(57)【要約】偏波多重ＢＰＳＫ信号を擬似的に偏波多重ＱＰＳＫ信号に光位相変調することで、規模の小さい受信回路で偏波多重ＢＰＳＫ信号の偏波分離をするため、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムであって、通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調部と、擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元部と、を備えることを特徴とする。
2012070686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムであって、
通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信システムにおいて、
前記複数の光信号を偏波多重して、偏波多重光を光伝送路に出力する偏波合成手段と、
前記光伝送路から入力した前記偏波多重光を偏波が直交する複数の光信号に分離する光分離手段とを備え、
前記光位相変調手段は、前記偏波合成手段による偏波多重前の前記ＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号を前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号に位相変調し、
前記信号復元手段は、前記光分離手段で分離された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号から、偏波多重された光信号を偏波分離して前記通信されるべき情報を復元することを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光通信システムにおいて、
前記複数の光信号を偏波多重して、偏波多重光を光伝送路に出力する偏波合成手段と、
前記光伝送路から入力した前記偏波多重光を偏波が直交する複数の光信号に分離する光分離手段とを備え、
前記光位相変調手段は、前記光分離手段により分離された複数の光信号を前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号に位相変調し、
前記信号復元手段は、前記光位相変調手段により位相変調された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を用いて、偏波多重された光信号を偏波分離して前記通信されるべき情報を復元することを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信方法であって、
通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
を含むことを特徴とする光通信方法。
【請求項５】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調手段を備え、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を、偏波多重を行なう偏波合成器に出力することを特徴とする光通信装置。
【請求項６】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップを含むことを特徴とする光通信装置の制御方法。
【請求項７】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、
を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項９】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
を備えることを特徴とする光通信装置の制御方法。
【請求項１０】
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムにおける通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおける伝送容量の増大のため、例えば、非特許文献１に、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式による偏波多重システムが開示されている。非特許文献１では、偏波ビームスプリッタが、偏波多重された光信号を直交する２つの偏波の光信号に分離する。次に、９０°ハイブリッドで、分離された各光信号を局発光と混合して、それぞれ同相成分及び直交成分に対応する光信号を出力する。そして、フォトダイオードが、各９０°ハイブリッドの出力光信号を電気信号に変換する。
非特許文献１においては、この電気信号に基づいて偏波分離をデジタル信号処理で実現しているので、偏波多重された光信号の偏波面を、偏波ビームスプリッタの基準軸である、偏波ビームスプリッタが分岐する偏波の偏波面と一致する様な調整は行っていない。すなわち、各フォトダイオードが出力する電気信号は、各偏波で搬送された信号成分をそれぞれ含むことになる。しかし、各信号成分との関係を示すフィルタ係数を求めて、各電気信号から各信号成分をデジタル処理によって復元している。非特許文献１におけるこのフィルタ係数の算出は、使用している変調方式であるＱＰＳＫ信号の振幅が一定であることを利用している。このように、非特許文献１に開示の偏波多重ＱＰＳＫ光信号におけるデジタル信号処理による偏波分離は、光学的な偏波面の調整を必要とせずに安価で信頼性の高いシステムが実現されている。
【非特許文献１】Ｓｅｂ  Ｊ．Ｓａｖｏｒｙ  ｅｔ  ａｌ．、“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ”、ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ２１２０、Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．５、２００７年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光通信システムにおける更なる伝送容量と伝送距離の伸長のために、コンスタレーション上のユークリッド距離が最長であるＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式で偏波多重技術を光通信システムに適用することが検討されている。ところが、非特許文献１に開示の技術を偏波多重ＢＰＳＫ光信号に適用すると、偏波多重ＱＰＳＫ光信号の場合とは異なり偏波間に位相差が存在すると偏波分離ができないという問題点がある。そこで、偏波多重ＢＰＳＫ光信号において偏波分離前に偏波間の位相差を補償することが考えられるが、偏波間の位相差を検出することは非常に困難である。