ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及び方法
【課題】本発明は、波長チャネルを増設した場合であっても、受信器を追加する必要がなく、装置規模が大きくならないようなＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法の提供を目的とする。
【解決手段】本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、複数の波長チャネルが多重化されたＷＤＭ信号光の総波長帯域にわたる波長掃引を行いながら出力する波長スイープ局発光生成部１１と、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波する光合波部１３と、光合波部１３の合波した合波光を検波する光検波部１４と、光検波部１４からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部１８と、を備える。
【解決手段】本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、複数の波長チャネルが多重化されたＷＤＭ信号光の総波長帯域にわたる波長掃引を行いながら出力する波長スイープ局発光生成部１１と、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波する光合波部１３と、光合波部１３の合波した合波光を検波する光検波部１４と、光検波部１４からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部１８と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ信号光をコヒーレント検波するＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークにおける伝送容量の拡大にあたり、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の適用は有望である。コアネットワークにおいては、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ）信号をＷＤＭすることにより総容量１．６Ｔｂｉｔ／ｓ（４０Ｇｂｉｔ／ｓ×４０波）のシステムが既に実用化されている。アクセスネットワークにおいても、４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓを狙いとしたアクセス方式の１つとして、ＷＤＭ／ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（図１）などが検討されている。これは、波長チャネルの増設により、ラインレートを保ちつつシステム容量を拡大できるため、ＯＬＴ１５４内のラインカードの段階的な追加により、帯域ニーズに応じた総システム容量の拡大が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＷＤＭネットワークでは、受信装置において光領域または電気領域で各信号成分を分離又は選択する必要がある。
各信号成分を分離する受信装置の構成例を図２及び図３に示す。図２に示す受信装置１５５は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）や多層膜フィルタ等の波長分離部により各信号成分を分離する構成である。図３に示す受信装置１５６は、光スプリッタと中心透過波長が互いに異なる複数の波長フィルタとが接続された構成である。
各信号成分を選択する受信装置の構成例を図４に示す。図４に示す受信装置１５７は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、ＷＤＭ信号光をコヒーレント検波して生成した電気段の周波数多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号から所望の信号成分を選択する構成も可能である（図４）。各コヒーレント受信器内の局発光の波長は、所望の信号成分を搬送する光キャリアの波長近傍に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の受信装置を用いたＷＤＭネットワークでは、波長チャネルを増設した際に、受信装置において受信器を追加する必要が生じ、装置規模が大きくなるという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、通信波長を増設した場合であっても、受信器を追加する必要がなく、装置規模が大きくならないようなＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明では、受信器に搭載するコヒーレント受信器の局発光素子に波長スイープ局発光素子を用い、追加した信号に対しても、波長スイープにより受信可能とすることで、受信器を追加することなく波長増設に対応可能とするものである。
【０００８】
具体的には、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引する波長スイープ局発光生成部と、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波する光合波部と、前記光合波部の合波した合波光を検波する光検波部と、前記光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部と、を備える。
【０００９】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、波長スイープ局発光生成部と、光合波部と、光検波部と、時分割多重信号分離部と、を備えるため、ＷＤＭ信号光から各チャネルの信号を抽出することができる。ここで、スイープ範囲内に波長チャネルを増設すれば、受信器の変更なく、ＷＤＭ信号光を一括コヒーレント検波することができる。このため、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１０】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。
【００１１】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が前記光合波部において一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する偏波調整部をさらに備えてもよい。
【００１２】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記ＷＤＭ信号送信器は、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１３】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする偏波スクランブラをさらに備えてもよい。
【００１４】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記ＷＤＭ信号送信器は、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１５】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とをそれぞれ２つに分離する光分離部を前記光合波部の前段に備え、前記光合波部は、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光のもう一方と前記局発光のもう一方とをそれぞれ合波し、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方は、偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離されていてもよい。
【００１６】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続されている。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１７】
具体的には、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引し、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波し、当該合波光を検波する光検波手順と、光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離手順と、を有する。
【００１８】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、光検波手順と、時分割多重信号分離手順と、を有するため、ＷＤＭ信号光から各チャネルの信号を抽出することができる。ここで、スイープ範囲内に波長チャネルを増設すれば、受信器の変更なくＷＤＭ信号光を一括コヒーレント検波することができる。このため、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１９】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。
【００２０】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整した後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波してもよい。
【００２１】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を、全波長成分の偏光状態が一致するように合波し、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２２】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルした後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波してもよい。
【００２３】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２４】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光をそれぞれ２つに分離し、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光の他方と前記局発光の他方とをそれぞれ合波し、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光の少なくとも一方は偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分になるように分離してもよい。
【００２５】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、光信号送信器から波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２６】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、通信波長を増設した場合であっても、受信器を追加することなく受信することができる。したがって、通信波長を増設した場合であっても、装置規模が大きくならないＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のＷＤＭ信号受信器を用いた通信システムの構成例を示す。
【図２】従来のＷＤＭ信号受信器の第１例を示す。
【図３】従来のＷＤＭ信号受信器の第２例を示す。
【図４】従来のＷＤＭ信号受信器の第３例を示す。
【図５】本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を用いた通信システムの一例を示す。
【図６】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。
【図７】本実施形態に係る波長スイープ局発光の第１例である。
【図８】本実施形態に係る波長スイープ局発光の第２例である。
【図９】本実施形態に係る時間軸上に多重された中間周波帯時分割多重信号の一例である。
