CN103620986B - 波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置。本发明的波长色散补偿电路（101）具备：模拟数字变换器（11），将从光纤传输路径接收的光模拟波形变换为数字信号；数字信号处理器（12），用通过波长色散量推测方法推测的色散补偿量来补偿模拟数字变换器（11）输出的数字信号具有的光纤传输路径的波长色散所致的波形失真；以及码元时钟抽出器（13），抽出模拟数字变换器（11）输出的数字信号所包含的接收数据的码元到来定时时钟，将码元到来定时时钟的强度作为所述时钟检测值输出。

Description

波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置

技术领域

本发明涉及在光通信中使用的、使用数字信号处理来补偿光纤传输路径中的波长色散、偏振波间干扰、偏振波模式色散等所致的波形失真的波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置。

背景技术

在光通信的领域中，组合了使频率利用效率飞跃地提高的同步检波方式和信号处理的通信系统得到了瞩目。相比于通过直接检波构筑的系统，可知不仅能够提高接收灵敏度，而且通过作为数字信号接收，还能够补偿通过光纤传输受到的波长色散、偏振波模式色散所致的发送信号的波形失真，作为下一代的光通信技术正引入研究。

在以非专利文献1以及2为代表的数字相干方式中，采用用固定的数字滤波器（例如，针对28Gbaud的信号，在20000ps/nm的色散下，抽头数是2048tap）来补偿准静态的波长色散，用使用了盲算法的小的抽头数（例如，在50ps的偏振波模式色散下10～12tap程度）的自适应滤波器来补偿有变动的偏振波模式色散的方法。

专利文献1：日本特开2001-053679号公报

专利文献2：WO/2009/144997手册

专利文献3：日本特愿2009-169518号公报

专利文献4：WO/2011/007803手册

非专利文献1：H.Masuda，et.al.，“13.5-Tb/s（135x111-Gb/s/ch）No-Guard-Interval Coherent OFDMTransmission over6，248km using SNR Maximized Second-orderDRA in the Extended L-band，“OSA/OFC/NFOEC2009，PDPB5.

非专利文献2：Jianjun Yu，et.al.，“17Tb/s（161×114Gb/s）PolMux-RZ-8PSK transmission over662km of ultra-low loss fiberusing C-band EDFA amplification and digital coherent detection，”ECOC2008，Th.3.E.2，Brussels，Belgium，21-25September2008.

非专利文献3：L.liu，et al.，“Initial Tap Setup of ConstantModulus Algorithm for Polarization De-multiplexing in OpticalCoherent Receivers，”OSA/OFC/NFOEC2009，OMT2.

发明内容

在传输系统中，在接收端中，通过接收端的数字信号处理，补偿在传输路径中被附加的波长色散所致的波形失真。此时，关于在传输路径中受到的波长色散量，在传输路径光纤中有单模光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤等种类，信号受到的波长色散量不同。另外，累积波长色散量与信号光传播的传输路径光纤的长度成比例地增加，所以累积色散量也根据传输距离而发生变化。另外，还有在传输系统的中继器中插入光色散补偿器的情况，由于其补偿量，残留色散量发生变化。另外，在海底系统等中，还有将色散补偿光纤用作传输路径的情况。进而，根据信号光的载波波长，波长色散系数不同，所以累积色散量还依赖于信号光波长。根据上述理由，在接收端中，应与累积波长色散量匹配地，控制色散补偿滤波器的系数。因此，需要推测信号受到的累积波长色散量的机构。

作为检测最佳的波长色散补偿量的以往技术，有如下方法，该方法使用由于波长色散所致的波形失真残留而发生的接收信号质量劣化的特征。例如，波长色散所致的残留波形失真使错误率增大。因此，有例如比较既知信号图案和接收图案来计算错误率，以使其值变低的方式控制向波长色散补偿电路的设定值的方法。另外，一般在波长色散所致的波形失真残留的情况下，时钟抽出、同步电路中的同步检测信号变小。有通过利用该特征，控制波长色散补偿量的方法（例如，参照专利文献1）。另外，还提出了利用眼图的开口度的方法（例如，参照专利文献2）。

但是，在这些方法中，在接收信号受到的累积波长色散量、和色散补偿电路中的补偿量大幅不同的情况下，补偿的残留色散量与监视信号变化的相关极端变低，而无法使用监视信号控制色散补偿量。因此，需要以成为能够得到残留色散量与监视信号的相关那样的残留色散量的方式，彻底地使色散补偿量变化来进行扫描等的进程，存在设定时间变长的问题。

另一方面，作为探测应高速补偿的波长色散量的方法，有将既知信号插入发送信号光，根据既知信号的波形变化在接收端中利用既知信号部分来推测波长色散量的方法等（例如，参照专利文献3）。

但是，虽然使用了既知信号的色散推测法是高速的，但存在由于偏振波模式色散、非线性波形失真等波长色散以外的波形失真而在推测量中产生误差的问题。

如果针对色散补偿电路将波长色散的推测值设定为补偿量，则在实际应补偿的值和推测值中有误差的情况下，在补偿后仍残留波长色散所致的波形失真，使错误率增加。另外，使例如针对偏振波模式色散等波长色散以外的失真为主要原因的耐力降低。因此，降低针对波长色散补偿量的误差变得重要。

