光位相変調方式における光位相同期方法および光位相同期装置
【課題】光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する。
【解決手段】本発明の一実施形態によれば、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する。合波した光をチャネルごとに光位相変調器で光位相変調し、波長多重する。波長多重した光を光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離し、平行な偏光を有する成分を波長分割多重信号として伝送するとともに、直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する。分波した光を電気信号に光電変換して、波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する。検出した位相差がゼロになるように、搬送光と参照光を合波した光の光位相をフィードバック制御する。これにより、チャネル間の光位相を同期することができる。
【解決手段】本発明の一実施形態によれば、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する。合波した光をチャネルごとに光位相変調器で光位相変調し、波長多重する。波長多重した光を光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離し、平行な偏光を有する成分を波長分割多重信号として伝送するとともに、直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する。分波した光を電気信号に光電変換して、波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する。検出した位相差がゼロになるように、搬送光と参照光を合波した光の光位相をフィードバック制御する。これにより、チャネル間の光位相を同期することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光通信システムの位相変調方式における光位相同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの光ファイバ伝送では、時分割多重（ＴＤＭ）伝送方式や波長分割多重（ＷＤＭ）伝送方式による大容量化が図られてきた。光通信システムの光変調方式としては、光の強度（光のＯＮ、ＯＦＦ）にデジタルデータを符号化して送信信号光を生成する強度変調がこれまで一般的であったが、光の位相にデジタルデータを符号化する位相変調方式が適用されるようになってきた。また、近年では１信号に２ビットの情報を乗せて送信する差動４相位相変調方式（ＤＱＰＳＫ）が光通信システムに適用され、周波数利用効率、受信感度、波長分散耐力、偏波モード分散耐力などの向上が実現し、さらなる伝送距離の延伸、通信容量の大容量化が進んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Andrew D. Ellis, et. al.,“Spectral Density Enhancement Using Coherent ＷＤＭ”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, No.2, pp.504-506, 2005
【非特許文献２】E. Yamazaki et al.,“Inter-channel crosstalk cancellation by encoding with adjacent channels in coherent ＷＤＭ”, Proceeding of Optical Fiber Communication Conference 2006, JThB6, 2006
【非特許文献３】E. Yamazaki et al.,“Compensation of Interchannel Crosstalk Induced by Optical Fiber Nonlinearity in Carrier Phase-Locked ＷＤＭ System”, IEEE Photonics Technology Letters, vol. 17, No. 1, pp. 9-11, 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＤＭ伝送方式ではチャネル周波数間隔の狭窄化に伴い、受信側での各チャネル分波後に主信号チャネルの帯域に隣接チャネルの信号帯域が混入すると、隣接チャネルクロストークと呼ばれるクロストークが発生し、伝送特性を劣化させる問題が生じる。また、光ファイバ伝送路は、入射する光の強度に比例してその屈折率が変化する光カー効果によって四光波混合（ＦＷＭ）、自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）と呼ばれる非線形光学効果を引起す。このうちＦＷＭとＸＰＭによって、各チャネル信号光の振幅と位相が他チャネルの信号光の振幅と位相条件によって変化するチャネル間コヒーレントクロストークが発生する。この光非線形現象に伴うチャネル間コヒーレントクロストークによって光ファイバ伝送後の受信波形が劣化する問題が生じる。
【０００５】
これまで、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期することで隣接チャネルクロストークを低減させるコヒーレントＷＤＭ方式（非特許文献１）や搬送波位相同期ＷＤＭ方式（非特許文献２）が提案されてきた。また同じく、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期することで光非線形現象に伴うチャネル間コヒーレントクロストークを低減させるチャネル間非線形クロストーク補償方法（非特許文献３）が提案されてきた。
【０００６】
