シンボルインターリーブ偏波多重装置
【課題】本発明は、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易であるシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、それぞれのＲＺ位相変調回路（１０１’、１０１”）のＲＺ光信号（ＲＺ−ＱＰＳＫ１、ＲＺ−ＱＰＳＫ２）からスキュー量を検出し、入力される各データの位相変調器（１２−１〜１２−４）へフィードバックする構成とし、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー、及びＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキューを一括して調整することとした。
【解決手段】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、それぞれのＲＺ位相変調回路（１０１’、１０１”）のＲＺ光信号（ＲＺ−ＱＰＳＫ１、ＲＺ−ＱＰＳＫ２）からスキュー量を検出し、入力される各データの位相変調器（１２−１〜１２−４）へフィードバックする構成とし、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー、及びＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキューを一括して調整することとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号列で光の位相を変調し、偏波多重を行うシンボルインターリーブ偏波多重装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号で光を変調する方式として４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や差動４値位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＱＰＳＫ）が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、図１０のように位相変調された光信号を偏波多重するシンボルインターリーブ偏波多重装置４００も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０のシンボルインターリーブ偏波多重装置４００は、連続光をクロック信号ＣＬＫに基づいて強度変調を行い、強度変調光に対してＱＰＳＫ変調を行っている。一般に、シンボルインターリーブ偏波多重装置は、光路長や電気信号線の長さの製造誤差による各入力データ信号（ＤＡＴＡ１〜４）間のスキュー及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせ込む必要がある。
【０００５】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４００の場合、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー調整とともに、ＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキュー調整を行っている。具体的には、シンボルインターリーブ偏波多重装置４００は、各データ信号（ＤＡＴＡ１〜４）をクロック信号ＣＬＫに合わせる構成であり、ＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキュー調整をクロック信号ＣＬＫに対して行っている。このように、複数のスキュー調整を行うシンボルインターリーブ偏波多重装置には、各構成部品を等長化して組み立てたとしても、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が困難という課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易であるシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置は、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー、及びＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキューを一括して調整できる構成とした。
【０００８】
具体的には、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置は、連続光を出力する光源と、２つの位相変調器及び強度変調器を有し、前記光源からの連続光を前記位相変調器がそれぞれに入力されるデータ信号で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、前記位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして前記位相変調光信号の他方と合波した合波信号を前記強度変調器が入力されたクロック信号で強度変調しＲＺ化して出力する２つのＲＺ位相変調回路と、互いに反転した２つの前記クロック信号を生成し、それぞれを２つの前記ＲＺ位相変調回路の前記強度変調器に入力するクロック源と、各々の前記ＲＺ位相変調回路の出力が最大となるように、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する２つの位相制御回路と、一方の前記ＲＺ位相変調回路の出力の偏波を９０度回転し、他方の前記ＲＺ位相変調回路の出力と合波して出力する出力回路と、を備える。
【０００９】
本シンボルインターリーブ偏波多重装置は、それぞれのＲＺ位相変調回路のＲＺ光信号からスキュー量を検出し、入力される各データの位相変調器へフィードバックする構成である。具体的には、位相調整回路が、所望の時にＲＺ位相変調回路の出力（ＲＺ光信号）が最大となるように位相変調光信号の位相を調整するようにフィードバックする。従って、本発明は、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易なシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することができる。
【００１０】
具体的には、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタと、それぞれの前記位相シフタに所定周波数のパイロット信号を入力して前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相を前記所定周波数で振動させるパイロット信号供給部と、前記ＲＺ位相変調回路の出力を光電変換した電気信号を前記パイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部と、前記同期検波回路が前記電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路の出力の平均光強度最大とするように前記位相シフタを調整する調整部と、を有する。
【００１１】
ここで、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、互いに異なる周波数の２つのパイロット信号を用いて調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出してもよい。このシンボルインターリーブ偏波多重装置は、４つのパイロット信号を４つの位相変調光信号に割り当てており、スキューの合わせ込みを同時に行うことができる。
【００１２】
一方、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、１つのパイロット信号を用い、時分割方式で調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出してもよい。このシンボルインターリーブ偏波多重装置は、４つの位相変調光信号のスキューの合わせ込みを１つのパイロット信号で順に行う。位相制御回路を簡素化できるため、シンボルインターリーブ偏波多重装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易なシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することができる。また、本発明は、強度変調器を位相変調器の後段に配置したため、位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして位相変調光信号の他方と合波までの配線長を等長化する必要がなく、位相変調器の内部遅延を考慮する必要がなく、設計が容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式を採用する位相変調装置を説明する図である。
【図２】位相変調装置内の信号を模式的に示した図である。（Ａ）は、光源から出力される信号である。（Ｂ）は、位相変調器が出力する信号である。（Ｃ）は、１：２カップラが出力する信号である。（Ｄ）は、強度変調器が出力する信号である。