如上所述，存在如下课题，即、在使用了监视信号的控制中直至检测需要长时间，并且在使用了既知信号的色散推测法中需要考虑推测误差的发生。

因此，为了解决所述课题，本发明的目的在于提供一种在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置。

为了达成上述目的，本发明的波长色散量推测方法具有：

（1）将任意的值作为波长色散量的第1候补值的步骤、

（2）抽出多个第1候补值的附近值作为第2候补值的步骤、

（3）测定与各候补值对应的数字时钟抽出信号强度的步骤、

（4）根据多个信号强度的增减的倾向抽出最佳值（成为最大的值），作为接下来的第1候补值的步骤、

（5）直至满足规定的条件为止，反复（2）～（4）的判定步骤。

具体而言，在本发明的波长色散量推测方法中，推测对光纤传输路径的波长色散所致的波形失真进行补偿时的色散补偿量，其特征在于，进行：

初始值设定步骤，设定作为第k（k是整数）个色散补偿量D（k）的初始值（k=0）的色散补偿量D（0）；

时钟检测步骤，检测并存储接收数据所包含的码元到来定时时钟的色散补偿量D（k）下的强度而作为时钟检测值S（k）；

正侧偏移步骤，检测并存储使所述色散补偿量D（k）向正侧偏移了规定量ΔD的色散补偿量D（k）+ΔD下的所述码元到来定时时钟的强度而作为时钟检测值S（k+）；

负侧偏移步骤，检测并存储使所述色散补偿量D（k）向负侧偏移了规定量ΔD的色散补偿量D（k）-ΔD下的所述码元到来定时时钟的强度而作为时钟检测值S（k-）；

比较步骤，比较所述时钟检测值S（k）、所述时钟检测值S（k+）以及所述时钟检测值S（k-）；以及

判定步骤，所述比较步骤的结果为在所述时钟检测值S（k）是最大的情况下，将所述色散补偿量D（k）决定为最佳色散补偿量而完成所述色散补偿量的推测，所述比较步骤的结果为在所述时钟检测值S（k+）或者所述时钟检测值S（k-）是最大的情况下，将最大的所述时钟检测值的所述色散补偿量作为第k+1个色散补偿量D（k+1）而再次进行所述时钟检测步骤、所述正侧偏移步骤、所述负侧偏移步骤以及所述比较步骤。

在比较了某色散补偿量的时钟检测值和其前后的色散补偿量的时钟检测值时，考虑为在时钟检测值大的色散补偿量的方向上存在最佳时钟检测值、即最佳色散补偿量。因此，通过在比较步骤中比较时钟检测值，并向时钟检测值变大的方向调整色散补偿量，能够得到最佳色散补偿量。

因此，本发明能够提供在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的波长色散量推测方法。

在本发明的波长色散量推测方法中，具有在所述初始值设定步骤之前取得所述色散补偿量的概略值，将所述色散补偿量的概略值作为所述初始值设定步骤中的所述色散补偿量D（0）的概略色散补偿量取得步骤。

作为初段步骤，将通过使用了既知信号的波长色散推测法（例如，参照专利文献4）等推测的粗推测值作为色散补偿量的初始值。在初段步骤之后，执行进行微调整的步骤，从而能够在短时间内进行最佳色散补偿量的推测。

在本发明的波长色散量推测方法中，设定了容许反复次数K（K是自然数），在所述判定步骤中，比较k和K，在成为k=K时完成所述色散补偿量的推测。能够防止无限地进行最佳色散补偿量的推测。

在本发明的波长色散量推测方法中，在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD是将能够检测所述码元到来定时时钟的色散耐力除以所述容许反复次数K而得到的量。能够高精度地进行最佳色散补偿量的推测。

在本发明的波长色散量推测方法中，设定了比在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD小的微少量δD，

在所述时钟检测步骤中，检测所述色散补偿量D（k）下的时钟检测值S（k±0）、以及以所述色散补偿量D（k）为中心的色散补偿量D（k）±nδD（n是自然数）下的时钟检测值S（k±nδ），使时钟检测值S（k±0）以及时钟检测值S（k±nδ）平均化而设为所述时钟检测值S（k），

在所述正侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D（k）+ΔD下的时钟检测值S（k±0+）、以及以所述色散补偿量D（k）+ΔD为中心的色散补偿量D（k）+ΔD±nδD（n是自然数）下的时钟检测值S（k±nδ+），使时钟检测值S（k±0+）以及时钟检测值S（k±nδ+）平均化而设为所述时钟检测值S（k+），

在所述负侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D（k）-ΔD下的时钟检测值S（k±0-）、以及以所述色散补偿量D（k）-ΔD为中心的色散补偿量D（k）-ΔD±nδD（n是自然数）下的时钟检测值S（k±nδ-），使时钟检测值S（k±0-）以及时钟检测值S（k±nδ-）平均化而设为所述时钟检测值S（k-）。

通过在色散补偿量的周边对时钟检测值进行平均化，即使在有局部性的变动的情况下也能够稳定化。

在本发明的波长色散量推测方法中，所述时钟检测步骤、所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤的至少一个以规定时间间隔反复多次。

通过对时钟检测值进行时间平均，即使在有局部性的变动的情况下也能够稳定化。

在本发明的波长色散量推测方法中，在所述判定步骤中，所述时钟检测值S（k）与所述时钟检测值S（k+）的差以及所述时钟检测值S（k）与所述时钟检测值S（k-）的差小于规定的阈值的情况下，将所述色散补偿量D（k）决定为最佳色散补偿量而完成所述色散补偿量的推测。