さらに、位相差を検出する回路と位相差を補償する回路の追加による回路規模増大が考えられるため、偏波分離前に偏波間の位相差を補償することは現実的とは言えない。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係るシステムは、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムであって、通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信方法であって、通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調手段を備え、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を、偏波多重を行なう偏波合成器に出力することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップを含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、偏波多重ＢＰＳＫ信号を擬似的に偏波多重ＱＰＳＫ信号に光位相変調することで、規模の小さい回路で偏波多重ＢＰＳＫ信号の偏波分離ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は本発明の第１実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
図２は本発明の第２実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
図３は本発明の第２実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図である。
図４は本発明の第２実施形態における光位相変調器通過前の光信号と、光位相変調器の位相変調信号と、光位相変調器通過後の光信号との位相時間偏移を示す図である。
図５は本発明の第２実施形態における光位相変調による擬似的なＱＰＳＫ信号のコンスタレーションを示す図である。
図６は本発明の第２実施形態の光位相変調器の一例である光変調器を示す図である。
図７は本発明の第２実施形態に係る光送信装置の処理手順を示すフローチャートである。
図８は本発明の第２実施形態に係る光受信部の構成を示すブロック図である。
図９は本発明の第２実施形態に係る偏波再生部の構成を示すブロック図である。
図１０Ａ〜図１０Ｄは「本発明の第２実施形態に係る復調処理部で用いるシンボル判定におけるコンスタレーション上の判定レベルを示す図である。
図１１Ａ〜図１１Ｈは本発明の第２実施形態に係る復調処理部で用いるシンボル判定におけるコンスタレーション上の判定レベルの他の例を示す図である。
図１２は本発明の第２実施形態に係る光受信部における制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
図１３は本発明の第２実施形態に係る光受信部における制御部の処理手順を示すフローチャートである。
図１４は本発明の第３実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての光通信システム１００について、図１を用いて説明する。光通信システム１００は、偏波多重された光信号を使用して通信するシステムである。
図１に示すように、光通信システム１００は、光位相変調部１１０と信号復元部１２０とを含む。光位相変調部１１０は、通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する。信号復元部１２０は、擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する。
本実施形態によれば、偏波多重ＢＰＳＫ信号を擬似的に偏波多重ＱＰＳＫ信号に光位相変調することで、偏波多重ＢＰＳＫ信号の偏波分離ができる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の光通信システムについて説明する。第２実施形態では、偏波合成器で偏波多重光を生成する偏波多重前に、送信データから光信号を生成する各光送信装置においてＢＰＳＫ変調方式である光信号（以下、ＢＰＳＫ信号）を擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号（以下、ＱＰＳＫ信号）に光位相変調する。本実施形態によれば、受信側において回路の変更や追加をすることなく、ＢＰＳＫ変調光信号に対して安価で信頼性の高いデジタル領域での偏波分離を行なうことが可能となる。
〈第２実施形態に係る光通信システムの構成〉
図２は、本発明の第２実施形態に係る光通信システム２００の構成を示すブロック図である。
図２によれば、光通信システム２００は、複数の光送信装置２１１、２１２と偏波合成器２１３とからなる送信側と、偏波ビームスプリッタ２２１と光受信装置２２２とからなる受信側と、を有する。光受信装置２２２は、局発光生成部２２３と光受信部２２４とを備えている。なお、図２では光送信装置と光受信装置とを別途に図示しているが、光送信装置と光受信装置とを含んだ光送受信装置として提供される。
送信側において、複数の光送信装置２１１、２１２は、出力する光信号の偏波が互いに９０°異なっている点を除き同一である。偏波合成器２１３は、光送信装置２１１からの光信号Ｈ（水平偏波の光信号）と、光送信装置２１２からの光信号Ｖ（垂直偏波の光信号）を偏波多重して光伝送路に出力する。ここで、光信号Ｈと光信号Ｖの偏波は直交関係にある。すなわち、光送信装置２１１及び２１２で、擬似的なＱＰＳＫ信号を光信号Ｈおよび光信号Ｖを互いに偏波が直交するように生成し、偏波合成器２１３で偏波多重して光伝送路に送信する。
受信側において、偏波ビームスプリッタ２２１は、光伝送路から受信する偏波多重された光信号を、偏波が互いに直交する光信号Ｘと光信号Ｙとに光分離する。本実施形態においては、受信側にて偏波多重された光信号の偏波面を制御しないため、偏波ビームスプリッタ２２１が出力する光信号Ｘ及びＹは、それぞれ送信側における光信号Ｈ及びＶの成分の両方を含んでいる。局発光生成部２２３は、例えば、分布帰還型レーザダイオードであり、連続光を出力する。光受信部２２４は、局発光生成部２２３が生成する連続光（以下、局発光）を用い、光信号Ｘ及びＹをホモダイン検波してベースバンド信号Ｘ及びＹに変換する。そして、ベースバンド信号Ｘ及びＹから、光送信装置２１１の送信データに対応するベースバンド信号Ｈ及び光送信装置２１２の送信データに対応するベースバンド信号Ｖを生成して復調処理を行い、受信データとして出力する。
〈第２実施形態に係る光送信装置の構成と動作〉
まず、第２実施形態に係る受信側の光送信装置２１１、２１２の構成と動作を説明する。図３は、第２実施形態の光送信装置２１１、２１２の構成を示すブロック図である。