【図３】本発明に係る位相変調装置を説明する図である。（Ａ）は、ＲＺ光信号の平均光強度が変化する様子を説明する図である。（Ｂ）は、相対位相が０．５ビットずれたときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。（Ｃ）は、相対位相が０．２５ビットずれたときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。（Ｄ）は、相対位相のずれがないときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。
【図４】フィードバックでスキュー調整を行うＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式の位相変調装置を説明する図である。
【図５】スキュー量の検出を説明する図である。
【図６】スキュー量の検出を説明する図である。
【図７】フィードバックでスキュー調整を行うＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式の位相変調装置を説明する図である。
【図８】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【図９】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【図１０】強度変調器が前段にあるシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１６】
（スキュー調整の概要）
図１は、ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式を採用する位相変調装置３００を説明する図である。ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式は、ＱＰＳＫ変調された光信号をさらにＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）強度変調を行う方式である。ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式は、以下の手順で実施される。
（１）光源１０の連続光ＬＤを１：２カップラ１１で分岐する。
（２）位相変調器（１２−１、１２−２）は、デジタル入力信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）に基づき、１：２カップラ１１からの連続光（ＬＤ１、ＬＤ２）を位相が０又はπの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）に変換する。
（３）１：２カップラ１４は、位相器１３で互いにπ／２位相ずれた状態となった２つの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）を合波し、合波信号ＱＰＳＫを出力する。
（４）強度変調器１５は、合波信号ＱＰＳＫをクロック信号ＣＬＫで強度変調してＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを出力する。
【００１７】
図２は、位相変調装置３００内の各信号を模式的に示した図である。縦軸は光強度、横軸は時間を示している。図２（Ａ）は、光源１０から出力される連続光ＬＤである。連続光ＬＤの光強度に変化はない。図２（Ｂ）は、位相変調器１２−１が出力する位相変調光信号ＬＮ１である。位相変調光信号ＬＮ１は、デジタル入力信号ＤＡＴＡ１で位相が変化するため、位相遷移時に光強度が低下してノッチＮが入る。図２（Ｃ）は、１：２カップラ１４が出力する合波信号ＱＰＳＫである。合波信号ＱＰＳＫは、２つの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）が合波されてノッチＮが重なった状態となる。図２（Ｄ）は、強度変調器１５が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫである。
【００１８】
図３（Ａ）は、ＬＮ１’と強度変調器１５の位相が最適点にいる状態で位相変調器１２−１が出力する位相変調光信号ＬＮ１の位相と位相変調器１２−２が出力する位相変調光信号ＬＮ２の位相との相対位相を−０．５ビットから＋０．５ビットまで変化させたときのＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が変化する様子を説明する図である。図３（Ｂ）〜（Ｄ）は各位相時におけるＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。図３（Ｄ）から図３（Ｂ）のように位相ずれ（スキュー）が大きくなると、図３（Ｄ）から図３（Ｂ）のようにノッチＮがずれ、図３（Ａ）のようにＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が低下する。
【００１９】
このため、位相変調装置３００には、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が最大となるように、クロック信号ＣＬＫとそれぞれの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）の位相とを合わせる（スキューを合わせる）必要がある。
【００２０】
図４は、スキュー調整機能を持つ位相変調装置３０１を説明する図である。位相変調装置３０１は、連続光を出力する光源１０と、２つの位相変調器（１２−１、１２−２）及び強度変調器１５を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−１、１２−２）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、位相器１３が位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして位相変調光信号の他方と合波した合波信号を強度変調器１５が入力されたクロック信号ＣＬＫで強度変調しＲＺ化して出力するＲＺ位相変調回路１０１と、ＲＺ位相変調回路１０１の出力が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１と、を備える。
【００２１】
位相制御回路１１１は、ＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−１、２１−２）と、それぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）に所定周波数のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相を所定周波数で振動させるパイロット信号供給部２２と、ＲＺ位相変調回路１０１の出力を受光素子２３が光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部２４と、同期検波部２４が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１の出力の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−１、２１−２）を調整する調整部２５と、を有する。
【００２２】
位相シフタ（２１−１、２１−２）は、それぞれデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）の遅延量を調整し、それぞれの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の最適位相点と強度変調最適点とのスキューを調整することができる。
【００２３】
位相制御回路１１１は、パイロット信号供給部２２、同期検波部２４及び調整部２５と、を有する。位相制御回路１１１は、ＲＺ位相変調回路１０１が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを１：２カプラ１６で分岐して受光素子２３で受光し、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの時間平均値が最大となるようにそれぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）へフィードバックする。
【００２４】
位相制御回路１１１のスキュー量検出手法の概要を図５及び図６を用いて説明する。図５は、パイロット信号３２による位相変調光信号３３の位相状態の変化を模式的に示した図である。ある入力データ列３０が位相シフタ３１に入力しているとする。入力データ列３０の中央部にはノッチＮが入っているとする。位相シフタ３１に周波数ｆのパイロット信号３２が導入された場合、位相シフタ３１から出力される位相変調光信号３３のノッチＮは周波数ｆで振動する。
【００２５】
