光受信装置、信号処理装置および光受信方法
【課題】省電力化を図ること。
【解決手段】光受信装置１００は、光分岐部１０１と、測定部１０２と、受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、を備えている。光分岐部１０１は、局発光を分岐する。測定部１０２は、光分岐部１０１によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する。受信部１０３は、入力された信号光と各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する。分散補償部１０４は、受信部１０３によって変換された信号の波長分散を小さくする。位相処理部１０５は、分散補償部１０４によって波長分散を小さくされた信号の位相を、測定部１０２によって測定された位相変動に基づいて回転させる。識別部１０６は、位相処理部１０５によって位相を回転された信号を識別する。
【解決手段】光受信装置１００は、光分岐部１０１と、測定部１０２と、受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、を備えている。光分岐部１０１は、局発光を分岐する。測定部１０２は、光分岐部１０１によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する。受信部１０３は、入力された信号光と各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する。分散補償部１０４は、受信部１０３によって変換された信号の波長分散を小さくする。位相処理部１０５は、分散補償部１０４によって波長分散を小さくされた信号の位相を、測定部１０２によって測定された位相変動に基づいて回転させる。識別部１０６は、位相処理部１０５によって位相を回転された信号を識別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置、信号処理装置および光受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル信号処理用半導体素子の並列多重化した動作速度が、数１０［Ｇｂ／ｓ］に向上したことにより、長距離かつ大容量の光通信技術として、ディジタル信号処理を用いた多値伝送が可能なディジタルコヒーレント光通信の研究開発および実用化が進展してきている。
【０００３】
ディジタルコヒーレント光通信では、受信する光信号の強度情報と位相情報の両方を、ディジタル回路を用いて操作できるために、光ファイバ伝送路における波長分散劣化、および、高速に変化する偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）劣化などを容易に補償することが可能になり、コヒーレント受信による高感度化も期待できて、長距離かつ大容量の光通信技術と考えられている。
【０００４】
たとえば下記非特許文献１に示されているような従来のディジタル処理を用いた多値コヒーレント光伝送方式光受信器の大部分は、受信光または受信機局発光の位相変化は、受信光と局発光とを干渉させた後の電気信号をディジタル化した信号から推定するディジタル回路の構成であった。
【０００５】
しかし、将来の実用化が予想されている１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）などの多値コヒーレント光伝送においては、光送信機の光源レーザの位相雑音および光受信機局発光レーザの位相雑音に対する要求が高くなり、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：四位相偏移変調）などの方式より、狭いスペクトル線幅のレーザが要求されている。レーザ単体でこの要求を満たすためには、共振器長が大きい大型で高価なレーザが必要になり、実際の通信機器への適用に困難が予想されている。
【０００６】
また、ディジタルコヒーレント受信機においては、ディジタル化した信号に対する波長分散補償が行われる。ここで、受信光は、光ファイバ伝送路の波長分散と受信側のディジタル回路における波長分散補償の両方の効果を受ける。このため、受信光の波長分散劣化はゼロに近づく。一方、受信側の局発光は、光ファイバ伝送路を通らないため、受信側のディジタル回路における波長分散補償の効果のみを受ける。このため、局発光に位相雑音が有意にある場合には、局発光の波長拡がりに比例して波形劣化が生じる。
【０００７】
これに対して、信号光と干渉させていない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づいてディジタル回路において信号の位相回転処理を行うディジタルコヒーレント受信機が知られている（たとえば、下記非特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｒａｓｕｍｕｓｓｅｎ，星田，中島、「１００ Ｇｂｐｓ光伝送システムのためのデジタルコヒーレント受信技術」、ＦＵＪＩＴＳＵ．６０，５，ｐ．４７６−４８３、２００９年９月
【非特許文献２】Ｍ．Ｓｅｃｏｎｄｉｎｉ，他、”Ｐｈａｓｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ”、ＥＣＯＣ ２０１０年９月、Ｐ４．１７
【非特許文献３】Ｗｉｌｌｉａｍ Ｓｈｉｅｈ，Ｘｉｎｇｗｅｎ Ｙｉ，Ｙｉｒａｎ Ｍａ，ａｎｄ Ｑｉ Ｙａｎｇ、“Ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ＯＦＤＭ：ｈａｓ ｉｔｓ ｔｉｍｅ ｃｏｍｅ？［Ｉｎｖｉｔｅｄ］”、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，Ｖｏｌ．７，Ｉｓｓｕｅ ３，ｐｐ．２３４−２５５、２００８年
【非特許文献４】Ｃ．Ｘｉｅ，“Ｌｏｃａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｅｎａｌｔｉｅｓ ｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｕｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”、ＯＦＣ２００９ ＯＭＴ４、２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、局発光の位相変動に基づく電気信号の位相回転処理の消費電力が大きくなるという問題がある。すなわち、ナイキストの定理から、光伝送路での分散を受けて１シンボル内での変動が大きい状態の受信光波形からデータを再生するためにはシンボルレートの倍の速度で信号処理する必要がある。このため、波長分散などで乱れた受信光波形に対しては、局発光の位相変動に基づく電気信号の位相回転処理を高速に行うことになり、電子回路を並列多重した場合でも、その多重数が大きくなるので、ディジタル信号処理回路の消費電力が大きくなる。
【００１０】
また、２πの範囲を超える位相変化（周波数変化）を補正する場合には、上記非特許文献２の方法では、単なる位相回転行列による演算ではなく、三角関数内部の位相項を操作する必要がある。このため、偏波多重していない光信号でさえ信号処理が複雑になる欠点がある。さらに、上記非特許文献２には記されていないが、光信号を偏波多重で伝送する場合には、２つの偏波の信号を分離した後でないと、２πの範囲を超える位相変化（周波数変化）は原理的に補正できないと言う欠点がある。
【００１１】
開示の光受信装置、信号処理装置および光受信方法は、上述した問題点を解消するものであり、省電力化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、少なくとも、局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて、前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を回転させる位相処理部と、前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
開示の光受信装置、信号処理装置および光受信方法によれば、ディジタル信号処理回路の低消費電力化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光受信装置を示す図である。
【図２−１】図２−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図２−２】図２−２は、図２−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計の構成例を示す図である。
【図４】図４は、図２−１に示した位相変動測定部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、図２−１に示した可変遅延部の構成例を示す図である。
【図６】図６は、図２−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図７−１】図７−１は、局発光の周波数変動の一例を示すグラフである。
【図７−２】図７−２は、周波数に応じた時間遅延の一例を示すグラフである。
【図７−３】図７−３は、周波数信号に時間遅延を与えた場合の出力パワーの一例を示すグラフである。
【図８】図８は、図２−２に示した振幅調整部および位相回転部による処理の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２のディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４を示す図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１１−２に示した位相回転部による処理の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２にかかる光受信装置を示す図である。
【図１６−１】図１６−１は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図１６−２】図１６−２は、図１６−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３にかかる光受信装置を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図２１】図２１は、図２０に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。
【図２３】図２３は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その１）である。
【図２４】図２４は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その２）である。
【図２５】図２５は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その３）である。
【図２６】図２６は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その４）である。
【図２７】図２７は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光受信装置を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光受信装置１００は、光分岐部１０１と、測定部１０２と、信号光と局発光とを干渉させた光信号を電気信号に変換した後に充分な分解能を持つディジタル信号を生成する受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、を備えている。光分岐部１０１には局発光（局部発振光）が入力される。局発光は、光受信装置１００の内部の光源によって発振された局発光でもよいし、光受信装置１００が設けられた受信局の光源によって発振された局発光でもよい。
【００１７】
光分岐部１０１は、入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ測定部１０２および受信部１０３へ出力する。測定部１０２は、光分岐部１０１から出力された局発光の位相変動を測定する。位相変動は、たとえば、単位時間ごとの位相の変化量である。測定部１０２は、測定した位相変動を位相処理部１０５へ通知する。
【００１８】
受信部１０３には、光受信装置１００が受信する信号光が入力される。受信部１０３は、入力された信号光を、光分岐部１０１から出力された局発光を用いてコヒーレント受信する光フロントエンドである。具体的には、受信部１０３は、信号光と局発光とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する。受信部１０３は、ディジタルの信号に変換した信号を分散補償部１０４へ出力する。
【００１９】
分散補償部１０４は、受信部１０３から出力された信号の波長分散を補償する。具体的には、分散補償部１０４は、受信部１０３から出力された信号に対して所定の波長分散特性（波長透過特性）を与えることで波長分散を補償する。ただし、分散補償部１０４による波長分散を補償する処理は、波長分散をゼロにする処理に限らず、たとえば波長分散を小さくする処理であればよい。分散補償部１０４は、波長分散を補償した信号を位相処理部１０５へ出力する。
【００２０】
位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された位相変動に基づいて、分散補償部１０４から出力された信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動に起因する位相差を補償することができる。ただし、位相処理部１０５による位相差を補償する処理は、位相差をゼロにする処理に限らず、たとえば位相差を小さくする処理であればよい。
【００２１】
また、位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された位相変動に対して、分散補償部１０４における波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる局発光成分における、分散補償部１０４の分散補償による波形劣化を補償（小さく）することができる。このため、信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償（小さく）することができる。
【００２２】
位相処理部１０５は、位相を回転させた信号を識別部１０６へ出力する。識別部１０６は、位相処理部１０５から出力された信号を識別する。たとえば、具体的には、識別部１０６は、信号が示す位相および振幅の組み合わせを復調することで信号を識別する。識別部１０６は、識別したデータを出力する。
【００２３】
図１に示した光受信装置１００によれば、信号光と混合していない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づく位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、１シンボル内での変動が無視できるレベルになるので、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が半減する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【００２４】
また、光受信装置１００は、局発光の位相変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【００２５】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１＞
図２−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図２−２は、図２−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図２−１および図２−２に示す光受信装置２００は、図１に示した光受信装置１００の実施例１である。光受信装置２００は、入力された信号光を、ディジタルコヒーレント方式で受信する光受信装置である。ここでは、光受信装置２００が受信する信号光は、多値位相変調された複数の信号光が偏波多重された信号光であるとする。
【００２６】
図２−１に示すように、光受信装置２００は、偏光ビームスプリッタ２１１，２１５と、局発光源２１２（ＬＯ：Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、光分岐部２１３と、遅延部２１４と、光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２と、受光部２３１〜２３４と、コンデンサ２３５〜２３８と、アナログ−ディジタル変換器２４０（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、位相変動測定部２５０と、アナログ−ディジタル変換器２６０（ＡＤＣ）と、可変遅延部２７１と、遅延制御部２７２と、補償値算出部２７３と、ディジタル処理部２８０（ＤＳＰＵ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）と、を備えている。ＤＳＰＵ ２８０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの半導体集積回路で実現される。アナログ−ディジタル変換器２４０もＤＳＰＵ ２８０と同一の半導体集積回路に組み込まれる場合もある。
【００２７】
図１に示した光分岐部１０１は、たとえば光分岐部２１３によって実現することができる。図１に示した測定部１０２は、たとえば位相変動測定部２５０によって実現することができる。図１に示した受信部１０３は、たとえば光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２、受光部２３１〜２３４およびアナログ−ディジタル変換器２４０によって実現することができる。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ２１１は、光受信装置２００へ入力された信号光を偏波ごとに分離する。たとえば、偏光ビームスプリッタ２１１は、入力された信号光をＸ偏波の信号光とＹ偏波の信号光に分離する。偏光ビームスプリッタ２１１は、分離した各信号のうちのＸ偏波の信号光を光位相ハイブリッド干渉計２２１へ出力するとともに、Ｙ偏波の信号光を光位相ハイブリッド干渉計２２２へ出力する。
【００２９】
局発光源２１２は、局発光を発振して光分岐部２１３へ出力する。局発光源２１２が出力する励起光の波長は、光受信装置２００が受信する信号光の波長とほぼ同じ波長とする。光分岐部２１３は、局発光源２１２から出力された局発光を分岐する。光分岐部２１３は、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部２１４および位相変動測定部２５０へ出力する。遅延部２１４は、光分岐部２１３から出力された局発光を遅延させ、遅延させた局発光を偏光ビームスプリッタ２１５へ出力する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ２１５は、光分岐部２１３から出力された局発光を偏波ごとに分離する。偏光ビームスプリッタ２１５は、入力された局発光をＸ偏波の局発光とＹ偏波の局発光に分離する。偏光ビームスプリッタ２１５は、分離した各局発光のうち、Ｘ偏波の局発光を光位相ハイブリッド干渉計２２１へ出力するとともに、Ｙ偏波の局発光を光位相ハイブリッド干渉計２２２へ出力する。
【００３１】
光位相ハイブリッド干渉計２２１は、偏光ビームスプリッタ２１１から出力されたＸ偏波の信号光と、局発光源２１２から出力されたＸ偏波の局発光と、に基づくコヒーレント検波を行う。具体的には、光位相ハイブリッド干渉計２２１は、信号光と局発光とを２種類以上の異なる位相で混合することにより、信号光のＩチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、信号光のＱチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、を出力する（たとえば図３参照）。
【００３２】
光位相ハイブリッド干渉計２２２は、偏光ビームスプリッタ２１１から出力されたＹ偏波の信号光と、局発光源２１２から出力されたＹ偏波の局発光と、に基づくコヒーレント検波を行う。具体的には、光位相ハイブリッド干渉計２２２は、信号光と局発光とを２種類以上の異なる位相で混合することにより、信号光のＩチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、信号光のＱチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、を出力する（たとえば図３参照）。
【００３３】
受光部２３１は、光位相ハイブリッド干渉計２２１から出力されたＩチャンネルの信号光を受光する。受光部２３２は、光位相ハイブリッド干渉計２２１から出力されたＱチャンネルの信号光を受光する。受光部２３３は、光位相ハイブリッド干渉計２２２から出力されたＩチャンネルの信号光を受光する。受光部２３４は、光位相ハイブリッド干渉計２２２から出力されたＱチャンネルの信号光を受光する。
【００３４】
受光部２３１〜２３４は、受光した信号光に応じた信号（電気信号）を凡そ線形な入出力特性を保って増幅し、それぞれコンデンサ２３５〜２３８を介してアナログ−ディジタル変換器２４０へ出力する。アナログ−ディジタル変換器２４０は、受光部２３１〜２３４から出力された各信号を後段のディジタル信号処理のために充分な電圧分解能を有する個数の並列のディジタルの信号に変換し、並列のディジタルの信号に変換した各信号をディジタル処理部２８０へ出力する。
【００３５】
位相変動測定部２５０は、光分岐部２１３から出力された局発光の位相変動Δφを測定する（たとえば図４参照）。位相変動Δφは、たとえば、単位時間（たとえば１タイムスロット）ごとの位相の変化量である。位相変動測定部２５０は、測定した位相変動Δφを示す位相変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【００３６】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、位相変動測定部２５０から出力された位相変動信号を後段のディジタル信号処理のために充分な電圧分解能を有する個数の並列のディジタル信号に変換し、並列のディジタル信号に変換した位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号を可変の量だけ遅延させ、遅延させた位相変動信号を補償値算出部２７３へ出力する（たとえば図５参照）。可変遅延部２７１による遅延量は遅延制御部２７２によって制御される。
