(57)【要約】【課題】デジタルコヒーレントの光受信を行なう際の受信信号品質を向上させる。【解決手段】入力光と局発光とを混合して、同相信号光と直交位相信号光を得る混合部１と、前記各信号光を受光しそれぞれアナログ電気信号に変換する受光部３と、前記各アナログ電気信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部４と、前記各デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう信号処理部５と、前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタするモニタ６と、モニタ６によるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する制御部７，８，２Ａと、をそなえる。【選択図】図３
2010245772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光と局発光とを混合して、同相信号光と直交位相信号光を得る混合部と、
前記各信号光を受光しそれぞれアナログ電気信号に変換する受光部と、
前記各アナログ電気信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、
前記各デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう信号処理部と、
前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタするモニタと、
該モニタによるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する制御部と、そなえた光受信機。
【請求項２】
該混合部は、前記入力光と、位相がほぼ９０度異なる２つの前記局発光と、をそれぞれ混合させて、前記同相信号光と前記直交位相信号光とを出力する、請求項１記載の光受信機。
【請求項３】
該受光部は、該混合部から出力される信号光に対応してそなえられるシングルエンドフォトダイオードを含む、請求項２記載の光受信機。
【請求項４】
該受光部は、前記受光する信号光ごとに、
前記信号光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力を増幅し、前記信号光の振幅に応じたアナログ電気信号を出力する増幅器と、をそなえた、請求項２記載の光受信機。
【請求項５】
該混合部は、前記入力光について互いに異なる２つの偏波成分について、それぞれ、前記同相信号光と前記直交位相信号光とを出力し、
該受光部および該アナログ／デジタル変換部は、前記２つの偏波成分ごとに出力される前記同相信号光と前記直交位相信号光に対応してそなえられた、請求項２記載の光受信機。
【請求項６】
該制御部は、
該混合部に入力される前記入力光のレベルを制御する入力光レベル制御部と、
該混合部に入力される前記局発光のレベルを制御する局発光レベル制御部と、
該モニタからのモニタ結果に基づき、該入力光レベル制御部および局発光レベル制御部でのレベル制御量を付与して前記パワー比を制御する制御量付与部と、をそなえた請求項１〜３のいずれか１項記載の光受信機。
【請求項７】
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき、前記制御される前記パワー比を保持しながら、前記入力光および前記局発光の振幅を制御する、請求項６記載の光受信機。
【請求項８】
該受光部は、前記受光する信号光ごとに、
前記信号光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力を増幅し、前記信号光の振幅に応じたアナログ電気信号を出力する増幅器と、をそなえ、
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき、前記制御される前記パワー比を保持しながら、該増幅器のそれぞれについて利得を制御する、請求項６記載の光受信機。
【請求項９】
該アナログ／デジタル変換部からの前記デジタル信号のレベルをモニタするレベルモニタをそなえ、
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき前記制御される前記パワー比を保持しながら、該レベルモニタによるモニタ結果に基づき該増幅器のそれぞれについて利得を制御する、請求項６記載の光受信機。
【請求項１０】
入力光と局発光とを混合して信号光を得、
前記信号光を受光しアナログ電気信号に変換し、
前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、
前記デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう一方、