避免在时钟检测值的差小、且最佳值处于哪个方向的不确定的状态下进行推测，从而能够使推测动作稳定化。

本发明的波长色散补偿电路具备：

模拟数字变换器，将从所述光纤传输路径接收的光模拟波形变换为数字信号；

数字信号处理器，用通过所述波长色散量推测方法推测的所述色散补偿量，补偿所述模拟数字变换器输出的所述数字信号具有的所述光纤传输路径的波长色散所致的波形失真；以及

码元时钟抽出器，抽出所述模拟数字变换器输出的所述数字信号所包含的接收数据的码元到来定时时钟，将所述码元到来定时时钟的强度作为所述时钟检测值输出。

本发明的波长色散补偿电路采用所述波长色散量推测方法。因此，本发明能够提供在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的波长色散补偿电路。

本发明的接收装置包括所述波长色散补偿电路。

本发明的接收装置具备所述波长色散补偿电路。因此，本发明能够提供在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的接收装置。

本发明能够提供在补偿光纤传输路径中的波形失真的接收装置中，高速并且高精度地推测以及设定应补偿的波长色散量的波长色散量推测方法、波长色散补偿电路以及接收装置。

附图说明

图1是说明本发明的波长色散量推测方法的图。

图2是说明本发明的波长色散量推测方法的流程图。

图3是说明本发明的波长色散量推测方法的图。

图4是说明本发明的波长色散量推测方法的流程图。

图5是说明本发明的波长色散量推测方法的流程图。

图6是说明本发明的波长色散量推测方法的图。

图7是说明本发明的波长色散量推测方法的流程图。

图8是说明本发明的接收装置的图。

（符号说明）

11：模拟数字变换器；12：数字信号处理器；13：码元时钟抽出器；15：光纤；101：波长色散补偿电路；300：接收装置。

具体实施方式

参照附图，说明本发明的实施方式。以下说明的实施方式是本发明的实施例，本发明不限于以下的实施方式。另外，设为在本说明书以及附图中符号相同的构成要素表示相互相同的部分。

图8是说明本实施方式的接收装置300的图。接收装置300包括波长色散补偿电路101。波长色散补偿电路101具备：模拟数字变换器11，将从光纤传输路径接收的光模拟波形变换为数字信号；数字信号处理器12，用通过以下说明的波长色散量推测方法推测出的色散补偿量来补偿模拟数字变换器11输出的数字信号具有的光纤传输路径的波长色散所致的波形失真；以及码元时钟抽出器13，抽出模拟数字变换器11输出的数字信号中包含的接收数据的码元到来定时时钟，将码元到来定时时钟的强度作为时钟检测值输出。

说明数字信号处理器12进行的波长色散量推测方法的实施方式。

（实施方式1）

首先，作为粗调整进程，将通过使用了既知信号的波长色散推测法等推测出的粗推测值作为初始值设定给色散补偿电路。此时，波长色散的大部分被补偿，从色散补偿电路输出受到由于推测误差等产生的残留色散所致的波形失真的波形。

之后，进入微调整进程。图1以及图2是说明本实施方式的微调整进程的图。D（k）示出对数字信号处理器12设定的色散补偿量。首先，作为第一阶段，设定初始值k=0的色散补偿量D（0），测定时钟同步的检测信号值存储到存储器。将其设为时钟检测值S（0）。接下来，如图1（a）所示，作为第一阶段，

[1]从色散补偿量D（0）向正的方向偏移某一定量ΔD（色散补偿量D（0）+Δ）。然后，测定并储存时钟同步的时钟检测值S（0+）。

[2]同样地，从色散补偿量D（0）向负的方向偏移某一定量ΔD（色散补偿量D（0）-Δ），测定并保存此时的时钟同步的时钟检测值S（0-）。

关于一定量ΔD，能够设定为500psec/nm以下，但优选根据在微调整进程中调整之后的波长色散偏移量的目标值来进行设定。例如，采用抽头数是10～20、且每1抽头的延迟量是15～20psec/nm的自适应滤波器，如果该目标值是±100～150psec/nm，则将ΔD设定为25～150psec/nm。如果将ΔD设定得较细，则微调整的精度提高，但直至微调整完成为止花费时间。因此，期望考虑精度和时间的平衡来设定ΔD。例如，如果是上述目标值，则考虑精度和时间的平衡将ΔD设定为50psec/nm。

认为在时钟检测值大的符号方向上存在最佳值。因此，比较S（0）、S（0+）、S（0-）。在时钟检测值是S（0+）>S（0-）的情况下，将D（0）+ΔD设定为接下来的色散补偿量D（1）。相逆地，在时钟检测值是S（0+）<S（0-）的情况下，将D（0）-ΔD设定为接下来的色散补偿量D（1）。在S（0+）、S（0-）都小于S（0）的情况、即S（0）>S（0+）并且S（0）>S（0-）的情况下，设为色散补偿量D（1）=D（0）。