【００３７】
補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφ）と、が入力される。分散補償パラメータは、ディジタル処理部２８０の分散補償処理において信号に与えられる所定の波長分散特性を示す情報である。補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。
【００３８】
具体的には、補償値算出部２７３は、ディジタル処理部２８０の振幅調整における振幅補償値を算出する（たとえば図６参照）。また、補償値算出部２７３は、ディジタル処理部２８０の位相回転における位相補償値を算出する（たとえば図６参照）。補償値算出部２７３は、算出した振幅補償値および位相補償値をディジタル処理部２８０へ出力する。
【００３９】
図２−２に示すように、ディジタル処理部２８０は、波長分散補償部２８１と、適応等化部２８２と、間引き部２８３と、振幅調整部２８４と、位相回転部２８５と、周波数／位相処理部２８６と、復号部２８７と、を備える信号処理装置である。図１に示した分散補償部１０４は、たとえば波長分散補償部２８１によって実現することができる。図１に示した位相処理部１０５は、たとえば位相回転部２８５によって実現することができる。図１に示した識別部１０６は、たとえば復号部２８７によって実現することができる。
【００４０】
波長分散補償部２８１には、アナログ−ディジタル変換器２４０から出力された各信号が入力される。波長分散補償部２８１は、入力された各信号に対して、所定の波長分散特性を与えることによって波長分散を補償する。所定の波長分散特性は、たとえば、光受信装置２００が受信する信号光が伝送路上で受けた波長分散の逆特性である。これにより、各信号の波長分散を補償することができる。波長分散補償部２８１は、波長分散を補償した各信号を適応等化部２８２へ出力する。また、波長分散補償部２８１は、各信号光に与えた所定の波長分散特性を示す分散補償パラメータを補償値算出部２７３へ出力する。
【００４１】
適応等化部２８２は、波長分散補償部２８１から出力された各信号に対して適応等化型の波形歪補償を行う。具体的には、適応等化部２８２は、伝送路で発生する高速に変動する各信号のＸ偏波成分とＹ偏波成分とのクロストークの解消、および各信号の偏波モード分散（ＰＭＤ）などの波形歪成分を補償（小さく）する。適応等化部２８２は、適応等化型の波形歪補償を行った各信号を間引き部２８３へ出力する。
【００４２】
間引き部２８３（デシメーション部：ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ部）は、適応等化部２８２から出力された各信号を所定の間隔で間引くことで、適応等化部２８２から出力された各信号のダウンサンプリングを行う。これにより、間引き部２８３の後段における各信号の処理を低速にすることができる。間引き部２８３は、ダウンサンプリングを行った各信号を振幅調整部２８４へ出力する。
【００４３】
振幅調整部２８４（振幅処理部）は、補償値算出部２７３から出力された振幅補償値に基づいて、間引き部２８３から出力された各信号の振幅を調整する（たとえば図８参照）。振幅調整部２８４は、振幅を調整した各信号を位相回転部２８５へ出力する。位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値に基づいて、振幅調整部２８４から出力された各信号の位相を回転させる（たとえば図８参照）。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号を周波数／位相処理部２８６へ出力する。
【００４４】
周波数／位相処理部２８６は、位相回転部２８５から出力された各信号に対して、周波数偏差および位相偏差の補償を行う。具体的には、周波数／位相処理部２８６は、各信号の周波数偏差を推定し、推定した周波数偏差の逆特性を各信号に与えることで、各信号の周波数偏差を補償する。ただし、周波数／位相処理部２８６による周波数偏差の補償は、周波数差をゼロにする場合に限らず、周波数差を充分に小さくするものであればよい。
【００４５】
また、周波数／位相処理部２８６は、位相回転部２８５から出力された各信号に対して、局発光源２１２の局発光との間の位相偏差を推定して補償する。ただし、周波数／位相処理部２８６による位相偏差の補償は、位相偏差をゼロにする場合に限らず、位相偏差を小さくするものであればよい。周波数／位相処理部２８６は、周波数偏差および位相偏差の補償を行った各信号を復号部２８７へ出力する。
【００４６】
復号部２８７は、周波数／位相処理部２８６から出力された各信号を復号（識別）する。これにより、光受信装置２００へ入力された信号光に含まれる、Ｘ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各データと、Ｙ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各データと、を得ることができる。復号部２８７は、復号により得られた各データを出力する。
【００４７】
図２−１および図２−２に示した構成において、遅延制御部２７２によって可変遅延部２７１の遅延量を調整する。これにより、光分岐部２１３で分岐された各局発光の一方が補償値に変換されて振幅調整部２８４および位相回転部２８５へ到達する時期と、各局発光の他方が信号光と混合されて振幅調整部２８４および位相回転部２８５へ到達する時期と、を合わせることができる。なお、遅延部２１４を省いた構成としてもよい。
【００４８】
＜光位相ハイブリッド干渉計の構成例＞
図３は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計の構成例を示す図である。図３に示す光位相ハイブリッド干渉計３００は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２のそれぞれの構成例である。光位相ハイブリッド干渉計３００は、光分岐部３１１，３１２と、位相シフト部３２０と、合波干渉部３３１，３３２と、を備えている。なお、合波干渉部３３１，３３２は、それぞれ２入力２出力の光カプラ要素で構成されることも多い、この場合には、後段の光電気変換素子としてバランスドＰＤなどを用いる。
【００４９】
光分岐部３１１は、光位相ハイブリッド干渉計３００へ入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ合波干渉部３３１および合波干渉部３３２へ出力する。光分岐部３１２は、光位相ハイブリッド干渉計３００へ入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ合波干渉部３３１および位相シフト部３２０へ出力する。位相シフト部３２０は、光分岐部３１２から出力された局発光の位相を９０度（π／２）シフトさせる。位相シフト部３２０は、位相をシフトさせた局発光を合波干渉部３３２へ出力する。
【００５０】
合波干渉部３３１は、光分岐部３１１から出力された信号光と、光分岐部３１２から出力された局発光と、を干渉させ、干渉により得られた光をＩチャンネルの信号光として出力する。合波干渉部３３２は、光分岐部３１１から出力された信号光と、位相シフト部３２０から出力された局発光と、を干渉させ、干渉により得られた光をＱチャンネルの信号光として出力する。これにより、信号光と局発光とを混合し、Ｉチャンネルの信号光とＱチャンネルの信号光とを出力することができる。
【００５１】
＜位相変動測定部の構成例＞
図４は、図２−１に示した位相変動測定部の構成例を示す図である。図４に示す位相変動測定部２５０は、図２−１に示した位相変動測定部２５０の構成例である。図４に示すように、位相変動測定部２５０は、光カプラ４０１と、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０と、バイアス回路４３１，４３２と、バランスドＰＤ４４１，４４２（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と、増幅部４５１，４５２と、信号処理回路４６０と、を備えた自己遅延ホモダイン検出器である。
【００５２】
位相変動測定部２５０へ入力された局発光は光カプラ４０１へ入力される。光カプラ４０１は、入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０へ出力する１×２光カプラである。
【００５３】
非対称マッハツェンダ干渉計４１０は、光カプラ４１１と、遅延部４１２と、位相調整部４１３と、光カプラ４１４と、を含んでいる。光カプラ４１１は、光カプラ４０１から出力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部４１２および位相調整部４１３へ出力する２×２光カプラである。遅延部４１２は、光カプラ４１１から出力された局発光をΔｔだけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４１４へ出力する。位相調整部４１３は、光カプラ４１１から出力された局発光をπ／４だけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４１４へ出力する。光カプラ４１４は、遅延部４１２および位相調整部４１３から出力された各局発光を干渉させ、干渉により得られた各光をバランスドＰＤ４４１へ出力する２×２光カプラである。
【００５４】
非対称マッハツェンダ干渉計４２０は、光カプラ４２１と、遅延部４２２，位相調整部４２３と、光カプラ４２４と、を含んでいる。光カプラ４２１は、光カプラ４０１から出力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部４２２および位相調整部４２３へ出力する２×２光カプラである。遅延部４２２は、光カプラ４２１から出力された局発光をΔｔだけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４２４へ出力する。位相調整部４２３は、光カプラ４２１から出力された局発光を−π／４だけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４２４へ出力する。光カプラ４２４は、遅延部４２２および位相調整部４２３から出力された各局発光を干渉させ、干渉により得られた各光をバランスドＰＤ４４２へ出力する２×２光カプラである。
【００５５】
バイアス回路４３１は、バランスドＰＤ４４１へバイアスを供給する。バイアス回路４３２は、バランスドＰＤ４４２へバイアスを供給する。バランスドＰＤ４４１は、バイアス回路４３１から供給されるバイアスを用いて、非対称マッハツェンダ干渉計４１０から出力された各光をバランス受信するバランス型のＰＤである。バランスドＰＤ４４１は、バランス受信により得られた信号を、増幅部４５１を介して信号処理回路４６０へ出力する。バランスドＰＤ４４２は、バイアス回路４３２から供給されるバイアスを用いて、非対称マッハツェンダ干渉計４２０から出力された各光をバランス受信するバランス型のＰＤである。バランスドＰＤ４４２は、バランス受信により得られた信号を、増幅部４５２を介して信号処理回路４６０へ出力する。
【００５６】
信号処理回路４６０は、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された各信号に基づいて、位相変動測定部２５０へ入力された局発光の位相変動Δφを算出する。ここで、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０は、互いにπ／２の位相差があるため、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２は、たとえば下記（１）式のように表すことができる。
【００５７】
Ｐｍｚ１＝ｋ×ｃｏｓ（θ）
Ｐｍｚ２＝ｋ×ｓｉｎ（θ） …（１）
【００５８】
上記（１）式において、θは、信号処理回路４６０へ入力された局発光の位相を示し、ｋは比例定数を示している。上記（１）式により、信号処理回路４６０へ入力された局発光の位相θは、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２を用いて、たとえば以下のように示すことができる。
【００５９】
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２≧０の場合、θ＝ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２≧０の場合、θ＝π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２＜０の場合、θ＝π＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２＜０の場合、θ＝３π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
【００６０】
ここで、局発光の位相変動Δφは、たとえば、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０の２つの経路の間で生じる時間差がΔｔの場合における信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２の位相差である。したがって、信号処理回路４６０は、信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２に基づいて、以下のように位相変動Δφを算出することができる。信号処理回路４６０は、算出した位相変動Δφを示す位相変動信号を出力する。
【００６１】
また、２πを超える位相変動Δφについては、半導体レーザの位相雑音が連続的に変化する現象を示すＷｉｅｎｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ でモデル化し得ることが 一般に知られているので、Δφが連続的に変化する特性を利用して、２πを超えるΔφを測定することが可能になる。
【００６２】
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２≧０の場合、Δφ＝ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２≧０の場合、Δφ＝π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２＜０の場合、Δφ＝π＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２＜０の場合、Δφ＝３π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
【００６３】
＜可変遅延部の構成例＞
図５は、図２−１に示した可変遅延部の構成例を示す図である。図５に示す可変遅延部２７１は、図２−１に示した可変遅延部２７１の構成例である。図５に示すように、可変遅延部２７１は、遅延素子５１１〜５１６と、セレクタ５２０と、を備えている。遅延素子５１１〜５１６は縦列配置されている。可変遅延部２７１へ入力された信号は、遅延素子５１１およびセレクタ５２０へ入力される。
【００６４】
遅延素子５１１は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１２およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１２は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１３およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１３は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１４およびセレクタ５２０へ出力する。
【００６５】
遅延素子５１４は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１５およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１５は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１６およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１６は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号をセレクタ５２０へ出力する。
【００６６】
セレクタ５２０は、遅延制御部２７２の制御によって、セレクタ５２０へ入力された各信号のうちのいずれかを選択し、選択した信号を出力する。これにより、可変遅延部２７１へ入力された信号に可変の遅延量を与えて出力することができる。
【００６７】
＜補償値算出部の構成例＞
図６は、図２−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図６において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、補償値算出部２７３は、分散補償部６０１と、反転部６０２と、周波数変換部６０３と、強度算出部６０４と、分散補償部６０５と、反転部６０６と、を備えている。補償値算出部２７３へ入力された位相変動信号（Δφ）は、分散補償部６０１および周波数変換部６０３へ入力される。
【００６８】
分散補償部６０１は、入力された位相変動信号（Δφ）の分散補償を、ディジタル処理部２８０から出力された分散補償パラメータによって行う。分散補償部６０１は、分散補償を行った位相変動信号を反転部６０２へ出力する。したがって、分散補償部６０１から出力される位相変動信号は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動Δφ１を示す。
【００６９】
反転部６０２は、分散補償部６０１から出力された位相変動信号（Δφ１）を反転させ、反転させた信号を位相補償値としてディジタル処理部２８０の位相回転部２８５へ出力する。したがって、反転部６０２から出力される位相補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動と逆の位相変動−Δφ１を示す。
【００７０】
周波数変換部６０３は、入力された位相変動信号が示す位相変動Δφを周波数変動Δｆに変換する。これにより、位相変動測定部２５０および周波数変換部６０３によって、局発光の周波数変動を測定する周波数測定部を実現することができる。周波数変換部６０３は、変換した周波数変動Δｆを示す周波数変動信号を強度算出部６０４へ出力する。
【００７１】
強度算出部６０４は、周波数変換部６０３から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆに基づいて、局発光の周波数変動Δｆに起因する局発光の周波数変動と波長分散補償部２８１との影響により発生する強度変動Δｐを算出する。具体的には、強度算出部６０４は、各タイムスロットにおいて周波数に応じた波長分散による時間遅延を付加することで、局発光の強度変動Δｐを算出する（たとえば図７−１〜図７−３参照）。強度算出部６０４は、算出した強度変動Δｐ１を示す強度変動信号を反転部６０６へ出力する。
【００７２】
反転部６０６は、強度算出部６０４から出力された強度変動信号（Δｐ１）を反転させる。反転部６０６は、反転させた強度変動信号を振幅補償値としてディジタル処理部２８０の振幅調整部２８４へ出力する。したがって、反転部６０６から出力される振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の強度変動と逆の強度変動−Δｐ１を示す。なお、反転部６０６が出力する振幅補償値は、たとえば下記（２）式によって示すことができる。
【００７３】
【数１】
【００７４】
分散補償部６０１や分散補償部６０５には、たとえば、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：有限インパルス応答）フィルタなどの時間領域の分散補償を用いることができる。または、分散補償部６０１や分散補償部６０５における分散補償には、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により周波数領域に変換した信号を適宜位相シフト演算し、位相シフト演算した信号をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）により時間領域に変換する周波数領域の分散補償を用いてもよい。なお、周波数変動Δｆや強度変動Δｐは信号光のビットレートに対して十分に低速であるため、分散補償部６０１，６０５は、小規模回路のフィルタによって実現することができる。
【００７５】
＜局発光の強度変動の算出＞
図７−１は、局発光の周波数変動の一例を示すグラフである。図７−１において、横軸は強度算出部６０４の入力側の時間経過を示し、縦軸は局発光の周波数を示している。タイムスロットＴ１〜Ｔ１０は、強度算出部６０４の入力側の時間経過における各タイムスロットを示している。周波数変動信号７１１〜７２０は、それぞれタイムスロットＴ１〜Ｔ１０において強度算出部６０４へ入力される周波数変動信号（Δφ）を示している。基準周波数７１０は、局発光の基準の周波数を示している。
【００７６】
図７−２は、周波数に応じた時間遅延の一例を示すグラフである。図７−２において、図７−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７−２の横軸は、強度算出部６０４の出力側の時間経過を示している。強度算出部６０４は、図７−１に示した周波数変動信号７１１〜７２０に対して、それぞれ周波数変動信号７１１〜７２０が示す周波数に応じた時間遅延７２１〜７３０を与える。なお、周波数変動信号７１２は基準周波数７１０を示しているため、周波数変動信号７１２に対応する時間遅延７２２はゼロである。
【００７７】
図７−３は、周波数信号に時間遅延を与えた場合の出力パワーの一例を示すグラフである。なお、図７−２の各タイムスロットＴ１〜Ｔ９の中に含まれる線分の長さが、各タイムスロットでの相対的なパワーになる。図７−３の縦軸は、強度算出部６０４の出力パワーを示している。図７−３において、図７−２に示した部分と同様の部分については説明を省略する。パワー信号７３１〜７３９は、周波数変動信号７１１〜７２０に時間遅延７２１〜７３０を与えた場合（図７−２参照）のそれぞれタイムスロットＴ１〜Ｔ９における出力パワーを示している。