コヒーレントＷＤＭ方式、搬送波位相同期ＷＤＭ方式、およびチャネル間非線形クロストーク補償方法は、強度変調直接検波（ＩＭ−ＤＤ）方式で実現されている。これらの方式は、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期させるために送信側でＷＤＭチャネルの搬送波間の光周波数差で生じるビート周波数を利用し、光位相同期ループ回路を構成することで実現している。しかしながら、コヒーレントＷＤＭ方式、搬送波位相同期ＷＤＭ方式、およびチャネル間非線形クロストーク補償方法を光位相変調方式に適用する場合、前記の方法でＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期しようとすると、光位相変調信号成分には搬送波成分が存在していないため良好なビート周波数成分が得られず、チャネル間の光位相同期ができないという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光位相変調信号における光位相同期方法、および光位相同期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】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波することと、前記合波した光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、前記分波した光を電気信号に光電変換することと、前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、前記検出した位相差がゼロになるように前記合波した光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、前記分波した光を電気信号に光電変換することと、前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、前記検出した位相差がゼロになるように前記平行な偏光と直交な偏光を有する光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することとを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光位相同期方法であって、前記光電変換した電気信号をバンドパスフィルタで処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させることをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する偏光ビーム合波器と、前記偏光ビーム合波器で合波した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器で発振した信号に応じて前記偏光ビーム合波器で合波した光の光位相を制御する光位相シフタとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、波長分波多重伝送の各チャネルの搬送光をそれぞれ光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光に変換する偏波制御器と、前記偏波制御器で変換した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、前記電圧発振器で発振した信号に応じて前記搬送光の光位相を制御する光位相シフタとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の光位相同期装置であって、前記光電変換器で光電変換した電気信号を処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させるバンドパスフィルタをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波長分割多重伝送において光位相変調信号チャネル間の光位相関係を同期することが可能になる。これにより、光位相変調方式においてもＷＤＭ伝送で発生するチャネル間クロストークの低減を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明による光位相同期回路において使用する光分波器の特性について説明するための図である。
【図３】本発明の第二の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第三の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第四の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図１に第一の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路１００は、光変調器の変調偏光面に対して平行な偏光成分を持った複数波長のＷＤＭ搬送波と直交な偏光成分を持った複数波長の参照光を同一光周波数ごとにそれぞれ合波する偏光ビーム合波器（ＰＢＣ）１０２−１〜１０２−ｎと、合波されたＷＤＭ搬送波の光位相を制御する光位相シフタ１０４−１〜１０４−ｎと、位相制御されたＷＤＭ搬送波に送信データ信号を印加する光位相変調器１０６−１〜１０６−ｎと、位相変調された複数波長の光を合波する光合波器１０８と、合波された光をＷＤＭ搬送波の偏光成分と参照光の偏光成分とに分離する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０と、分離された参照光の偏光成分を隣接する２波長ずつに分波する光分波器１１２と、分波された参照光の偏光成分を光電変換する光電気変換器１１４−１〜１１４−ｎ−１と、基準電気信号を発生する基準電気信号発振器１１６と、光電変換された信号と基準電気信号の位相差を出力する位相比較器１１８−１〜１１８−ｎ−１と、位相差の信号を抽出するＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２０−１〜１２０−ｎ−１と、抽出された位相差に基づいて光位相シフタを制御する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２２−１〜１２２−ｎ−１とを備えている。
【００１８】
光位相変調器としては、ＬｉＮｂＯ3など、印加した電圧に応じて材質の屈折率が変化する電気光学効果を利用した光位相変調器や、この電気光学効果を利用したマッハツェンダ（ＭＺ）型光変調器を２台平行に並べて配列した光ベクトル変調器などが既に存在している。
【００１９】
ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器１０６の変調偏光面と平行な偏光を持つ光である。この光搬送波とは別に、光変調器１０６の変調偏光面と直交な偏光を持つ参照光が、ＰＢＣ１０２によりＷＤＭ信号の光搬送波と合波される。ここで、合波される参照光は、ＷＤＭ信号の光搬送波を光分波器により分波しその偏光面を偏波コントローラなどで９０度回転させて生成してもよい。また、光搬送波は、５０％ Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ（ＲＺ）化、３３％ ＲＺ化、Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ（ＣＳ）化などの方式でパルス化してもよいし、Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ（ＮＲＺ）方式でパルス化しなくてもよい。
【００２０】