此处，设想是S（0+）>S（0-）的情况，设定为色散补偿量D（1）=D（0）+ΔD，说明以后的进程。

作为图1（b）的第二阶段，测定并存储色散补偿量D（1）=D（0）+ΔD的时钟检测值S（1）。

[3]接下来，检测使色散补偿量进一步向正的方向偏移ΔD而设定为D1+ΔD的情况下的时钟检测值S（1+）并保存到存储器。

在第一阶段中向正的方向偏移，所以使色散补偿量向正的方向D（1）+ΔD偏移，但在第一阶段中向负的方向偏移了的情况下，在第二阶段中也使色散补偿量向负的方向D（1）-ΔD偏移。比较两者的时钟检测值S（1）和S（1+），在S（1+）>S（1）的情况下，使色散补偿量成为D（2）=D（1）+ΔD，在S（1+）<S（1）的情况下，到此完成。

在上述例子中，仅比较了色散补偿量D（1）和D（1）+ΔD，但也可以追加还向逆侧D（1）=D（0）-ΔD偏移、测定并存储检测信号的值S（1-）的进程。在仅使一方的符号方向偏移而使最佳化序列前进的情况下，在第一步骤中的判定方向中，决定其以后的全部步骤的偏移方向，所以在时钟检测信号中设想时间变动、检测误差的状况下，存在不收敛于本来的最佳的色散补偿值的可能性。针对每个步骤测定向正侧偏移了的点、向负侧偏移了的点处的检测信号，具有能够在每个步骤中判断偏移方向的优点。但是，由于D（1）-ΔD和D（0）成为相同的值，所以已经是已测定的点，所以未必需要进行检测。

此处，设想是S（1+）<S（1）的情况，设为将色散补偿量设定为D（2）=D（1）+ΔD，说明以后内容。

作为图1（c）的第三阶段，首先测定色散补偿量D（2）下的时钟检测值S（2）。

[4]接下来，使色散补偿量，以D（2）为中心，向正方向偏移ΔD，测定此处的时钟检测值S（2+）并保存到存储器。然后，比较两者，在S（2+）>S（2）的情况下，使色散补偿量成为D（3）=D（2）+ΔD，在S（2+）<S（2）的情况下，到此完成。

本实施方式的波长色散量推测方法是通过以后反复同样的进程，逐渐接近最佳的色散补偿量的方法。

此处，在本来检测信号中包含误差，所以在S（k+）、S（k-）、以及S（k）的差分小的情况下，有再次设定S（k），重新进行测定的选择。由此，在差分小、且最佳值存在于正负哪个方向的不确定的状况下，根据不确定的信息进行偏移能够降低引起不稳定的动作的危险性。

在上述手法中，成为通过各设定值中的时钟检测信号的1次的测定值来决定色散补偿量的设定值的进程。因此，当该测定中的误差大的情况下，存在最佳化的序列成为不稳定的动作的可能性。作为用于稳定化的手法，针对各设定值在不同的时刻测定多次，并比较其平均值，从而判断应向正负符号的哪个方向偏移，从而期待动作的稳定化。

在上述例子中，作为色散补偿量的初始值，利用了色散推测电路的粗推测值，但还有设定从外部提供的色散值的情况。作为这样的例子，考虑预先通过色散测定器等测定了传输路径的色散量的情况等。

（实施方式2）

存在时钟同步电路的检测信号的残留色散依赖性局部地摇摆的可能性。在该情况下，在第一实施例中，由于局部性的变化，有时难以判断应向正方向偏移、还是应向负方向偏移。在本实施方式中，即使在有局部性的残留色散依赖性的状况下，通过平均化，也能够高精度地判定色散补偿量的偏移方向，稳定地进行色散补偿量的推测。

图3是说明本实施方式的微调整进程的图。如图3（a）所示，在各个色散补偿量D（k）中，从D（k）起使色散补偿量向正的方向偏移某微小量δD。然后，测定并存储时钟同步的时钟检测值S（k+δ）。接下来，从D（k）起向负的方向偏移δD，测定此时的时钟同步的时钟检测值S（k-δ）并保存到存储器。另外，从D（k）向正方向偏移2δD，测定时钟同步的时钟检测值S（k+2δ）并保存到存储器。同样地，从D（k）偏移-2δD，测定时钟同步的时钟检测值S（k-2δ）并保存到存储器。这样，在正方向以及负方向使色散补偿量以δD步幅偏移，检测时钟检测值S（k±nδ）并保存到存储器。

根据针对图3的色散补偿量的时钟检测值S（k）中发生的波动的周期以及振幅设定微少量δD。具体而言，微少量δD设为波动的周期以下即可。例如，在波动的振幅是时钟检测值S（k）的10%程度的情况下，使设定色散补偿量D（k）偏移了ΔD时的时钟检测值S（k）的平均的变动量小于时钟检测值S（k）的10%。另外，作为其他的具体例子，能够使微少量δD成为恒定量ΔD的1/3～1/50、优选1/5～1/10。进而，作为具体的数值，在ΔD是25～150psec/nm的情况下，将δD设定为5～25psec/nm、优选5～15psec/nm。

将其反复进行所确定的N次。N也是考虑精度和时间的平衡来设定的。例如，N设定为3以上7以下。然后，以D（k）为中心，以δD步幅偏移，进行测定并存储，根据由此得到的时钟检测S（k±nδ），计算D（k）下的代表值。作为计算代表值的方法，有实施针对n的平均化处理（加法处理），计算平均值Savg（k）的方法。例如，如果用公式来记述Savg（k）的计算例，则成为下式。