【００７８】
強度算出部６０４は、タイムスロットＴ１〜Ｔ９における局発光の強度変動Δｐを示す強度変動信号としてパワー信号７３１〜７３９を出力する。図７−１〜図７−３に示したように、強度算出部６０４は、各タイムスロットにおいて周波数に応じた波長分散による時間遅延を付加することで、局発光の強度変動Δｐを算出することができる。
【００７９】
＜振幅調整部および位相回転部による処理＞
図８は、図２−２に示した振幅調整部および位相回転部による処理の一例を示す図である。図８において、図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、図８に示すディジタル処理部２８０において、振幅調整部２８４および位相回転部２８５以外の処理部については図示を省略している。図８に示す各信号（Ｉ，Ｑ）は、振幅調整部２８４へ入力されたＸ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号、または振幅調整部２８４へ入力されたＹ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号である。ただし、図８においてはＩ，Ｑチャンネルの各信号を１本の線で示している。補足すると、実際のディジタル電子回路ではＩ，Ｑそれぞれ片方だけでも、複数の並列ディジタル信号となっている。
【００８０】
振幅調整部２８４は、入力された各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を、上記（２）式に示した補償値算出部２７３からの振幅補償値によって調整する。たとえば、振幅調整部２８４は、下記（３）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を調整する。
【００８１】
【数２】
【００８２】
上述したように、上記（２）式に示した振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の強度変動Δｐ１の逆の強度変動−Δｐ１を示す。したがって、上記（３）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を調整することで、局発光の位相変動に起因する各信号（Ｉ，Ｑ）の強度変動を補償（小さく）することができる。振幅調整部２８４は、振幅を調整した各信号（Ｉ１，Ｑ１）を位相回転部２８５へ出力する。
【００８３】
位相回転部２８５は、振幅調整部２８４から出力された各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を、補償値算出部２７３からの位相補償値（−Δφ１）によって回転させる。たとえば、位相回転部２８５は、下記（４）式によって各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を回転させる。
【００８４】
【数３】
【００８５】
上述したように、位相補償値（−Δφ１）は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動Δφ１の逆の位相変動−Δφ１を示す。したがって、上記（４）式によって各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を回転させることで、局発光の位相変動に起因する、各信号（Ｉ１，Ｑ１）における信号光と局発光との位相差を補償（小さく）することができる。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号（Ｉ２，Ｑ２）を出力する。
【００８６】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２＞
図９は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２のディジタル処理部の構成例を示す図である。図９において、図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、光受信装置２００において、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２−１および図２−２に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３＞
図１０は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。図１０において、図２−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、光受信装置２００は、図２−１に示した位相変動測定部２５０に代えて、周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２を備えていてもよい。
【００８８】
この場合は、図１に示した測定部１０２は、たとえば周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２によって実現することができる。光分岐部２１３は、分岐した各局発光を周波数変動測定部１００１および遅延部２１４へ出力する。周波数変動測定部１００１は、光分岐部２１３から出力された局発光の周波数変動Δｆを測定し、測定した周波数変動Δｆを示す周波数変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【００８９】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、周波数変動測定部１００１から出力された周波数変動信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換した周波数変動信号を位相変換部１００２へ出力する。位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換する。たとえば、位相変換部１００２は、下記（５）式によって周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換することができる。
【００９０】
【数４】
【００９１】
すなわち、位相変換部１００２は、周波数変動Δｆを時間により積分することによって周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換することができる。これにより、位相変動測定部２５０を設けなくても局発光の位相変動Δφを測定することができる。位相変換部１００２は、変換した位相変動Δφを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、位相変換部１００２から出力された位相変動信号を遅延させる。
【００９２】
また、図１０に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図１０に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４＞
図１１−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４を示す図である。図１１−２は、図１１−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図１１−１および図１１−２において、図２−１および図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１−２に示すように、光受信装置２００は、図２−２に示した振幅調整部２８４を省いた構成にしてもよい。
【００９４】
図１１−１および図１１−２に示す構成においては、補償値算出部２７３は、振幅補償値を算出しなくてもよい。図１１−１および図１１−２に示す構成においても、たとえば局発光の周波数変動Δｆが小さい場合には、２πの範囲の位相変化の補償を波長分散補償部２８１の後段で行うことで、充分な補償を行うことができる。
【００９５】
図１２は、図１１−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図１２において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、図１１−１に示した光受信装置２００の補償値算出部２７３は、図６に示した周波数変換部６０３、強度算出部６０４、分散補償部６０５および反転部６０６を省いた構成にしてもよい。補償値算出部２７３は、位相補償値（−Δφ１）を算出してディジタル処理部２８０へ出力する。
【００９６】
＜位相回転部による処理＞
図１３は、図１１−２に示した位相回転部による処理の一例を示す図である。図１３において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示す各信号（Ｉ，Ｑ）は、位相回転部２８５へ入力されたＸ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号、または位相回転部２８５へ入力されたＹ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号である。ただし、図１３においてはＩ，Ｑチャンネルの各信号を１本の線で示している。
【００９７】
位相回転部２８５は、入力された各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を、補償値算出部２７３からの位相補償値（−Δφ１）によって回転させる。たとえば、位相回転部２８５は、下記（６）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を回転させる。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号（Ｉ１，Ｑ１）を出力する。
【００９８】
【数５】
【００９９】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５＞
図１４は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５を示す図である。図１４に示す光受信装置２００は、実施例３（図１０）と実施例４（図１１−１〜図１３）を組み合わせた構成である。図１４において、図１０，図１１−１〜図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、光受信装置２００は、図２−１に示した位相変動測定部２５０に代えて周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２を備えるとともに、振幅調整部２８４を省いた構成にしてもよい。
【０１００】
このように、実施の形態１にかかる光受信装置１００，２００によれば、ディジタルコヒーレント受信において、信号光と混合していない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づく位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。
【０１０１】
さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで位相回転部２８５の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１０２】
また、光受信装置１００，２００によれば、局発光の位相変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【０１０３】
また、局発光の周波数変動の測定結果に基づいて、局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出し、算出した強度変動に基づく振幅調整処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する強度変動を補償することができる。
【０１０４】
さらに、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行うことで、振幅調整処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理により、振幅調整処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する強度変動の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで振幅調整部２８４の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１０５】
また、光受信装置１００，２００によれば、局発光の周波数変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた周波数変動に基づいて振幅調整処理を行うことができる。これにより、波長分散補償によって拡大された局発光成分の強度変動を補償することができる。このため、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の周波数変動に起因する強度変動を精度よく補償することができる。
【０１０６】
光受信装置２００によれば、偏波多重された信号光を受信する場合に、２つの偏波の信号を分離した後でディジタル信号処理を行うため、２πの範囲を超える位相変動（周波数変動）を補償することができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
上述した従来技術（たとえば上記非特許文献２）では、送信側のレーザ光源において発生した位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができないという問題がある。これに対して、たとえば上記非特許文献３の技術のように、信号光に含まれるパイロット・サブチャンネルの光位相を測定し、測定結果に基づいて位相差を補償することが考えられる。しかしながら、上記非特許文献３の技術では、局発光と信号光とを干渉（混合）させた信号に基づいて信号光の光位相を算出するため、局発光の位相変動によって測定結果に誤差が生じるという問題がある。
【０１０８】
これに対して、実施の形態２にかかる光受信装置１００は、信号光のレーザ光源の位相変動を精度よく測定することで、位相変動に起因する信号光のレーザ光源の光と局発光との位相差を精度よく補償し、伝送品質を向上させる。
【０１０９】
図１５は、実施の形態２にかかる光受信装置を示す図である。図１５において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置１００は、図１に示した光分岐部１０１、測定部１０２および分散補償部１０４に代えて光分岐部１５０１および測定部１５０２を備えている。光分岐部１５０１には、光受信装置１００が受信する信号光が入力される。光分岐部１５０１は、入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ測定部１５０２および受信部１０３へ出力する。
【０１１０】
測定部１５０２は、光分岐部１５０１から出力された信号光の位相変動を測定することで、信号光の送信側のレーザ光源の位相変動を測定する。たとえば、信号光がコヒーレントＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）によって伝送される信号である場合は、測定部１５０２は、信号光に含まれるパイロット信号（パイロット・サブチャンネル）を抽出する。
【０１１１】
そして、測定部１５０２は、抽出したパイロット信号の位相変動を測定する。パイロット信号は、固定パターンであるため、送信側のレーザ光源に対して一定の周波数偏差を保っている。このため、パイロット信号の位相変動を測定することで、送信側の光源の位相変動を精度よく測定することができる。測定部１５０２は、測定した位相変動を位相処理部１０５へ通知する。
【０１１２】
受信部１０３には、光分岐部１５０１から出力された信号光と、局発光と、が入力される。局発光は、光受信装置１００の内部の光源によって発振された局発光でもよいし、光受信装置１００が設けられた受信局の光源によって発振された局発光でもよい。受信部１０３は、光分岐部１５０１から出力された信号光を、入力された局発光を用いて受信する。
【０１１３】
位相処理部１０５は、測定部１５０２から通知された位相変動に基づいて、受信部１０３から出力された信号の位相を回転させる。これにより、受信部１０３から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する位相差を補償（小さく）することができる。
【０１１４】
図１５に示した光受信装置１００によれば、局発光と混合していない信号光のレーザ光源の位相変動を測定することができる。これにより、局発光に位相変動が生じていても、信号光の位相変動を精度よく測定することができる。このため、位相変動の測定結果による位相回転処理を行うことで、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を精度よく補償することができる。
【０１１５】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１＞
図１６−１は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図１６−２は、図１６−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図１６−１および図１６−２において、図２−１および図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
図１６−１に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置２００は、図２−１に示した光分岐部２１３、遅延部２１４および位相変動測定部２５０に代えて、光分岐部１６０１と、光バンドパスフィルタ１６０２（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）と、位相変動測定部１６０３と、遅延部１６０４と、を備えている。
【０１１７】
光分岐部１６０１は、光受信装置２００へ入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ偏光ビームスプリッタ２１１および光バンドパスフィルタ１６０２へ出力する。偏光ビームスプリッタ２１１は、光分岐部１６０１から出力された信号光を偏波ごとに分離する。光バンドパスフィルタ１６０２は、光分岐部１６０１から出力された信号光の特定波長を透過させることにより、信号光に含まれるパイロット信号を抽出する。光バンドパスフィルタ１６０２は、抽出したパイロット信号を位相変動測定部１６０３へ出力する。
【０１１８】
位相変動測定部１６０３は、光バンドパスフィルタ１６０２から出力されたパイロット信号の位相変動を測定することで、信号光のレーザ光源の位相変動Δφｓを測定する。位相変動測定部１６０３は、測定した位相変動Δφｓを示す位相変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。位相変動測定部１６０３の構成例は、たとえば図４に示した位相変動測定部２５０の構成例と同様である。アナログ−ディジタル変換器２６０は、位相変動測定部１６０３から出力された位相変動信号（Δφｓ）をディジタルの信号に変換する。
【０１１９】
補償値算出部２７３は、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφｓ）に基づいてディジタル処理部２８０における信号の補償値を算出する。たとえば、補償値算出部２７３は、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号が示す位相変動Δφｓを反転させる。補償値算出部２７３は、反転させた位相変動−Δφｓを位相補償値としてディジタル処理部２８０へ出力する。
【０１２０】
図１６−２に示すように、実施の形態２にかかるディジタル処理部２８０は、位相回転部２８５と、波長分散補償部２８１と、適応等化部２８２と、周波数／位相処理部２８６と、復号部２８７と、を備えている。図１６−２に示すディジタル処理部２８０においては、位相回転部２８５は、波長分散補償部２８１の前段に設けられている。位相回転部２８５には、アナログ−ディジタル変換器２４０から出力された各信号が入力される。
【０１２１】
位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値に基づいて、入力された各信号の位相を回転させる。たとえば、位相回転部２８５は上記（６）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を回転させる。ただし、この場合は上記（６）式の位相変動−Δφ１を位相変動−Δφｓに置き換えるものとする。なお、図１６−１および図１６−２に示す構成においては、波長分散補償部２８１は分散補償パラメータを補償値算出部２７３へ出力しなくてもよい。
【０１２２】
図１６−１および図１６−２に示した構成において、遅延制御部２７２によって可変遅延部２７１の遅延量を調整する。これにより、光分岐部１６０１に分岐された各信号光の一方が補償値に変換されて位相回転部２８５へ到達する時期と、各信号光の他方が局発光と混合されて位相回転部２８５へ到達する時期と、を合わせることができる。なお、遅延部１６０４を省いた構成としてもよい。
【０１２３】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２＞
図１７は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。図１７において、図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図１６−２に示した構成例と同様である。図１７に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置２００は、図１６−１に示した位相変動測定部１６０３に代えて、周波数変動測定部１７０１および位相変換部１７０２を備えていてもよい。
【０１２４】