【図１０】本実施形態に係る時分割多重信号分離部１８の構成の一例を示す。
【図１１】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第２例を示す。
【図１２】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例を示す。
【図１３】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例を示す。
【図１４】第３の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【図１５】第４の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【図１６】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。
【図１７】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第２例を示す。
【図１８】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例を示す。
【図１９】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例を示す。
【図２０】第６の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３０】
（第１の実施形態）
図５は、第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す。本実施形態に係る通信システムは、複数のＯＮＵ５１−１〜５１−ＮとＯＬＴとの間で波長多重信号を送受信するＰＯＮ構成となっている。本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、ＯＬＴに設置される。ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは光信号送信器として機能し、カプラ５２は、光信号送信器の後段に接続される光合波部として機能する。ＷＤＭ信号送信器は、例えば、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎ及びカプラ５２を備える。
【００３１】
本実施形態に係る通信方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有する。受信手順において、本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を実行する。送信手順では、ＷＤＭ信号光を出力する。例えば、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、それぞれ波長λ１〜λＮの異なるチャネルの光信号を送信する。カプラ５２は、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎからの光信号を合波する。これにより、ＷＤＭ信号光が生成される。受信手順では、送信手順で出力したＷＤＭ信号光を、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、ＷＤＭ信号光がＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４に入力され、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４がＷＤＭ信号を受信する。
【００３２】
ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、波長スイープ局発光生成部１１と、光合波部１３と、光検波部１４と、時分割多重信号分離部１８と、を備える。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、光検波手順と、時分割多重信号分離手順と、を順に有する。
【００３３】
光検波手順では、ＷＤＭ信号光の総波長帯域にわたる波長掃引を行いながら出力し、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波し、当該合波光を検波する。例えば、波長スイープ局発光生成部１１は、複数の波長チャネルが多重化されたＷＤＭ信号の局発光を、ＷＤＭ信号光の１シンボル時間内に、ＷＤＭ信号光の総波長帯域である波長λ１〜λＮにわたる波長掃引を行いながら出力する。光合波部１３は、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波する。光検波部１４は、光合波部１３の合波した合波光を検波する。
【００３４】
時分割多重信号分離手順では、時分割多重信号分離部１８は、波長掃引に同期して、光検波部からの出力信号を時間的に分離する。これにより、各チャネルのデータ＃１〜＃Ｎを受信することができる。
【００３５】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００３６】
また、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００３７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致するＷＤＭ信号光を出力する。例えば、図５に示すＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、波長がそれぞれ異なる信号光を出力する。図５に示すカプラ５２は、複数の光信号送信器からの信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致しているＷＤＭ信号光を出力する。
【００３８】
図６は、本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、波長スイープ局発光生成部１１、偏波調整部１２、光合波部１３、光検波部１４、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８、積分部１９−１〜１９−Ｎを備え、波長が所定の波長範囲を一定の繰り返し周期１／Ｆ［ｓ］で連続的に掃引する局発光を用いて、受信器への入力信号光をヘテロダイン検波する。
【００３９】
ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へは、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力される。ここで、ＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００４０】
局発光の波長掃引範囲はＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であり、ＷＤＭ信号光のｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎ［Ｓｙｍｂｏｌ／ｓ］とすると、Ｆ／Ｂｎは自然数であり、Ｆ＞Ｂｎ［Ｈｚ］（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。図７は、全波長成分のシンボルレートが等しい場合であるが、波長成分ごとにシンボルレートが異なっていてもよい。また、波長成分間でシンボル同期がとれていなくてもよい。
【００４１】
波長スイープ局発光生成部１１としては、例えば、半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を直接変調した際に起こる周波数チャーピングを利用し、ＬＤを繰り返し周波数Ｆ［Ｈｚ］ののこぎり波（図７）や正弦波（図８）で直接変調する構成がこれにあたる。局発光強度の時間変動が許容範囲以上である場合、利得が飽和した半導体光アンプ（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｉｔｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）やエルビウム添加光ファイバアンプ（ＥＤＦＡ：Ｅｒ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｅｒ）などを波長スイープ局発光生成部１１の出力側に配置し、光強度の時間変動を抑圧することが有効である。
【００４２】
偏波調整部１２は、ＷＤＭ信号光と局発光の偏光状態が一致するように、ＷＤＭ信号光と局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する。図６は局発光の偏光状態をＷＤＭ信号光にトラッキングさせる構成であるが、ＷＤＭ信号光の偏光状態を調整する構成や、両光の偏光状態を調整する構成も可能である。
【００４３】
光合波部１３は、ＷＤＭ信号光と局発光を合波して出力する。光合波部１３としては、平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や光ファイバで制作した光カプラなどがこれにあたる。
【００４４】
光検波部１４は、光合波部１３からの合波光を２乗検波して、データ＃１〜＃Ｎが周波数軸上に多重された周波数多重信号を出力する。図６は、光合波部１３の２出力がバランス・フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）に入力される構成であるが、光合波部１３の２出力のうちの一方をｐｉｎ−ＰＤやＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）を用いて検波する構成も可能である。
【００４５】
帯域濾波部１５は、いわゆるＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）であり、光検波部１４からの周波数多重信号を構成する各周波数成分のうち、局発光波長と所定の周波数差である光キャリアに搬送されるデータを含む中間周波（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を選択的に透過する。局発光の波長がＷＤＭ信号光の総波長帯域を掃引するため、どのデータを含むＩＦ信号が帯域濾波部１５の透過帯域内に落ち込んでくるかが時間的に変化し、帯域濾波部１５の出力はデータ＃１〜＃Ｎが時間軸上に多重されたＩＦ−ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号となる。局発光の波長が図７のように変化する場合、図９のようなＩＦ−ＴＤＭ信号が得られる。
【００４６】
帯域濾波部１５からのＩＦ−ＴＤＭ信号を検波部１６で検波した後、低域濾波部１７で低域濾波することにより、低域濾波部１７からベースバンドＴＤＭ信号が出力される。低域濾波部１７は、いわゆるＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）である。検波部１６では、ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合は、同期検波または遅延検波を行う。これにより、データ＃１〜＃Ｎが時間軸上に多重されたベースバンドＴＤＭ信号が得られる。
【００４７】
時分割多重信号分離部１８は、低域濾波部１７からのベースバンドＴＤＭ信号をデータ成分ごとに分離し、Ｎ個のデータ列＃１〜＃Ｎを生成する。ベースバンドＴＤＭ信号を、波長掃引に同期した１／Ｆ［ｓ］間隔でゲーティングすることにより所定のデータ成分のみを含むデータ列が生成され、ゲーティング位置の時間シフトにより抽出されるデータ成分が変更される。
【００４８】
時分割多重信号分離部１８の構成例を図１０に示す。ベースバンドＴＤＭ信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］（ただし、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数。）を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。ｎ番目の積分部は、データ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−１〜１９−Ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。
【００４９】