図３によれば、光送信装置２１１、２１２は、ＢＰＳＫ信号光発生源３０１と、光位相変調器３０２と、クロック源であるＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３０３と、繰返しパターン発生部３０４と、位相偏移調整部３０５と、光送信制御部３１０と、を備えている。光送信制御部３１０は、光発生制御部３１１と光位相変調制御部３１２とを含む。
光送信装置２１１、２１２に入力された送信データは、光発生制御部３１１においてＢＰＳＫ信号光の発生のための信号に変換される。かかる処理は既知であり説明は省略する。かかる光発生制御部３１１からの信号と、ＶＣＯ３０３からのクロック信号とに従って、ＢＰＳＫ信号光発生源３０１からＢＰＳＫ信号光が発生する。ＢＰＳＫ信号光は光位相変調器３０２に入力されて、擬似的なＱＰＳＫ信号光に光位相変調される。
光位相変調器３０２は、ＶＣＯ３０３で発生されたクロック信号に由来するクロック信号が、繰返しパターン発生部３０４および位相偏移調整部３０５を介して入力される。このクロック信号に基づいてＢＰＳＫ信号光の光位相を実質的にπ／２の位相偏移量で変調して出力する。
（光位相変調器による光位相変調）
図４は、第２実施形態における光位相変調器通過前の光信号と、光位相変調器の光位相変調信号と、光位相変調器通過後の光信号との位相時間偏移４００を示す図である。
ＢＰＳＫ信号光発生源３０１から出力され光位相変調器３０２に入力されるＢＰＳＫ信号光は、例えば、図４の上段のような信号である。光位相変調器３０２に位相偏移調整部３０５から入力される信号は、図４の中段に示すように、ＶＣＯ３０３からのクロック信号に同期して−π／４とπ＋／４の間で交互に光位相変調を繰り返すようになっている。そして、光位相変調器３０２からは、図４の下段のように、ＶＣＯ３０３からのクロック信号に同期して、［−π／４、もしくは＋３π／４］と［＋π／４、もしくは−３π／４］が交互に現れる擬似的なＱＰＳＫ信号光が出力される。
図５は、光位相変調による擬似的なＱＰＳＫ信号のコンスタレーション５００を示す図である。なお、図５中のｔ１〜ｔ５は、図４のｔ１〜ｔ５に対応する。図５の５０１及び５０２で示すように、光位相変調器３０２から出力される擬似的なＱＰＳＫ信号光においてコンスタレーション上のユークリッド距離は光位相変調前のＢＰＳＫ信号と同じため、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）耐性は変わらない。本実施形態の光位相変調器３０２は、たとえば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で７π／４の位相シフトを与えることで実現する。
光送信装置２１１及び２１２で上述のような方法で擬似的なＱＰＳＫを光信号Ｈおよび光信号Ｖを互いに偏波が直交するように生成する。
（光位相変調器の具体例）
上記光位相変調器３０２として使用可能な光変調器の一例を説明する。なお、光位相変調器３０２は本例に限定されない。
図６は、第２実施形態の光位相変調器の一例である光変調器６００を示す図である。図６の光変調器６００は、基板６２３と、基板６２３表面上に形成した光導波路６２４と、光導波路６２４中の光の位相を遷移させるための電極対６２５、６２６と、を備えている。
基板６２３は、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、Ｂａ２ＮａＮｂＯ１５などといった非線形結晶、または、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｐ、Ｎ、Ａｌの単体もしくは２つ以上の組み合わせからなる半導体、または、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂のいずれからなる。光導波路６２４は、基板６２３表面上に熱拡散法もしくはイオン注入法によって形成される。電極対６２５、６２６は、１種、もしくは２種類以上の元素からなる。上述の電極対６２５、６２６の長さは、交互に繰り返し行いたい光変調の位相の組み合わせが−π／４と＋π／４の場合、次のように決定される。すなわち、電極対６２５は変調電圧Ｖｍで位相が＋π／４だけ変化するような長さとし、電極対６２６は上述と同じ変調電圧Ｖｍで位相が−π／４だけ変化するような長さとする。
図６の光変調器６００を図３の光位相変調器３０２として用いると、ＶＣＯ３０３で発生されたクロック信号に由来するクロック信号が、繰返しパターン発生部３０４および位相偏移調整部３０５を介して入力される。このクロック信号に基づいて電極対６２５、６２６それぞれに交互に同じ変調電圧Ｖｍを付加することで、ＢＰＳＫ変調信号光の位相を実質的にπ／２の位相偏移量で変調された変調光とし、擬似的なＱＰＳＫ信号光を発生させることができる。
なお、上述の電極対６２５、６２６の長さは、交互に繰り返し行いたい光変調の位相の組み合わせによって適宜変えていく必要がある。たとえば、交互に繰返し行いたい光変調の位相の組み合わせが［＋３π／４と−３π／４］であれば、電極対６２５は変調電圧Ｖｍで位相が＋３π／４だけ変化するような長さとし、電極対６２６は同じ変調電圧Ｖｍで位相が−３π／４だけ変化するような長さとする必要がある。
（光送信装置の動作手順）
図７は、第２実施形態に係る光送信装置の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、図示しない図３の光送信制御部３１０のＣＰＵにより実行されて、光送信装置の各機能構成部を制御、あるいは実現する。
ステップＳ７０１において、送信データがあるかを判断する。送信データがあればステップＳ７０３に進んで、送信データを受信する。次に、ステップＳ７０５において、ＢＰＳＫ信号光発生源３０１からの送信データに対応するＢＰＳＫ信号光の発生を制御する。そして、ステップＳ７０７において、ＢＰＳＫ信号光発生源３０１から発生したＢＰＳＫ信号光を光位相変調器３０２により光位相変調して擬似的なＱＰＳＫ信号光に位相変更するよう制御する。ステップＳ７０９において送信の終了を判断し、終了でなければステップＳ７０３に戻ってステップＳ７０３〜Ｓ７０７を繰り返す。
〈第２実施形態に係る光受信装置の構成と動作〉
次に、第２実施形態の光受信装置２２２の構成と動作を説明する。
図８は、光受信装置２２２の光受信部２２４の構成を示すブロック図である。なお、局発光生成部２２３については既知であるので詳説は省く。図８によれば、光受信部２２４は、９０°ハイブリッド８０１及び８０２と、光電変換部８０３〜８０６と、偏波再生部８０７と、復調処理部８０８及び８０９と、を備えている。