[式1]

$\mathrm{Savg}\left(k\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}S(k\&PlusMinus;n\&CenterDot;\mathrm{\&delta;})---\left(1\right)$

如图3（b）所示，在通过某色散补偿量D（k）取得了Savg（k）之后，如实施方式1说明那样，使色散补偿量向正侧或者负侧偏移ΔD，如上所述取得Savg（k+1）（[1][2]）。然后，决定色散补偿量的方向使色散补偿量进一步偏移ΔD而依次取得Savg（k+2）以后（[3]）。

这样，在本实施方式的波长色散量推测方法中，在色散补偿量D（k）的各个中，使以δD步幅偏移了的周围多个点处的时钟检测值平均化，从而即使在有局部性的变动的情况下也能够稳定化。

（实施方式3）

在实施方式1以及2中，色散偏移宽度是ΔD，所以无法进行其以上更详细地最佳化。在本实施方式中，叙述解决该点的方法。

首先，粗调整进程以及微调整进程的第一阶段与实施方式1的说明相同。另外，在实施方式1中，将k设为设定编号而说明了色散补偿量D（k），但本实施方式中，将k、m设为设定编号，用D（k，m）表示色散补偿量。k是比较正或者负方向的时钟检测值的前半工序的试行编号，m相当于向判定的方向偏移的后半工序的试行次数。

即，在比较了S（0）、S（0+）、S（0-）的结果，时钟检测值是S（0+）>S（0-）的情况下，将色散补偿量设定为D（1，0）=D（0）+ΔD。相反地，在时钟检测值是S（0+）<S（0-）的情况下，将色散补偿量设定为D（1，0）=D（0）-ΔD。另外，在S（0）>S（0+）并且S（0）>S（0-）的情况下，将色散补偿量设为D（1，0）=D0。

此处，设想是S（0+）>S（0-）的情况，设为将色散补偿量设定为D（1，0）=D（0）+ΔD，说明以后的进程。

如上所述，判定为在第一阶段的前半段，色散补偿量向正的方向偏移，所以作为第一阶段的后半段，进一步向正的方向偏移ΔD，将色散补偿量设为D（1，0）+ΔD。在第一阶段的前半段中色散补偿量向负的方向偏移了的情况下，在第一阶段的后半段中也向负的方向偏移ΔD。

检测设定为色散补偿量D（1，0）+ΔD的情况下的时钟检测值S（1，0+）并保存到存储器。然后，比较D（1，0）时的时钟检测值S（1，0）和D（1，0）+ΔD时的时钟检测值S（1，0+），在S（1，0+）>S（1，0）的情况下，判断为使色散补偿量偏移为D（1，1）=D（1，0）+ΔD。

其相当于在图4的偏移是否正确判定中选择了“是”的情况。在该情况下，进一步向正方向偏移ΔD，设定为D（1，1）+ΔD而测定并存储时钟检测值S（1，1+），比较D（1，1）的时钟检测值S（1，1）和D（1，1）+ΔD的时钟检测值S（1，1+）。在图中的偏移是否正确判定中，选择了“是”的情况下，反复进行偏移是否正确判定的步骤。

另一方面，在S（1，0+Δ）<S（1，0）的情况下，判断为无需再以ΔD的宽度进行偏移。其相当于在图4的偏移是否正确判定中选择了“否”的情况。在该情况下，使前半段的试行次数计数k递增，使偏移量从ΔD减半为ΔD/2，返回到正或者负方向的两个偏移方向上的检测信号强度的比较的步骤。

在上述例子中，在偏移是否正确判定的步骤中，仅比较了色散补偿量D（1，0）和D（1，0）+ΔD，但可以追加还向逆侧D（1，0）-ΔD偏移，测定并存储检测信号的值S（1，0-Δ）的进程。

在仅向一方的符号方向偏移的最佳化序列的情况下，由于以第一阶段中的判定方向，决定其以后的后半段工序的偏移方向，所以还存在在时钟检测值中设想时间变动、检测误差的状况下，不收敛于本来的最佳的色散补偿值的可能性。在本实施方式中，能够针对各阶段的每一个测定使色散补偿值向正侧偏移了的点、向负侧偏移了的点处的时钟检测值，在每个阶段中判断偏移方向。因此，在本实施方式中，具有即使在时钟检测值中设想时间变动、检测误差的状况下，也能够收敛于本来的最佳的色散补偿值的优点。另外，例如，在上述例子中D（1，0）-ΔD和已测定的D（0）成为相同的值，所以未必需要检测时钟检测值。

接下来，说明第二阶段的前半段工序。此处，设想在第一阶段的前半段工序中选择向正侧的偏移，在后半段工序的第1次的偏移是否正确判定步骤中成为“是”、在第2次的偏移是否正确判定步骤中成为“否”的情况，进行以下的说明。即，设想第一阶段中的色散补偿量在D（1，1）=D（0）+2ΔD下完成了的情况。

在第二阶段的前半段中，在成为k=2的基础之上，以D（1，1）=D0+2ΔD为中心而向正方向以及负方向变化ΔD/2，测定并存储各自下的检测信号强度，判定检测信号强度变得更大的方向。检测分别设定为D（1，1）+ΔD/2、D（1，1）-ΔD/2的情况下的时钟检测值S（1，1+ΔD/2）、S（1，1-ΔD/2）并保存到存储器。