前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタし、
該モニタによるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する、光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本案件は、光受信機および光受信方法に関し、例えば、光ファイバ通信において用いられる。
【背景技術】
【０００２】
デジタルコヒーレントの光受信方式は、コヒーレント受信とデジタル信号処理とを組み合わせて光信号を受信する方式である。近年、光ファイバ通信において、デジタルコヒーレント方式の光受信機は、ＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）耐力や分散耐力、そして、ＰＭＤ（Polarization Mode Dispersion）耐力の点で有利であり、又、装置の低コスト化が可能である、と期待されている。
【０００３】
この光受信機においては、例えば、光ファイバで伝送された光信号を、局発光と干渉させて同相信号光I 、直交位相信号光Qを得る。 そして、得られた信号光を電気信号に変換したのち、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いたデジタル信号処理を通じてデータを復調する。
【０００４】
このとき、受信信号の品質の向上させることは、光受信機としての性能を向上させ、ひいては光ファイバ通信システムの性能を向上させるものである。そして、伝送容量の増大に伴って、良好な信号品質を保つことは重要な指標である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２６８１６１号公報
【特許文献２】特開平５−２６８１６２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Xiang Zhou, et al., “A novel DSP algorithm for improving the performance of digital coherent receiver using single-ended photo detection”, Mo.4.D.1, ECOC 2008, 21-25 September 2008, Brussels, Belgium
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本案件の目的の一つは、デジタルコヒーレントの光受信を行なう際の受信信号品質を向上させることにある。
【０００８】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本案件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
たとえば、以下の手段を用いる。
（１）入力光と局発光とを混合して、同相信号光と直交位相信号光を得る混合部と、前記各信号光を受光しそれぞれアナログ電気信号に変換する受光部と、前記各アナログ電気信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、前記各デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう信号処理部と、前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタするモニタと、前記モニタによるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する制御部と、そなえた光受信機を用いることができる。
（２）入力光と局発光とを混合して同相信号光と直交位相信号光を得、前記各信号光を受光しアナログ電気信号に変換し、前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう一方、前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタし、前記モニタによるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する、光受信方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ），（ｂ）はともにデジタルコヒーレント受信方式を適用した光受信機の構成例を示す図である。
【図２】局発光パワーを一定としながら信号光パワーを可変させた場合の、データ復元される受信信号のＱ値についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図３】第１実施形態を示す図である。
【図４】第１実施形態の動作を説明する示す図である。