９０°ハイブリッド８０１は、光信号Ｘと局発光とを受信して、同相成分及び直交成分に対応する光信号をそれぞれ出力する。光電変換部８０３は、光信号Ｘの同相成分に対応する光信号を受信して電気信号に変換し、同相ベースバンド信号ＸＩを出力する。光電変換部８０４は、光信号Ｘの直交成分に対応する光信号を受信して電気信号に変換し、直交ベースバンド信号ＸＱを出力する。同様に、９０°ハイブリッド８０２は、光信号Ｙと局発光とを受信して、同相成分及び直交成分に対応する光信号をそれぞれ出力する。光電変換部８０５は、光信号Ｙの同相成分に対応する光信号を受信して電気信号に変換し、同相ベースバンド信号ＹＩを出力する。光電変換部８０６は、光信号Ｙの直交成分に対応する光信号を受信して電気信号に変換し、直交ベースバンド信号ＹＱを出力する。
偏波再生部８０７は、各ベースバンド信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを受信し、それぞれに含まれる信号成分に基づき、図２の偏波ビームスプリッタ２２１の基準軸と受信する偏波多重された光信号の偏波面とのずれを検出する。つまり、図２の偏波ビームスプリッタ２２１が出力する光信号Ｘ及びＹと、偏波ビームスプリッタ２２１が受信する偏波多重光信号に含まれる光信号Ｈ及びＶとの偏波面のずれを検出する。具体的には、検出したずれはフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙとして表現される。そして、偏波再生部８０７は、検出したずれに基づき光送信装置２１１の送信データに対応する同相ベースバンド信号ＨＩ及び直交ベースバンド信号ＨＱと、光送信装置２１２の送信データに対応する同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱを再生する。
復調処理部８０８は、同相ベースバンド信号ＨＩおよび直交ベースバンド信号ＨＱを復調処理して、光送信装置２１１が送信した送信データに相当する受信データを取り出する。一方、復調処理部８０９は、同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱを復調処理して、光送信装置２１２が送信した送信データに相当する受信データを取り出す。
（偏波再生部の構成と動作）
図９は、偏波再生部８０７の構成を示すブロック図である。図９によれば、偏波再生部８０７は、係数算出部９２１と再生処理部９２２とを備えている。
係数算出部９２１は、入力信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱからフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙを求める。再生処理部９２２は、求めたフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙを使って、入力信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱから同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱ、同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱを出力する。
係数算出部９２１は、非特許文献１で使用されたアルゴリズム、例えば、ＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を使用して各フィルタ係数を求める。一例として、以下の式で表される誤差εｘ及びεｙを最小にするようにフィルタ係数を求める。
εｘ＝１−｜ｈ｜２
εｙ＝１−｜ｖ｜２
ここで、ｈ及びｖは、それぞれ、ｈ＝（ｋｘｘ  ×  Ｘ  ＋ｋｘｙ  ×  Ｙ）、ｖ＝（ｋｙｘ  ×  Ｘ  ＋ｋｙｙ  ×  Ｙ）で表される複素数である。Ｘ及びＹは、抽出した信号成分の複素表現、すなわち、Ｘ＝ＸＩ＋ｊＸＱ、Ｙ＝ＹＩ＋ｊＹＱである。ここで、ｊは純虚数を表す。
再生処理部９２２は、係数算出部９２１が求めたフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙを使って、複素信号Ｈ及びＶを、Ｈ＝（ｋｘｘ  ×  Ｘ  ＋ｋｘｙ  ×  Ｙ）、Ｖ＝（ｋｙｘ  ×  Ｘ  ＋ｋｙｙ  ×  Ｙ）により求める。そして、複素信号Ｈの実部及び虚部をそれぞれ、同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱとして出力する。また、複素信号Ｖの実部及び虚部をそれぞれ、同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱとして出力する。すなわち、係数算出部９２１は、抽出した信号成分の振幅が一定の振幅に変換されるようにフィルタ係数を求め、再生処理部９２２は、求めたフィルタ係数によりベースバンド信号Ｈ及びベースバンド信号Ｖを再生する。
ところが、例えば、光同期検波における局発光の位相雑音や、局発光と送信側光信号との相対的な周波数変動等が起こりうるため位相が回転する。しかしながら、この回転を止めるように更に信号を変換することで、光同期検波における局発光の位相雑音や局発光と送信側光信号との相対的な周波数変動等を補償することができる。具体的には、キャリア位相推定により位相の回転を止め、求めたフィルタ係数で再生した複素信号ベースバンド信号Ｈおよびベースバンド信号Ｖを複素平面上の所定の一点に位置させる。キャリア位相推定により位相の回転を止める技術の一例としては、下記の参考文献に記載の“Ｆｅｅｄ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｍ−ｔｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｌｇｏｒｔｈｍ”がある。
［参考文献］：Ｓ．Ｔｓｕｋａｍｏｔｏ、ｅｔ  ａｌ．、“Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｈｏｍｏｄｙｎｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、ＩＥＥＥ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＥＴＴＥＲＳ、ＶＯＬ．１８、ＮＯ．１０、ＭＡＹ  １５、２００６
（復調処理部の構成と動作）
偏波再生部８０７において再生した、同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱ、同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱは、それぞれ復調処理部８０８及び８０９においてシンボル判定を行なうことで、受信データを取り出す。シンボル判定は、判定レベルとのコンスタレーション上に設定された判定レベルと信号との位置関係で行なわれる。
図１０Ａ〜図１０Ｄは、復調処理部８０８及び８０９で用いるシンボル判定におけるコンスタレーション上の判定レベルを示す図である。