図６は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、図１１〜図１３のように、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤＣ２１（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とディジタル信号処理（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）回路を縦列に接続し、ＡＤＣ２１以降の動作をＤＳＰ回路で実現することも可能である。
【００５０】
例えば、図１１に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第２例では、図６に示す光検波部１４と帯域濾波部１５の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５１】
図１２に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第３例では、図６に示す帯域濾波部１５と検波部１６の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５２】
図１３に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第４例では、図６に示す低域濾波部１７と時分割多重信号分離部１８の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５３】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００５４】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１４に、第３の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。第３の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第１例は、第２の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４において、時分割多重信号分離部１８が検波部１６の前に配置され、検波部１６、低域濾波部１７、積分部１９がＷＤＭ信号光の波長成分の数だけ並列に配置された構成である。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へ入力されるＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００５６】
時分割多重信号分離部１８は、データ＃１〜＃Ｎが時間軸上で多重されたＩＦ−ＴＤＭ信号をデータ成分ごとに分離し、Ｎ個のＩＦデータ列＃１〜＃Ｎを生成する。ＩＦ−ＴＤＭ信号を、波長掃引に同期した１／Ｆ［ｓ］間隔でゲーティングすることにより所定のデータ成分のみを含むＩＦデータ列が生成され、ゲーティング位置の時間シフトにより抽出されるデータ成分が変更される。
【００５７】
時分割多重信号分離部１８としては、例えば、第２の実施形態中の図１０の構成がこれにあたる。ＩＦ−ＴＤＭ信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。
【００５８】
各検波部１６−１〜１６−Ｎにおいて、時分割多重信号分離部１８からのＩＦデータ列をチャネルごとに検波する。そして、各低域濾波部１７−１〜１７−ＮがＩＦデータ列をチャネルごとに低域濾波することによりベースバンドのデータ列が出力される。ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、同期検波または遅延検波を行う。
【００５９】
１以上Ｎ以下の任意のｎ番目の積分部１９−ｎは、ベースバンドのデータ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。検波部１６−ｎの後段の低域濾波部１７−ｎの透過帯域をＢｎ［Ｈｚ］とすることにより、積分部１９−ｎを不要化することも可能である。
【００６０】
図１４は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００６１】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００６２】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００６３】
（第４の実施形態）
図１５に、第４の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。第４の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第１例は、第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４において、時分割多重信号分離部１８が帯域濾波部１５の前に配置され、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、積分部１９がＷＤＭ信号光の波長成分の数だけ並列に配置された構成である。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へ入力されるＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００６４】
時分割多重信号分離部１８としては、例えば、第２の実施形態中の図１０の構成がこれにあたる。光検波部からの出力信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。
【００６５】
帯域濾波部１５−１〜１５−Ｎにおいて、時分割多重信号分離部１８からの周波数多重信号を構成する各周波数成分のうち、局発光波長と所定の周波数差である光キャリアに搬送されるデータを含む中間周波信号を選択的に透過する。
【００６６】
各検波部１６−１〜１６−Ｎにおいて、帯域濾波部１５からのＩＦデータ列をチャネルごとに検波する。そして、各低域濾波部１７−１〜１７−ＮがＩＦデータ列をチャネルごとに低域濾波することによりベースバンドのデータ列が出力される。ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、同期検波または遅延検波を行う。
【００６７】
１以上Ｎ以下の任意のｎ番目の積分部１９−ｎは、ベースバンドのデータ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。検波部１６−ｎの後段の低域濾波部１７−ｎの透過帯域をＢｎ［Ｈｚ］とすることにより、積分部１９−ｎを不要化することも可能である。
【００６８】
図１５は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００６９】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００７０】
また、波長フィルタを用いないために隣接波長間隔が波長フィルタの特性により制限されず、高い周波数利用効率を実現できる。
【００７１】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００７２】
（第５の実施形態）
図１６及び図１７は、それぞれ第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例を示す。第５の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４に偏波ダイバーシティを適用する。第２及び第３の実施形態ではＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態が一致していることが要求されたが、第５の実施形態のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、偏波ダイバーシティの適用により、各波長成分の偏光状態は必ずしも一致していなくてもよく、受信器内での偏波調整を不要化することができる。
【００７３】
図１６及び図１７に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例では、ＷＤＭ信号光と局発光はそれぞれ２つに分岐され、分岐されたＷＤＭ信号光の一方と局発光の一方、ＷＤＭ信号光のもう一方と局発光のもう一方とがそれぞれ合波される。ここで、分岐される際に、ＷＤＭ信号光と局発光のうち、少なくとも一方は、偏波分離部により偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離される。偏波分離部として偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を用い、入力光の偏光状態をＰＢＳの偏光面に対して４５°傾いた直線偏光に調整することで、入力光は、偏光軸の相対角度が９０°であり光強度が等しい２つの直線偏光成分に分離される。ＰＢＳへの入力光の偏光状態は円偏光であってもよい。
【００７４】
例えば、図１６及び図１７に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例では、ＷＤＭ信号光は光分岐部２３Ｓを用いて２つに分岐され、局発光は偏波分離部２２Ｌを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離される。光合波部１３ｘは、光分岐部２３Ｓからの一方のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｘ軸偏光成分の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、光分岐部２３Ｓからの一方のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｙ軸偏光成分の局発光を合波する。
【００７５】
なお、図１６及び図１７は局発光が偏波分離されるのに対してＷＤＭ信号光はパワー分岐される構成であるが、ＷＤＭ信号光のみを偏波分離する構成（図１８）、両光を偏波分離する構成（図１９）も可能である。
【００７６】
例えば、図１８に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例では、ＷＤＭ信号光は偏波分離部２２Ｓを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離され、局発光は光分岐部２３Ｌを用いて２つに分岐される。光合波部１３ｘは、偏波分離部２２Ｓからのｘ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と光分岐部２３Ｌからの一方の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、偏波分離部２２Ｓからのｙ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と光分岐部２３Ｌからの他方の局発光を合波する。
【００７７】
例えば図１９に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例では、ＷＤＭ信号光は偏波分離部２２Ｓを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離され、局発光は偏波分離部２２Ｌを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離される。光合波部１３ｘは、偏波分離部２２Ｓからのｘ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｘ軸偏光成分の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、偏波分離部２２Ｓからのｙ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｙ軸偏光成分の局発光を合波する。
【００７８】