【図５】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図６】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図７】第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図８】第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図９】第２実施形態を示す図である。
【図１０】第２実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】第３実施形態を示す図である。
【図１２】第３実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】第４実施形態を示す図である。
【図１４】第４実施形態の動作を説明する示す図である。
【図１５】第４実施形態の動作を説明する示す図である。
【図１６】第４実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】第５実施形態を示す図である。
【図１８】第５実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】第６実施形態を示す図である。
【図２０】第６実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照することにより、実施形態を説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図は無い。即ち、本実施形態は、その趣旨に逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
【００１３】
〔Ａ〕信号光と局発光とのパワー比および信号品質の関係について
図１はデジタルコヒーレント受信方式を適用した光受信機の構成例を示す図であり、（ａ）は受光素子にシングルエンドフォトダイオードを用いた例で、（ｂ）は受光素子にツインフォトダイオードを用いた例である。
【００１４】
ここで、図１（ａ）又は図１（ｂ）において、光ハイブリッド１は、光伝送路を伝送した光信号を入力信号光として導入して、局発光源２からの局発光と混合させて同相信号光I 、直交位相信号光Q を得る。受光部３ａｉ，３ａｑ，３ｂｉ，３ｂｑは、光ハイブリッド１で得られた信号光を、受光した信号光の振幅に応じた電気信号（アナログ電気信号）に変換する。
【００１５】
たとえば、受光部３ａｉ，３ａｑにおいては、それぞれ、同相信号光I，直交位相信号光Qをシングルエンドフォトダイオードで受光する。フォトダイオードにおいて、受光した信号光の振幅に応じた電流信号を出力する場合には、ＴＩＡ（Transimpedance Amplifier）で電圧信号に変換し、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに渡す。このアナログ電圧信号については差動信号とすることができる。
【００１６】
また、受光部３ｂｉ，３ｂｑにおいては、それぞれ、同相信号光I，直交位相信号光Qをツインフォトダイオードで受光する。この場合も、ＴＩＡで電圧信号に変換し、差動信号としてＡＤＣ４ｉ，４ｑに渡すことができる。
【００１７】
上述の受光部３ａｉ，３ａｑ，３ｂｉ，３ｂｑにおいては、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプをそなえ、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに出力するアナログ電気信号のレベルについて最適化させることもできる。
【００１８】
このとき、シングルエンドフォトダイオードを適用した受光部３ａｉ，３ａｑにおいては、光ハイブリッド１からの各チャンネルについて１出力の信号光を受光することができる。一方、ツインフォトダイオードを適用した受光部３ｂｉ，３ｂｑにおいては、光ハイブリッド１からの各チャンネルについて２出力（差動出力）の信号光を受光することができる。いずれの場合においても、同相信号光I，直交位相信号光Qそれぞれのチャンネルに対応して受光部３ａｉ，３ａｑ，３ｂｉ，３ｂｑをそなえることができる。
【００１９】
さらに、図１（ａ）のアナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）４ａｉ，４ａｑはそれぞれ、受光部３ａｉ，３ａｑからのアナログ電気信号である同相信号I，直交位相信号Qをデジタル信号に変換する。同様に、図１（ｂ）のＡＤＣ４ｂｉ，４ｂｑはそれぞれ、受光部３ｂｉ，３ｂｑからのアナログ電気信号である同相信号I，直交位相信号Qをデジタル信号に変換する。
【００２０】