図６は、位相変調光信号ＬＮ１の位相の状態と受光素子２３が検出した検出信号Ｏとを説明する図である。例えば、位相シフタ２１−１を制御する制御信号Ｊに周波数ｆ１の正弦波のパイロット信号を重畳すると、位相変調光信号ＬＮ１の位相は周波数ｆ１で振動する。位相変調光信号ＬＮ１を位相器１３でπ／２ずらし、位相変調光信号ＬＮ２と合波し、強度変調器１５でＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを受光素子２３の出力で観測すると、検出信号Ｏのように位相変調光信号ＬＮ１の位相進み又は位相遅れの状態で検出信号の位相が変化する。具体的には、位相変調光信号ＬＮ１の位相が遅れている場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１と同じで位相もパイロット信号と同じである。位相変調光信号ＬＮ１の位相が最適点である場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１の倍となる。位相変調光信号ＬＮ１の位相が進んでいる場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１と同じで位相がパイロット信号と逆になる。すなわち、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを受光素子２３で検波し、同期検波部２４−１でｆ１に対する位相を検出し検出信号Ｏの周波数が倍となるように、すなわちｆ１の位相が反転するポイントに位相シフタ２１−１を調整することで位相変調光信号ＬＮ１とクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせこむことができる。
【００２６】
図４を用いてより具体的に説明する。スキュー調整前は、スキューの状態が不明である。そこで、パイロット信号供給部２２−１から周波数ｆ１のパイロット信号を位相シフタ２１−１に与えて位相変調光信号ＬＮ１の位相を振動させる。このときのＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを同期検波部２４−１がパイロット信号で同期検波すれば、検波信号Ｋの位相を確認することで現在のスキューの状態が判明する。そこで、調整部２５−１は、検波信号Ｋの位相が反転するポイントに位相シフタ２１−１を調整することで、スキュー調整が完了する。以上に、位相変調光信号ＬＮ１のスキュー調整について説明したが、パイロット信号供給部２２−２からの周波数ｆ２のパイロット信号、同期検波部２４−２及び調整部２５−２を使うことで位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整も同様にできる。位相変調装置３０１は、２つの周波数（ｆ１、ｆ２）のパイロット信号を使用するため、位相変調光信号ＬＮ１及び位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整を同時に実施できる。
【００２７】
位相変調装置３０１は、このスキュー調整を随時できるため、各構成部品を等長化して組み立てる必要がなく、部品の温度特性及び経時変化が生じてもその変化によるスキュー変動を容易に収束することができる。
【００２８】
図７は、スキュー調整機能を持つ位相変調装置３０２を説明する図である。位相変調装置３０２と図４の位相変調装置３０１との違いは、パイロット信号の数である。位相変調装置３０２は周波数ｆである１つのパイロット信号でスキュー調整を行う。具体的には、位相変調光信号ＬＮ１と位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整を時間をずらして行う。このため、位相変調装置３０２は、位相制御回路１１２にパイロット信号の出力先を切り替える切替スイッチ２６を有する。スキュー調整方法は図５及び図６で説明した位相変調装置３０１のスキュー調整方法と同様である。
【００２９】
（実施形態１）
図８は、実施形態１のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１を説明する図である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、
連続光を出力する光源１０と、
２つの位相変調器（１２−１、１２−２）及び強度変調器１５’を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−１、１２−２）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）で位相変調して２つの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）を生成し、位相変調光信号ＬＮ１の位相を位相器１３’でπ／２ずらした位相変調光信号ＬＮ１’と位相変調光信号ＬＮ２とを合波して合波信号ＱＰＳＫ１を生成し、クロック信号ＣＬＫ１に基づき合波信号ＱＰＳＫ１を強度変調器１５’で強度変調しＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１を出力するＲＺ位相変調回路１０１’と、
２つの位相変調器（１２−３、１２−４）及び強度変調器１５”を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−３、１２−４）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ３、ＤＡＴＡ４）で位相変調して２つの位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）を生成し、位相変調光信号ＬＮ３の位相を位相器１３”でπ／２ずらした位相変調光信号ＬＮ３’と位相変調光信号ＬＮ４とを合波して合波信号ＱＰＳＫ２を生成し、クロック信号ＣＬＫ２に基づき合波信号ＱＰＳＫ２を強度変調器１５”で強度変調しＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２を出力するＲＺ位相変調回路１０１”と、
互いに反転した２つのクロック信号（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２）を生成し、それぞれをＲＺ位相変調回路１０１’の強度変調器１５’及びＲＺ位相変調回路１０１”の強度変調器１５”に入力するクロック源４１と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１’と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１”と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を偏波ローテタ４３で９０度回転し、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波して偏波多重光信号ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫを出力する１：２カップラ４４と、
を備える。
【００３０】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、光源１０を共通で使用する２台のＲＺ位相変調回路（１０１’、１０１”）を並列させ、ＲＺ位相変調回路１０１’のＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を偏波ローテタ４３で９０度回転し、１：２カップラ４４でＲＺ位相変調回路１０１”のＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波する構成である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、図４の位相変調装置３０１で説明した位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせることの他に、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせる必要もある。
【００３１】
このため、シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせるために位相制御回路１１１’を備え、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせるために位相制御回路１１１”を備える。
【００３２】
位相制御回路１１１’は、ＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−１、２１−２）と、それぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）に周波数（ｆ１、ｆ２）のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相を周波数（ｆ１、ｆ２）で振動させるパイロット信号供給部（２２−１、２２−２）と、ＲＺ位相変調回路１０１’が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１を受光素子２３’で光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数（ｆ１、ｆ２）で同期検波する同期検波部（２４−１、２４−２）と、同期検波部（２４−１、２４−２）が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１’が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−１、２１−２）を調整する調整部（２５−１、２５−２）と、を有する。