この場合は、図１５に示した測定部１０２は、周波数変動測定部１７０１および位相変換部１７０２によって実現することができる。光バンドパスフィルタ１６０２は、抽出したパイロット信号を周波数変動測定部１７０１へ出力する。周波数変動測定部１７０１は、光バンドパスフィルタ１６０２から出力されたパイロット信号の周波数変動を測定することで、信号光のレーザ光源の周波数変動Δｆｓを測定する。周波数変動測定部１７０１は、測定した周波数変動Δｆｓを示す周波数変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【０１２５】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、周波数変動測定部１７０１から出力された周波数変動信号（Δｆｓ）をディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換した周波数変動信号を位相変換部１７０２へ出力する。位相変換部１７０２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換する。
【０１２６】
たとえば、位相変換部１７０２は、上記（５）式と同様に、周波数変動Δｆｓを時間により積分することによって周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換することができる。これにより、信号光のレーザ光源の周波数変動Δｆｓを測定することができる。位相変換部１７０２は、変換した位相変動Δφｓを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、位相変換部１７０２から出力された位相変動信号を遅延させる。
【０１２７】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３＞
図１８は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。図１８において、図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図２−２に示した構成例と同様である。補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφｓ）と、が入力される。
【０１２８】
補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。分散補償パラメータと位相変動信号（Δφｓ）に基づく各補償値の算出は、図６に示した分散補償パラメータと位相変動信号（Δφ）に基づく各補償値の算出と同様である。
【０１２９】
このように、実施の形態２にかかる光受信装置１００，２００によれば、局発光と混合していない信号光のレーザ光源の位相変動を測定することができる。これにより、局発光に位相変動が生じていても、信号光のレーザ光源の位相変動を精度よく測定することができる。このため、位相変動の測定結果による位相回転処理を行うことで、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を精度よく補償することができる。
【０１３０】
また、図１８および図２−２に示したように、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで位相回転部２８５の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３１】
さらに、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行うことで、振幅調整処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理により、振幅調整処理を低速にしても、信号光の位相変動に起因する強度変動の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで振幅調整部２８４の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３２】
光受信装置２００によれば、偏波多重された信号光を受信する場合に、２つの偏波の信号を分離した後でディジタル信号処理を行うため、２πの範囲を超える位相変動（周波数変動）を補償することができる。
【０１３３】
（実施の形態３）
図１９は、実施の形態３にかかる光受信装置を示す図である。図１９において、図１または図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３にかかる光受信装置１００は、上述した実施の形態１，２を組み合わせた構成である。図１９に示すように、実施の形態３にかかる光受信装置１００は、光分岐部１０１（第一光分岐部）と、測定部１０２（第一測定部）と、受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、光分岐部１５０１（第二光分岐部）と、測定部１５０２（第二測定部）と、を備えている。
【０１３４】
位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された局発光の変動信号と、測定部１５０２から通知された信号光の変動信号と、の差分の位相変動に基づいて、分散補償部１０４から出力された信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する位相差を補償することができる。
【０１３５】
また、位相処理部１０５は、局発光の変動信号の位相変動に対して、分散補償部１０４における波長分散特性と逆の波長分散特性が与えられた位相変動、および、送信側レーザ光源の位相変動を表す測定部１５０２からの位相変動に基づいて信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる局発光成分における、分散補償部１０４の分散補償による波形劣化を補償（小さく）することができる。このため、信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償（小さく）することができる。
【０１３６】
図１９に示した光受信装置１００によれば、信号光と混合していない局発光の位相変動と、局発光と混合していない信号光の位相変動と、を測定し、位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動および信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。これにより、伝送特性を向上させることができる。
【０１３７】
さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３８】
また、光受信装置１００は、信号光と局発光の位相変動の差分に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【０１３９】
＜実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１＞
図２０は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図２０において、図２−１または図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２０に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図２−２に示した構成例と同様である。図２０に示すように、実施の形態３にかかる光受信装置２００は、図２−１に示した構成に加えて、光分岐部１６０１と、光バンドパスフィルタ１６０２と、位相変動測定部１６０３と、遅延部１６０４と、可変遅延部２００１と、を備えている。
【０１４０】
アナログ−ディジタル変換器２６０には、局発光の位相変動Δφを示す位相変動信号と、信号光の光源レーザの位相変動Δφｓを示す位相変動信号と、が入力される。アナログ−ディジタル変換器２６０は、入力された各位相変動信号をディジタルの信号に変換する。アナログ−ディジタル変換器２６０は、変換した各位相変動信号をそれぞれ可変遅延部２７１，２００１へ出力する。
【０１４１】
可変遅延部２７１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号（Δφ）を可変の量だけ遅延させて補償値算出部２７３へ出力する。可変遅延部２００１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号（Δφｓ）を可変の量だけ遅延させて補償値算出部２７３へ出力する。可変遅延部２７１，２００１による遅延量のそれぞれは、遅延制御部２７２によって制御される。
【０１４２】
補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１，２００１から出力された位相変動信号（Δφ）および位相変動信号（Δφｓ）と、が入力される。補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。
【０１４３】
＜補償値算出部の構成例＞
図２１は、図２０に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図２１に示す補償値算出部２７３は、図２０に示した補償値算出部２７３の構成例である。図２１において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、補償値算出部２７３は、図６に示した構成に加えて減算部２１０１を備えている。
【０１４４】
減算部２１０１は、補償値算出部２７３へ入力された位相変動信号が示すΔφを分散補償部６０１に入力し、その出力信号と、位相変動信号が示すΔφｓと、を減算する。減算部２１０１は、減算により得られた差分の位相変動を反転部６０２へ出力する。したがって、減算部２１０１から出力される位相変動信号は、局発光の位相変動Δφを分散補償部６０１を通した結果の信号および信号光の光源レーザの位相変動に相当するΔφｓに起因する、ディジタル処理部２８０により処理される各信号における信号光の光源レーザと、分散補償の影響を受けた局発光との位相差変動Δφｄ１を示す。
【０１４５】
分散補償部６０１は、局発光の位相変動Δφの分散補償を行う。したがって、分散補償部６０１から出力される位相変動信号は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、局発光の位相差変動Δφ１を示す。このΔφ１とΔφｓとを減算部２１０２に入力し、減算部２１０２の出力を反転部６０２に入力する。したがって、反転部６０２から出力される位相補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、信号光と局発光との位相差変動Δφｄ１と逆の位相差変動−Δφｄ１を示す。
【０１４６】
周波数変換部６０３は、局発光の位相変動信号が示す位相差変動Δφを周波数変動に変換する。したがって、周波数変換部６０３から出力される周波数変動信号は、局発光の位相変動Δφに起因する、ディジタル処理部２８０により処理される各信号における局発光の周波数変動Δｆを示す。したがって、強度算出部６０４から出力される強度変動信号は、局発光の位相変動Δφに基づく周波数変動と波長分散補償部２８１との影響により発生する強度変動Δｐ１を示す。
【０１４７】
したがって、反転部６０６から出力される振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、局発光の強度差変動Δｐ１と逆の強度差変動−Δｐ１を示す。
【０１４８】
ディジタル処理部２８０の振幅調整部２８４は、補償値算出部２７３から出力された振幅補償値（−Δｐ１）に基づいて各信号の振幅を調整する。ディジタル処理部２８０の位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値（−Δφｄ１）に基づいて各信号の位相を回転させる。
【０１４９】
また、図２１に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２０に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
＜実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２＞
図２２は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。図２２において、図１０，図１７，図２０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、光受信装置２００は、図２０に示した位相変動測定部２５０，１６０３に代えて、周波数変動測定部１００１，１７０１および位相変換部１００２を備えていてもよい。
【０１５１】
アナログ−ディジタル変換器２６０には、局発光の周波数変動Δｆを示す周波数変動信号と、信号光の周波数変動Δｆｓを示す周波数変動信号と、が入力される。アナログ−ディジタル変換器２６０は、入力された各周波数変動信号をディジタルの信号に変換する。アナログ−ディジタル変換器２６０は、変換した各周波数変動信号をそれぞれ位相変換部１００２へ出力する。
【０１５２】
位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された各周波数変動信号の一方が示す周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換し、変換した位相変動Δφを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。また、位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された各周波数変動信号の他方が示す周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換し、変換した位相変動Δφｓを示す位相変動信号を可変遅延部２００１へ出力する。
【０１５３】
可変遅延部２７１は、位相変換部１００２から出力された周波数変動信号（Δφ）を遅延させる。可変遅延部２００１は、位相変換部１００２から出力された位相変動信号（Δφｓ）を遅延させる。
【０１５４】
また、図２２に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２２に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。このように、実施の形態３にかかる光受信装置１００によれば、実施の形態１にかかる光受信装置１００の効果を奏するとともに、実施の形態２にかかる光受信装置１００の効果を奏する。
【０１５５】
図２３〜図２７は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図である。図２３〜図２７において、点線枠２３０１は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の範囲を示している。図２３〜図２７に示した同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例は、他の実施例の図（図１０、図１１−１、図１４、図１６−１、図１７、図１８、図２０、図２２）についても、それぞれ同様の議論が成り立つ。
【０１５６】
以上説明したように、光受信装置、信号処理装置および光受信方法によれば、省電力化を図ることができる。
【０１５７】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１５８】
（付記１）局発光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、
入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１５９】
（付記２）前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記位相処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記位相変動に基づいて前記位相を回転させることを特徴とする付記１に記載の光受信装置。
【０１６０】
（付記３）前記各局発光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。
【０１６１】
（付記４）前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記振幅処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記強度変動に基づいて前記振幅を調整することを特徴とする付記３に記載の光受信装置。
【０１６２】
（付記５）前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号を間引くダウンサンプリングを行う間引き部を備え、
前記位相処理部は、前記間引き部によってダウンサンプリングされた信号の位相を回転させることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光受信装置。
【０１６３】
（付記６）前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号を間引くダウンサンプリングを行う間引き部を備え、
前記振幅処理部は、前記間引き部によってダウンサンプリングされた信号の振幅を調整することを特徴とする付記３または４に記載の光受信装置。
【０１６４】
（付記７）入力された信号光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する測定部と、
前記各信号光の他方を局発光と混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１６５】
（付記８）前記各信号光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記信号光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記受信部によって変換された信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする付記７に記載の光受信装置。
【０１６６】
（付記９）局発光を分岐する第一光分岐部と、
入力された信号光を分岐する第二光分岐部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する第一測定部と、
前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する第二測定部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の他方と、前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の他方と、を混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記第一測定部および前記第二測定部によって測定された各位相変動の差に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１６７】
（付記１０）偏波多重の光信号を受信することを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光受信装置。
【０１６８】
（付記１１）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【０１６９】
（付記１２）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【０１７０】
（付記１３）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置による光受信方法において、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくし、
波長分散を小さくした信号の位相を前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させ、
位相を回転させた信号を識別する、
ことを特徴とする光受信方法。
【符号の説明】
【０１７１】
１００，２００ 光受信装置
１０１，２１３，３１１，３１２，１５０１，１６０１ 光分岐部
２１１，２１５ 偏光ビームスプリッタ
２１２ 局発光源
２１４，４１２，４２２，１６０４ 遅延部
２２１，２２２，３００ 光位相ハイブリッド干渉計
２３１〜２３４ 受光部
２３５〜２３８ コンデンサ
２４０，２６０ アナログ−ディジタル変換器
２５０，１６０３ 位相変動測定部
２７１，２００１ 可変遅延部
２７２ 遅延制御部
２７３ 補償値算出部
３３１，３３２ 干渉部
４０１，４１１，４１４，４２１，４２４ 光カプラ
４１０，４２０ 非対称マッハツェンダ干渉計
４１３，４２３ 位相調整部
４４１，４４２ バランスドＰＤ
４５１，４５２ 増幅部
５１１〜５１６ 遅延素子
７１０ 基準周波数
７１１〜７２０ 周波数変動信号
７２１〜７３０ 時間遅延
７３１〜７３９ パワー信号
１６０２ 光バンドパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置、信号処理装置および光受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル信号処理用半導体素子の並列多重化した動作速度が、数１０［Ｇｂ／ｓ］に向上したことにより、長距離かつ大容量の光通信技術として、ディジタル信号処理を用いた多値伝送が可能なディジタルコヒーレント光通信の研究開発および実用化が進展してきている。
【０００３】
ディジタルコヒーレント光通信では、受信する光信号の強度情報と位相情報の両方を、ディジタル回路を用いて操作できるために、光ファイバ伝送路における波長分散劣化、および、高速に変化する偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）劣化などを容易に補償することが可能になり、コヒーレント受信による高感度化も期待できて、長距離かつ大容量の光通信技術と考えられている。
【０００４】
たとえば下記非特許文献１に示されているような従来のディジタル処理を用いた多値コヒーレント光伝送方式光受信器の大部分は、受信光または受信機局発光の位相変化は、受信光と局発光とを干渉させた後の電気信号をディジタル化した信号から推定するディジタル回路の構成であった。
【０００５】
しかし、将来の実用化が予想されている１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）などの多値コヒーレント光伝送においては、光送信機の光源レーザの位相雑音および光受信機局発光レーザの位相雑音に対する要求が高くなり、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：四位相偏移変調）などの方式より、狭いスペクトル線幅のレーザが要求されている。レーザ単体でこの要求を満たすためには、共振器長が大きい大型で高価なレーザが必要になり、実際の通信機器への適用に困難が予想されている。