図１６〜図１９に示す構成の場合、光合波部１３ｘ及び１３ｙの出力は、光検波部１４ｘ及び１４ｙにてそれぞれ検波され、データ＃１〜＃Ｎが周波数軸上に多重された周波数多重信号を出力する。ここで、偏波分離部２２Ｓ又は２２Ｌからの２つの直線偏光成分の偏光軸をそれぞれｘ、ｙ軸とすると、ｘ軸偏光成分が入力された光検波部１４ｘではＷＤＭ信号光と局発光のｘ軸偏光成分同士が干渉し、ｙ軸偏光成分が入力された光検波部１４ｙではｙ軸偏光成分同士が干渉する。図１６〜図１９は、光合波部１３ｘ及び１３ｙの２出力がバランスＰＤに入力される構成であるが、光合波部１３ｘ及び１３ｙの２出力のうちの一方をｐｉｎ−ＰＤやＡＰＤを用いて検波する構成も可能である。
【００７９】
光検波部１４ｘ及び１４ｙ以降の構成および動作は、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と同様である。ＷＤＭ信号光と局発光のｘ軸偏光成分同士が干渉する光検波部１４ｘにて生成された周波数多重信号からデータ列＃ｎ＿ｘが復調される。また、もう一方の光検波部１４ｙにて生成された周波数多重信号からデータ列＃ｎ＿ｙが生成される。データ列＃ｎ＿ｘとデータ列＃ｎ＿ｙを合わせることで、ＷＤＭ信号光の偏光状態によらず、ＷＤＭ信号光の各キャリアが搬送する各データを復調可能である。
【００８０】
図１６〜図１９は、光検波部１４ｘ及び１４ｙ以降をアナログ電気回路で構成しているが、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信装置５４と同様、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００８１】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００８２】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００８３】
（第６の実施形態）
本実施形態では、送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされているＷＤＭ信号光を出力する。例えば、図５に示すＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、波長がそれぞれ異なる信号光を出力する。図５に示すカプラ５２は、複数の光信号送信器からの信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされているＷＤＭ信号光を出力する。
【００８４】
図２０は、第６の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。第６の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は偏波スクランブラ２４を備える。偏波スクランブラ２４は、ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする。
【００８５】
偏波スクランブラ２４の適用により、第２及び第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器において必要であった偏波調整を不要化することができる。第２及び第３の実施形態では、ＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態が一致していることが要求されたが、本実施形態においては、各波長成分の偏光状態は必ずしも一致していなくてもよい。
【００８６】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００８７】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１：波長スイープ局発光生成部
１２：偏波調整部
１３、１３ｘ、１３ｙ：光合波部
１４、１４ｘ、１４ｙ：光検波部
１５：帯域濾波部
１６：検波部
１７：低域濾波部
１８：時分割多重信号分離部
１９：積分部
２１：ＡＤＣ
２２Ｌ、２２Ｓ：偏波分離部
２３Ｌ、２３Ｓ：光分岐部
２４：偏波スクランブラ
５１−１〜５１−Ｎ：ＯＮＵ
５２、１５２：カプラ
５３：波長分離部
５４：ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器
１５４：ＯＬＴ
１５５、１５６、１５７：受信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ信号光をコヒーレント検波するＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークにおける伝送容量の拡大にあたり、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の適用は有望である。コアネットワークにおいては、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ）信号をＷＤＭすることにより総容量１．６Ｔｂｉｔ／ｓ（４０Ｇｂｉｔ／ｓ×４０波）のシステムが既に実用化されている。アクセスネットワークにおいても、４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓを狙いとしたアクセス方式の１つとして、ＷＤＭ／ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（図１）などが検討されている。これは、波長チャネルの増設により、ラインレートを保ちつつシステム容量を拡大できるため、ＯＬＴ１５４内のラインカードの段階的な追加により、帯域ニーズに応じた総システム容量の拡大が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＷＤＭネットワークでは、受信装置において光領域または電気領域で各信号成分を分離又は選択する必要がある。
各信号成分を分離する受信装置の構成例を図２及び図３に示す。図２に示す受信装置１５５は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）や多層膜フィルタ等の波長分離部により各信号成分を分離する構成である。図３に示す受信装置１５６は、光スプリッタと中心透過波長が互いに異なる複数の波長フィルタとが接続された構成である。
各信号成分を選択する受信装置の構成例を図４に示す。図４に示す受信装置１５７は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、ＷＤＭ信号光をコヒーレント検波して生成した電気段の周波数多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号から所望の信号成分を選択する構成も可能である（図４）。各コヒーレント受信器内の局発光の波長は、所望の信号成分を搬送する光キャリアの波長近傍に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の受信装置を用いたＷＤＭネットワークでは、波長チャネルを増設した際に、受信装置において受信器を追加する必要が生じ、装置規模が大きくなるという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、通信波長を増設した場合であっても、受信器を追加する必要がなく、装置規模が大きくならないようなＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明では、受信器に搭載するコヒーレント受信器の局発光素子に波長スイープ局発光素子を用い、追加した信号に対しても、波長スイープにより受信可能とすることで、受信器を追加することなく波長増設に対応可能とするものである。
【０００８】
具体的には、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引する波長スイープ局発光生成部と、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波する光合波部と、前記光合波部の合波した合波光を検波する光検波部と、前記光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部と、を備える。
【０００９】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、波長スイープ局発光生成部と、光合波部と、光検波部と、時分割多重信号分離部と、を備えるため、ＷＤＭ信号光から各チャネルの信号を抽出することができる。ここで、スイープ範囲内に波長チャネルを増設すれば、受信器の変更なく、ＷＤＭ信号光を一括コヒーレント検波することができる。このため、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器は、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１０】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。
【００１１】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が前記光合波部において一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する偏波調整部をさらに備えてもよい。
【００１２】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記ＷＤＭ信号送信器は、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１３】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする偏波スクランブラをさらに備えてもよい。
【００１４】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記ＷＤＭ信号送信器は、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１５】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器では、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とをそれぞれ２つに分離する光分離部を前記光合波部の前段に備え、前記光合波部は、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光のもう一方と前記局発光のもう一方とをそれぞれ合波し、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方は、偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離されていてもよい。
【００１６】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続されている。
または、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、複数の光信号送信器と、光合波部と、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号送信器と、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と、を備えるため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送システムは、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を備えるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１７】
具体的には、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引し、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波し、当該合波光を検波する光検波手順と、光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離手順と、を有する。
【００１８】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、光検波手順と、時分割多重信号分離手順と、を有するため、ＷＤＭ信号光から各チャネルの信号を抽出することができる。ここで、スイープ範囲内に波長チャネルを増設すれば、受信器の変更なくＷＤＭ信号光を一括コヒーレント検波することができる。このため、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００１９】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。