信号処理部５は、ＡＤＣ４（図１（ａ）の場合はＡＤＣ４ａｉ，４ａｑ、図１（ｂ）の場合はＡＤＣ４ｂｉ，４ｂｑ）からの同相信号I，直交位相信号Qのデジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう。具体的には、ＡＤＣ４からのデジタル信号を用いて波形等化処理や復号処理を行なう。例えば、波形等化処理により光伝送路で生じうる波長分散の影響を補償することができる。又、復号処理により、送信側で変調されたデータを復元することができる。信号処理部５には、例えばＤＳＰを用いることができるが、その他のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアを用いることもできる。
【００２１】
ここで、受光素子としてシングルエンドフォトダイオード３ａｉ，３ａｑを適用する場合（図１（ａ）参照）、ツインフォトダイオード３ｂｉ，３ｂｑを適用する場合に比べると、装置の低コスト化や装置サイズの縮小化の観点等から有利な面がある。一方、シングルエンドフォトダイオード３ａｉ，３ａｑを適用する場合、受信電気信号には、下記の式（１）に項として示される、２乗検波成分およびＲＩＮ（Relative Intensity Noise）等のノイズ成分の項が残留する。
【００２２】
式（１）は、一例として、シングルエンドフォトダイオード３ａｉで受光する同相信号光Iの光パワーＰＩの導出式を示す図である。ここで、Sは信号光電界成分、Lは局発光電界成分、上つき記号の「＊」は位相共役を示す。また、n，nＬに関し、n２がＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）雑音電力であり、nＬ２がＲＩＮの雑音電力である。
PＩ＝（SL＊＋S＊L）+|S|２+（S+L）n＊+（S＋L）＊n+（LnＬ＊+L＊nＬ）  …（１）
この式（１）における第1項（SL＊＋S＊L）は情報成分、第２項|S|２は２乗検波成分、（S+L）n＊+（S＋L）＊nはＡＳＥ雑音成分、（LnＬ＊+L＊nＬ）はＲＩＮである。
【００２３】
この式（１）に示すように、２乗検波成分は信号光成分に由来するもので、信号光パワーが大きくなると、２乗検波成分は雑音成分として影響が大きくなる。一方、ＲＩＮは、局発光成分に由来するもので、局発光パワーが大きくなると、ＲＩＮは雑音成分として影響が大きくなる。
【００２４】
図２は、局発光パワーを一定としながら信号光パワーを可変させた場合の、データ復元される受信信号のＱ値についてのシミュレーション結果を、受光素子に適用するフォトダイオードの種類に応じて示す図である。図２中、Ａはシングルエンドフォトダイオードを適用した場合（図１（ａ）参照）のシミュレーション結果であり、Ｂはツインフォトダイオードを適用した場合（図１（ｂ）参照）のシミュレーション結果である。尚、Ｃはシングルエンドフォトダイオードを適用した場合において、ＲＩＮによる影響を考慮しない場合のシミュレーション結果である。
【００２５】
シングルエンドフォトダイオードを適用する場合には、図２のＡに示すように、信号光パワーが比較的小さい場合には、ＲＩＮが雑音成分として支配的になるので、Ｑ値は比較的低い値になる。つぎに、信号項パワーが大きくなる領域になるに従い、ＲＩＮの影響が薄れてきてＱ値は上昇する。更に、信号光パワーを上昇させると、ＲＩＮの影響は比較的小さいが、２乗検波成分が雑音成分として支配的になり、Ｑ値は下降する。
【００２６】
したがって、受信信号のＱ値を最適化のためには、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることが一つの条件であるといえる。
【００２７】
なお、ツインフォトダイオードを適用する場合には、理論的には上記の２乗検波成分およびＲＩＮ成分は、相殺して受光することになる。このため、シングルエンドフォトダイオードの場合のような雑音成分の影響が比較的小さくなり、図２のＢに示すように、Ｑ値のシミュレーション結果としては、信号光および局発光のパワー比によらず良好な値が保たれる。
【００２８】
しかしながら、ツインフォトダイオードを適用する場合においても、実際には、２乗検波成分、ＲＩＮは全てキャンセルされるとは限らない。即ち、光ハイブリッド１のポート間の損失のバラつきや、ツインフォトダイオードの差動間の感度バラつきが影響を与えることが想定されるからである。この場合、ツインフォトダイオードを適用する場合にも、上述したような受信機構成要素の特性上の個体差に応じて、信号光パワーおよび局発光パワーの間に最適なパワー比が存在しているといえる。
【００２９】
このように、ツインフォトダイオードを用いる場合においても、受信信号のＱ値を最適化のためには、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることが一つの条件であるといえる。
【００３０】