【０００６】
また、ディジタルコヒーレント受信機においては、ディジタル化した信号に対する波長分散補償が行われる。ここで、受信光は、光ファイバ伝送路の波長分散と受信側のディジタル回路における波長分散補償の両方の効果を受ける。このため、受信光の波長分散劣化はゼロに近づく。一方、受信側の局発光は、光ファイバ伝送路を通らないため、受信側のディジタル回路における波長分散補償の効果のみを受ける。このため、局発光に位相雑音が有意にある場合には、局発光の波長拡がりに比例して波形劣化が生じる。
【０００７】
これに対して、信号光と干渉させていない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づいてディジタル回路において信号の位相回転処理を行うディジタルコヒーレント受信機が知られている（たとえば、下記非特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｒａｓｕｍｕｓｓｅｎ，星田，中島、「１００ Ｇｂｐｓ光伝送システムのためのデジタルコヒーレント受信技術」、ＦＵＪＩＴＳＵ．６０，５，ｐ．４７６−４８３、２００９年９月
【非特許文献２】Ｍ．Ｓｅｃｏｎｄｉｎｉ，他、”Ｐｈａｓｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ”、ＥＣＯＣ ２０１０年９月、Ｐ４．１７
【非特許文献３】Ｗｉｌｌｉａｍ Ｓｈｉｅｈ，Ｘｉｎｇｗｅｎ Ｙｉ，Ｙｉｒａｎ Ｍａ，ａｎｄ Ｑｉ Ｙａｎｇ、“Ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ＯＦＤＭ：ｈａｓ ｉｔｓ ｔｉｍｅ ｃｏｍｅ？［Ｉｎｖｉｔｅｄ］”、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，Ｖｏｌ．７，Ｉｓｓｕｅ ３，ｐｐ．２３４−２５５、２００８年
【非特許文献４】Ｃ．Ｘｉｅ，“Ｌｏｃａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｅｎａｌｔｉｅｓ ｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｕｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”、ＯＦＣ２００９ ＯＭＴ４、２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、局発光の位相変動に基づく電気信号の位相回転処理の消費電力が大きくなるという問題がある。すなわち、ナイキストの定理から、光伝送路での分散を受けて１シンボル内での変動が大きい状態の受信光波形からデータを再生するためにはシンボルレートの倍の速度で信号処理する必要がある。このため、波長分散などで乱れた受信光波形に対しては、局発光の位相変動に基づく電気信号の位相回転処理を高速に行うことになり、電子回路を並列多重した場合でも、その多重数が大きくなるので、ディジタル信号処理回路の消費電力が大きくなる。
【００１０】
また、２πの範囲を超える位相変化（周波数変化）を補正する場合には、上記非特許文献２の方法では、単なる位相回転行列による演算ではなく、三角関数内部の位相項を操作する必要がある。このため、偏波多重していない光信号でさえ信号処理が複雑になる欠点がある。さらに、上記非特許文献２には記されていないが、光信号を偏波多重で伝送する場合には、２つの偏波の信号を分離した後でないと、２πの範囲を超える位相変化（周波数変化）は原理的に補正できないと言う欠点がある。
【００１１】
開示の光受信装置、信号処理装置および光受信方法は、上述した問題点を解消するものであり、省電力化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、少なくとも、局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて、前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を回転させる位相処理部と、前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
開示の光受信装置、信号処理装置および光受信方法によれば、ディジタル信号処理回路の低消費電力化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光受信装置を示す図である。
【図２−１】図２−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図２−２】図２−２は、図２−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計の構成例を示す図である。
【図４】図４は、図２−１に示した位相変動測定部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、図２−１に示した可変遅延部の構成例を示す図である。
【図６】図６は、図２−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図７−１】図７−１は、局発光の周波数変動の一例を示すグラフである。
【図７−２】図７−２は、周波数に応じた時間遅延の一例を示すグラフである。
【図７−３】図７−３は、周波数信号に時間遅延を与えた場合の出力パワーの一例を示すグラフである。
【図８】図８は、図２−２に示した振幅調整部および位相回転部による処理の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２のディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４を示す図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１１−２に示した位相回転部による処理の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２にかかる光受信装置を示す図である。
【図１６−１】図１６−１は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図１６−２】図１６−２は、図１６−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３にかかる光受信装置を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。
【図２１】図２１は、図２０に示した補償値算出部の構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。
【図２３】図２３は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その１）である。
【図２４】図２４は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その２）である。
【図２５】図２５は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その３）である。
【図２６】図２６は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その４）である。
【図２７】図２７は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光受信装置を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光受信装置１００は、光分岐部１０１と、測定部１０２と、信号光と局発光とを干渉させた光信号を電気信号に変換した後に充分な分解能を持つディジタル信号を生成する受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、を備えている。光分岐部１０１には局発光（局部発振光）が入力される。局発光は、光受信装置１００の内部の光源によって発振された局発光でもよいし、光受信装置１００が設けられた受信局の光源によって発振された局発光でもよい。
【００１７】
光分岐部１０１は、入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ測定部１０２および受信部１０３へ出力する。測定部１０２は、光分岐部１０１から出力された局発光の位相変動を測定する。位相変動は、たとえば、単位時間ごとの位相の変化量である。測定部１０２は、測定した位相変動を位相処理部１０５へ通知する。
【００１８】
受信部１０３には、光受信装置１００が受信する信号光が入力される。受信部１０３は、入力された信号光を、光分岐部１０１から出力された局発光を用いてコヒーレント受信する光フロントエンドである。具体的には、受信部１０３は、信号光と局発光とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する。受信部１０３は、ディジタルの信号に変換した信号を分散補償部１０４へ出力する。
【００１９】
分散補償部１０４は、受信部１０３から出力された信号の波長分散を補償する。具体的には、分散補償部１０４は、受信部１０３から出力された信号に対して所定の波長分散特性（波長透過特性）を与えることで波長分散を補償する。ただし、分散補償部１０４による波長分散を補償する処理は、波長分散をゼロにする処理に限らず、たとえば波長分散を小さくする処理であればよい。分散補償部１０４は、波長分散を補償した信号を位相処理部１０５へ出力する。
【００２０】
位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された位相変動に基づいて、分散補償部１０４から出力された信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動に起因する位相差を補償することができる。ただし、位相処理部１０５による位相差を補償する処理は、位相差をゼロにする処理に限らず、たとえば位相差を小さくする処理であればよい。
【００２１】
また、位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された位相変動に対して、分散補償部１０４における波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる局発光成分における、分散補償部１０４の分散補償による波形劣化を補償（小さく）することができる。このため、信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償（小さく）することができる。
【００２２】
位相処理部１０５は、位相を回転させた信号を識別部１０６へ出力する。識別部１０６は、位相処理部１０５から出力された信号を識別する。たとえば、具体的には、識別部１０６は、信号が示す位相および振幅の組み合わせを復調することで信号を識別する。識別部１０６は、識別したデータを出力する。
【００２３】
図１に示した光受信装置１００によれば、信号光と混合していない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づく位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、１シンボル内での変動が無視できるレベルになるので、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が半減する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【００２４】
また、光受信装置１００は、局発光の位相変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【００２５】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１＞
図２−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図２−２は、図２−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図２−１および図２−２に示す光受信装置２００は、図１に示した光受信装置１００の実施例１である。光受信装置２００は、入力された信号光を、ディジタルコヒーレント方式で受信する光受信装置である。ここでは、光受信装置２００が受信する信号光は、多値位相変調された複数の信号光が偏波多重された信号光であるとする。
【００２６】
図２−１に示すように、光受信装置２００は、偏光ビームスプリッタ２１１，２１５と、局発光源２１２（ＬＯ：Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、光分岐部２１３と、遅延部２１４と、光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２と、受光部２３１〜２３４と、コンデンサ２３５〜２３８と、アナログ−ディジタル変換器２４０（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、位相変動測定部２５０と、アナログ−ディジタル変換器２６０（ＡＤＣ）と、可変遅延部２７１と、遅延制御部２７２と、補償値算出部２７３と、ディジタル処理部２８０（ＤＳＰＵ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）と、を備えている。ＤＳＰＵ ２８０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの半導体集積回路で実現される。アナログ−ディジタル変換器２４０もＤＳＰＵ ２８０と同一の半導体集積回路に組み込まれる場合もある。
【００２７】
図１に示した光分岐部１０１は、たとえば光分岐部２１３によって実現することができる。図１に示した測定部１０２は、たとえば位相変動測定部２５０によって実現することができる。図１に示した受信部１０３は、たとえば光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２、受光部２３１〜２３４およびアナログ−ディジタル変換器２４０によって実現することができる。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ２１１は、光受信装置２００へ入力された信号光を偏波ごとに分離する。たとえば、偏光ビームスプリッタ２１１は、入力された信号光をＸ偏波の信号光とＹ偏波の信号光に分離する。偏光ビームスプリッタ２１１は、分離した各信号のうちのＸ偏波の信号光を光位相ハイブリッド干渉計２２１へ出力するとともに、Ｙ偏波の信号光を光位相ハイブリッド干渉計２２２へ出力する。
【００２９】
局発光源２１２は、局発光を発振して光分岐部２１３へ出力する。局発光源２１２が出力する励起光の波長は、光受信装置２００が受信する信号光の波長とほぼ同じ波長とする。光分岐部２１３は、局発光源２１２から出力された局発光を分岐する。光分岐部２１３は、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部２１４および位相変動測定部２５０へ出力する。遅延部２１４は、光分岐部２１３から出力された局発光を遅延させ、遅延させた局発光を偏光ビームスプリッタ２１５へ出力する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ２１５は、光分岐部２１３から出力された局発光を偏波ごとに分離する。偏光ビームスプリッタ２１５は、入力された局発光をＸ偏波の局発光とＹ偏波の局発光に分離する。偏光ビームスプリッタ２１５は、分離した各局発光のうち、Ｘ偏波の局発光を光位相ハイブリッド干渉計２２１へ出力するとともに、Ｙ偏波の局発光を光位相ハイブリッド干渉計２２２へ出力する。
【００３１】
光位相ハイブリッド干渉計２２１は、偏光ビームスプリッタ２１１から出力されたＸ偏波の信号光と、局発光源２１２から出力されたＸ偏波の局発光と、に基づくコヒーレント検波を行う。具体的には、光位相ハイブリッド干渉計２２１は、信号光と局発光とを２種類以上の異なる位相で混合することにより、信号光のＩチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、信号光のＱチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、を出力する（たとえば図３参照）。
【００３２】
光位相ハイブリッド干渉計２２２は、偏光ビームスプリッタ２１１から出力されたＹ偏波の信号光と、局発光源２１２から出力されたＹ偏波の局発光と、に基づくコヒーレント検波を行う。具体的には、光位相ハイブリッド干渉計２２２は、信号光と局発光とを２種類以上の異なる位相で混合することにより、信号光のＩチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、信号光のＱチャンネルの振幅および位相を示す信号光と、を出力する（たとえば図３参照）。
【００３３】
受光部２３１は、光位相ハイブリッド干渉計２２１から出力されたＩチャンネルの信号光を受光する。受光部２３２は、光位相ハイブリッド干渉計２２１から出力されたＱチャンネルの信号光を受光する。受光部２３３は、光位相ハイブリッド干渉計２２２から出力されたＩチャンネルの信号光を受光する。受光部２３４は、光位相ハイブリッド干渉計２２２から出力されたＱチャンネルの信号光を受光する。
【００３４】
受光部２３１〜２３４は、受光した信号光に応じた信号（電気信号）を凡そ線形な入出力特性を保って増幅し、それぞれコンデンサ２３５〜２３８を介してアナログ−ディジタル変換器２４０へ出力する。アナログ−ディジタル変換器２４０は、受光部２３１〜２３４から出力された各信号を後段のディジタル信号処理のために充分な電圧分解能を有する個数の並列のディジタルの信号に変換し、並列のディジタルの信号に変換した各信号をディジタル処理部２８０へ出力する。
【００３５】
位相変動測定部２５０は、光分岐部２１３から出力された局発光の位相変動Δφを測定する（たとえば図４参照）。位相変動Δφは、たとえば、単位時間（たとえば１タイムスロット）ごとの位相の変化量である。位相変動測定部２５０は、測定した位相変動Δφを示す位相変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【００３６】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、位相変動測定部２５０から出力された位相変動信号を後段のディジタル信号処理のために充分な電圧分解能を有する個数の並列のディジタル信号に変換し、並列のディジタル信号に変換した位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号を可変の量だけ遅延させ、遅延させた位相変動信号を補償値算出部２７３へ出力する（たとえば図５参照）。可変遅延部２７１による遅延量は遅延制御部２７２によって制御される。
【００３７】
補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφ）と、が入力される。分散補償パラメータは、ディジタル処理部２８０の分散補償処理において信号に与えられる所定の波長分散特性を示す情報である。補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。
【００３８】
具体的には、補償値算出部２７３は、ディジタル処理部２８０の振幅調整における振幅補償値を算出する（たとえば図６参照）。また、補償値算出部２７３は、ディジタル処理部２８０の位相回転における位相補償値を算出する（たとえば図６参照）。補償値算出部２７３は、算出した振幅補償値および位相補償値をディジタル処理部２８０へ出力する。
【００３９】
図２−２に示すように、ディジタル処理部２８０は、波長分散補償部２８１と、適応等化部２８２と、間引き部２８３と、振幅調整部２８４と、位相回転部２８５と、周波数／位相処理部２８６と、復号部２８７と、を備える信号処理装置である。図１に示した分散補償部１０４は、たとえば波長分散補償部２８１によって実現することができる。図１に示した位相処理部１０５は、たとえば位相回転部２８５によって実現することができる。図１に示した識別部１０６は、たとえば復号部２８７によって実現することができる。
【００４０】
波長分散補償部２８１には、アナログ−ディジタル変換器２４０から出力された各信号が入力される。波長分散補償部２８１は、入力された各信号に対して、所定の波長分散特性を与えることによって波長分散を補償する。所定の波長分散特性は、たとえば、光受信装置２００が受信する信号光が伝送路上で受けた波長分散の逆特性である。これにより、各信号の波長分散を補償することができる。波長分散補償部２８１は、波長分散を補償した各信号を適応等化部２８２へ出力する。また、波長分散補償部２８１は、各信号光に与えた所定の波長分散特性を示す分散補償パラメータを補償値算出部２７３へ出力する。
【００４１】
適応等化部２８２は、波長分散補償部２８１から出力された各信号に対して適応等化型の波形歪補償を行う。具体的には、適応等化部２８２は、伝送路で発生する高速に変動する各信号のＸ偏波成分とＹ偏波成分とのクロストークの解消、および各信号の偏波モード分散（ＰＭＤ）などの波形歪成分を補償（小さく）する。適応等化部２８２は、適応等化型の波形歪補償を行った各信号を間引き部２８３へ出力する。
【００４２】
間引き部２８３（デシメーション部：ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ部）は、適応等化部２８２から出力された各信号を所定の間隔で間引くことで、適応等化部２８２から出力された各信号のダウンサンプリングを行う。これにより、間引き部２８３の後段における各信号の処理を低速にすることができる。間引き部２８３は、ダウンサンプリングを行った各信号を振幅調整部２８４へ出力する。
【００４３】
振幅調整部２８４（振幅処理部）は、補償値算出部２７３から出力された振幅補償値に基づいて、間引き部２８３から出力された各信号の振幅を調整する（たとえば図８参照）。振幅調整部２８４は、振幅を調整した各信号を位相回転部２８５へ出力する。位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値に基づいて、振幅調整部２８４から出力された各信号の位相を回転させる（たとえば図８参照）。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号を周波数／位相処理部２８６へ出力する。