合波された光搬送波と参照光は、対応する光位相シフタ１０４に入射し、後述するように、対応するＶＣＯ１２２によりその位相が調整される。光位相変調器１０６では、２相位相変調（ＢＰＳＫ）や４相位相変調（ＱＰＳＫ）などの位相変調方式を用いて、各チャネルの送信データをそれぞれ個別のＷＤＭ信号波長に変調する。光合波器１０８にて、変調されたそれぞれのチャネル信号波長の光を合波し、ＷＤＭ信号を送信する。
【００２１】
送信されたＷＤＭ信号光はＰＢＳ１１０に入射する。ＰＢＳ１１０の２出力のうち、光ファイバ伝送路側の出力は光変調器の変調偏波面に平行な偏光成分であり、もう一方の出力は光変調器の変調偏波面に直交な偏光成分である。すなわち、伝送路側への出力が、光位相変調されていることになる。光位相変調器１０６に利用されているＬｉＮｂＯ3などの電気光学材料は、印加した電圧軸方向（変調偏波面）と平行な光に対し強い電気光学効果を示す。逆に、印加した電圧軸方向と直交な光に対してはその電気光学効果は弱い。つまり、光変調器の変調偏波面と平行な光には光位相変調が強く印加するが、直交な光には光位相変調がほとんど印加されないことになる。そのため、光変調器の変調偏波面と直交な光には搬送波の搬送波成分が充分に残っていることになる。
【００２２】
ＰＢＳ１１０の出力である光位相変調器の変調偏波面に直交な光は、ＷＤＭチャネル周波数間の光位相同期を動作させる参照光として利用する。ＰＢＳを出力した参照光は、光分波器１１２により図２のように２波長ずつに分波される。２波長ずつに分波された参照光はそれぞれ光電気変換器１１４に入力され、光電変換される。光電変換された電気信号ＶRFは、主成分としてΔｆk-1＝ｆk−ｆk-1（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の周波数成分を有し、位相比較器１１８に入力する。ｆk（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）は、ｋ番目のＷＤＭチャネルの光周波数である。なお、ＷＤＭ信号光の光周波数間隔Δｆは一般的に各チャネル間で等しく、Δｆ=Δｆk-1となる。ここで、位相比較器１１８としては、電気ミキサなどを用いることができる。
【００２３】
基準電気信号発振器１１６は、ＷＤＭ信号の光搬送波周波数間隔Δｆと等しい周波数で振動する正弦波となる基準電気信号ＶLOを発振する。発振された基準電気信号は、位相比較器１１８に入力する。
【００２４】
位相比較器の出力ポートからは、ＶRFとＶLOの位相差によって変化する位相差信号ＶIFが出力する。位相比較器の出力ＶIFはＬＰＦ１２０に入力し、その高周波成分を低減された信号がＶＣＯ１２２に入力する。ＶＣＯは、その入力電圧の大きさに応じた周波数信号を出力する。ＶＣＯの出力は光位相シフタ１０４に入力し、ＶRFとＶLOの位相差がゼロに収束するようにＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1の光位相を制御する。このようにして、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が同期する。そして、最終的にはすべての光位相が同期することになる。
【００２５】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図３に第二の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路２００は、第一の実施形態の構成例と同様であるが、さらに、光電変換された電気信号の周波数成分を搬送波の光周波数差に相当する周波数帯域周辺でフィルタリングするＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１１５−１〜１１５−ｎ−１を備えている。
【００２６】
光位相変調器に利用されているＬｉＮｂＯ3などの電気光学材料は、印加した電圧軸方向と直交な光に対してはその電気光学効果は弱く、光搬送波には印加される光位相変調も弱い。しかしながら、この弱い光位相変調が原因で、光電変換された電気信号ＶRFは搬送波の光周波数差Δｆ以外の周波数成分も有することになり、光位相比較器の出力ＶIFが不安定になる。そのため、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相同期関係も不安定になる。そこで、２波長ずつに分波された参照光が光電気変換器で光電変換された後に、中心周波数Δｆを有するＢＰＦを挿入し、光位相変調により発生したΔｆ以外の周波数成分を除去する。このようにして、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が安定的に同期する。
【００２７】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図４に第三の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路３００は、複数波長のＷＤＭ搬送波の光位相を制御する光位相シフタ３０２−１〜３０２−ｎと、位相制御されたＷＤＭ搬送波の偏光面を制御する偏光制御器３０４−１〜３０４−ｎと、偏光制御されたＷＤＭ搬送波に送信データ信号を印加する光位相変調器３０６−１〜３０６−ｎと、位相変調された複数波長の光を合波する光合波器３０８と、合波された光を光変調器の変調偏光面に対して平行な偏光成分と直交な偏光成分とに分離するＰＢＳ３１０と、分離された直交な偏光成分を隣接する２波ずつに分波する光分波器３１２と、分波された直交な偏光成分の光を光電変換する光電気変換器３１４−１〜３１４−ｎ−１と、基準電気信号を発生する基準電気信号発振器３１６と、光電変換された信号と基準電気信号の位相差を出力する位相比較器３１８−１〜３１８−ｎ−１と、位相差の信号を抽出するＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３２０−１〜３２０−ｎ−１と、抽出された位相差に基づいて光位相シフタを制御する電圧制御発振器（ＶＣＯ）３２２−１〜３２２−ｎ−１とを備えている。
【００２８】
偏光制御器３０４によって、ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器３０６の変調偏光面と４５°の角度を成す直線偏光に変換される。４５°の直線偏光は、光変調器の変調偏光面と平行な偏光成分と直交な偏光成分を両方有している。そのため、第一の実施形態と第二の実施形態と同様に、４５°の直線偏光のうち、光変調器の変調偏光面と平行な偏光成分は光位相変調信号として、直交な偏光成分は参照光として用いることができる。その他の機能は、第一の実施形態と同様に働くことで、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が同期する。なお、偏光制御器によって変換されるＷＤＭ信号の偏光成分は、光位相変調器の変調偏光面にたいして水平方向の成分と垂直方向の成分を有していればどのような偏光状態でも本実施形態による光位相同期回路は有効に機能する。