然后，比较两者，在S（1，1+ΔD/2）>S（1，1-ΔD/2）的情况下，判断为偏移方向是正侧，将色散补偿量设定为D（2，0）=D（1，1）+ΔD/2。另一方面，在S（1，1+ΔD/2）<S（1，1-ΔD/2）的情况下，将偏移方向判断为负侧，设定为D（2，0）=D（1，1）-ΔD/2。

另外，在S（1，1+ΔD/2）、S（1，1-ΔD/2）都小于S（1，1）的情况、即S（1，1）>S（1，1+ΔD/2）并且S（1，1）>S（1，1-ΔD/2）的情况下，成为D（2，0）=D（1，1）。

接下来，进行第二阶段的后半段的说明。此处，与第一阶段同样地，在第二阶段的前半段，判定为色散补偿量是正方向的情况下，进一步向正的方向偏移ΔD/2。另一方面，在判定为色散补偿量是负方向的情况下，向负的方向进一步偏移ΔD/2。另一方面，在判定为色散补偿量未偏移的情况下，判断无需再以ΔD/2的宽度进行偏移，所以在偏移是否正确判定中进入“否”的步骤。

此处，设想判断为色散补偿量向负方向偏移的情况而进行说明。使色散补偿量进一步向负方向偏移ΔD/2，设定为D（2，0）-ΔD/2，检测时钟检测值S（2，0-ΔD/2）并保存到存储器。然后，比较D（2，0）和D（2，0）-ΔD/2，在S（2，0-ΔD/2）>S（2，0）的情况下，判断为使色散补偿量偏移为D（2，1）=D（2，0）-ΔD/2。其相当于在图4的偏移是否正确判定中选择了“是”的情况。在该情况下，进一步向负方向偏移ΔD/2，测定并存储检测信号，反复偏移是否正确判定的步骤。

另一方面，在S（2，0-ΔD/2）<S（2，0）的情况下，判断为无需再以ΔD/2的宽度偏移。其相当于在图4的偏移是否正确判定中，选择了“否”的情况。在该情况下，使试行次数计数（k，n）递增，而返回正负方向的两个偏移方向上的检测信号强度的比较的第一阶段。其中，此处，使偏移量从ΔD/2进一步减半为ΔD/4。以后，通过反复同样的进程，检索最佳的色散补偿量。

这样，随着试行次数k变大，使色散补偿量的偏移宽度如ΔD/（2^k-1）那样减半，从而能够高精度且更高效地检索色散补偿量的最佳值。

（实施方式4）

存在时钟同步电路的检测信号的残留色散依赖性局部地摇摆的可能性。在该情况下，在实施方式3的波长色散量推测方法中，由于局部性的变化，存在难以判断应向正方向偏移、还是应向负方向偏移的可能性。另外，即使在偏移是否正确判定中，也存在难以判断偏移次数的可能性。在本实施方式中，即使在有局部性的残留色散依赖性的状况下，通过平均化，也能够高精度地判定色散补偿量的偏移方向，而稳定地动作。

图5是说明本实施方式的微调整进程的图。如图5所示，在各个色散补偿量设定值D（k，m）中，从D（k，m）使色散补偿设定值向正的方向偏移某微小量δD。然后，测定并存储时钟同步的时钟检测值S（k，m+δ）。接下来，以D（k，m）为中心而向负的方向偏移δD，测定此时的时钟同步的时钟检测值S（k，m-δ）并保存到存储器。另外，从初始设定值向正方向偏移2δD，测定时钟同步的时钟检测值S（k，m+2δ）并保存到存储器。同样地，在也向负方向从初始值偏移了-2δD的设定值中，测定时钟同步的时钟检测信号S（k，m-2δ）并保存到存储器。这样，向正方向以及负方向使色散补偿量以δD步幅偏移，检测时钟检测值S（k，m±nδ）并保存到存储器。将其反复进行所确定的N次。

然后，根据以D（k）为中心而以δD步幅偏移来测定并存储了的时钟检测S（k，m±nδ）计算D（k，m）下的代表值。作为计算代表值的方法，有实施针对n的平均化处理（加法处理），计算平均值Savg（k，m）的方法。例如，如果用公式记述Savg（k，m）的计算例，则成为下式。

[式2]

$\mathrm{Savg}(k,m)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}S(k,m\&PlusMinus;n\&CenterDot;\mathrm{\&delta;})---\left(2\right)$

这样，在本实施方式的波长色散量推测方法中，在色散补偿量D（k，m）的各个中，使以δD步幅偏移了的周围多个点处的时钟检测值平均化，从而即使在有局部性的变动的情况下也能够稳定化。

（实施方式5）

存在时钟同步电路的检测信号的残留色散依赖性局部地摇摆的可能性。在该情况下，在实施方式3的波长色散量推测方法中，由于局部性的变化，所以存在难以判断应向正方向偏移、还是应向负方向偏移的可能性。在本实施方式中，即使在存在局部性的残留色散依赖性的状况下，通过平均化，也能够高精度地判定色散补偿量的偏移方向，而稳定地动作。