近年、伝送容量の増大化を実現する１手法として、異なる２つの偏波成分を光変調の多重要素とした偏波多重方式が用いられる。偏波多重方式を採用する場合においても、上述の場合と同様、信号光パワーと局発光パワーの比を、少なくとも一定の範囲に収めることが、受信信号のＱ値を最適化するための条件の一つであるといえる。受光素子にシングエンドフォトダイオード，ツインフォトダイオードのいずれを用いる場合においても同様のことがいえる。
【００３１】
〔Ｂ〕第１実施形態
そこで、第１実施形態においては、図３に示す光受信機１０のように、信号光パワーと局発光パワーとを最適なパワー比に保つようにしている。この図３に示す光受信機１０においては、前述の図１（ａ）の場合と同様の光ハイブリッド１，受光部３ａｉ，３ａｑ，ＡＤＣ４ｉ，４ｑ，信号処理部５をそなえるが、更に、信号品質モニタ６，制御量付与部７，入力光レベル制御部８および局発光源２Ａをそなえる。尚、９ｉ，９ｑは、受光部３ａｉとＡＤＣ４ｉとの間、受光部３ａｑとＡＤＣ４ｑとの間にそれぞれ介装された、コンデンサ等のＡＣ結合器である。
【００３２】
入力光レベル制御部８は、後述する制御量付与部７からの制御を受けて、光ハイブリッド１に導入される光信号、即ち、光伝送路を伝送した光信号のレベルを制御する。例えば、受ける制御量に応じて減衰量を変化させることが可能なＶＯＡ（Variable Optical Attenuator）を用いることができる。
【００３３】
また、局発光源２Ａは、コヒーレント光受信のための局発光を出力するものであるが、後述の制御量付与部７からの制御を受けて、光ハイブリッド１に出力される局発光のレベルが制御されるようになっている。
【００３４】
光ハイブリッド１は、入力光レベル制御部８でレベル制御された光信号と、同様に局発光源２Ａでレベル制御された局発光と、を混合させて、同相信号光Ｉ、直交位相信号光Ｑを得る。即ち、光ハイブリッド１は、入力光と局発光とを混合して、同相位相信号光と直交位相信号光を得る混合部の一例である。
【００３５】
この場合には、光ハイブリッド１は、入力光と、位相がほぼ９０度異なる２つの局発光と、をそれぞれ混合させて、出力光として上述の同相信号光と直交位相信号光とを出力する。第１実施形態においては、上述の２つの信号光をそれぞれ一の出力とすることができる。
【００３６】
信号品質モニタ６は、信号処理部５でのデジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタするモニタの一例である。信号品質モニタ６は、受信信号品質をモニタするための情報として、例えば、誤り検出数や誤り訂正数等を用いたり、後述するように、ＡＤＣ４ｉ，４ｑから信号処理部５に入力された受信信号の電界値の情報を用いたりすることができる。
【００３７】
誤り検出数や誤り訂正数は、受信信号の品質の指標として対応付けることができる。例えば、これらの数が大きい場合は受信信号の品質が低下しており、これらの数が小さい場合は受信信号の品質が向上していると対応付けることができる。この場合においては、信号品質モニタ６では、信号処理部５から受け取る誤り検出数および誤り訂正数の値に対応付けられた信号品質モニタ値を出力する。
【００３８】
制御量付与部７は、信号品質モニタ６によるモニタ結果に基づき、上述の入力光レベル制御部８および局発光源２Ａにそれぞれ制御量を与えることにより、光ハイブリッド１に導入され混合される、入力光および局発光の、パワー比を制御する。
【００３９】
換言すれば、上述の入力光レベル制御部８は、混合部１に入力される入力光のレベルを制御する入力光レベル制御部の一例であり、局発光源２Ａは、混合部１に入力される局発光のレベルを制御する局発光レベル制御部の一例である。そして、上述の入力光レベル制御部８，局発光源２Ａおよび制御量付与部７は、協働することにより、モニタ６によるモニタ結果に基づき、混合される入力光と局発光とのパワー比を制御する制御部として機能する。
【００４０】
図４は制御量付与部７によるパワー比の制御の一例を説明する図である。この図４のＬ１１，Ｌ２１に示すように、入力光レベル制御部８へ付与する制御量を通じて、光ハイブリッド１に入力される信号光のレベルを周波数ｆ０でディザー（dither）をかける。一方、局発光源２Ａに対する制御量を通じて、光ハイブリッド１に入力される局発光については一定レベルとする。
【００４１】
光ハイブリッド１では、上述のごとくディザーがかけられた信号光と局発光とが混合され、同相信号光I，直交位相信号光Qの信号光を出力する。受光部３ａｉ，３ａｑでは、光ハイブリッド１からの同相信号光および直交位相信号光をそれぞれ光電変換する。そして、ＡＤＣ４ｉ，４ｑでは光電変換されたアナログ電気信号デジタル信号に変換して信号処理部５に渡す。
【００４２】