【００４４】
周波数／位相処理部２８６は、位相回転部２８５から出力された各信号に対して、周波数偏差および位相偏差の補償を行う。具体的には、周波数／位相処理部２８６は、各信号の周波数偏差を推定し、推定した周波数偏差の逆特性を各信号に与えることで、各信号の周波数偏差を補償する。ただし、周波数／位相処理部２８６による周波数偏差の補償は、周波数差をゼロにする場合に限らず、周波数差を充分に小さくするものであればよい。
【００４５】
また、周波数／位相処理部２８６は、位相回転部２８５から出力された各信号に対して、局発光源２１２の局発光との間の位相偏差を推定して補償する。ただし、周波数／位相処理部２８６による位相偏差の補償は、位相偏差をゼロにする場合に限らず、位相偏差を小さくするものであればよい。周波数／位相処理部２８６は、周波数偏差および位相偏差の補償を行った各信号を復号部２８７へ出力する。
【００４６】
復号部２８７は、周波数／位相処理部２８６から出力された各信号を復号（識別）する。これにより、光受信装置２００へ入力された信号光に含まれる、Ｘ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各データと、Ｙ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各データと、を得ることができる。復号部２８７は、復号により得られた各データを出力する。
【００４７】
図２−１および図２−２に示した構成において、遅延制御部２７２によって可変遅延部２７１の遅延量を調整する。これにより、光分岐部２１３で分岐された各局発光の一方が補償値に変換されて振幅調整部２８４および位相回転部２８５へ到達する時期と、各局発光の他方が信号光と混合されて振幅調整部２８４および位相回転部２８５へ到達する時期と、を合わせることができる。なお、遅延部２１４を省いた構成としてもよい。
【００４８】
＜光位相ハイブリッド干渉計の構成例＞
図３は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計の構成例を示す図である。図３に示す光位相ハイブリッド干渉計３００は、図２−１に示した光位相ハイブリッド干渉計２２１，２２２のそれぞれの構成例である。光位相ハイブリッド干渉計３００は、光分岐部３１１，３１２と、位相シフト部３２０と、合波干渉部３３１，３３２と、を備えている。なお、合波干渉部３３１，３３２は、それぞれ２入力２出力の光カプラ要素で構成されることも多い、この場合には、後段の光電気変換素子としてバランスドＰＤなどを用いる。
【００４９】
光分岐部３１１は、光位相ハイブリッド干渉計３００へ入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ合波干渉部３３１および合波干渉部３３２へ出力する。光分岐部３１２は、光位相ハイブリッド干渉計３００へ入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ合波干渉部３３１および位相シフト部３２０へ出力する。位相シフト部３２０は、光分岐部３１２から出力された局発光の位相を９０度（π／２）シフトさせる。位相シフト部３２０は、位相をシフトさせた局発光を合波干渉部３３２へ出力する。
【００５０】
合波干渉部３３１は、光分岐部３１１から出力された信号光と、光分岐部３１２から出力された局発光と、を干渉させ、干渉により得られた光をＩチャンネルの信号光として出力する。合波干渉部３３２は、光分岐部３１１から出力された信号光と、位相シフト部３２０から出力された局発光と、を干渉させ、干渉により得られた光をＱチャンネルの信号光として出力する。これにより、信号光と局発光とを混合し、Ｉチャンネルの信号光とＱチャンネルの信号光とを出力することができる。
【００５１】
＜位相変動測定部の構成例＞
図４は、図２−１に示した位相変動測定部の構成例を示す図である。図４に示す位相変動測定部２５０は、図２−１に示した位相変動測定部２５０の構成例である。図４に示すように、位相変動測定部２５０は、光カプラ４０１と、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０と、バイアス回路４３１，４３２と、バランスドＰＤ４４１，４４２（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と、増幅部４５１，４５２と、信号処理回路４６０と、を備えた自己遅延ホモダイン検出器である。
【００５２】
位相変動測定部２５０へ入力された局発光は光カプラ４０１へ入力される。光カプラ４０１は、入力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０へ出力する１×２光カプラである。
【００５３】
非対称マッハツェンダ干渉計４１０は、光カプラ４１１と、遅延部４１２と、位相調整部４１３と、光カプラ４１４と、を含んでいる。光カプラ４１１は、光カプラ４０１から出力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部４１２および位相調整部４１３へ出力する２×２光カプラである。遅延部４１２は、光カプラ４１１から出力された局発光をΔｔだけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４１４へ出力する。位相調整部４１３は、光カプラ４１１から出力された局発光をπ／４だけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４１４へ出力する。光カプラ４１４は、遅延部４１２および位相調整部４１３から出力された各局発光を干渉させ、干渉により得られた各光をバランスドＰＤ４４１へ出力する２×２光カプラである。
【００５４】
非対称マッハツェンダ干渉計４２０は、光カプラ４２１と、遅延部４２２，位相調整部４２３と、光カプラ４２４と、を含んでいる。光カプラ４２１は、光カプラ４０１から出力された局発光を分岐し、分岐した各局発光をそれぞれ遅延部４２２および位相調整部４２３へ出力する２×２光カプラである。遅延部４２２は、光カプラ４２１から出力された局発光をΔｔだけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４２４へ出力する。位相調整部４２３は、光カプラ４２１から出力された局発光を−π／４だけ遅延させ、遅延させた局発光を光カプラ４２４へ出力する。光カプラ４２４は、遅延部４２２および位相調整部４２３から出力された各局発光を干渉させ、干渉により得られた各光をバランスドＰＤ４４２へ出力する２×２光カプラである。
【００５５】
バイアス回路４３１は、バランスドＰＤ４４１へバイアスを供給する。バイアス回路４３２は、バランスドＰＤ４４２へバイアスを供給する。バランスドＰＤ４４１は、バイアス回路４３１から供給されるバイアスを用いて、非対称マッハツェンダ干渉計４１０から出力された各光をバランス受信するバランス型のＰＤである。バランスドＰＤ４４１は、バランス受信により得られた信号を、増幅部４５１を介して信号処理回路４６０へ出力する。バランスドＰＤ４４２は、バイアス回路４３２から供給されるバイアスを用いて、非対称マッハツェンダ干渉計４２０から出力された各光をバランス受信するバランス型のＰＤである。バランスドＰＤ４４２は、バランス受信により得られた信号を、増幅部４５２を介して信号処理回路４６０へ出力する。
【００５６】
信号処理回路４６０は、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された各信号に基づいて、位相変動測定部２５０へ入力された局発光の位相変動Δφを算出する。ここで、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０は、互いにπ／２の位相差があるため、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２は、たとえば下記（１）式のように表すことができる。
【００５７】
Ｐｍｚ１＝ｋ×ｃｏｓ（θ）
Ｐｍｚ２＝ｋ×ｓｉｎ（θ） …（１）
【００５８】
上記（１）式において、θは、信号処理回路４６０へ入力された局発光の位相を示し、ｋは比例定数を示している。上記（１）式により、信号処理回路４６０へ入力された局発光の位相θは、バランスドＰＤ４４１，４４２から出力された信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２を用いて、たとえば以下のように示すことができる。
【００５９】
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２≧０の場合、θ＝ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２≧０の場合、θ＝π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２＜０の場合、θ＝π＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２＜０の場合、θ＝３π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
【００６０】
ここで、局発光の位相変動Δφは、たとえば、非対称マッハツェンダ干渉計４１０，４２０の２つの経路の間で生じる時間差がΔｔの場合における信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２の位相差である。したがって、信号処理回路４６０は、信号Ｐｍｚ１，Ｐｍｚ２に基づいて、以下のように位相変動Δφを算出することができる。信号処理回路４６０は、算出した位相変動Δφを示す位相変動信号を出力する。
【００６１】
また、２πを超える位相変動Δφについては、半導体レーザの位相雑音が連続的に変化する現象を示すＷｉｅｎｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ でモデル化し得ることが 一般に知られているので、Δφが連続的に変化する特性を利用して、２πを超えるΔφを測定することが可能になる。
【００６２】
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２≧０の場合、Δφ＝ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２≧０の場合、Δφ＝π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１＜０かつＰｍｚ２＜０の場合、Δφ＝π＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
・Ｐｍｚ１≧０かつＰｍｚ２＜０の場合、Δφ＝３π／２＋ｃｏｓ-1（Ｐｍｚ１／ｋ）
【００６３】
＜可変遅延部の構成例＞
図５は、図２−１に示した可変遅延部の構成例を示す図である。図５に示す可変遅延部２７１は、図２−１に示した可変遅延部２７１の構成例である。図５に示すように、可変遅延部２７１は、遅延素子５１１〜５１６と、セレクタ５２０と、を備えている。遅延素子５１１〜５１６は縦列配置されている。可変遅延部２７１へ入力された信号は、遅延素子５１１およびセレクタ５２０へ入力される。
【００６４】
遅延素子５１１は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１２およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１２は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１３およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１３は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１４およびセレクタ５２０へ出力する。
【００６５】
遅延素子５１４は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１５およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１５は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号を遅延素子５１６およびセレクタ５２０へ出力する。遅延素子５１６は、入力された信号を遅延させ、遅延させた信号をセレクタ５２０へ出力する。
【００６６】
セレクタ５２０は、遅延制御部２７２の制御によって、セレクタ５２０へ入力された各信号のうちのいずれかを選択し、選択した信号を出力する。これにより、可変遅延部２７１へ入力された信号に可変の遅延量を与えて出力することができる。
【００６７】
＜補償値算出部の構成例＞
図６は、図２−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図６において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、補償値算出部２７３は、分散補償部６０１と、反転部６０２と、周波数変換部６０３と、強度算出部６０４と、分散補償部６０５と、反転部６０６と、を備えている。補償値算出部２７３へ入力された位相変動信号（Δφ）は、分散補償部６０１および周波数変換部６０３へ入力される。
【００６８】
分散補償部６０１は、入力された位相変動信号（Δφ）の分散補償を、ディジタル処理部２８０から出力された分散補償パラメータによって行う。分散補償部６０１は、分散補償を行った位相変動信号を反転部６０２へ出力する。したがって、分散補償部６０１から出力される位相変動信号は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動Δφ１を示す。
【００６９】
反転部６０２は、分散補償部６０１から出力された位相変動信号（Δφ１）を反転させ、反転させた信号を位相補償値としてディジタル処理部２８０の位相回転部２８５へ出力する。したがって、反転部６０２から出力される位相補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動と逆の位相変動−Δφ１を示す。
【００７０】
周波数変換部６０３は、入力された位相変動信号が示す位相変動Δφを周波数変動Δｆに変換する。これにより、位相変動測定部２５０および周波数変換部６０３によって、局発光の周波数変動を測定する周波数測定部を実現することができる。周波数変換部６０３は、変換した周波数変動Δｆを示す周波数変動信号を強度算出部６０４へ出力する。
【００７１】
強度算出部６０４は、周波数変換部６０３から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆに基づいて、局発光の周波数変動Δｆに起因する局発光の周波数変動と波長分散補償部２８１との影響により発生する強度変動Δｐを算出する。具体的には、強度算出部６０４は、各タイムスロットにおいて周波数に応じた波長分散による時間遅延を付加することで、局発光の強度変動Δｐを算出する（たとえば図７−１〜図７−３参照）。強度算出部６０４は、算出した強度変動Δｐ１を示す強度変動信号を反転部６０６へ出力する。
【００７２】
反転部６０６は、強度算出部６０４から出力された強度変動信号（Δｐ１）を反転させる。反転部６０６は、反転させた強度変動信号を振幅補償値としてディジタル処理部２８０の振幅調整部２８４へ出力する。したがって、反転部６０６から出力される振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の強度変動と逆の強度変動−Δｐ１を示す。なお、反転部６０６が出力する振幅補償値は、たとえば下記（２）式によって示すことができる。
【００７３】
【数１】
【００７４】
分散補償部６０１や分散補償部６０５には、たとえば、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：有限インパルス応答）フィルタなどの時間領域の分散補償を用いることができる。または、分散補償部６０１や分散補償部６０５における分散補償には、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により周波数領域に変換した信号を適宜位相シフト演算し、位相シフト演算した信号をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）により時間領域に変換する周波数領域の分散補償を用いてもよい。なお、周波数変動Δｆや強度変動Δｐは信号光のビットレートに対して十分に低速であるため、分散補償部６０１，６０５は、小規模回路のフィルタによって実現することができる。
【００７５】
＜局発光の強度変動の算出＞
図７−１は、局発光の周波数変動の一例を示すグラフである。図７−１において、横軸は強度算出部６０４の入力側の時間経過を示し、縦軸は局発光の周波数を示している。タイムスロットＴ１〜Ｔ１０は、強度算出部６０４の入力側の時間経過における各タイムスロットを示している。周波数変動信号７１１〜７２０は、それぞれタイムスロットＴ１〜Ｔ１０において強度算出部６０４へ入力される周波数変動信号（Δφ）を示している。基準周波数７１０は、局発光の基準の周波数を示している。
【００７６】
図７−２は、周波数に応じた時間遅延の一例を示すグラフである。図７−２において、図７−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７−２の横軸は、強度算出部６０４の出力側の時間経過を示している。強度算出部６０４は、図７−１に示した周波数変動信号７１１〜７２０に対して、それぞれ周波数変動信号７１１〜７２０が示す周波数に応じた時間遅延７２１〜７３０を与える。なお、周波数変動信号７１２は基準周波数７１０を示しているため、周波数変動信号７１２に対応する時間遅延７２２はゼロである。
【００７７】
図７−３は、周波数信号に時間遅延を与えた場合の出力パワーの一例を示すグラフである。なお、図７−２の各タイムスロットＴ１〜Ｔ９の中に含まれる線分の長さが、各タイムスロットでの相対的なパワーになる。図７−３の縦軸は、強度算出部６０４の出力パワーを示している。図７−３において、図７−２に示した部分と同様の部分については説明を省略する。パワー信号７３１〜７３９は、周波数変動信号７１１〜７２０に時間遅延７２１〜７３０を与えた場合（図７−２参照）のそれぞれタイムスロットＴ１〜Ｔ９における出力パワーを示している。
【００７８】
強度算出部６０４は、タイムスロットＴ１〜Ｔ９における局発光の強度変動Δｐを示す強度変動信号としてパワー信号７３１〜７３９を出力する。図７−１〜図７−３に示したように、強度算出部６０４は、各タイムスロットにおいて周波数に応じた波長分散による時間遅延を付加することで、局発光の強度変動Δｐを算出することができる。
【００７９】
＜振幅調整部および位相回転部による処理＞
図８は、図２−２に示した振幅調整部および位相回転部による処理の一例を示す図である。図８において、図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、図８に示すディジタル処理部２８０において、振幅調整部２８４および位相回転部２８５以外の処理部については図示を省略している。図８に示す各信号（Ｉ，Ｑ）は、振幅調整部２８４へ入力されたＸ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号、または振幅調整部２８４へ入力されたＹ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号である。ただし、図８においてはＩ，Ｑチャンネルの各信号を１本の線で示している。補足すると、実際のディジタル電子回路ではＩ，Ｑそれぞれ片方だけでも、複数の並列ディジタル信号となっている。
【００８０】
振幅調整部２８４は、入力された各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を、上記（２）式に示した補償値算出部２７３からの振幅補償値によって調整する。たとえば、振幅調整部２８４は、下記（３）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を調整する。
【００８１】
【数２】
【００８２】
上述したように、上記（２）式に示した振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の強度変動Δｐ１の逆の強度変動−Δｐ１を示す。したがって、上記（３）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の振幅を調整することで、局発光の位相変動に起因する各信号（Ｉ，Ｑ）の強度変動を補償（小さく）することができる。振幅調整部２８４は、振幅を調整した各信号（Ｉ１，Ｑ１）を位相回転部２８５へ出力する。
【００８３】
位相回転部２８５は、振幅調整部２８４から出力された各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を、補償値算出部２７３からの位相補償値（−Δφ１）によって回転させる。たとえば、位相回転部２８５は、下記（４）式によって各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を回転させる。
【００８４】
【数３】
【００８５】
上述したように、位相補償値（−Δφ１）は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた局発光の位相変動Δφ１の逆の位相変動−Δφ１を示す。したがって、上記（４）式によって各信号（Ｉ１，Ｑ１）の位相を回転させることで、局発光の位相変動に起因する、各信号（Ｉ１，Ｑ１）における信号光と局発光との位相差を補償（小さく）することができる。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号（Ｉ２，Ｑ２）を出力する。
【００８６】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２＞
図９は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例２のディジタル処理部の構成例を示す図である。図９において、図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、光受信装置２００において、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２−１および図２−２に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３＞