【００３３】
位相制御回路１１１”は、ＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−３、２１−４）と、それぞれの位相シフタ（２１−３、２１−４）に周波数（ｆ３、ｆ４）のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相を周波数（ｆ３、ｆ４）で振動させるパイロット信号供給部（２２−３、２２−４）と、ＲＺ位相変調回路１０１”が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２を受光素子２３”で光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数（ｆ３、ｆ４）で同期検波する同期検波部（２４−３、２４−４）と、同期検波部（２４−３、２４−４）が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１”が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−３、２１−４）を調整する調整部（２５−３、２５−４）と、を有する。
【００３４】
図４から図６で説明したように、位相制御回路１１１’は、位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）とクロック信号ＣＬＫ１とのスキューを調整し、位相制御回路１１１”は、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）とクロック信号ＣＬＫ２とのスキューを調整する。ここで、パイロット信号供給部２２−１とパイロット信号供給部２２−２とが異なる周波数のパイロット信号を用い、パイロット信号供給部２２−３とパイロット信号供給部２２−４とが異なる周波数のパイロット信号を用いれば、位相変調光信号（ＬＮ１〜ＬＮ４）のスキュー調整を同時に実施できる。
【００３５】
クロック源４１は、２つの出力部（Ｐ，Ｎ）を有する。クロック源４１は、例えば、差動対であり、出力部Ｐと出力部Ｎがそれぞれ出力するクロック信号ＣＬＫ１とクロック信号ＣＬＫ２とは互いに反転した信号となる。このため、偏波ローテタ４３がＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を９０度回転し、１：２カップラ４４でＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波することで、シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１はシンボルインターリーブとなる偏波多重光信号ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫを出力できる。
【００３６】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、このスキュー調整を随時できるため、各構成部品を等長化して組み立てる必要がなく、部品の温度特性及び経時変化が生じてもその変化によるスキュー変動を容易に収束することができる。
【００３７】
（実施形態２）
図９は、実施形態１のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０２を説明する図である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０２と図８のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１との違いは、位相制御回路（１１２’、１１２”）が使用するパイロット信号の数である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０２は周波数ｆ’である１つのパイロット信号で位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）のスキュー調整を行い、周波数ｆ”である１つのパイロット信号で位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）のスキュー調整を行う。このため、図７で説明したように位相制御回路（１１２’、１１２”）はパイロット信号の出力先を切り替える切替スイッチ（２６’、２６”）を有する。スキュー調整方法は図８で説明したシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１のスキュー調整方法と同様である。
【００３８】
なお、パイロット信号の周波数がｆ’＝ｆ”であってもよい。位相変調光信号ＬＮ１とクロック信号ＣＬＫ１とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ２とクロック信号ＣＬＫ１とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ３とクロック信号ＣＬＫ２とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ４とクロック信号ＣＬＫ２とのスキュー調整、のように順次スキュー調整を行うことで全体のスキュー調整が完了する。
【符号の説明】
【００３９】
１０：光源
１１、１１’、１１”：１：２カップラ
１２−１、１２−２、１２−３、１２−４：位相変調器
１３、１３’、１３”：位相器
１４、１４’、１４”：１：２カップラ
１５、１５’、１５”：強度変調器
１６、１６’、１６”：１：２カップラ
２１−１、２１−２、２１−３、２１−４：位相シフタ
２２、２２−１、２２−２、２２−３、２２−４：パイロット信号供給部
２３、２３’、２３”：受光素子
２４、２４−１、２４−２、２４−３、２４−４：同期検波部
２５、２５−１、２５−２、２５−３、２５−４：調整部
２６、２６’、２６”：切替スイッチ
３１：位相シフタ
３２：パイロット信号
３３：位相変調光信号
４１：クロック源
４３：偏波ローテタ
４４：１：２カップラ
１０１、１０１’、１０１”：ＲＺ位相変調回路
１１１、１１１’、１１１”、１１２、１１２’、１１２”：位相制御回路
３００〜３０２：位相変調装置
４００〜４０２：シンボルインターリーブ偏波多重装置
ＬＤ、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４：連続光
ＬＮ１、ＬＮ１’、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ３’、ＬＮ４：位相変調光信号
ＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ１、ＱＰＳＫ２：合波信号
ＲＺ−ＱＰＳＫ、ＲＺ−ＱＰＳＫ１、ＲＺ−ＱＰＳＫ２：ＲＺ光信号
ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫ：偏波多重光信号
Ｏ：検出信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号列で光の位相を変調し、偏波多重を行うシンボルインターリーブ偏波多重装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号で光を変調する方式として４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や差動４値位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＱＰＳＫ）が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、図１０のように位相変調された光信号を偏波多重するシンボルインターリーブ偏波多重装置４００も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０のシンボルインターリーブ偏波多重装置４００は、連続光をクロック信号ＣＬＫに基づいて強度変調を行い、強度変調光に対してＱＰＳＫ変調を行っている。一般に、シンボルインターリーブ偏波多重装置は、光路長や電気信号線の長さの製造誤差による各入力データ信号（ＤＡＴＡ１〜４）間のスキュー及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせ込む必要がある。