なお、受光部３ａｉ，３ａｑでは、その要素として含まれる増幅器を用いて、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力されるアナログ電気信号についてレベル一定制御を行なうことができる。このとき、ディザーがかけられる周波数ｆ０については、データレートに対応する周波数とは区別できる周波数（例えば、データレートに対応する周波数よりも十分に低周波の周波数）とする。これにより、信号品質モニタ６で得られるモニタ値に、信号光レベルへのディザーの影響を落とし込むことができるようになる。
【００４３】
また、上述の信号光について、入力光レベル制御部８でディザーさせる振幅としては、当該信号光自体が有している振幅値よりも十分に小さい値として、後段の信号処理部５でのデータ復元に影響が及ばないようにしている。
【００４４】
信号品質モニタ６では、信号処理部５からの情報を用いて信号品質をモニタする。このとき、信号品質のモニタ結果は、信号光レベルのディザーに伴い前述の図２のＡに示す特性に対応付けられた変動が生じる。
【００４５】
具体的には、入力光レベル制御部８で入力信号光に周波数ｆ０でディザーをかけると、信号光のレベルは、入力光レベル制御部８に入力される信号光レベルＬ１，Ｌ２に応じて、それぞれ、Ｌ１１，Ｌ２１に示すように周波数ｆ０での変動成分を持つようになる。
【００４６】
そして、信号品質モニタ６で得られるモニタ結果の値には、信号光レベルのディザーの影響を受けた品質指標の変動が生じる。具体的には、光ハイブリッド１に入力される信号光のレベルが、Ｌ２１に示すように周波数ｆ０で変動する場合には、信号品質モニタ６で得られるモニタ結果の値Ｍ２についても、周波数ｆ０で変動するようになる。Ｌ２１に示す信号光レベルの変動は、前述の図２に示した２乗検波成分の影響が比較的大きい領域での変動であることによる。
【００４７】
これに対し、光ハイブリッド１に入力される信号光のレベルが、Ｌ１１に示すように周波数ｆ０で変動する場合には、信号品質モニタ６で得られるモニタ結果の値Ｍ１については、周波数２ｆ０で変動するようになる。Ｌ１１に示す信号光レベルの変動は、前述の図２に示した２乗検波成分およびＲＩＮの影響が比較的小さい領域での変動であることによる。
【００４８】
したがって、制御量付与部７においては、信号品質モニタ６で得られるモニタ結果の値に含まれる周波数ｆ０の成分が最小となることを制御目標として、又は周波数２ｆ０の成分が最大となることを制御目標として、信号光の振幅を制御する。図４に示す場合には、制御量付与部７は、信号光の振幅がＬ１程度となるようことを目標に、入力光レベル制御部８に対し制御量を付与する。
【００４９】
なお、上記の例においては、信号光レベル制御部８での制御により、信号光レベルにディザーをかけているが、局発光源２Ａから出力される局発光のレベルにディザーをかけるようにしてもよい。
【００５０】
上述のごとく構成された光受信機１０の動作について、図５を用いて説明する。入力光レベル制御部８で、光伝送路を通じて入力される信号光について、光レベルを初期値に設定する（ステップＡ１）。尚、制御量付与部７では、初期値に設定するための制御情報についても、入力光レベル制御部８に与えることができる。
【００５１】
そして、入力光レベル制御部８では、制御量付与部７から付与される制御量を通じて、入力される信号光のレベルに周波数ｆ０によるディザーをかける（ステップＡ２）。信号品質モニタ６においては、信号処理部５からの誤り訂正数、誤り検出数等の情報を受けて、信号品質モニタ値を出力する（ステップＡ３）。
【００５２】
制御量付与部７においては、信号品質モニタ６からのモニタ値に含まれる周波数ｆ０成分（又は２ｆ０成分）を、例えば同期検波により抽出する（ステップＡ４）。そして、抽出した周波数ｆ０成分が最小となることを制御目標に置いて、入力光レベル制御部８への制御を通じて、信号光レベルを制御する。又は、抽出した周波数２ｆ０成分が最大となることを制御目標において、信号光レベルを制御する（ステップＡ５からステップＡ３）。前述したように、局発光源２Ａに対して制御を行なって、局発光のレベルを制御することとしてもよい。
【００５３】
また、図６に示すように、制御量付与部７においては、抽出した周波数ｆ０成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ０成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで信号光レベルの制御を行なうようにしてもよい（ステップＡ５１のＮＯルートからステップＡ５２，Ａ３）。この場合においては、上記閾値条件を満たすと、信号光レベルの制御を停止させる（ステップステップＡ５１のＹＥＳルート）。
【００５４】
なお、ここでの閾値は、信号品質が所期の基準を満たす範囲に収まったか否かを判断する値とすることができる。尚、その後、制御量付与部７においては、一定周期又は不定周期ごとに、上記パワー比の制御を行なうこともできる。
【００５５】
このように、第１実施形態においては、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