例えば、シンボル判定における判定レベルを、図１０Ａ及び図１０Ｃのように、信号がコンスタレーションの第１象限あるいは第３象限に現れたときは、Ｉ軸から＋３π／４だけ回転した直線１００１とする。一方、図１０Ｂ及び図１０Ｄのように、コンスタレーションの第２象限あるいは第４象限に現れたときは、Ｉ軸から＋π／４だけ回転した直線１００２とする。そして、本実施形態では、＋π／４もしくは−π／４を（スペース：０）と判定し、＋３π／４もしくは−３π／４を（マーク：１）と判定する。また、判定レベルを、シンボル判定を行なう度に、予めπ／２だけ遷移するようにしてもよい。
ここで、図４の下段の光位相変調結果を例として、具体的にシンボル判定を説明する。時間ｔ１における信号はコンスタレーション上の第４象限に現れるため（図１０Ｂ参照）、Ｉ軸から＋π／４だけ回転した直線１００２を判定レベルとしてシンボル判定し、（スペース：０）にデマッピングする。次に現れる時間ｔ２における信号ではコンスタレーション上の第３象限に現れるため（図１０Ｃ）、Ｉ軸から＋３π／４だけ回転した直線１００１を判定レベルとしてシンボル判定し、（マーク：１）をデマッピングする。また、時間ｔ１における判定レベルがＩ軸から＋π／４だけ回転した直線であるため、時間ｔ２における判定レベルを予めπ／２だけ遷移させてＩ軸から＋３π／４だけ回転した直線としてから、シンボル判定を行ってもよい。
しかしながら、送信時の動作条件の影響や受信時の偏波分離および位相推定などで位相回転が生じることで、必ずしも＋π／４もしくは−π／４が（スペース：０）、＋３π／４もしくは−３π／４が（マーク：１）とはならない。すなわち、図１１Ａから図１１Ｈに示すようなマッピングの内のいずれかになる。そのため、例えばトレーニング信号のＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）測定によるデータ照合によって、図１１Ａから図１１Ｈのいずれかから受信マッピングを決定する。
なお、本実施形態は、ホモダイン検波に限定されるものではなく、ヘテロダイン検波に対しても適用可能である。この場合、光信号Ｘ及びＹはそれぞれ局発光と混合後、光電変換されて、光信号Ｘに対応する中間周波数帯信号及び光信号Ｙに対応する中間周波数帯信号となる。そして、それぞれの中間周波数帯信号に含まれる信号成分に基づき、光送信装置２１１の送信データに対応するＩＱ多重された信号と、光送信装置２１２の送信データに対応するＩＱ多重された信号が再生される。
なお、本実施形態では、光位相変調器３０２でＶＣＯ３０３からのクロック信号に同期して行なう光位相変調は、−π／４と＋π／４を交互に繰り返す場合を説明した。しかしながら、＋π／４と＋３π／４の交互に繰り返す、もしくは−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す、もしくは−３π／４と−π／４を交互に繰り返すことによっても、同様に擬似的なＱＰＳＫ信号光を作り出すことができる。
光位相変調器３０２は、＋π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）光変調器といった光位相変調器の後段でπ／４の位相シフトを与えることで実現する。また、−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で３π／４の位相シフトを与えることで実現する。また、−３π／４と−π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で５π／４の位相シフトを与えることで実現する。
また、偏波再生部８０７によって再生した同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱ、同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱから、復調処理部８０８及び８０９においてデータを復元する場合は、次のように行なう。＋π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、＋π／４および＋３π／４をスペース、−π／４および−３π／４をマークというシンボル判定を行なう。また、−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、−３π／４および＋３π／４をスペース、−π／４および＋π／４をマークというシンボル判定を行なう。また、−３π／４と−π／４を交互に繰り返す場合であれば、−３π／４および−π／４をスペース、＋π／４および＋３π／４をマークというシンボル判定を行なう。
〈光受信部の制御構成と動作手順〉
以下、光受信部２２４の一部をソフトウェアで実現する場合の制御部のハードウェア構成と動作手順の一例を示す。
（光受信部の制御部のハードウェア構成）
図１２は、第２実施形態に係る光受信部２２４の制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。特に、偏波再生部８０７及び復調処理部８０８、８０９はソフトウェアの処理で実現されてよい。
図１２で、ＣＰＵ１２１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図８や図９の各機能構成部を実現する。ＲＯＭ１２２０は、初期データ及びプログラムなどの固定データ及びプログラムを記憶する。
ＲＡＭ１２４０は、ＣＰＵ１２１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ１２４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域および報知プログラムを記憶する領域が確保されている。図１２の１２４１は、光電変換部８０３〜８０６から入力インタフェース１２６０を介して入力されたデータＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱである。１２４２は、算出されたフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙである。１２４３は、データＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱとフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙとから算出された、水平偏波の同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱである。１２４４は、データＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱとフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙとから算出された、垂直偏波の同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱである。１２４５は水平偏波Ｈ用の判定レベル、１２４６は垂直偏波Ｖ用の判定レベルである。１２４７は復元された水平偏波の受信データ、１２４８は復元された垂直偏波の受信データである。復元された水平偏波の受信データ１２４７、復元された垂直偏波の受信データ１２４８は、出力インタフェース１２７０を介して出力される。