図１０は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。図１０において、図２−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、光受信装置２００は、図２−１に示した位相変動測定部２５０に代えて、周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２を備えていてもよい。
【００８８】
この場合は、図１に示した測定部１０２は、たとえば周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２によって実現することができる。光分岐部２１３は、分岐した各局発光を周波数変動測定部１００１および遅延部２１４へ出力する。周波数変動測定部１００１は、光分岐部２１３から出力された局発光の周波数変動Δｆを測定し、測定した周波数変動Δｆを示す周波数変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【００８９】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、周波数変動測定部１００１から出力された周波数変動信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換した周波数変動信号を位相変換部１００２へ出力する。位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換する。たとえば、位相変換部１００２は、下記（５）式によって周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換することができる。
【００９０】
【数４】
【００９１】
すなわち、位相変換部１００２は、周波数変動Δｆを時間により積分することによって周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換することができる。これにより、位相変動測定部２５０を設けなくても局発光の位相変動Δφを測定することができる。位相変換部１００２は、変換した位相変動Δφを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、位相変換部１００２から出力された位相変動信号を遅延させる。
【００９２】
また、図１０に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図１０に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４＞
図１１−１は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例４を示す図である。図１１−２は、図１１−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図１１−１および図１１−２において、図２−１および図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１−２に示すように、光受信装置２００は、図２−２に示した振幅調整部２８４を省いた構成にしてもよい。
【００９４】
図１１−１および図１１−２に示す構成においては、補償値算出部２７３は、振幅補償値を算出しなくてもよい。図１１−１および図１１−２に示す構成においても、たとえば局発光の周波数変動Δｆが小さい場合には、２πの範囲の位相変化の補償を波長分散補償部２８１の後段で行うことで、充分な補償を行うことができる。
【００９５】
図１２は、図１１−１に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図１２において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、図１１−１に示した光受信装置２００の補償値算出部２７３は、図６に示した周波数変換部６０３、強度算出部６０４、分散補償部６０５および反転部６０６を省いた構成にしてもよい。補償値算出部２７３は、位相補償値（−Δφ１）を算出してディジタル処理部２８０へ出力する。
【００９６】
＜位相回転部による処理＞
図１３は、図１１−２に示した位相回転部による処理の一例を示す図である。図１３において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示す各信号（Ｉ，Ｑ）は、位相回転部２８５へ入力されたＸ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号、または位相回転部２８５へ入力されたＹ偏波のＩ，Ｑチャンネルの各信号である。ただし、図１３においてはＩ，Ｑチャンネルの各信号を１本の線で示している。
【００９７】
位相回転部２８５は、入力された各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を、補償値算出部２７３からの位相補償値（−Δφ１）によって回転させる。たとえば、位相回転部２８５は、下記（６）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を回転させる。位相回転部２８５は、位相を回転させた各信号（Ｉ１，Ｑ１）を出力する。
【００９８】
【数５】
【００９９】
＜実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５＞
図１４は、実施の形態１にかかる光受信装置の実施例５を示す図である。図１４に示す光受信装置２００は、実施例３（図１０）と実施例４（図１１−１〜図１３）を組み合わせた構成である。図１４において、図１０，図１１−１〜図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、光受信装置２００は、図２−１に示した位相変動測定部２５０に代えて周波数変動測定部１００１および位相変換部１００２を備えるとともに、振幅調整部２８４を省いた構成にしてもよい。
【０１００】
このように、実施の形態１にかかる光受信装置１００，２００によれば、ディジタルコヒーレント受信において、信号光と混合していない局発光の位相変動を測定し、測定結果に基づく位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。
【０１０１】
さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで位相回転部２８５の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１０２】
また、光受信装置１００，２００によれば、局発光の位相変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【０１０３】
また、局発光の周波数変動の測定結果に基づいて、局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出し、算出した強度変動に基づく振幅調整処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動に起因する強度変動を補償することができる。
【０１０４】
さらに、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行うことで、振幅調整処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理により、振幅調整処理を低速にしても、局発光の位相変動に起因する強度変動の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで振幅調整部２８４の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１０５】
また、光受信装置１００，２００によれば、局発光の周波数変動に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた周波数変動に基づいて振幅調整処理を行うことができる。これにより、波長分散補償によって拡大された局発光成分の強度変動を補償することができる。このため、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の周波数変動に起因する強度変動を精度よく補償することができる。
【０１０６】
光受信装置２００によれば、偏波多重された信号光を受信する場合に、２つの偏波の信号を分離した後でディジタル信号処理を行うため、２πの範囲を超える位相変動（周波数変動）を補償することができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
上述した従来技術（たとえば上記非特許文献２）では、送信側のレーザ光源において発生した位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができないという問題がある。これに対して、たとえば上記非特許文献３の技術のように、信号光に含まれるパイロット・サブチャンネルの光位相を測定し、測定結果に基づいて位相差を補償することが考えられる。しかしながら、上記非特許文献３の技術では、局発光と信号光とを干渉（混合）させた信号に基づいて信号光の光位相を算出するため、局発光の位相変動によって測定結果に誤差が生じるという問題がある。
【０１０８】
これに対して、実施の形態２にかかる光受信装置１００は、信号光のレーザ光源の位相変動を精度よく測定することで、位相変動に起因する信号光のレーザ光源の光と局発光との位相差を精度よく補償し、伝送品質を向上させる。
【０１０９】
図１５は、実施の形態２にかかる光受信装置を示す図である。図１５において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置１００は、図１に示した光分岐部１０１、測定部１０２および分散補償部１０４に代えて光分岐部１５０１および測定部１５０２を備えている。光分岐部１５０１には、光受信装置１００が受信する信号光が入力される。光分岐部１５０１は、入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ測定部１５０２および受信部１０３へ出力する。
【０１１０】
測定部１５０２は、光分岐部１５０１から出力された信号光の位相変動を測定することで、信号光の送信側のレーザ光源の位相変動を測定する。たとえば、信号光がコヒーレントＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）によって伝送される信号である場合は、測定部１５０２は、信号光に含まれるパイロット信号（パイロット・サブチャンネル）を抽出する。
【０１１１】
そして、測定部１５０２は、抽出したパイロット信号の位相変動を測定する。パイロット信号は、固定パターンであるため、送信側のレーザ光源に対して一定の周波数偏差を保っている。このため、パイロット信号の位相変動を測定することで、送信側の光源の位相変動を精度よく測定することができる。測定部１５０２は、測定した位相変動を位相処理部１０５へ通知する。
【０１１２】
受信部１０３には、光分岐部１５０１から出力された信号光と、局発光と、が入力される。局発光は、光受信装置１００の内部の光源によって発振された局発光でもよいし、光受信装置１００が設けられた受信局の光源によって発振された局発光でもよい。受信部１０３は、光分岐部１５０１から出力された信号光を、入力された局発光を用いて受信する。
【０１１３】
位相処理部１０５は、測定部１５０２から通知された位相変動に基づいて、受信部１０３から出力された信号の位相を回転させる。これにより、受信部１０３から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する位相差を補償（小さく）することができる。
【０１１４】
図１５に示した光受信装置１００によれば、局発光と混合していない信号光のレーザ光源の位相変動を測定することができる。これにより、局発光に位相変動が生じていても、信号光の位相変動を精度よく測定することができる。このため、位相変動の測定結果による位相回転処理を行うことで、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を精度よく補償することができる。
【０１１５】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１＞
図１６−１は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図１６−２は、図１６−１に示したディジタル処理部の構成例を示す図である。図１６−１および図１６−２において、図２−１および図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
図１６−１に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置２００は、図２−１に示した光分岐部２１３、遅延部２１４および位相変動測定部２５０に代えて、光分岐部１６０１と、光バンドパスフィルタ１６０２（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）と、位相変動測定部１６０３と、遅延部１６０４と、を備えている。
【０１１７】
光分岐部１６０１は、光受信装置２００へ入力された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ偏光ビームスプリッタ２１１および光バンドパスフィルタ１６０２へ出力する。偏光ビームスプリッタ２１１は、光分岐部１６０１から出力された信号光を偏波ごとに分離する。光バンドパスフィルタ１６０２は、光分岐部１６０１から出力された信号光の特定波長を透過させることにより、信号光に含まれるパイロット信号を抽出する。光バンドパスフィルタ１６０２は、抽出したパイロット信号を位相変動測定部１６０３へ出力する。
【０１１８】
位相変動測定部１６０３は、光バンドパスフィルタ１６０２から出力されたパイロット信号の位相変動を測定することで、信号光のレーザ光源の位相変動Δφｓを測定する。位相変動測定部１６０３は、測定した位相変動Δφｓを示す位相変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。位相変動測定部１６０３の構成例は、たとえば図４に示した位相変動測定部２５０の構成例と同様である。アナログ−ディジタル変換器２６０は、位相変動測定部１６０３から出力された位相変動信号（Δφｓ）をディジタルの信号に変換する。
【０１１９】
補償値算出部２７３は、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφｓ）に基づいてディジタル処理部２８０における信号の補償値を算出する。たとえば、補償値算出部２７３は、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号が示す位相変動Δφｓを反転させる。補償値算出部２７３は、反転させた位相変動−Δφｓを位相補償値としてディジタル処理部２８０へ出力する。
【０１２０】
図１６−２に示すように、実施の形態２にかかるディジタル処理部２８０は、位相回転部２８５と、波長分散補償部２８１と、適応等化部２８２と、周波数／位相処理部２８６と、復号部２８７と、を備えている。図１６−２に示すディジタル処理部２８０においては、位相回転部２８５は、波長分散補償部２８１の前段に設けられている。位相回転部２８５には、アナログ−ディジタル変換器２４０から出力された各信号が入力される。
【０１２１】
位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値に基づいて、入力された各信号の位相を回転させる。たとえば、位相回転部２８５は上記（６）式によって各信号（Ｉ，Ｑ）の位相を回転させる。ただし、この場合は上記（６）式の位相変動−Δφ１を位相変動−Δφｓに置き換えるものとする。なお、図１６−１および図１６−２に示す構成においては、波長分散補償部２８１は分散補償パラメータを補償値算出部２７３へ出力しなくてもよい。
【０１２２】
図１６−１および図１６−２に示した構成において、遅延制御部２７２によって可変遅延部２７１の遅延量を調整する。これにより、光分岐部１６０１に分岐された各信号光の一方が補償値に変換されて位相回転部２８５へ到達する時期と、各信号光の他方が局発光と混合されて位相回転部２８５へ到達する時期と、を合わせることができる。なお、遅延部１６０４を省いた構成としてもよい。
【０１２３】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２＞
図１７は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。図１７において、図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図１６−２に示した構成例と同様である。図１７に示すように、実施の形態２にかかる光受信装置２００は、図１６−１に示した位相変動測定部１６０３に代えて、周波数変動測定部１７０１および位相変換部１７０２を備えていてもよい。
【０１２４】
この場合は、図１５に示した測定部１０２は、周波数変動測定部１７０１および位相変換部１７０２によって実現することができる。光バンドパスフィルタ１６０２は、抽出したパイロット信号を周波数変動測定部１７０１へ出力する。周波数変動測定部１７０１は、光バンドパスフィルタ１６０２から出力されたパイロット信号の周波数変動を測定することで、信号光のレーザ光源の周波数変動Δｆｓを測定する。周波数変動測定部１７０１は、測定した周波数変動Δｆｓを示す周波数変動信号をアナログ−ディジタル変換器２６０へ出力する。
【０１２５】
アナログ−ディジタル変換器２６０は、周波数変動測定部１７０１から出力された周波数変動信号（Δｆｓ）をディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換した周波数変動信号を位相変換部１７０２へ出力する。位相変換部１７０２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された周波数変動信号が示す周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換する。
【０１２６】
たとえば、位相変換部１７０２は、上記（５）式と同様に、周波数変動Δｆｓを時間により積分することによって周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換することができる。これにより、信号光のレーザ光源の周波数変動Δｆｓを測定することができる。位相変換部１７０２は、変換した位相変動Δφｓを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。可変遅延部２７１は、位相変換部１７０２から出力された位相変動信号を遅延させる。
【０１２７】
＜実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３＞
図１８は、実施の形態２にかかる光受信装置の実施例３を示す図である。図１８において、図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図２−２に示した構成例と同様である。補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１から出力された位相変動信号（Δφｓ）と、が入力される。
【０１２８】
補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。分散補償パラメータと位相変動信号（Δφｓ）に基づく各補償値の算出は、図６に示した分散補償パラメータと位相変動信号（Δφ）に基づく各補償値の算出と同様である。
【０１２９】
このように、実施の形態２にかかる光受信装置１００，２００によれば、局発光と混合していない信号光のレーザ光源の位相変動を測定することができる。これにより、局発光に位相変動が生じていても、信号光のレーザ光源の位相変動を精度よく測定することができる。このため、位相変動の測定結果による位相回転処理を行うことで、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を精度よく補償することができる。
【０１３０】
また、図１８および図２−２に示したように、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても、信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで位相回転部２８５の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３１】
さらに、振幅調整処理を波長分散補償の後段で行うことで、振幅調整処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理により、振幅調整処理を低速にしても、信号光の位相変動に起因する強度変動の補償が可能になる。たとえば、波長分散補償部２８１の後段で間引き部２８３によって各信号をダウンサンプリングすることで振幅調整部２８４の処理を低速にすることができる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３２】
光受信装置２００によれば、偏波多重された信号光を受信する場合に、２つの偏波の信号を分離した後でディジタル信号処理を行うため、２πの範囲を超える位相変動（周波数変動）を補償することができる。
【０１３３】
（実施の形態３）
図１９は、実施の形態３にかかる光受信装置を示す図である。図１９において、図１または図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３にかかる光受信装置１００は、上述した実施の形態１，２を組み合わせた構成である。図１９に示すように、実施の形態３にかかる光受信装置１００は、光分岐部１０１（第一光分岐部）と、測定部１０２（第一測定部）と、受信部１０３と、分散補償部１０４と、位相処理部１０５と、識別部１０６と、光分岐部１５０１（第二光分岐部）と、測定部１５０２（第二測定部）と、を備えている。
【０１３４】