【０００５】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４００の場合、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー調整とともに、ＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキュー調整を行っている。具体的には、シンボルインターリーブ偏波多重装置４００は、各データ信号（ＤＡＴＡ１〜４）をクロック信号ＣＬＫに合わせる構成であり、ＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキュー調整をクロック信号ＣＬＫに対して行っている。このように、複数のスキュー調整を行うシンボルインターリーブ偏波多重装置には、各構成部品を等長化して組み立てたとしても、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が困難という課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易であるシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置は、各ＱＰＳＫ変調器内のスキュー、及びＱＰＳＫ変調器と強度変調器とのスキューを一括して調整できる構成とした。
【０００８】
具体的には、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置は、連続光を出力する光源と、２つの位相変調器及び強度変調器を有し、前記光源からの連続光を前記位相変調器がそれぞれに入力されるデータ信号で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、前記位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして前記位相変調光信号の他方と合波した合波信号を前記強度変調器が入力されたクロック信号で強度変調しＲＺ化して出力する２つのＲＺ位相変調回路と、互いに反転した２つの前記クロック信号を生成し、それぞれを２つの前記ＲＺ位相変調回路の前記強度変調器に入力するクロック源と、各々の前記ＲＺ位相変調回路の出力が最大となるように、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する２つの位相制御回路と、一方の前記ＲＺ位相変調回路の出力の偏波を９０度回転し、他方の前記ＲＺ位相変調回路の出力と合波して出力する出力回路と、を備える。
【０００９】
本シンボルインターリーブ偏波多重装置は、それぞれのＲＺ位相変調回路のＲＺ光信号からスキュー量を検出し、入力される各データの位相変調器へフィードバックする構成である。具体的には、位相調整回路が、所望の時にＲＺ位相変調回路の出力（ＲＺ光信号）が最大となるように位相変調光信号の位相を調整するようにフィードバックする。従って、本発明は、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易なシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することができる。
【００１０】
具体的には、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタと、それぞれの前記位相シフタに所定周波数のパイロット信号を入力して前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相を前記所定周波数で振動させるパイロット信号供給部と、前記ＲＺ位相変調回路の出力を光電変換した電気信号を前記パイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部と、前記同期検波回路が前記電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路の出力の平均光強度最大とするように前記位相シフタを調整する調整部と、を有する。
【００１１】
ここで、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、互いに異なる周波数の２つのパイロット信号を用いて調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出してもよい。このシンボルインターリーブ偏波多重装置は、４つのパイロット信号を４つの位相変調光信号に割り当てており、スキューの合わせ込みを同時に行うことができる。
【００１２】
一方、本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置の前記位相制御回路は、１つのパイロット信号を用い、時分割方式で調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出してもよい。このシンボルインターリーブ偏波多重装置は、４つの位相変調光信号のスキューの合わせ込みを１つのパイロット信号で順に行う。位相制御回路を簡素化できるため、シンボルインターリーブ偏波多重装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、部品の温度特性及び経時変化による再度のスキュー調整が容易なシンボルインターリーブ偏波多重装置を提供することができる。また、本発明は、強度変調器を位相変調器の後段に配置したため、位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして位相変調光信号の他方と合波までの配線長を等長化する必要がなく、位相変調器の内部遅延を考慮する必要がなく、設計が容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式を採用する位相変調装置を説明する図である。
【図２】位相変調装置内の信号を模式的に示した図である。（Ａ）は、光源から出力される信号である。（Ｂ）は、位相変調器が出力する信号である。（Ｃ）は、１：２カップラが出力する信号である。（Ｄ）は、強度変調器が出力する信号である。
【図３】本発明に係る位相変調装置を説明する図である。（Ａ）は、ＲＺ光信号の平均光強度が変化する様子を説明する図である。（Ｂ）は、相対位相が０．５ビットずれたときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。（Ｃ）は、相対位相が０．２５ビットずれたときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。（Ｄ）は、相対位相のずれがないときのＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。
【図４】フィードバックでスキュー調整を行うＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式の位相変調装置を説明する図である。
【図５】スキュー量の検出を説明する図である。
【図６】スキュー量の検出を説明する図である。
【図７】フィードバックでスキュー調整を行うＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式の位相変調装置を説明する図である。
【図８】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【図９】本発明に係るシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【図１０】強度変調器が前段にあるシンボルインターリーブ偏波多重装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１６】
（スキュー調整の概要）
図１は、ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式を採用する位相変調装置３００を説明する図である。ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式は、ＱＰＳＫ変調された光信号をさらにＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）強度変調を行う方式である。ＲＺ−ＱＰＳＫ変調方式は、以下の手順で実施される。
（１）光源１０の連続光ＬＤを１：２カップラ１１で分岐する。
（２）位相変調器（１２−１、１２−２）は、デジタル入力信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）に基づき、１：２カップラ１１からの連続光（ＬＤ１、ＬＤ２）を位相が０又はπの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）に変換する。
（３）１：２カップラ１４は、位相器１３で互いにπ／２位相ずれた状態となった２つの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）を合波し、合波信号ＱＰＳＫを出力する。
（４）強度変調器１５は、合波信号ＱＰＳＫをクロック信号ＣＬＫで強度変調してＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを出力する。
【００１７】
図２は、位相変調装置３００内の各信号を模式的に示した図である。縦軸は光強度、横軸は時間を示している。図２（Ａ）は、光源１０から出力される連続光ＬＤである。連続光ＬＤの光強度に変化はない。図２（Ｂ）は、位相変調器１２−１が出力する位相変調光信号ＬＮ１である。位相変調光信号ＬＮ１は、デジタル入力信号ＤＡＴＡ１で位相が変化するため、位相遷移時に光強度が低下してノッチＮが入る。図２（Ｃ）は、１：２カップラ１４が出力する合波信号ＱＰＳＫである。合波信号ＱＰＳＫは、２つの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）が合波されてノッチＮが重なった状態となる。図２（Ｄ）は、強度変調器１５が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫである。