図１２のストレージ１２５０は、データベースや各種のパラメータ、ＣＰＵ１２１０が実行するプログラムを、不揮発に記憶する大容量記憶装置である。ストレージ１２５０には、本実施形態の実現に必要な以下のデータ又はプログラムが記憶されている。
１２５１は、フィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙを算出するための係数算出アルゴリズムである。なお、本実施形態では、ＣＭＡが使用される。１２５２は、図１１に示した判定レベル記憶部である。この中から、トレーニング信号のＢＥＲ測定によるデータ照合から判定レベルが決定される。また、本実施形態では、ストレージ１２５０に以下のプログラムを格納する。１２５３は、光受信部２２４が実行するメインの受信データ復調プログラムである（図１３参照）。１２５４は、受信データ復調プログラム１２５３に含まれる、フィルタ係数の算出を行なう係数算出モジュールである。１２５５は、受信データ復調プログラム１２５３に含まれる、フィルタ係数を使用した偏波毎の同相及び直交信号を再生する再生処理モジュールである。１２５６は、受信データ復調プログラム１２５３に含まれる、同相及び直交信号から送信データに相当する受信データ復調する復調処理モジュールである。
なお、図１２には、本実施形態に必須なデータやプログラムのみが示されており、ＯＳなどの汎用のデータやプログラムは図示されていない。
（光受信部の制御部の処理手順）
図１３は、光受信部における制御部の処理手順を示すフローチャートである。かかるフローチャートは、図１２のＣＰＵ１２１０で実行されて、図８及び図９の機能構成部を制御あるいは実現する。
まず、ステップＳ１３０１において、トレーニング信号を待つ。トレーニング信号を受信すると、オプショナルにステップＳ１３０３において、ＢＥＲ測定により判定レベルを決定する。予め判定レベルを設定している場合には、ステップＳ１３０３はスキップする。
ステップＳ１３０５において、データ信号を待つ。データ信号を受信するとステップＳ１３０７に進んで、データＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを受信して記憶する。次に、ステップＳ１３０９において、係数算出アルゴリズム１２５１を使ってフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙを算出する。ステップＳ１３１１において、データＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱとフィルタ係数ｋｘｘ、ｋｘｙ、ｋｙｘ、ｋｙｙとに基づいて、水平偏波の同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱ、垂直偏波の同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱを算出する。
ステップＳ１３１３において、Ｈ（水平偏波）の復調か／Ｖ（垂直偏波）の復調かを判断する。Ｈの復調であればステップＳ１３１５に進んで、Ｈ用の判定レベルを使って水平偏波の同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱから受信データを復調する。Ｈの復調であればステップＳ１３１５に進んで、Ｈ用の判定レベルを使って水平偏波の同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱから受信データを復調する。Ｖの復調であればステップＳ１３１７に進んで、Ｖ用の判定レベルを使って垂直偏波の同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱから受信データを復調する。ステップＳ１３１９において受信の終了を判断する。終了でなければステップＳ１３０７に戻って、ステップＳ１３０７からＳ１３１７を繰り返す。
［第２実施形態の変形例］
上記第２実施形態では、光送信装置２１１と２１２の光位相変調器３０２で同じ光位相変調を繰り返した。しかしながら、光送信装置２１１と２１２とで、光位相変調器３０２において繰り返す変調パターンを異なるようにしてもよい。
たとえば、図２の光送信装置２１１で−π／４と＋π／４を交互に繰り返す変調パターンとし、光送信装置２１２で−３π／４と−π／４を交互に繰り返す変調パターンとする。この場合には、光位相変調器３０２は、光送信装置２１１ではＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で７π／４の位相シフトを与える構成とする。一方、光送信装置２１２では、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で５π／４の位相シフトを与える構成とする。なお、光位相変調器３０２で繰り返す変調パターンは、−π／４と＋π／４を交互に繰り返すパターン、＋π／４と＋３π／４を交互に繰り返すパターン、−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返すパターン、−３π／４と−π／４を交互に繰り返すパターン、のいずれかである。
［第３実施形態］
上記第２実施形態では、送信側でＢＰＳＫ信号光を光位相変調して擬似的なＱＰＳＫ信号光に変更した。第３実施形態では、受信側でＢＰＳＫ信号光を光位相変調して擬似的なＱＰＳＫ信号光に変更する。本実施形態によれば、送信側において回路の変更や追加をすることなく、ＢＰＳＫ変調光信号に対して安価で信頼性の高いデジタル領域での偏波分離を行なうことが可能となる。なお、図２と同じ機能構成部には同じ参照番号を付与した。また、図２と同じ名称の機能構成部は同様の機能を果たすので、その構成や動作の詳細はここでは省略する。従って、以下では、光通信システムの機能構成部の配置を主に説明する。
〈第３実施形態に係る光通信システムの構成〉
図１４は、第３実施形態に係る光通信システム１４００の構成を示すブロック図である。なお、図１４では光送信装置と光受信装置とを別途に図示しているが、光送信装置と光受信装置とを含んだ光送受信装置として提供される。