【００５６】
〔Ｂ１〕変形例
第1実施形態における信号品質モニタ６においては、誤り訂正数や誤り検出数に代えて、ＡＤＣ４ｉ，４ｑから信号処理部５に入力された受信信号の電界値の情報を用いて、受信信号品質の指標となる値を以下のように導出することができる。
【００５７】
信号品質モニタ６においては、一定数がサンプリングされた受信信号の電界値の情報を蓄積しておく。そして、これら蓄積した受信信号の電界値の平均、即ち、受信信号の平均電力μとともに、受信信号の電界値の標準偏差σを演算する。このようにして求められたμとσとの比Ｆ（＝μ／σ）は、受信信号品質の指標値として用いることができる。
【００５８】
図７は上述の品質指標値Ｆを模式的に例示する図である。即ち、図７においては、所定期間内に得られる波形等化後の光電界データの分布を示している。尚、信号品質モニタ６に与えられているデータは位相同期が行なわれていないので、この図７に示すコンステレーション上に表される信号点は、概ね一定の振幅で全位相にほぼ均等に分布している。
【００５９】
上述のＦは、図８に例示するように、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）に対応付けられるので、当該Ｆを、上述の制御量付与部７でのパワー比を制御する際の信号品質指標値として用いることは可能である。
【００６０】
〔Ｃ〕第２実施形態
図９は第２実施形態を示す図である。この図９に示す光受信機２０は、前述の第１実施形態の場合と異なる制御量付与部１７をそなえる。尚、他の構成については図３に示す光受信機１０と基本的に同様であり、図９中、図３と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００６１】
ここで、制御量付与部１７は、信号品質モニタ６によるモニタ結果に基づき、第１実施形態の場合と同様に信号光と局発光とのパワー比を制御するとともに、このように制御されるパワー比を保持しながら、信号光および局発光の振幅を制御するようになっている。
【００６２】
ＡＤＣ４ｉ，４ｑにおいては、サンプリングに際しての振幅値の範囲に適正範囲がある。即ち、この範囲の限界値を超える振幅値を有する電気強度変調信号が入力される場合には、受信信号品質を良好に保つサンプリングが困難になる。第２実施形態においては、信号光および局発光の振幅を、パワー比を一定としながら制御することができるので、ＡＤＣ４ｉ，４ｑへの入力レベルを最適化させることができる。
【００６３】
図１０は第２実施形態における光受信機２０の動作例を説明するフローチャートである。まず、前述の第１実施形態の場合と同様に（図６参照）、制御量付与部１７において信号光と局発光とのパワー比を制御する（ステップＡ１〜Ａ４，ステップＡ５１，Ａ５２）。具体的には、抽出した周波数ｆ０成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ０成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで信号光レベルの制御を行なう（ステップＡ５１のＮＯルートからステップＡ５２，Ａ３）。
【００６４】
そして、信号品質モニタ６からのモニタ結果の値が、上記閾値条件を満たすと、上述のパワー比（電力比）を保持しながら、信号光および局発光の双方のレベルを制御する（ステップＡ５１のＹＥＳルートからステップＡ７〜Ａ１１）。これにより、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号レベルを最適化させることができる。
【００６５】
そして、信号光と局発光との電力の比（パワー比）を固定した状態において、信号光レベルおよび局発光レベルに周波数ｆ１でディザーをかける。このために、制御量付与部１７が、入力光レベル制御部８および局発光源２Ａの各々に制御信号を出力する（ステップＡ７）。周波数ｆ１については、前述の周波数ｆ０と同一でもよいし、異なっていても良い。
【００６６】
なお、ここでのＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号レベルの最適化にあたっては、受光部３ａｉ，３ａｑに要素として含まれるＡＧＣアンプや、信号処理部５内部での正規化処理の機能によって、上述のディザーによるモニタ結果への影響が打ち消されることも想定できる。
【００６７】
この場合においては、上述の信号光および局発光双方のディザーを行なう際には、例えば次の対応策のいずれかまたは組み合わせを併せて適用する。
（１）一時的に受光部３ａｉ，３ａｑ内のＡＧＣアンプによる利得制御を停止する。
（２）一時的に信号処理部５内における正規化処理の機能を停止する。
（３）ディザーの周波数ｆ１として、ＡＧＣアンプの利得制御に応答しない周波数を使用する。例えば、ＡＧＣアンプの応答速度に対して十分遅い又は十分速い周波数を用いる。