【００２０】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整した後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波してもよい。
【００２１】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を、全波長成分の偏光状態が一致するように合波し、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２２】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルした後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波してもよい。
【００２３】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２４】
本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光をそれぞれ２つに分離し、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光の他方と前記局発光の他方とをそれぞれ合波し、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光の少なくとも一方は偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分になるように分離してもよい。
【００２５】
この場合、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有する。
または、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、本願発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、前記送信手順において、光信号送信器から波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する。
本願発明のＷＤＭ伝送方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有するため、ＷＤＭ信号光を伝送することができる。ここで、本願発明のＷＤＭ伝送方法は、受信手順においてＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いるため、通信波長を増設した場合であっても、受信器の変更や追加をすることなく受信することができる。
【００２６】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、通信波長を増設した場合であっても、受信器を追加することなく受信することができる。したがって、通信波長を増設した場合であっても、装置規模が大きくならないＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器及びＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のＷＤＭ信号受信器を用いた通信システムの構成例を示す。
【図２】従来のＷＤＭ信号受信器の第１例を示す。
【図３】従来のＷＤＭ信号受信器の第２例を示す。
【図４】従来のＷＤＭ信号受信器の第３例を示す。
【図５】本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器を用いた通信システムの一例を示す。
【図６】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。
【図７】本実施形態に係る波長スイープ局発光の第１例である。
【図８】本実施形態に係る波長スイープ局発光の第２例である。
【図９】本実施形態に係る時間軸上に多重された中間周波帯時分割多重信号の一例である。
【図１０】本実施形態に係る時分割多重信号分離部１８の構成の一例を示す。
【図１１】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第２例を示す。
【図１２】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例を示す。
【図１３】第２の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例を示す。
【図１４】第３の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【図１５】第４の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【図１６】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。
【図１７】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第２例を示す。
【図１８】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例を示す。
【図１９】第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例を示す。
【図２０】第６の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３０】
（第１の実施形態）
図５は、第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す。本実施形態に係る通信システムは、複数のＯＮＵ５１−１〜５１−ＮとＯＬＴとの間で波長多重信号を送受信するＰＯＮ構成となっている。本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、ＯＬＴに設置される。ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは光信号送信器として機能し、カプラ５２は、光信号送信器の後段に接続される光合波部として機能する。ＷＤＭ信号送信器は、例えば、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎ及びカプラ５２を備える。
【００３１】
本実施形態に係る通信方法は、送信手順と、受信手順と、を順に有する。受信手順において、本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を実行する。送信手順では、ＷＤＭ信号光を出力する。例えば、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、それぞれ波長λ１〜λＮの異なるチャネルの光信号を送信する。カプラ５２は、ＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎからの光信号を合波する。これにより、ＷＤＭ信号光が生成される。受信手順では、送信手順で出力したＷＤＭ信号光を、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法では、ＷＤＭ信号光がＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４に入力され、ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４がＷＤＭ信号を受信する。
【００３２】
ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、波長スイープ局発光生成部１１と、光合波部１３と、光検波部１４と、時分割多重信号分離部１８と、を備える。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法は、光検波手順と、時分割多重信号分離手順と、を順に有する。
【００３３】
光検波手順では、ＷＤＭ信号光の総波長帯域にわたる波長掃引を行いながら出力し、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波し、当該合波光を検波する。例えば、波長スイープ局発光生成部１１は、複数の波長チャネルが多重化されたＷＤＭ信号の局発光を、ＷＤＭ信号光の１シンボル時間内に、ＷＤＭ信号光の総波長帯域である波長λ１〜λＮにわたる波長掃引を行いながら出力する。光合波部１３は、ＷＤＭ信号光と局発光とを合波する。光検波部１４は、光合波部１３の合波した合波光を検波する。
【００３４】
時分割多重信号分離手順では、時分割多重信号分離部１８は、波長掃引に同期して、光検波部からの出力信号を時間的に分離する。これにより、各チャネルのデータ＃１〜＃Ｎを受信することができる。
【００３５】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００３６】
また、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００３７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致するＷＤＭ信号光を出力する。例えば、図５に示すＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、波長がそれぞれ異なる信号光を出力する。図５に示すカプラ５２は、複数の光信号送信器からの信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致しているＷＤＭ信号光を出力する。
【００３８】
図６は、本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、波長スイープ局発光生成部１１、偏波調整部１２、光合波部１３、光検波部１４、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８、積分部１９−１〜１９−Ｎを備え、波長が所定の波長範囲を一定の繰り返し周期１／Ｆ［ｓ］で連続的に掃引する局発光を用いて、受信器への入力信号光をヘテロダイン検波する。
【００３９】
ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へは、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力される。ここで、ＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００４０】
局発光の波長掃引範囲はＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であり、ＷＤＭ信号光のｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎ［Ｓｙｍｂｏｌ／ｓ］とすると、Ｆ／Ｂｎは自然数であり、Ｆ＞Ｂｎ［Ｈｚ］（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする。図７は、全波長成分のシンボルレートが等しい場合であるが、波長成分ごとにシンボルレートが異なっていてもよい。また、波長成分間でシンボル同期がとれていなくてもよい。
【００４１】
波長スイープ局発光生成部１１としては、例えば、半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を直接変調した際に起こる周波数チャーピングを利用し、ＬＤを繰り返し周波数Ｆ［Ｈｚ］ののこぎり波（図７）や正弦波（図８）で直接変調する構成がこれにあたる。局発光強度の時間変動が許容範囲以上である場合、利得が飽和した半導体光アンプ（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｉｔｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）やエルビウム添加光ファイバアンプ（ＥＤＦＡ：Ｅｒ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｅｒ）などを波長スイープ局発光生成部１１の出力側に配置し、光強度の時間変動を抑圧することが有効である。