図１４において、光通信システム１４００の送信側は、ＢＰＳＫ信号光発生源１４１１及び１４１２と、偏波合成器２１３とを具備する。ＢＰＳＫ信号光発生源１４１１とＢＰＳＫ信号光発生源１４１２は、出力する光信号の偏波が互いに９０°異なっている点を除き同一である。偏波合成器２１３は、ＢＰＳＫ信号光発生源１４１１からの光信号Ｈと、ＢＰＳＫ信号光発生源１４１２からの光信号Ｖを偏波多重して、光伝送路に出力する。ここで、光信号Ｈと光信号Ｖの偏波は直交関係にある。
一方、光通信システム１４００の受信側は、偏波ビームスプリッタ２２１と、局発光生成部２２３と、光受信部２２４と、クロック源であるＶＣＯ１４２５と、繰返しパターン発生部１４２６と、位相偏移調整部１４２７と、光位相変調器１４２８及び１４２９と、を備えている。ここで、偏波ビームスプリッタ２２１を除く機能構成部が光受信装置１４２２を構成するように図示されているが、これに限定されない。
偏波ビームスプリッタ２２１は、光伝送路から受信する偏波多重された光信号を、偏波が互いに直交する光信号Ｘと光信号Ｙに分離する。本実施形態においては、受信側にて偏波多重された光信号の偏波面を制御しないため、偏波ビームスプリッタ２２１が出力する光信号Ｘ及びＹは、それぞれ、送信側における光信号Ｈ及びＶの成分の両方を含んでいる。
偏波ビームスプリッタ２２１から出力された光信号Ｘと光信号Ｙはそれぞれ光位相変調器１４２８と１４２９に入力される。ＶＣＯ１４２５で発生されたクロック信号に由来するクロック信号が繰返しパターン発生部１４２６及び位相偏移調整部１４２７を介して入力される。このクロック信号に基づいて、偏波ビームスプリッタ２２１からの光信号Ｘ、光信号Ｙについて位相を実質的にπ／２の位相偏移量で変調された変調光とするものである。光位相変調器１４２８及び１４２９では、図４の中段に示したように、ＶＣＯ１４２５からのクロック信号に同期して［−π／４］と［＋π／４］の間で交互に光位相変調を繰り返すようになっている。
本実施形態の光位相変調器１４２８及び１４２９は、たとえば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段に７π／４の位相シフトを備えることで実現している。このように、図４の上段のようなＢＰＳＫ信号光Ｘ、Ｙは、光位相変調器１４２８及び１４２９を通過して図の下段のように変調されて出力される。その光変調された出力は、ＶＣＯ１４２５からのクロック信号に同期して位相が［−π／４、もしくは＋３π／４］、［＋π／４、もしくは−３π／４］と交互に繰り返し現れる擬似的なＱＰＳＫ信号光Ｘ’およびＹ’に変調されている。
なお、第３実施形態の光位相変調器１４２８及び１４２９も、例えば、第２実施形態で示した図６のような構成で実現できるが、これに限定されない。以下、光受信部２２４での復調は、第２実施形態の信号光ＸおよびＹをそれぞれ信号光Ｘ’およびＹ’に置き換えたのと同様である。
なお、本実施形態は、ホモダイン検波に限定されるものではなく、ヘテロダイン検波に対しても適用可能である。この場合、光信号Ｘ’およびＹ’は、それぞれ局発光と混合後、光電変換されて光信号Ｘ’に対応する中間周波数帯信号および光信号Ｙ’に対応する中間周波数帯信号となる。そして、それぞれの中間周波数帯信号に含まれる信号成分に基づき、ＢＰＳＫ信号光発生源１４１１及び１４１２の送信データに対応するＩＱ多重された信号が再生される。なお、本実施形態では、光位相変調器１４２８及び１４２９でＶＣＯ１４２５からのクロック信号に同期して行なう光位相変調は−π／４と＋π／４を交互に繰り返す方式でなくてもよい。すなわち、＋π／４と＋３π／４の交互に繰り返す、もしくは−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す、もしくは−３π／と−π／４を交互に繰り返すことによっても、同様に擬似的なＱＰＳＫ信号光を作り出すことができる。
この場合、光位相変調器１４２８及び１４２９は、＋π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段でπ／４の位相シフトを与えることで実現する。また、−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で３π／４の位相シフトを与えることで実現する。また、−３π／４と−π／４を交互に繰り返す場合であれば、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で５π／４の位相シフトを与えることで実現する。
［第３実施形態の変形例］
次に、上述の第３実施形態における変形例について説明する。第３実施形態における図１４の光位相変調器１４２８と１４２９とで繰り返す変調パターンを異なるようにしてもよい。
たとえば、図１４の光位相変調器１４２８で＋π／４と−３π／４を交互に繰り返す変調パターンとし、光位相変調器１４２９で−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返す変調パターンとする。この場合、光位相変調器１４２８では、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段でπ／４の位相シフトを与える構成とする。一方、光位相変調器１４２９では、ＬＮ光変調器といった光位相変調器の後段で３π／４の位相シフトを与える構成とする。なお、光位相変調器１４２８及び１４２９で繰り返す変調パターンは、−π／４と＋π／４を交互に繰り返すパターン、＋π／４と＋３π／４を交互に繰り返すパターン、−３π／４と＋３π／４を交互に繰り返すパターン、−３π／４と−π／４を交互に繰り返すパターン、のいずれかである。
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステム又は装置も、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されても良いし、単体の装置に適用されても良い。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する制御プログラムが、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされる制御プログラム、或いはその制御プログラムを格納した媒体、その制御プログラムをダウンロードさせるＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）サーバも、本発明の範疇に含まれる。
［実施形態の他の表現］
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムであって、
通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
（付記２）
前記複数の光信号を偏波多重して、偏波多重光を光伝送路に出力する偏波合成手段と、
前記光伝送路から入力した前記偏波多重光を偏波が直交する複数の光信号に分離する光分離手段とを備え、