【００２９】
ここで、偏光制御器は半波長板、四分の一波長板、偏光子などを組み合わせた構成がすでに知られている。
【００３０】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図５に第四の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路５００は、第三の実施形態の構成例と同様であるが、さらに、光電変換された電気信号の周波数成分を搬送波の光周波数差に相当する周波数帯域周辺でフィルタリングするＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３１５−１〜３１５−ｎ−１を備えている。
【００３１】
第三の実施形態と同様に、偏光制御器３０４によって、ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器３０６の変調偏光面と４５°の角度を成す直線偏光に変換される。ＢＰＦ３１５の機能は、第二の実施形態と同様に働くことで、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が安定的に同期する。なお、偏光制御器によって変換されるＷＤＭ信号の偏光成分は、光変調器の変調偏光面にたいして水平方向の成分と垂直方向の成分を有していればどのような偏光状態でも本実施形態による光位相同期回路は有効に機能する。
【符号の説明】
【００３２】
１００，２００，３００ 光位相同期回路
１０２−１〜ｎ 偏光ビーム合波器
１０８，３０８ 光合波器
１１０，３１０ 偏光ビームスプリッタ
１１５−１〜ｎ−１，３１５−１〜ｎ−１ バンドパスフィルタ
１１６，３１６ 基準電気信号発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光通信システムの位相変調方式における光位相同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの光ファイバ伝送では、時分割多重（ＴＤＭ）伝送方式や波長分割多重（ＷＤＭ）伝送方式による大容量化が図られてきた。光通信システムの光変調方式としては、光の強度（光のＯＮ、ＯＦＦ）にデジタルデータを符号化して送信信号光を生成する強度変調がこれまで一般的であったが、光の位相にデジタルデータを符号化する位相変調方式が適用されるようになってきた。また、近年では１信号に２ビットの情報を乗せて送信する差動４相位相変調方式（ＤＱＰＳＫ）が光通信システムに適用され、周波数利用効率、受信感度、波長分散耐力、偏波モード分散耐力などの向上が実現し、さらなる伝送距離の延伸、通信容量の大容量化が進んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Andrew D. Ellis, et. al.,“Spectral Density Enhancement Using Coherent ＷＤＭ”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, No.2, pp.504-506, 2005
【非特許文献２】E. Yamazaki et al.,“Inter-channel crosstalk cancellation by encoding with adjacent channels in coherent ＷＤＭ”, Proceeding of Optical Fiber Communication Conference 2006, JThB6, 2006
【非特許文献３】E. Yamazaki et al.,“Compensation of Interchannel Crosstalk Induced by Optical Fiber Nonlinearity in Carrier Phase-Locked ＷＤＭ System”, IEEE Photonics Technology Letters, vol. 17, No. 1, pp. 9-11, 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＤＭ伝送方式ではチャネル周波数間隔の狭窄化に伴い、受信側での各チャネル分波後に主信号チャネルの帯域に隣接チャネルの信号帯域が混入すると、隣接チャネルクロストークと呼ばれるクロストークが発生し、伝送特性を劣化させる問題が生じる。また、光ファイバ伝送路は、入射する光の強度に比例してその屈折率が変化する光カー効果によって四光波混合（ＦＷＭ）、自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）と呼ばれる非線形光学効果を引起す。このうちＦＷＭとＸＰＭによって、各チャネル信号光の振幅と位相が他チャネルの信号光の振幅と位相条件によって変化するチャネル間コヒーレントクロストークが発生する。この光非線形現象に伴うチャネル間コヒーレントクロストークによって光ファイバ伝送後の受信波形が劣化する問題が生じる。
【０００５】
これまで、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期することで隣接チャネルクロストークを低減させるコヒーレントＷＤＭ方式（非特許文献１）や搬送波位相同期ＷＤＭ方式（非特許文献２）が提案されてきた。また同じく、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期することで光非線形現象に伴うチャネル間コヒーレントクロストークを低減させるチャネル間非線形クロストーク補償方法（非特許文献３）が提案されてきた。
【０００６】
コヒーレントＷＤＭ方式、搬送波位相同期ＷＤＭ方式、およびチャネル間非線形クロストーク補償方法は、強度変調直接検波（ＩＭ−ＤＤ）方式で実現されている。これらの方式は、ＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期させるために送信側でＷＤＭチャネルの搬送波間の光周波数差で生じるビート周波数を利用し、光位相同期ループ回路を構成することで実現している。