【００４２】
偏波調整部１２は、ＷＤＭ信号光と局発光の偏光状態が一致するように、ＷＤＭ信号光と局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する。図６は局発光の偏光状態をＷＤＭ信号光にトラッキングさせる構成であるが、ＷＤＭ信号光の偏光状態を調整する構成や、両光の偏光状態を調整する構成も可能である。
【００４３】
光合波部１３は、ＷＤＭ信号光と局発光を合波して出力する。光合波部１３としては、平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や光ファイバで制作した光カプラなどがこれにあたる。
【００４４】
光検波部１４は、光合波部１３からの合波光を２乗検波して、データ＃１〜＃Ｎが周波数軸上に多重された周波数多重信号を出力する。図６は、光合波部１３の２出力がバランス・フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）に入力される構成であるが、光合波部１３の２出力のうちの一方をｐｉｎ−ＰＤやＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）を用いて検波する構成も可能である。
【００４５】
帯域濾波部１５は、いわゆるＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）であり、光検波部１４からの周波数多重信号を構成する各周波数成分のうち、局発光波長と所定の周波数差である光キャリアに搬送されるデータを含む中間周波（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を選択的に透過する。局発光の波長がＷＤＭ信号光の総波長帯域を掃引するため、どのデータを含むＩＦ信号が帯域濾波部１５の透過帯域内に落ち込んでくるかが時間的に変化し、帯域濾波部１５の出力はデータ＃１〜＃Ｎが時間軸上に多重されたＩＦ−ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号となる。局発光の波長が図７のように変化する場合、図９のようなＩＦ−ＴＤＭ信号が得られる。
【００４６】
帯域濾波部１５からのＩＦ−ＴＤＭ信号を検波部１６で検波した後、低域濾波部１７で低域濾波することにより、低域濾波部１７からベースバンドＴＤＭ信号が出力される。低域濾波部１７は、いわゆるＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）である。検波部１６では、ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合は、同期検波または遅延検波を行う。これにより、データ＃１〜＃Ｎが時間軸上に多重されたベースバンドＴＤＭ信号が得られる。
【００４７】
時分割多重信号分離部１８は、低域濾波部１７からのベースバンドＴＤＭ信号をデータ成分ごとに分離し、Ｎ個のデータ列＃１〜＃Ｎを生成する。ベースバンドＴＤＭ信号を、波長掃引に同期した１／Ｆ［ｓ］間隔でゲーティングすることにより所定のデータ成分のみを含むデータ列が生成され、ゲーティング位置の時間シフトにより抽出されるデータ成分が変更される。
【００４８】
時分割多重信号分離部１８の構成例を図１０に示す。ベースバンドＴＤＭ信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］（ただし、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数。）を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。ｎ番目の積分部は、データ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−１〜１９−Ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。
【００４９】
図６は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、図１１〜図１３のように、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤＣ２１（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とディジタル信号処理（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）回路を縦列に接続し、ＡＤＣ２１以降の動作をＤＳＰ回路で実現することも可能である。
【００５０】
例えば、図１１に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第２例では、図６に示す光検波部１４と帯域濾波部１５の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５１】
図１２に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第３例では、図６に示す帯域濾波部１５と検波部１６の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、検波部１６、低域濾波部１７、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５２】
図１３に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第４例では、図６に示す低域濾波部１７と時分割多重信号分離部１８の間にＡＤＣ２１を備える。この場合、時分割多重信号分離部１８及び積分部１９−１〜１９−ＮにＤＳＰ回路を用いることができる。
【００５３】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００５４】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１４に、第３の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。第３の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第１例は、第２の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４において、時分割多重信号分離部１８が検波部１６の前に配置され、検波部１６、低域濾波部１７、積分部１９がＷＤＭ信号光の波長成分の数だけ並列に配置された構成である。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へ入力されるＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００５６】
時分割多重信号分離部１８は、データ＃１〜＃Ｎが時間軸上で多重されたＩＦ−ＴＤＭ信号をデータ成分ごとに分離し、Ｎ個のＩＦデータ列＃１〜＃Ｎを生成する。ＩＦ−ＴＤＭ信号を、波長掃引に同期した１／Ｆ［ｓ］間隔でゲーティングすることにより所定のデータ成分のみを含むＩＦデータ列が生成され、ゲーティング位置の時間シフトにより抽出されるデータ成分が変更される。
【００５７】
時分割多重信号分離部１８としては、例えば、第２の実施形態中の図１０の構成がこれにあたる。ＩＦ−ＴＤＭ信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。
【００５８】
各検波部１６−１〜１６−Ｎにおいて、時分割多重信号分離部１８からのＩＦデータ列をチャネルごとに検波する。そして、各低域濾波部１７−１〜１７−ＮがＩＦデータ列をチャネルごとに低域濾波することによりベースバンドのデータ列が出力される。ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、同期検波または遅延検波を行う。
【００５９】
１以上Ｎ以下の任意のｎ番目の積分部１９−ｎは、ベースバンドのデータ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。検波部１６−ｎの後段の低域濾波部１７−ｎの透過帯域をＢｎ［Ｈｚ］とすることにより、積分部１９−ｎを不要化することも可能である。
【００６０】
図１４は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００６１】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００６２】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００６３】
（第４の実施形態）
図１５に、第４の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例を示す。第４の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４の第１例は、第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４において、時分割多重信号分離部１８が帯域濾波部１５の前に配置され、帯域濾波部１５、検波部１６、低域濾波部１７、積分部１９がＷＤＭ信号光の波長成分の数だけ並列に配置された構成である。ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４へ入力されるＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態は一致している。
【００６４】
時分割多重信号分離部１８としては、例えば、第２の実施形態中の図１０の構成がこれにあたる。光検波部からの出力信号に１／Ｆ［ｓ］間隔のパルスを乗ずることで、パルス位置と重なるデータ成分を抽出する構成である。各乗算器へ入力するパルスに時間差ｎ×ΔＴ［ｓ］を与えることで、抽出されるデータ成分が変更される。
【００６５】
帯域濾波部１５−１〜１５−Ｎにおいて、時分割多重信号分離部１８からの周波数多重信号を構成する各周波数成分のうち、局発光波長と所定の周波数差である光キャリアに搬送されるデータを含む中間周波信号を選択的に透過する。
【００６６】
各検波部１６−１〜１６−Ｎにおいて、帯域濾波部１５からのＩＦデータ列をチャネルごとに検波する。そして、各低域濾波部１７−１〜１７−ＮがＩＦデータ列をチャネルごとに低域濾波することによりベースバンドのデータ列が出力される。ＷＤＭ信号光の各波長成分が振幅変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、包絡線検波または同期検波を行う。また、位相変調されている場合、検波部１６−１〜１６−Ｎは、同期検波または遅延検波を行う。
【００６７】
１以上Ｎ以下の任意のｎ番目の積分部１９−ｎは、ベースバンドのデータ列＃ｎを１／Ｂｎ［ｓ］に渡って積分する。積分部１９−ｎとしては、透過帯域がＢｎ［Ｈｚ］であるＬＰＦなどがこれにあたる。検波部１６−ｎの後段の低域濾波部１７−ｎの透過帯域をＢｎ［Ｈｚ］とすることにより、積分部１９−ｎを不要化することも可能である。
【００６８】
図１５は、光検波部１４以降をアナログ電気回路で構成しているが、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００６９】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００７０】
また、波長フィルタを用いないために隣接波長間隔が波長フィルタの特性により制限されず、高い周波数利用効率を実現できる。
【００７１】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００７２】
（第５の実施形態）
図１６及び図１７は、それぞれ第５の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例を示す。第５の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４に偏波ダイバーシティを適用する。第２及び第３の実施形態ではＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態が一致していることが要求されたが、第５の実施形態のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は、偏波ダイバーシティの適用により、各波長成分の偏光状態は必ずしも一致していなくてもよく、受信器内での偏波調整を不要化することができる。