【００１８】
図３（Ａ）は、ＬＮ１’と強度変調器１５の位相が最適点にいる状態で位相変調器１２−１が出力する位相変調光信号ＬＮ１の位相と位相変調器１２−２が出力する位相変調光信号ＬＮ２の位相との相対位相を−０．５ビットから＋０．５ビットまで変化させたときのＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が変化する様子を説明する図である。図３（Ｂ）〜（Ｄ）は各位相時におけるＲＺ光信号をオシロスコープで観察した結果である。図３（Ｄ）から図３（Ｂ）のように位相ずれ（スキュー）が大きくなると、図３（Ｄ）から図３（Ｂ）のようにノッチＮがずれ、図３（Ａ）のようにＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が低下する。
【００１９】
このため、位相変調装置３００には、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの平均光強度が最大となるように、クロック信号ＣＬＫとそれぞれの位相変調光信号（ＬＮ１’、ＬＮ２）の位相とを合わせる（スキューを合わせる）必要がある。
【００２０】
図４は、スキュー調整機能を持つ位相変調装置３０１を説明する図である。位相変調装置３０１は、連続光を出力する光源１０と、２つの位相変調器（１２−１、１２−２）及び強度変調器１５を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−１、１２−２）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、位相器１３が位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして位相変調光信号の他方と合波した合波信号を強度変調器１５が入力されたクロック信号ＣＬＫで強度変調しＲＺ化して出力するＲＺ位相変調回路１０１と、ＲＺ位相変調回路１０１の出力が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１と、を備える。
【００２１】
位相制御回路１１１は、ＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−１、２１−２）と、それぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）に所定周波数のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号の位相を所定周波数で振動させるパイロット信号供給部２２と、ＲＺ位相変調回路１０１の出力を受光素子２３が光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部２４と、同期検波部２４が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１の出力の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−１、２１−２）を調整する調整部２５と、を有する。
【００２２】
位相シフタ（２１−１、２１−２）は、それぞれデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）の遅延量を調整し、それぞれの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の最適位相点と強度変調最適点とのスキューを調整することができる。
【００２３】
位相制御回路１１１は、パイロット信号供給部２２、同期検波部２４及び調整部２５と、を有する。位相制御回路１１１は、ＲＺ位相変調回路１０１が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを１：２カプラ１６で分岐して受光素子２３で受光し、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫの時間平均値が最大となるようにそれぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）へフィードバックする。
【００２４】
位相制御回路１１１のスキュー量検出手法の概要を図５及び図６を用いて説明する。図５は、パイロット信号３２による位相変調光信号３３の位相状態の変化を模式的に示した図である。ある入力データ列３０が位相シフタ３１に入力しているとする。入力データ列３０の中央部にはノッチＮが入っているとする。位相シフタ３１に周波数ｆのパイロット信号３２が導入された場合、位相シフタ３１から出力される位相変調光信号３３のノッチＮは周波数ｆで振動する。
【００２５】
図６は、位相変調光信号ＬＮ１の位相の状態と受光素子２３が検出した検出信号Ｏとを説明する図である。例えば、位相シフタ２１−１を制御する制御信号Ｊに周波数ｆ１の正弦波のパイロット信号を重畳すると、位相変調光信号ＬＮ１の位相は周波数ｆ１で振動する。位相変調光信号ＬＮ１を位相器１３でπ／２ずらし、位相変調光信号ＬＮ２と合波し、強度変調器１５でＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを受光素子２３の出力で観測すると、検出信号Ｏのように位相変調光信号ＬＮ１の位相進み又は位相遅れの状態で検出信号の位相が変化する。具体的には、位相変調光信号ＬＮ１の位相が遅れている場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１と同じで位相もパイロット信号と同じである。位相変調光信号ＬＮ１の位相が最適点である場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１の倍となる。位相変調光信号ＬＮ１の位相が進んでいる場合、検出信号Ｏは、周波数がパイロット信号の周波数ｆ１と同じで位相がパイロット信号と逆になる。すなわち、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを受光素子２３で検波し、同期検波部２４−１でｆ１に対する位相を検出し検出信号Ｏの周波数が倍となるように、すなわちｆ１の位相が反転するポイントに位相シフタ２１−１を調整することで位相変調光信号ＬＮ１とクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせこむことができる。
【００２６】
図４を用いてより具体的に説明する。スキュー調整前は、スキューの状態が不明である。そこで、パイロット信号供給部２２−１から周波数ｆ１のパイロット信号を位相シフタ２１−１に与えて位相変調光信号ＬＮ１の位相を振動させる。このときのＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫを同期検波部２４−１がパイロット信号で同期検波すれば、検波信号Ｋの位相を確認することで現在のスキューの状態が判明する。そこで、調整部２５−１は、検波信号Ｋの位相が反転するポイントに位相シフタ２１−１を調整することで、スキュー調整が完了する。以上に、位相変調光信号ＬＮ１のスキュー調整について説明したが、パイロット信号供給部２２−２からの周波数ｆ２のパイロット信号、同期検波部２４−２及び調整部２５−２を使うことで位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整も同様にできる。位相変調装置３０１は、２つの周波数（ｆ１、ｆ２）のパイロット信号を使用するため、位相変調光信号ＬＮ１及び位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整を同時に実施できる。
【００２７】
位相変調装置３０１は、このスキュー調整を随時できるため、各構成部品を等長化して組み立てる必要がなく、部品の温度特性及び経時変化が生じてもその変化によるスキュー変動を容易に収束することができる。
【００２８】
図７は、スキュー調整機能を持つ位相変調装置３０２を説明する図である。位相変調装置３０２と図４の位相変調装置３０１との違いは、パイロット信号の数である。位相変調装置３０２は周波数ｆである１つのパイロット信号でスキュー調整を行う。具体的には、位相変調光信号ＬＮ１と位相変調光信号ＬＮ２のスキュー調整を時間をずらして行う。このため、位相変調装置３０２は、位相制御回路１１２にパイロット信号の出力先を切り替える切替スイッチ２６を有する。スキュー調整方法は図５及び図６で説明した位相変調装置３０１のスキュー調整方法と同様である。
【００２９】
（実施形態１）
図８は、実施形態１のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１を説明する図である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、
連続光を出力する光源１０と、