しかしながら、コヒーレントＷＤＭ方式、搬送波位相同期ＷＤＭ方式、およびチャネル間非線形クロストーク補償方法を光位相変調方式に適用する場合、前記の方法でＷＤＭチャネル間の光位相関係を同期しようとすると、光位相変調信号成分には搬送波成分が存在していないため良好なビート周波数成分が得られず、チャネル間の光位相同期ができないという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光位相変調信号における光位相同期方法、および光位相同期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】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波することと、前記合波した光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、前記分波した光を電気信号に光電変換することと、前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、前記検出した位相差がゼロになるように前記合波した光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、前記分波した光を電気信号に光電変換することと、前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、前記検出した位相差がゼロになるように前記平行な偏光と直交な偏光を有する光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することとを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光位相同期方法であって、前記光電変換した電気信号をバンドパスフィルタで処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させることをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する偏光ビーム合波器と、前記偏光ビーム合波器で合波した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器で発振した信号に応じて前記偏光ビーム合波器で合波した光の光位相を制御する光位相シフタとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、波長分波多重伝送の各チャネルの搬送光をそれぞれ光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光に変換する偏波制御器と、前記偏波制御器で変換した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、前記電圧発振器で発振した信号に応じて前記搬送光の光位相を制御する光位相シフタとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の光位相同期装置であって、前記光電変換器で光電変換した電気信号を処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させるバンドパスフィルタをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波長分割多重伝送において光位相変調信号チャネル間の光位相関係を同期することが可能になる。これにより、光位相変調方式においてもＷＤＭ伝送で発生するチャネル間クロストークの低減を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明による光位相同期回路において使用する光分波器の特性について説明するための図である。
【図３】本発明の第二の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第三の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第四の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図１に第一の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路１００は、光変調器の変調偏光面に対して平行な偏光成分を持った複数波長のＷＤＭ搬送波と直交な偏光成分を持った複数波長の参照光を同一光周波数ごとにそれぞれ合波する偏光ビーム合波器（ＰＢＣ）１０２−１〜１０２−ｎと、合波されたＷＤＭ搬送波の光位相を制御する光位相シフタ１０４−１〜１０４−ｎと、位相制御されたＷＤＭ搬送波に送信データ信号を印加する光位相変調器１０６−１〜１０６−ｎと、位相変調された複数波長の光を合波する光合波器１０８と、合波された光をＷＤＭ搬送波の偏光成分と参照光の偏光成分とに分離する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０と、分離された参照光の偏光成分を隣接する２波長ずつに分波する光分波器１１２と、分波された参照光の偏光成分を光電変換する光電気変換器１１４−１〜１１４−ｎ−１と、基準電気信号を発生する基準電気信号発振器１１６と、光電変換された信号と基準電気信号の位相差を出力する位相比較器１１８−１〜１１８−ｎ−１と、位相差の信号を抽出するＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２０−１〜１２０−ｎ−１と、抽出された位相差に基づいて光位相シフタを制御する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２２−１〜１２２−ｎ−１とを備えている。
【００１８】
光位相変調器としては、ＬｉＮｂＯ3など、印加した電圧に応じて材質の屈折率が変化する電気光学効果を利用した光位相変調器や、この電気光学効果を利用したマッハツェンダ（ＭＺ）型光変調器を２台平行に並べて配列した光ベクトル変調器などが既に存在している。
【００１９】
ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器１０６の変調偏光面と平行な偏光を持つ光である。この光搬送波とは別に、光変調器１０６の変調偏光面と直交な偏光を持つ参照光が、ＰＢＣ１０２によりＷＤＭ信号の光搬送波と合波される。ここで、合波される参照光は、ＷＤＭ信号の光搬送波を光分波器により分波しその偏光面を偏波コントローラなどで９０度回転させて生成してもよい。また、光搬送波は、５０％ Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ（ＲＺ）化、３３％ ＲＺ化、Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ（ＣＳ）化などの方式でパルス化してもよいし、Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ（ＮＲＺ）方式でパルス化しなくてもよい。
【００２０】
合波された光搬送波と参照光は、対応する光位相シフタ１０４に入射し、後述するように、対応するＶＣＯ１２２によりその位相が調整される。光位相変調器１０６では、２相位相変調（ＢＰＳＫ）や４相位相変調（ＱＰＳＫ）などの位相変調方式を用いて、各チャネルの送信データをそれぞれ個別のＷＤＭ信号波長に変調する。光合波器１０８にて、変調されたそれぞれのチャネル信号波長の光を合波し、ＷＤＭ信号を送信する。
【００２１】