【００７３】
図１６及び図１７に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例では、ＷＤＭ信号光と局発光はそれぞれ２つに分岐され、分岐されたＷＤＭ信号光の一方と局発光の一方、ＷＤＭ信号光のもう一方と局発光のもう一方とがそれぞれ合波される。ここで、分岐される際に、ＷＤＭ信号光と局発光のうち、少なくとも一方は、偏波分離部により偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離される。偏波分離部として偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を用い、入力光の偏光状態をＰＢＳの偏光面に対して４５°傾いた直線偏光に調整することで、入力光は、偏光軸の相対角度が９０°であり光強度が等しい２つの直線偏光成分に分離される。ＰＢＳへの入力光の偏光状態は円偏光であってもよい。
【００７４】
例えば、図１６及び図１７に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第１例及び第２例では、ＷＤＭ信号光は光分岐部２３Ｓを用いて２つに分岐され、局発光は偏波分離部２２Ｌを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離される。光合波部１３ｘは、光分岐部２３Ｓからの一方のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｘ軸偏光成分の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、光分岐部２３Ｓからの一方のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｙ軸偏光成分の局発光を合波する。
【００７５】
なお、図１６及び図１７は局発光が偏波分離されるのに対してＷＤＭ信号光はパワー分岐される構成であるが、ＷＤＭ信号光のみを偏波分離する構成（図１８）、両光を偏波分離する構成（図１９）も可能である。
【００７６】
例えば、図１８に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第３例では、ＷＤＭ信号光は偏波分離部２２Ｓを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離され、局発光は光分岐部２３Ｌを用いて２つに分岐される。光合波部１３ｘは、偏波分離部２２Ｓからのｘ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と光分岐部２３Ｌからの一方の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、偏波分離部２２Ｓからのｙ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と光分岐部２３Ｌからの他方の局発光を合波する。
【００７７】
例えば図１９に示すＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の第４例では、ＷＤＭ信号光は偏波分離部２２Ｓを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離され、局発光は偏波分離部２２Ｌを用いてｘ軸偏光成分とｙ軸偏光成分に分離される。光合波部１３ｘは、偏波分離部２２Ｓからのｘ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｘ軸偏光成分の局発光を合波する。光合波部１３ｙは、偏波分離部２２Ｓからのｙ軸偏光成分のＷＤＭ信号光と偏波分離部２２Ｌからのｙ軸偏光成分の局発光を合波する。
【００７８】
図１６〜図１９に示す構成の場合、光合波部１３ｘ及び１３ｙの出力は、光検波部１４ｘ及び１４ｙにてそれぞれ検波され、データ＃１〜＃Ｎが周波数軸上に多重された周波数多重信号を出力する。ここで、偏波分離部２２Ｓ又は２２Ｌからの２つの直線偏光成分の偏光軸をそれぞれｘ、ｙ軸とすると、ｘ軸偏光成分が入力された光検波部１４ｘではＷＤＭ信号光と局発光のｘ軸偏光成分同士が干渉し、ｙ軸偏光成分が入力された光検波部１４ｙではｙ軸偏光成分同士が干渉する。図１６〜図１９は、光合波部１３ｘ及び１３ｙの２出力がバランスＰＤに入力される構成であるが、光合波部１３ｘ及び１３ｙの２出力のうちの一方をｐｉｎ−ＰＤやＡＰＤを用いて検波する構成も可能である。
【００７９】
光検波部１４ｘ及び１４ｙ以降の構成および動作は、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器と同様である。ＷＤＭ信号光と局発光のｘ軸偏光成分同士が干渉する光検波部１４ｘにて生成された周波数多重信号からデータ列＃ｎ＿ｘが復調される。また、もう一方の光検波部１４ｙにて生成された周波数多重信号からデータ列＃ｎ＿ｙが生成される。データ列＃ｎ＿ｘとデータ列＃ｎ＿ｙを合わせることで、ＷＤＭ信号光の偏光状態によらず、ＷＤＭ信号光の各キャリアが搬送する各データを復調可能である。
【００８０】
図１６〜図１９は、光検波部１４ｘ及び１４ｙ以降をアナログ電気回路で構成しているが、第２又は第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信装置５４と同様、ＡＤＣを配置し、ＡＤＣ以降の動作をＡＤＣと縦列に接続したＤＳＰ回路を用いて実現することも可能である。
【００８１】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００８２】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【００８３】
（第６の実施形態）
本実施形態では、送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされているＷＤＭ信号光を出力する。例えば、図５に示すＯＮＵ５１−１〜５１−Ｎは、波長がそれぞれ異なる信号光を出力する。図５に示すカプラ５２は、複数の光信号送信器からの信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされているＷＤＭ信号光を出力する。
【００８４】
図２０は、第６の実施形態に係るＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器の一例を示す。第６の実施形態におけるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４は偏波スクランブラ２４を備える。偏波スクランブラ２４は、ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする。
【００８５】
偏波スクランブラ２４の適用により、第２及び第３の実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器において必要であった偏波調整を不要化することができる。第２及び第３の実施形態では、ＷＤＭ信号光の全波長成分の偏光状態が一致していることが要求されたが、本実施形態においては、各波長成分の偏光状態は必ずしも一致していなくてもよい。
【００８６】
本実施形態に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器５４では、単一の受信器でＷＤＭ信号光の全波長成分を一括受信するため、従来のＷＤＭ信号受信装置においてＷＤＭネットワークの伝送容量拡大の際に必要であった増設波長チャネル数の受信器の追加が不要である。よって、柔軟にシステム容量を拡大することが可能となる。
【００８７】
更には、局発光波長に対する要求条件は、波長掃引範囲がＷＤＭ信号光の総波長帯域以上であることであり、コヒーレント受信器ごとに厳密な波長設定が要求される図４のＷＤＭ信号受信装置に比べ、要求条件が緩和される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１：波長スイープ局発光生成部
１２：偏波調整部
１３、１３ｘ、１３ｙ：光合波部
１４、１４ｘ、１４ｙ：光検波部
１５：帯域濾波部
１６：検波部
１７：低域濾波部
１８：時分割多重信号分離部
１９：積分部
２１：ＡＤＣ
２２Ｌ、２２Ｓ：偏波分離部
２３Ｌ、２３Ｓ：光分岐部
２４：偏波スクランブラ
５１−１〜５１−Ｎ：ＯＮＵ
５２、１５２：カプラ
５３：波長分離部
５４：ＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器
１５４：ＯＬＴ
１５５、１５６、１５７：受信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引する波長スイープ局発光生成部と、
前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波する光合波部と、
前記光合波部の合波した合波光を検波する光検波部と、
前記光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部と、
を備えるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項２】
前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項３】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が前記光合波部において一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する偏波調整部を
さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項４】
前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする偏波スクランブラを
さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項５】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とをそれぞれ２つに分離する光分離部を前記光合波部の前段に備え、
前記光合波部は、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光のもう一方と前記局発光のもう一方とをそれぞれ合波し、
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方は、偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項６】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記ＷＤＭ信号送信器は、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項７】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項８】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記ＷＤＭ信号送信器は、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項９】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１０】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続されたことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１１】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１２】
ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引し、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波し、当該合波光を検波する光検波手順と、