前記光位相変調手段は、前記偏波合成手段による偏波多重前の前記ＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号を前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号に位相変調し、
前記信号復元手段は、前記光分離手段で分離された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号から、偏波多重された光信号を偏波分離して前記通信されるべき情報を復元することを特徴とする付記１に記載の光通信システム。
（付記３）
前記複数の光信号を偏波多重して、偏波多重光を光伝送路に出力する偏波合成手段と、
前記光伝送路から入力した前記偏波多重光を偏波が直交する複数の光信号に分離する光分離手段とを備え、
前記光位相変調手段は、前記光分離手段により分離された複数の光信号を前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号に位相変調し、
前記信号復元手段は、前記光位相変調手段により位相変調された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を用いて、偏波多重された光信号を偏波分離して前記通信されるべき情報を復元することを特徴とする付記１に記載の光通信システム。
（付記４）
前記信号復元手段は、前記光分離手段により分離された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号をホモダイン検波もしくはヘテロダイン検波を用いて同期検波して、電気信号に変換する変換手段を有することを特徴とする付記２または３に記載の光通信システム。
（付記５）
前記信号復元手段は、
前記光分離手段により分離された擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号に基づき、前記光伝送路に出力された偏波多重光の偏波面と、前記光伝送路から入力された偏波多重光の偏波面とのずれを検出し、
前記検出したずれに基づき、前記変換手段により変換された電気信号から前記通信されるべき情報を復元することを特徴とする付記４に記載の光通信システム。
（付記６）
前記信号復元手段は、前記変換手段により変換された電気信号のコンスタレーション上の位置と、前記コンスタレーション上に設定した判定レベルとの位置関係に対応して、前記通信されるべき情報に含まれるシンボルを判定する判定手段を有し、
前記判定レベルは、前記コンスタレーション上のＩ軸から＋π／４回転した直線、もしくはＩ軸から＋３π／４回転した直線とすることを特徴とする付記４または５に記載の光通信システム。
（付記７）
前記判定手段は、シンボル判定を行なう度に前記判定レベルをπ／２遷移させることを特徴とする付記６に記載の光通信システム。
（付記８）
前記光位相変調手段は光位相変調器であって、
前記光位相変調器は、
ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、Ｂａ２ＮａＮｂＯ１５を含む非線形結晶、または、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｐ、Ｎ、Ａｌの単体もしくは２つ以上の組み合わせからなる半導体、または、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、のいずれかからなる基板と、
前記基板の表面上に熱拡散法もしくはイオン注入法によって形成した光導波路と、
１種類以上の元素からなる電極対と、
を具備することを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記９）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信方法であって、
通信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、前記通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
を含むことを特徴とする光通信方法。
（付記１０）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調手段を備え、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を、偏波多重を行なう偏波合成器に出力することを特徴とする光通信装置。
（付記１１）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップを含むことを特徴とする光通信装置の制御方法。
（付記１２）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、
送信されるべき情報を含むＢＰＳＫ変調方式である光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる光信号を生成する光位相変調ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
（付記１３）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置であって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調手段と、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元手段と、
を備えることを特徴とする光通信装置。
（付記１４）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御方法であって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
を備えることを特徴とする光通信装置の制御方法。
（付記１５）
偏波多重された光信号を使用して通信する光通信システムの光通信装置の制御プログラムであって、
偏波多重光から偏波ビームスプリッタにより分離された偏波が直交する複数の光信号の位相を変調して、擬似的なＱＰＳＫ変調方式となる複数の光信号を生成する光位相変調ステップと、
前記擬似的なＱＰＳＫ変調方式に変調された複数の光信号から偏波多重された複数の光信号を偏波分離して、通信されるべき情報を復元する信号復元ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
この出願は、２０１０年１１月２２日に出願された日本出願特願２０１０−２６０１５６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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