送信されたＷＤＭ信号光はＰＢＳ１１０に入射する。ＰＢＳ１１０の２出力のうち、光ファイバ伝送路側の出力は光変調器の変調偏波面に平行な偏光成分であり、もう一方の出力は光変調器の変調偏波面に直交な偏光成分である。すなわち、伝送路側への出力が、光位相変調されていることになる。光位相変調器１０６に利用されているＬｉＮｂＯ3などの電気光学材料は、印加した電圧軸方向（変調偏波面）と平行な光に対し強い電気光学効果を示す。逆に、印加した電圧軸方向と直交な光に対してはその電気光学効果は弱い。つまり、光変調器の変調偏波面と平行な光には光位相変調が強く印加するが、直交な光には光位相変調がほとんど印加されないことになる。そのため、光変調器の変調偏波面と直交な光には搬送波の搬送波成分が充分に残っていることになる。
【００２２】
ＰＢＳ１１０の出力である光位相変調器の変調偏波面に直交な光は、ＷＤＭチャネル周波数間の光位相同期を動作させる参照光として利用する。ＰＢＳを出力した参照光は、光分波器１１２により図２のように２波長ずつに分波される。２波長ずつに分波された参照光はそれぞれ光電気変換器１１４に入力され、光電変換される。光電変換された電気信号ＶRFは、主成分としてΔｆk-1＝ｆk−ｆk-1（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の周波数成分を有し、位相比較器１１８に入力する。ｆk（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）は、ｋ番目のＷＤＭチャネルの光周波数である。なお、ＷＤＭ信号光の光周波数間隔Δｆは一般的に各チャネル間で等しく、Δｆ=Δｆk-1となる。ここで、位相比較器１１８としては、電気ミキサなどを用いることができる。
【００２３】
基準電気信号発振器１１６は、ＷＤＭ信号の光搬送波周波数間隔Δｆと等しい周波数で振動する正弦波となる基準電気信号ＶLOを発振する。発振された基準電気信号は、位相比較器１１８に入力する。
【００２４】
位相比較器の出力ポートからは、ＶRFとＶLOの位相差によって変化する位相差信号ＶIFが出力する。位相比較器の出力ＶIFはＬＰＦ１２０に入力し、その高周波成分を低減された信号がＶＣＯ１２２に入力する。ＶＣＯは、その入力電圧の大きさに応じた周波数信号を出力する。ＶＣＯの出力は光位相シフタ１０４に入力し、ＶRFとＶLOの位相差がゼロに収束するようにＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1の光位相を制御する。このようにして、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が同期する。そして、最終的にはすべての光位相が同期することになる。
【００２５】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図３に第二の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路２００は、第一の実施形態の構成例と同様であるが、さらに、光電変換された電気信号の周波数成分を搬送波の光周波数差に相当する周波数帯域周辺でフィルタリングするＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１１５−１〜１１５−ｎ−１を備えている。
【００２６】
光位相変調器に利用されているＬｉＮｂＯ3などの電気光学材料は、印加した電圧軸方向と直交な光に対してはその電気光学効果は弱く、光搬送波には印加される光位相変調も弱い。しかしながら、この弱い光位相変調が原因で、光電変換された電気信号ＶRFは搬送波の光周波数差Δｆ以外の周波数成分も有することになり、光位相比較器の出力ＶIFが不安定になる。そのため、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相同期関係も不安定になる。そこで、２波長ずつに分波された参照光が光電気変換器で光電変換された後に、中心周波数Δｆを有するＢＰＦを挿入し、光位相変調により発生したΔｆ以外の周波数成分を除去する。このようにして、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が安定的に同期する。
【００２７】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図４に第三の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路３００は、複数波長のＷＤＭ搬送波の光位相を制御する光位相シフタ３０２−１〜３０２−ｎと、位相制御されたＷＤＭ搬送波の偏光面を制御する偏光制御器３０４−１〜３０４−ｎと、偏光制御されたＷＤＭ搬送波に送信データ信号を印加する光位相変調器３０６−１〜３０６−ｎと、位相変調された複数波長の光を合波する光合波器３０８と、合波された光を光変調器の変調偏光面に対して平行な偏光成分と直交な偏光成分とに分離するＰＢＳ３１０と、分離された直交な偏光成分を隣接する２波ずつに分波する光分波器３１２と、分波された直交な偏光成分の光を光電変換する光電気変換器３１４−１〜３１４−ｎ−１と、基準電気信号を発生する基準電気信号発振器３１６と、光電変換された信号と基準電気信号の位相差を出力する位相比較器３１８−１〜３１８−ｎ−１と、位相差の信号を抽出するＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３２０−１〜３２０−ｎ−１と、抽出された位相差に基づいて光位相シフタを制御する電圧制御発振器（ＶＣＯ）３２２−１〜３２２−ｎ−１とを備えている。
【００２８】
偏光制御器３０４によって、ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器３０６の変調偏光面と４５°の角度を成す直線偏光に変換される。４５°の直線偏光は、光変調器の変調偏光面と平行な偏光成分と直交な偏光成分を両方有している。そのため、第一の実施形態と第二の実施形態と同様に、４５°の直線偏光のうち、光変調器の変調偏光面と平行な偏光成分は光位相変調信号として、直交な偏光成分は参照光として用いることができる。その他の機能は、第一の実施形態と同様に働くことで、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が同期する。なお、偏光制御器によって変換されるＷＤＭ信号の偏光成分は、光位相変調器の変調偏光面にたいして水平方向の成分と垂直方向の成分を有していればどのような偏光状態でも本実施形態による光位相同期回路は有効に機能する。
【００２９】
ここで、偏光制御器は半波長板、四分の一波長板、偏光子などを組み合わせた構成がすでに知られている。