位相処理部１０５は、測定部１０２から通知された局発光の変動信号と、測定部１５０２から通知された信号光の変動信号と、の差分の位相変動に基づいて、分散補償部１０４から出力された信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する位相差を補償することができる。
【０１３５】
また、位相処理部１０５は、局発光の変動信号の位相変動に対して、分散補償部１０４における波長分散特性と逆の波長分散特性が与えられた位相変動、および、送信側レーザ光源の位相変動を表す測定部１５０２からの位相変動に基づいて信号の位相を回転させる。これにより、分散補償部１０４から出力された信号に含まれる局発光成分における、分散補償部１０４の分散補償による波形劣化を補償（小さく）することができる。このため、信号に含まれる信号光と局発光との位相差のうちの、局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償（小さく）することができる。
【０１３６】
図１９に示した光受信装置１００によれば、信号光と混合していない局発光の位相変動と、局発光と混合していない信号光の位相変動と、を測定し、位相回転処理を行うことができる。これにより、局発光の位相変動および信号光のレーザ光源の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差を補償することができる。これにより、伝送特性を向上させることができる。
【０１３７】
さらに、測定結果に基づく位相回転処理を波長分散補償の後段で行うことで、位相回転処理の対象の信号の最高周波数が低下する。このため、ナイキストの定理（標本化定理）により、位相回転処理を低速にしても局発光の位相変動および信号光の位相変動に起因する信号光と局発光との位相差の補償が可能になる。このため、ディジタル処理における省電力化を図ることができる。
【０１３８】
また、光受信装置１００は、信号光と局発光の位相変動の差分に対して、波長分散補償の所定の波長分散特性と同様の波長分散特性が与えられた位相変動に基づいて位相回転処理を行うことができる。これにより、波長分散補償による局発光成分の波形劣化を補償することができる。このため、位相回転処理を波長分散補償の後段で行っても、局発光の位相変動に起因する位相差を精度よく補償することができる。
【０１３９】
＜実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１＞
図２０は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例１を示す図である。図２０において、図２−１または図１６−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２０に示すディジタル処理部２８０の構成例は、図２−２に示した構成例と同様である。図２０に示すように、実施の形態３にかかる光受信装置２００は、図２−１に示した構成に加えて、光分岐部１６０１と、光バンドパスフィルタ１６０２と、位相変動測定部１６０３と、遅延部１６０４と、可変遅延部２００１と、を備えている。
【０１４０】
アナログ−ディジタル変換器２６０には、局発光の位相変動Δφを示す位相変動信号と、信号光の光源レーザの位相変動Δφｓを示す位相変動信号と、が入力される。アナログ−ディジタル変換器２６０は、入力された各位相変動信号をディジタルの信号に変換する。アナログ−ディジタル変換器２６０は、変換した各位相変動信号をそれぞれ可変遅延部２７１，２００１へ出力する。
【０１４１】
可変遅延部２７１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号（Δφ）を可変の量だけ遅延させて補償値算出部２７３へ出力する。可変遅延部２００１は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された位相変動信号（Δφｓ）を可変の量だけ遅延させて補償値算出部２７３へ出力する。可変遅延部２７１，２００１による遅延量のそれぞれは、遅延制御部２７２によって制御される。
【０１４２】
補償値算出部２７３には、ディジタル処理部２８０から出力される分散補償パラメータと、可変遅延部２７１，２００１から出力された位相変動信号（Δφ）および位相変動信号（Δφｓ）と、が入力される。補償値算出部２７３は、入力された分散補償パラメータと位相変動信号に基づいて、ディジタル処理部２８０における各補償値を算出する。
【０１４３】
＜補償値算出部の構成例＞
図２１は、図２０に示した補償値算出部の構成例を示す図である。図２１に示す補償値算出部２７３は、図２０に示した補償値算出部２７３の構成例である。図２１において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、補償値算出部２７３は、図６に示した構成に加えて減算部２１０１を備えている。
【０１４４】
減算部２１０１は、補償値算出部２７３へ入力された位相変動信号が示すΔφを分散補償部６０１に入力し、その出力信号と、位相変動信号が示すΔφｓと、を減算する。減算部２１０１は、減算により得られた差分の位相変動を反転部６０２へ出力する。したがって、減算部２１０１から出力される位相変動信号は、局発光の位相変動Δφを分散補償部６０１を通した結果の信号および信号光の光源レーザの位相変動に相当するΔφｓに起因する、ディジタル処理部２８０により処理される各信号における信号光の光源レーザと、分散補償の影響を受けた局発光との位相差変動Δφｄ１を示す。
【０１４５】
分散補償部６０１は、局発光の位相変動Δφの分散補償を行う。したがって、分散補償部６０１から出力される位相変動信号は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、局発光の位相差変動Δφ１を示す。このΔφ１とΔφｓとを減算部２１０２に入力し、減算部２１０２の出力を反転部６０２に入力する。したがって、反転部６０２から出力される位相補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、信号光と局発光との位相差変動Δφｄ１と逆の位相差変動−Δφｄ１を示す。
【０１４６】
周波数変換部６０３は、局発光の位相変動信号が示す位相差変動Δφを周波数変動に変換する。したがって、周波数変換部６０３から出力される周波数変動信号は、局発光の位相変動Δφに起因する、ディジタル処理部２８０により処理される各信号における局発光の周波数変動Δｆを示す。したがって、強度算出部６０４から出力される強度変動信号は、局発光の位相変動Δφに基づく周波数変動と波長分散補償部２８１との影響により発生する強度変動Δｐ１を示す。
【０１４７】
したがって、反転部６０６から出力される振幅補償値は、ディジタル処理部２８０における波長分散補償部２８１の分散補償によって影響を受けた、局発光の強度差変動Δｐ１と逆の強度差変動−Δｐ１を示す。
【０１４８】
ディジタル処理部２８０の振幅調整部２８４は、補償値算出部２７３から出力された振幅補償値（−Δｐ１）に基づいて各信号の振幅を調整する。ディジタル処理部２８０の位相回転部２８５は、補償値算出部２７３から出力された位相補償値（−Δφｄ１）に基づいて各信号の位相を回転させる。
【０１４９】
また、図２１に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２０に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
＜実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２＞
図２２は、実施の形態３にかかる光受信装置の実施例２を示す図である。図２２において、図１０，図１７，図２０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、光受信装置２００は、図２０に示した位相変動測定部２５０，１６０３に代えて、周波数変動測定部１００１，１７０１および位相変換部１００２を備えていてもよい。
【０１５１】
アナログ−ディジタル変換器２６０には、局発光の周波数変動Δｆを示す周波数変動信号と、信号光の周波数変動Δｆｓを示す周波数変動信号と、が入力される。アナログ−ディジタル変換器２６０は、入力された各周波数変動信号をディジタルの信号に変換する。アナログ−ディジタル変換器２６０は、変換した各周波数変動信号をそれぞれ位相変換部１００２へ出力する。
【０１５２】
位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された各周波数変動信号の一方が示す周波数変動Δｆを位相変動Δφに変換し、変換した位相変動Δφを示す位相変動信号を可変遅延部２７１へ出力する。また、位相変換部１００２は、アナログ−ディジタル変換器２６０から出力された各周波数変動信号の他方が示す周波数変動Δｆｓを位相変動Δφｓに変換し、変換した位相変動Δφｓを示す位相変動信号を可変遅延部２００１へ出力する。
【０１５３】
可変遅延部２７１は、位相変換部１００２から出力された周波数変動信号（Δφ）を遅延させる。可変遅延部２００１は、位相変換部１００２から出力された位相変動信号（Δφｓ）を遅延させる。
【０１５４】
また、図２２に示した構成において、図９に示したディジタル処理部２８０のように、位相回転部２８５を振幅調整部２８４の前段に設ける構成としてもよい。この場合においても、図２２に示した光受信装置２００と同様の効果を得ることができる。このように、実施の形態３にかかる光受信装置１００によれば、実施の形態１にかかる光受信装置１００の効果を奏するとともに、実施の形態２にかかる光受信装置１００の効果を奏する。
【０１５５】
図２３〜図２７は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例を示す図である。図２３〜図２７において、点線枠２３０１は、同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の範囲を示している。図２３〜図２７に示した同一パッケージの半導体集積回路に実装する構成要素の例は、他の実施例の図（図１０、図１１−１、図１４、図１６−１、図１７、図１８、図２０、図２２）についても、それぞれ同様の議論が成り立つ。
【０１５６】
以上説明したように、光受信装置、信号処理装置および光受信方法によれば、省電力化を図ることができる。
【０１５７】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１５８】
（付記１）局発光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、
入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１５９】
（付記２）前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記位相処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記位相変動に基づいて前記位相を回転させることを特徴とする付記１に記載の光受信装置。
【０１６０】
（付記３）前記各局発光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。
【０１６１】
（付記４）前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記振幅処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記強度変動に基づいて前記振幅を調整することを特徴とする付記３に記載の光受信装置。
【０１６２】
（付記５）前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号を間引くダウンサンプリングを行う間引き部を備え、
前記位相処理部は、前記間引き部によってダウンサンプリングされた信号の位相を回転させることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光受信装置。
【０１６３】
（付記６）前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号を間引くダウンサンプリングを行う間引き部を備え、
前記振幅処理部は、前記間引き部によってダウンサンプリングされた信号の振幅を調整することを特徴とする付記３または４に記載の光受信装置。
【０１６４】
（付記７）入力された信号光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する測定部と、
前記各信号光の他方を局発光と混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１６５】
（付記８）前記各信号光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記信号光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記受信部によって変換された信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする付記７に記載の光受信装置。
【０１６６】
（付記９）局発光を分岐する第一光分岐部と、
入力された信号光を分岐する第二光分岐部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する第一測定部と、
前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する第二測定部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の他方と、前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の他方と、を混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記第一測定部および前記第二測定部によって測定された各位相変動の差に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【０１６７】
（付記１０）偏波多重の光信号を受信することを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光受信装置。
【０１６８】
（付記１１）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【０１６９】
（付記１２）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【０１７０】
（付記１３）局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置による光受信方法において、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくし、
波長分散を小さくした信号の位相を前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させ、
位相を回転させた信号を識別する、
ことを特徴とする光受信方法。
【符号の説明】
【０１７１】
１００，２００ 光受信装置
１０１，２１３，３１１，３１２，１５０１，１６０１ 光分岐部
２１１，２１５ 偏光ビームスプリッタ
２１２ 局発光源
２１４，４１２，４２２，１６０４ 遅延部
２２１，２２２，３００ 光位相ハイブリッド干渉計
２３１〜２３４ 受光部
２３５〜２３８ コンデンサ
２４０，２６０ アナログ−ディジタル変換器
２５０，１６０３ 位相変動測定部
２７１，２００１ 可変遅延部
２７２ 遅延制御部
２７３ 補償値算出部
３３１，３３２ 干渉部
４０１，４１１，４１４，４２１，４２４ 光カプラ
４１０，４２０ 非対称マッハツェンダ干渉計
４１３，４２３ 位相調整部
４４１，４４２ バランスドＰＤ
４５１，４５２ 増幅部
５１１〜５１６ 遅延素子
７１０ 基準周波数
７１１〜７２０ 周波数変動信号
７２１〜７３０ 時間遅延
７３１〜７３９ パワー信号
１６０２ 光バンドパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局発光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、
入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記位相処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記位相変動に基づいて前記位相を回転させることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記各局発光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光受信装置。
【請求項４】
入力された信号光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する測定部と、
前記各信号光の他方を局発光と混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
局発光を分岐する第一光分岐部と、
入力された信号光を分岐する第二光分岐部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する第一測定部と、
前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する第二測定部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の他方と、前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の他方と、を混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記第一測定部および前記第二測定部によって測定された各位相変動の差に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項８】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置による光受信方法において、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくし、
波長分散を小さくした信号の位相を前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させ、
位相を回転させた信号を識別する、
ことを特徴とする光受信方法。
【請求項１】
局発光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、
入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記分散補償部は、前記変換された信号に所定の波長分散特性を与えることによって前記波長分散を小さくし、
前記位相処理部は、前記所定の波長分散特性が与えられた前記位相変動に基づいて前記位相を回転させることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記各局発光の一方の周波数変動を測定する周波数測定部と、
前記周波数測定部によって測定された周波数変動に基づいて、前記局発光の周波数変動に起因する強度変動を算出する算出部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の振幅を、前記算出部によって算出された強度変動に基づいて調整する振幅処理部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光受信装置。
【請求項４】
入力された信号光を分岐する光分岐部と、
前記光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する測定部と、
前記各信号光の他方を局発光と混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
局発光を分岐する第一光分岐部と、
入力された信号光を分岐する第二光分岐部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する第一測定部と、
前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の一方の位相変動を測定する第二測定部と、
前記第一光分岐部によって分岐された各局発光の他方と、前記第二光分岐部によって分岐された各信号光の他方と、を混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記第一測定部および前記第二測定部によって測定された各位相変動の差に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置に適用される信号処理装置であって、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくする分散補償部と、
前記分散補償部によって波長分散を小さくされた信号の位相を、前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させる位相処理部と、
前記位相処理部によって位相を回転された信号を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項８】
局発光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部によって分岐された各局発光の一方の位相変動を測定する測定部と、入力された信号光と前記各局発光の他方とを混合して受光し、受光により得られた信号をディジタルの信号に変換する受信部と、を備える光受信装置による光受信方法において、
前記受信部によって変換された信号の波長分散を小さくし、
波長分散を小さくした信号の位相を前記測定部によって測定された位相変動に基づいて回転させ、
位相を回転させた信号を識別する、
ことを特徴とする光受信方法。
【図１】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−１７５５８１（Ｐ２０１２−１７５５８１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７６８５（Ｐ２０１１−３７６８５）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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