图7是说明本实施方式的波长色散量推测方法的微调整进程的图。事先进行的粗调整进程与实施方式1的说明相同。

接下来的微调整进程如下所述。测定并存储对色散补偿电路设定了色散补偿量的初始值D（0）的情况下的采样时钟抽出电路的时钟检测信号值。将其设为S（0）。接下来，如图6（a）所示，从初始值D（0）使色散补偿量向正的方向偏移某微小量δD。然后，测定并存储时钟检测值S（0+δ）。接下来，从初始值D（0）使色散补偿量向负的方向偏移某微小量δD，测定此时的时钟检测值S（0-δ）并保存到存储器。另外，从初始值D（0）向正方向偏移2δD，测定时钟同步的时钟检测值S（0+2δ）并保存到存储器。同样地，在负方向上也从初始值D（0）偏移-2δD，测定时钟同步的时钟检测值S（0-2δ）并保存到存储器。这样，在正方向以及负方向以δD步幅检测时钟检测值S（0±nδ），并保存到存储器。将其反复N次。

作为接下来的阶段，如图6（b）所示，以D（0）为中心而向正方向偏移ΔD，检测时钟检测值S（0+Δ）并保存到存储器（[1]）。进而，以δD步幅向正方向以及负方向偏移，检测时钟检测值S（0+Δ±nδ）并保存到存储器。将其反复N次。此处，一般，关于δD，考虑比ΔD小的量。

同样地，如图6（b）所示，以D（0）为中心而向负方向偏移ΔD来检测时钟检测值S（0-Δ）并保存到存储器（[2]）。另外，以δD步幅向正方向以及负方向偏移，检测时钟检测值S（0-Δ±nδ），并保存到存储器。将其反复N次。

作为再接下来的阶段，如图6（c）所示，以D（0）为中心，向正方向偏移2ΔD，检测时钟检测值S（0+2Δ）并保存到存储器（[3]）。进而，以δD步幅向正方向以及负方向偏移，检测时钟检测值S（0+2Δ±nδ），保存到存储器。同样地，以D（0）为中心，向负方向偏移2ΔD来检测时钟检测值S（0-2Δ）并保存到存储器（[4]）。另外，以δD步幅向正方向以及负方向偏移，检测时钟检测值S（0-2Δ±nδ），保存到存储器。将其反复N次。

即使作为以后的步幅，仍反复同样的步骤，直至自然数k成为所设定的最大值K为止，反复检测时钟检测值S（0+kΔ±nδ）并保存到存储器。其中，n=0，1，···，N。

关于在k=0，1，···，K下得到的时钟检测值S（0+kΔ±nδ），针对n进行平均化，从k=0，1，···，K中判断最佳值。作为平均化的一个例子，对各个k下的时钟检测值S（0+kΔ±nδ），以n实施平均化处理（加法处理），计算各个平均值Savg（0+kΔ）。例如，如果用公式来记述Savg（0+kΔ）的计算例，则成为下式。

[式3]

$\mathrm{Savg}(0+\mathrm{k\&Delta;})=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}S(0+\mathrm{k\&Delta;}\&PlusMinus;n\&CenterDot;\mathrm{\&delta;})---\left(3\right)$

作为其他实施方式，还考虑使用了忘却系数的平均化的方法。如果将平均化途中的值定义为Savg（0+kΔ，n），则将忘却系数设为α、将Savg（0+kΔ，0）=0设为初始值，直至n=0，1，···，N反复以下的运算，从而能够得到最终的平均值Savg（0+kΔ）=Savg（0+kΔ，N）。

[式4]

Savg(0+kΔ，n)=(1-2α)·Savg(0+kΔ，n-1)

(4)

+α·S(0+kΔ+n·δ)+α·S(0+kΔ-n·δ)

然后，作为色散补偿量的最佳值的选择方法，也可以检索时钟检测值的平均值Savg（0+kΔ）成为最大的k，将其设为最佳的k。

产业上的可利用性

如以上说明，根据本发明，在对光通信系统的波长色散补偿电路的补偿量提供微小的变化，将时钟检测信号作为监视信号而探索最佳的补偿量时，通过使所提供的变化量针对每个试行次数减半，能够高效地检测最佳的色散补偿量。

Claims (14)

1.一种波长色散量推测方法，推测对光纤传输路径的波长色散所致的波形失真进行补偿时的色散补偿量，其特征在于，进行：

初始值设定步骤，设定作为第k个色散补偿量D(k)的初始值(k＝0)的色散补偿量D(0)，其中k是整数；

时钟检测步骤，检测并存储接收数据所包含的码元到来定时时钟的色散补偿量D(k)下的强度而作为时钟检测值S(k)；

正侧偏移步骤，检测并存储使所述色散补偿量D(k)向正侧偏移了规定量ΔD的色散补偿量D(k)+ΔD下的所述码元到来定时时钟的强度而作为时钟检测值S(k+)；

负侧偏移步骤，检测并存储使所述色散补偿量D(k)向负侧偏移了规定量ΔD的色散补偿量D(k)-ΔD下的所述码元到来定时时钟的强度而作为时钟检测值S(k-)；

比较步骤，比较所述时钟检测值S(k)、所述时钟检测值S(k+)以及所述时钟检测值S(k-)；以及

判定步骤，所述比较步骤的结果为在所述时钟检测值S(k)是最大的情况下，将所述色散补偿量D(k)决定为最佳色散补偿量而完成所述色散补偿量的推测，所述比较步骤的结果为在所述时钟检测值S(k+)或者所述时钟检测值S(k-)是最大的情况下，将最大的所述时钟检测值的所述色散补偿量作为第k+1个色散补偿量D(k+1)而再次进行所述时钟检测步骤、所述正侧偏移步骤、所述负侧偏移步骤以及所述比较步骤。