【００３０】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態は、光通信システムの位相変調信号における光位相同期回路に係る実施形態である。図５に第四の実施形態による光位相同期回路の構成例を示す。この回路５００は、第三の実施形態の構成例と同様であるが、さらに、光電変換された電気信号の周波数成分を搬送波の光周波数差に相当する周波数帯域周辺でフィルタリングするＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３１５−１〜３１５−ｎ−１を備えている。
【００３１】
第三の実施形態と同様に、偏光制御器３０４によって、ＷＤＭ信号を構成する各チャネル周波数（ｆ1，ｆ2，・・・，ｆn）の光搬送波は、対応する光変調器３０６の変調偏光面と４５°の角度を成す直線偏光に変換される。ＢＰＦ３１５の機能は、第二の実施形態と同様に働くことで、ＷＤＭ光搬送波周波数ｆkとｆk-1間（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の光位相が安定的に同期する。なお、偏光制御器によって変換されるＷＤＭ信号の偏光成分は、光変調器の変調偏光面にたいして水平方向の成分と垂直方向の成分を有していればどのような偏光状態でも本実施形態による光位相同期回路は有効に機能する。
【符号の説明】
【００３２】
１００，２００，３００ 光位相同期回路
１０２−１〜ｎ 偏光ビーム合波器
１０８，３０８ 光合波器
１１０，３１０ 偏光ビームスプリッタ
１１５−１〜ｎ−１，３１５−１〜ｎ−１ バンドパスフィルタ
１１６，３１６ 基準電気信号発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波することと、
前記合波した光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、
前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、
前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、
前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、
前記分波した光を電気信号に光電変換することと、
前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、
前記検出した位相差がゼロになるように前記合波した光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することと
を含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項２】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、
前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、
前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、
前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、
前記分波した光を電気信号に光電変換することと、
前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、
前記検出した位相差がゼロになるように前記平行な偏光と直交な偏光を有する光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することと
を含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光位相同期方法であって、
前記光電変換した電気信号をバンドパスフィルタで処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させること
をさらに含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項４】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する偏光ビーム合波器と、
前記偏光ビーム合波器で合波した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、
前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、
前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、
前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、
前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、
前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器で発振した信号に応じて前記偏光ビーム合波器で合波した光の光位相を制御する光位相シフタと
を備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【請求項５】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、
波長分波多重伝送の各チャネルの搬送光をそれぞれ光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光に変換する偏波制御器と、
前記偏波制御器で変換した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、
前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、
前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、
前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、
前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、
前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、
前記電圧発振器で発振した信号に応じて前記搬送光の光位相を制御する光位相シフタと
を備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光位相同期装置であって、
前記光電変換器で光電変換した電気信号を処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させるバンドパスフィルタ
をさらに備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【請求項１】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波することと、
