控制部决定算出的色散值。
3.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，所述补偿控制部，在使指示所述补偿部的作为所述目标值的色散值变化时，在所述补偿部的色散值达到作为所述目标值的色散值前，需要预定的时间。
4.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述光接收器具备提取从所述光信号变换而得的电信号的误码的误码部，所述补偿控制部根据通过所述误码部得到的误码的结果，使所述补偿部的色散值变化。
5.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于， 所述光接收器具备延迟干涉部，所述延迟干涉部从通过所述补偿部补偿后的光信号中提取相位。
6.一种光传输装置，其用于收发光信号，其特征在于，所述光传输装置具备用于放大所述光信号的光放大器、在预定的范围的色散值内补偿所述接收到的光信号的光收发器、以及切换所述光信号的多路复用器， 所述光收发器，从所述预定的范围的色散值中选择具有预定量的差的第一所述色散值以及第二所述色散值，预先取得为了使用于进行所述补偿的色散值从所述第一色散值变化为所述第二色散值所需要的稳定化时间、比所述稳定化时间短的变化时间、以及所述变化时间后的所述色散值和所述第二色散值的差，把所述接收到的光信号变换为电信号，生成表示能否从所述电信号中提取时钟的提取信息，在所述提取信息表示不可能时，根据所述第一色散值补偿所述接收到的光信号， 针对根据所述第一色散值补偿后的光信号，生成所述时钟的第一提取信息， 将所述第二色散值作为目标，使在所述补偿部中使用的所述色散值从所述第一色散值变化，在从使所述色散值开始变化起经过所述变化时间后，根据所述变化时间后的色散值补偿接收到的光信号，针对根据所述变化时间后的色散值补偿后的光信号，生成所述时钟的第二提取信息， 在所述生成的第一提取信息表示不可能、并且所述生成的第二提取信息表示可能时， 根据基于所述第二色散值以及所述变化时间后的色散值和所述第二色散值的差算出的色散值，补偿所述光信号的色散。
全文摘要
本发明提供一种光接收器以及光传输装置。本发明的目的是缩短可变色散补偿器的补偿色散值设定时间。光接收器选择第一以及第二色散值，预先取得为使用于补偿的色散值从第一色散值变化到第二色散值所需要的稳定化时间、比稳定化时间短的变化时间、以及变化时间后的色散值和第二色散值的差，根据选择的第一色散值补偿接收到的光信号，针对第一色散值生成时钟的第一提取信息，使用于补偿的色散值从第一色散值向第二色散值变化，根据从开始使色散值变化起经过变化时间时的色散值补偿接收到的光信号，针对变化时间后的色散值，生成时钟的第二提取信息，在第二提取信息表示可能的情况下，根据基于第二色散值以及变化时间后的色散值和第二色散值的差算出的色散值补偿光信号。
文档编号H04B10/18GK102263590SQ20111014720
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年5月28日
发明者万代浩平, 对马英明, 深代康之, 竹内浩史, 鹰取耕治 申请人:株式会社日立制作所