光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離手順と、
を有するＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１３】
前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする請求項１２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１４】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整した後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１５】
前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルした後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１６】
前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光をそれぞれ２つに分離し、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光の他方と前記局発光の他方とをそれぞれ合波し、
前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光の少なくとも一方は偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分になるように分離されている
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１７】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項１８】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を、全波長成分の偏光状態が一致するように合波し、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項１９】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２０】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２１】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１６に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２２】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１６に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、光信号送信器から波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項１】
ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引する波長スイープ局発光生成部と、
前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波する光合波部と、
前記光合波部の合波した合波光を検波する光検波部と、
前記光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離部と、
を備えるＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項２】
前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項３】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が前記光合波部において一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整する偏波調整部を
さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項４】
前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルする偏波スクランブラを
さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項５】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とをそれぞれ２つに分離する光分離部を前記光合波部の前段に備え、
前記光合波部は、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光のもう一方と前記局発光のもう一方とをそれぞれ合波し、
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方は、偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分に分離されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器。
【請求項６】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記ＷＤＭ信号送信器は、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項７】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、全波長成分の偏光状態が一致している前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項８】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記ＷＤＭ信号送信器は、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項９】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１０】
前記ＷＤＭ信号光を出力するＷＤＭ信号送信器と、請求項５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続されたことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１１】
複数の光信号送信器と、光合波部と、請求項５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信器とが光ファイバを介して接続され、
前記光信号送信器は、波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、
前記光合波部は、前記複数の光信号送信器からの前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力することを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
【請求項１２】
ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の光キャリアがデータ＃ｎを搬送するＷＤＭ信号光が入力され、出力光の波長が前記ＷＤＭ信号光の総波長帯域以上の範囲を所定の繰り返し周波数で連続的に掃引し、前記ＷＤＭ信号光と前記波長スイープ局発光生成部が出力する局発光とを合波し、当該合波光を検波する光検波手順と、
光検波部からの出力信号を時間的に分離する時分割多重信号分離手順と、
を有するＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１３】
前記局発光の波長の繰り返し周期を１／Ｆ、ｎ番目の波長成分のシンボルレートをＢｎとすると、Ｆ＞Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）であることを特徴とする請求項１２に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１４】
前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の偏光状態が一致するように、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光の少なくとも一方の偏光状態を調整した後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１５】
前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光の各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルした後に、前記ＷＤＭ信号光と前記局発光とを合波することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１６】
前記光検波手順において、前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光をそれぞれ２つに分離し、分離された前記ＷＤＭ信号光の一方と前記局発光の一方、前記ＷＤＭ信号光の他方と前記局発光の他方とをそれぞれ合波し、
前記ＷＤＭ信号光及び前記局発光の少なくとも一方は偏光軸の相対角度が９０°である２つの直線偏光成分になるように分離されている
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法。
【請求項１７】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項１８】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１４に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を、全波長成分の偏光状態が一致するように合波し、全波長成分の偏光状態が一致する前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項１９】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２０】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１５に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、波長がそれぞれ異なる信号光を合波し、各波長成分が１シンボル時間内で異なった偏光状態をとるように偏波スクランブルされている前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２１】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１６に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有する、ＷＤＭ伝送方法。
【請求項２２】
前記ＷＤＭ信号光を出力する送信手順と、
前記送信手順で出力した前記ＷＤＭ信号光を、請求項１６に記載のＷＤＭ信号一括コヒーレント受信方法を用いて受信する受信手順と、を順に有し、
前記送信手順において、光信号送信器から波長がそれぞれ異なる信号光を出力し、前記信号光を合波して前記ＷＤＭ信号光を出力する、ＷＤＭ伝送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１７５３２３（Ｐ２０１２−１７５３２３Ａ）
【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２０１１−３４３０３（Ｐ２０１１−３４３０３）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【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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