２つの位相変調器（１２−１、１２−２）及び強度変調器１５’を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−１、１２−２）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）で位相変調して２つの位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）を生成し、位相変調光信号ＬＮ１の位相を位相器１３’でπ／２ずらした位相変調光信号ＬＮ１’と位相変調光信号ＬＮ２とを合波して合波信号ＱＰＳＫ１を生成し、クロック信号ＣＬＫ１に基づき合波信号ＱＰＳＫ１を強度変調器１５’で強度変調しＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１を出力するＲＺ位相変調回路１０１’と、
２つの位相変調器（１２−３、１２−４）及び強度変調器１５”を有し、光源１０からの連続光を位相変調器（１２−３、１２−４）がそれぞれに入力されるデータ信号（ＤＡＴＡ３、ＤＡＴＡ４）で位相変調して２つの位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）を生成し、位相変調光信号ＬＮ３の位相を位相器１３”でπ／２ずらした位相変調光信号ＬＮ３’と位相変調光信号ＬＮ４とを合波して合波信号ＱＰＳＫ２を生成し、クロック信号ＣＬＫ２に基づき合波信号ＱＰＳＫ２を強度変調器１５”で強度変調しＲＺ化したＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２を出力するＲＺ位相変調回路１０１”と、
互いに反転した２つのクロック信号（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２）を生成し、それぞれをＲＺ位相変調回路１０１’の強度変調器１５’及びＲＺ位相変調回路１０１”の強度変調器１５”に入力するクロック源４１と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１’と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２が最大となるように、ＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相をそれぞれ調整する位相制御回路１１１”と、
ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を偏波ローテタ４３で９０度回転し、ＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波して偏波多重光信号ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫを出力する１：２カップラ４４と、
を備える。
【００３０】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、光源１０を共通で使用する２台のＲＺ位相変調回路（１０１’、１０１”）を並列させ、ＲＺ位相変調回路１０１’のＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を偏波ローテタ４３で９０度回転し、１：２カップラ４４でＲＺ位相変調回路１０１”のＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波する構成である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、図４の位相変調装置３０１で説明した位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせることの他に、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせる必要もある。
【００３１】
このため、シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせるために位相制御回路１１１’を備え、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）間のスキュー、及びこれらとクロック信号ＣＬＫとのスキューを合わせるために位相制御回路１１１”を備える。
【００３２】
位相制御回路１１１’は、ＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−１、２１−２）と、それぞれの位相シフタ（２１−１、２１−２）に周波数（ｆ１、ｆ２）のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１’の位相変調器（１２−１、１２−２）が生成する位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）の位相を周波数（ｆ１、ｆ２）で振動させるパイロット信号供給部（２２−１、２２−２）と、ＲＺ位相変調回路１０１’が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１を受光素子２３’で光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数（ｆ１、ｆ２）で同期検波する同期検波部（２４−１、２４−２）と、同期検波部（２４−１、２４−２）が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１’が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−１、２１−２）を調整する調整部（２５−１、２５−２）と、を有する。
【００３３】
位相制御回路１１１”は、ＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相をそれぞれ調整する位相シフタ（２１−３、２１−４）と、それぞれの位相シフタ（２１−３、２１−４）に周波数（ｆ３、ｆ４）のパイロット信号を入力してＲＺ位相変調回路１０１”の位相変調器（１２−３、１２−４）が生成する位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）の位相を周波数（ｆ３、ｆ４）で振動させるパイロット信号供給部（２２−３、２２−４）と、ＲＺ位相変調回路１０１”が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２を受光素子２３”で光電変換した電気信号をパイロット信号の周波数（ｆ３、ｆ４）で同期検波する同期検波部（２４−３、２４−４）と、同期検波部（２４−３、２４−４）が電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路１０１”が出力するＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２の平均光強度を最大とするように位相シフタ（２１−３、２１−４）を調整する調整部（２５−３、２５−４）と、を有する。
【００３４】
図４から図６で説明したように、位相制御回路１１１’は、位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）とクロック信号ＣＬＫ１とのスキューを調整し、位相制御回路１１１”は、位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）とクロック信号ＣＬＫ２とのスキューを調整する。ここで、パイロット信号供給部２２−１とパイロット信号供給部２２−２とが異なる周波数のパイロット信号を用い、パイロット信号供給部２２−３とパイロット信号供給部２２−４とが異なる周波数のパイロット信号を用いれば、位相変調光信号（ＬＮ１〜ＬＮ４）のスキュー調整を同時に実施できる。
【００３５】
クロック源４１は、２つの出力部（Ｐ，Ｎ）を有する。クロック源４１は、例えば、差動対であり、出力部Ｐと出力部Ｎがそれぞれ出力するクロック信号ＣＬＫ１とクロック信号ＣＬＫ２とは互いに反転した信号となる。このため、偏波ローテタ４３がＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ１の偏波を９０度回転し、１：２カップラ４４でＲＺ光信号ＲＺ−ＱＰＳＫ２と合波することで、シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１はシンボルインターリーブとなる偏波多重光信号ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫを出力できる。
【００３６】
シンボルインターリーブ偏波多重装置４０１は、このスキュー調整を随時できるため、各構成部品を等長化して組み立てる必要がなく、部品の温度特性及び経時変化が生じてもその変化によるスキュー変動を容易に収束することができる。
【００３７】
（実施形態２）