2.根据权利要求1所述的波长色散量推测方法，其特征在于，具有：概略色散补偿量取得步骤，在所述初始值设定步骤之前取得所述色散补偿量的概略值，将所述色散补偿量的概略值作为所述初始值设定步骤中的所述色散补偿量D(0)。

3.根据权利要求2所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

设定了容许反复次数K，其中K是自然数，

在所述判定步骤中，比较k和K，在成为k＝K时完成所述色散补偿量的推测。

4.根据权利要求3所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD是将能够检测所述码元到来定时时钟的色散耐力除以所述容许反复次数K而得到的量。

5.根据权利要求2所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

设定了比在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD小的微少量δD，

在所述时钟检测步骤中，检测所述色散补偿量D(k)下的时钟检测值S(k±0)、以及以所述色散补偿量D(k)为中心的色散补偿量D(k)±nδD下的时钟检测值S(k±nδ)，使时钟检测值S(k±0)以及时钟检测值S(k±nδ)平均化而设为所述时钟检测值S(k)，其中n是自然数，

在所述正侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D(k)+ΔD下的时钟检测值S(k±0+)、以及以所述色散补偿量D(k)+ΔD为中心的色散补偿量D(k)+ΔD±nδD下的时钟检测值S(k±nδ+)，使时钟检测值S(k±0+)以及时钟检测值S(k±nδ+)平均化而设为所述时钟检测值S(k+)，其中n是自然数，

在所述负侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D(k)-ΔD下的时钟检测值S(k±0-)、以及以所述色散补偿量D(k)-ΔD为中心的色散补偿量D(k)-ΔD±nδD下的时钟检测值S(k±nδ-)，使时钟检测值S(k±0-)以及时钟检测值S(k±nδ-)平均化而设为所述时钟检测值S(k-)，其中n是自然数。

6.根据权利要求2所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

所述时钟检测步骤、所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤的至少一个以规定时间间隔反复多次。

7.根据权利要求2所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

在所述判定步骤中，所述时钟检测值S(k)与所述时钟检测值S(k+)的差以及所述时钟检测值S(k)与所述时钟检测值S(k-)的差小于规定的阈值的情况下，将所述色散补偿量D(k)决定为最佳色散补偿量而完成所述色散补偿量的推测。

8.根据权利要求1所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

设定了容许反复次数K，其中K是自然数，

在所述判定步骤中，比较k和K，在成为k＝K时完成所述色散补偿量的推测。

9.根据权利要求8所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD是将能够检测所述码元到来定时时钟的色散耐力除以所述容许反复次数K而得到的量。

10.根据权利要求1所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

设定了比在所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤中使所述色散补偿量偏移的所述规定量ΔD小的微少量δD，

在所述时钟检测步骤中，检测所述色散补偿量D(k)下的时钟检测值S(k±0)、以及以所述色散补偿量D(k)为中心的色散补偿量D(k)±nδD下的时钟检测值S(k±nδ)，使时钟检测值S(k±0)以及时钟检测值S(k±nδ)平均化而设为所述时钟检测值S(k)，其中n是自然数，

在所述正侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D(k)+ΔD下的时钟检测值S(k±0+)、以及以所述色散补偿量D(k)+ΔD为中心的色散补偿量D(k)+ΔD±nδD下的时钟检测值S(k±nδ+)，使时钟检测值S(k±0+)以及时钟检测值S(k±nδ+)平均化而设为所述时钟检测值S(k+)，其中n是自然数，

在所述负侧偏移步骤中，检测所述色散补偿量D(k)-ΔD下的时钟检测值S(k±0-)、以及以所述色散补偿量D(k)-ΔD为中心的色散补偿量D(k)-ΔD±nδD下的时钟检测值S(k±nδ-)，使时钟检测值S(k±0-)以及时钟检测值S(k±nδ-)平均化而设为所述时钟检测值S(k-)，其中n是自然数。

11.根据权利要求1所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

所述时钟检测步骤、所述正侧偏移步骤以及所述负侧偏移步骤的至少一个以规定时间间隔反复多次。

12.根据权利要求1所述的波长色散量推测方法，其特征在于，

在所述判定步骤中，所述时钟检测值S(k)与所述时钟检测值S(k+)的差以及所述时钟检测值S(k)与所述时钟检测值S(k-)的差小于规定的阈值的情况下，将所述色散补偿量D(k)决定为最佳色散补偿量而完成所述色散补偿量的推测。

13.一种波长色散补偿电路，其特征在于，具备：

模拟数字变换器，将从光纤传输路径接收到的光模拟波形变换为数字信号；

数字信号处理器，用通过权利要求1至12中的任意一项所述的波长色散量推测方法推测出的所述色散补偿量，补偿所述模拟数字变换器输出的所述数字信号具有的所述光纤传输路径的波长色散所致的波形失真；以及

码元时钟抽出器，抽出所述模拟数字变换器输出的所述数字信号所包含的接收数据的码元到来定时时钟，将所述码元到来定时时钟的强度作为所述时钟检测值输出。

14.一种接收装置，其特征在于，包括权利要求13所述的波长色散补偿电路。