前記合波した光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、
前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、
前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、
前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、
前記分波した光を電気信号に光電変換することと、
前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、
前記検出した位相差がゼロになるように前記合波した光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することと
を含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項２】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期方法であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光をチャネルごとに前記光位相変調器で光位相変調することと、
前記光位相変調した各チャネルの光を波長多重することと、
前記波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離することと、
前記分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波することと、
前記分波した光を電気信号に光電変換することと、
前記光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出することと、
前記検出した位相差がゼロになるように前記平行な偏光と直交な偏光を有する光の光位相をフィードバック制御してチャネル間の光位相を同期することと
を含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光位相同期方法であって、
前記光電変換した電気信号をバンドパスフィルタで処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させること
をさらに含むことを特徴とする光位相同期方法。
【請求項４】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、
光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する搬送光と直交な偏光を有する参照光をチャネルごとに合波する偏光ビーム合波器と、
前記偏光ビーム合波器で合波した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、
前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、
前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、
前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、
前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、
前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器で発振した信号に応じて前記偏光ビーム合波器で合波した光の光位相を制御する光位相シフタと
を備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【請求項５】
光位相変調方式の波長分割多重伝送においてチャネル間の光位相を同期する光位相同期装置であって、
波長分波多重伝送の各チャネルの搬送光をそれぞれ光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光と直交な偏光を有する光に変換する偏波制御器と、
前記偏波制御器で変換した光をチャネルごとに光位相変調する前記光位相変調器と、
前記光位相変調器で光位相変調した各チャネルの光を波長多重する光合波器と、
前記光合波器で波長多重した光を前記光位相変調器の変調偏波面に対して平行な偏光を有する成分と直交な偏光を有する成分に分離する偏光ビーム分波器と、
前記偏光ビーム分波器で分離した直交な偏光を有する成分の光を隣接する２チャネルずつ分波する光分波器と、
前記光分波器で分波した光を電気信号に光電変換する光電変換器と、
前記光電変換器で光電変換した電気信号と前記波長分割多重伝送のチャネル周波数間隔に等しい周波数を有する基準電気信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記位相比較器で検出した信号の低周波数成分を透過するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタで透過した低周波数成分の信号の電圧に応じて発振する電圧制御発振器と、
前記電圧発振器で発振した信号に応じて前記搬送光の光位相を制御する光位相シフタと
を備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光位相同期装置であって、
前記光電変換器で光電変換した電気信号を処理して、前記隣接する２チャネルの光周波数差に等しい周波数を透過させるバンドパスフィルタ
をさらに備えたことを特徴とする光位相同期装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−６６８０２（Ｐ２０１１−６６８０２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７３８７（Ｐ２００９−２１７３８７）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人情報通信研究機構、「高機能フォトニックノード技術の研究開発」委託事業、産業技術力強化法１９条の適用を受ける特許出願
【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２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人情報通信研究機構、「高機能フォトニックノード技術の研究開発」委託事業、産業技術力強化法１９条の適用を受ける特許出願
【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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