図９は、実施形態１のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０２を説明する図である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０２と図８のシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１との違いは、位相制御回路（１１２’、１１２”）が使用するパイロット信号の数である。シンボルインターリーブ偏波多重装置４０２は周波数ｆ’である１つのパイロット信号で位相変調光信号（ＬＮ１、ＬＮ２）のスキュー調整を行い、周波数ｆ”である１つのパイロット信号で位相変調光信号（ＬＮ３、ＬＮ４）のスキュー調整を行う。このため、図７で説明したように位相制御回路（１１２’、１１２”）はパイロット信号の出力先を切り替える切替スイッチ（２６’、２６”）を有する。スキュー調整方法は図８で説明したシンボルインターリーブ偏波多重装置４０１のスキュー調整方法と同様である。
【００３８】
なお、パイロット信号の周波数がｆ’＝ｆ”であってもよい。位相変調光信号ＬＮ１とクロック信号ＣＬＫ１とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ２とクロック信号ＣＬＫ１とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ３とクロック信号ＣＬＫ２とのスキュー調整、位相変調光信号ＬＮ４とクロック信号ＣＬＫ２とのスキュー調整、のように順次スキュー調整を行うことで全体のスキュー調整が完了する。
【符号の説明】
【００３９】
１０：光源
１１、１１’、１１”：１：２カップラ
１２−１、１２−２、１２−３、１２−４：位相変調器
１３、１３’、１３”：位相器
１４、１４’、１４”：１：２カップラ
１５、１５’、１５”：強度変調器
１６、１６’、１６”：１：２カップラ
２１−１、２１−２、２１−３、２１−４：位相シフタ
２２、２２−１、２２−２、２２−３、２２−４：パイロット信号供給部
２３、２３’、２３”：受光素子
２４、２４−１、２４−２、２４−３、２４−４：同期検波部
２５、２５−１、２５−２、２５−３、２５−４：調整部
２６、２６’、２６”：切替スイッチ
３１：位相シフタ
３２：パイロット信号
３３：位相変調光信号
４１：クロック源
４３：偏波ローテタ
４４：１：２カップラ
１０１、１０１’、１０１”：ＲＺ位相変調回路
１１１、１１１’、１１１”、１１２、１１２’、１１２”：位相制御回路
３００〜３０２：位相変調装置
４００〜４０２：シンボルインターリーブ偏波多重装置
ＬＤ、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４：連続光
ＬＮ１、ＬＮ１’、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ３’、ＬＮ４：位相変調光信号
ＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ１、ＱＰＳＫ２：合波信号
ＲＺ−ＱＰＳＫ、ＲＺ−ＱＰＳＫ１、ＲＺ−ＱＰＳＫ２：ＲＺ光信号
ＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫ：偏波多重光信号
Ｏ：検出信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続光を出力する光源と、
２つの位相変調器及び強度変調器を有し、前記光源からの連続光を前記位相変調器がそれぞれに入力されるデータ信号で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、前記位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして前記位相変調光信号の他方と合波した合波信号を前記強度変調器が入力されたクロック信号で強度変調しＲＺ化して出力する２つのＲＺ位相変調回路と、
互いに反転した２つの前記クロック信号を生成し、それぞれを２つの前記ＲＺ位相変調回路の前記強度変調器に入力するクロック源と、
各々の前記ＲＺ位相変調回路の出力が最大となるように、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する２つの位相制御回路と、
一方の前記ＲＺ位相変調回路の出力の偏波を９０度回転し、他方の前記ＲＺ位相変調回路の出力と合波して出力する出力回路と、
を備えるシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項２】
前記位相制御回路は、
前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタと、
それぞれの前記位相シフタに所定周波数のパイロット信号を入力して前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相を前記所定周波数で振動させるパイロット信号供給部と、
前記ＲＺ位相変調回路の出力を光電変換した電気信号を前記パイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部と、
前記同期検波回路が前記電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路の出力の平均光強度最大とするように前記位相シフタを調整する調整部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項３】
前記位相制御回路は、
互いに異なる周波数の２つのパイロット信号を用いて調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出することを特徴とする請求項２に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項４】
前記位相制御回路は、
１つのパイロット信号を用い、時分割方式で調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出することを特徴とする請求項２に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項１】
連続光を出力する光源と、
２つの位相変調器及び強度変調器を有し、前記光源からの連続光を前記位相変調器がそれぞれに入力されるデータ信号で位相変調して２つの位相変調光信号を生成し、前記位相変調光信号の一方の位相をπ／２ずらして前記位相変調光信号の他方と合波した合波信号を前記強度変調器が入力されたクロック信号で強度変調しＲＺ化して出力する２つのＲＺ位相変調回路と、
互いに反転した２つの前記クロック信号を生成し、それぞれを２つの前記ＲＺ位相変調回路の前記強度変調器に入力するクロック源と、
各々の前記ＲＺ位相変調回路の出力が最大となるように、前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する２つの位相制御回路と、
一方の前記ＲＺ位相変調回路の出力の偏波を９０度回転し、他方の前記ＲＺ位相変調回路の出力と合波して出力する出力回路と、
を備えるシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項２】
前記位相制御回路は、
前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相をそれぞれ調整する位相シフタと、
それぞれの前記位相シフタに所定周波数のパイロット信号を入力して前記ＲＺ位相変調回路の前記位相変調器が生成する前記位相変調光信号の位相を前記所定周波数で振動させるパイロット信号供給部と、
前記ＲＺ位相変調回路の出力を光電変換した電気信号を前記パイロット信号の周波数で同期検波する同期検波部と、
前記同期検波回路が前記電気信号を同期検波した結果からＲＺ位相変調回路の出力の平均光強度最大とするように前記位相シフタを調整する調整部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項３】
前記位相制御回路は、
互いに異なる周波数の２つのパイロット信号を用いて調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出することを特徴とする請求項２に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【請求項４】
前記位相制御回路は、
１つのパイロット信号を用い、時分割方式で調整する前記位相変調光信号の位相量をそれぞれ検出することを特徴とする請求項２に記載のシンボルインターリーブ偏波多重装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６５１０５（Ｐ２０１２−１６５１０５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６３９（Ｐ２０１１−２２６３９）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（５９１２３０２９５）ＮＴＴエレクトロニクス株式会社 (565)
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（５９１２３０２９５）ＮＴＴエレクトロニクス株式会社 (565)
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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