（４）ディザーの周波数ｆ１として、信号処理部５内での正規化処理を実現するＤＳＰ内の回路の応答しない周波数を使用する。
【００６８】
信号品質モニタ６においては、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光のレベルに上述の周波数ｆ１によるディザーをかけたときの信号品質モニタ値を出力する（ステップＡ８）。
【００６９】
制御量付与部１７においては、信号品質モニタ６からのモニタ値に含まれる周波数ｆ１成分（又は２ｆ１成分）を、例えば同期検波により抽出する（ステップＡ９）。そして、抽出した周波数ｆ１成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ１成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで、信号光および局発光についてのレベルの制御を行なう（ステップＡ１０のＮＯルートからステップＡ１１、ステップＡ８）。尚、ここでの閾値は、信号品質が、パワー比の際に用いた判断閾値よりも高品質な信号品質となったことに対応する値とすることができる。
【００７０】
そして、上記閾値条件を満たすと、信号光および局発光についてのレベル制御を停止させる（ステップステップＡ１０のＹＥＳルート）。尚、閾値条件を満たしたときには、再度信号光および局発光のレベル比の制御に戻すこととしてもよい（ステップＡ１０のＹＥＳルートからステップＡ２に移行する点線ルート）。
【００７１】
このように、第２実施形態においても、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
さらに、信号光および局発光各々の振幅自体についても最適化させることができるので、受信信号品質の更なる向上に資する。
【００７２】
〔Ｄ〕第３実施形態
図１１は第３実施形態を示す図である。この図１１に示す光受信機３０は、前述の第２実施形態の場合と異なる制御量付与部２７をそなえる。又、第３実施形態における光受信機３０においては、シングルエンドフィトダイオード３−１，ＡＣ結合器３−２および増幅器３−３をそれぞれ有する受光部２３ｉ，２３ｑをそなえる。
【００７３】
シングルエンドフォトダイオード３−１は、光ハイブリッド１からの各チャンネルについて出力光を受光し、受光した光量に応じた振幅の電気信号を出力する。ＡＣ結合器３−２は、シングルエンドフォトダイオード３−１からの電気信号について直流成分をカットする。
【００７４】
増幅器３−３は、ＡＣ結合器３−２で直流成分がカットされた電気信号を増幅し、対応するＡＤＣ４ｉ，４ｑに出力する。この増幅器３−３においては、対応するＡＤＣ４ｉ，４ｑに出力される電気信号が、当該ＡＤＣ４ｉ，４ｑでのサンプリングに最適化されるように、利得制御が行われる。尚、ＡＣ結合器３−２については、増幅器３−３の後段に、即ち増幅器３−３とＡＤＣ４ｉ,４ｑとの間にそれぞれ配置してもよい。
【００７５】
そして、制御量付与部２７は、信号品質モニタ６によるモニタ結果に基づき、第１実施形態の場合と同様に制御されるパワー比（信号光と局発光とのパワー比）を保持しながら、各受光部２３ｉ，２３ｑにおける増幅器３−３のそれぞれについて利得を制御する。
【００７６】
これにより、結果として、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される信号レベルが、信号品質モニタ６でモニタされる受信信号品質が最適となるように制御される点は、第２実施形態の場合と同様である。
【００７７】
前述の第２実施形態においては、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光のレベルを制御していた。第３実施形態のように、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号の段階における信号レベルを、増幅器３−３での利得を制御することでも、同様の受信信号品質の最適化を図ることが可能となる。
【００７８】
図１２は第３実施形態における光受信機３０の動作例を説明するフローチャートである。まず、光受信機３０では、制御量付与部２７において信号光と局発光とのパワー比を、図３，図９の場合と同様に制御する（ステップＡ１〜Ａ４，ステップＡ５１，Ａ５２）。具体的には、抽出した周波数ｆ０成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ０成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで信号光レベルの制御を行なう（ステップＡ５１のＮＯルートからステップＡ５２，Ａ３）。
【００７９】
制御量付与部２７では、上述の閾値条件が満たされると、次いで、そのパワー比（電力比）を保持しながら、信号光および光の双方のレベルを制御する（ステップＡ５１のＹＥＳルートからステップＡ７〜Ａ１０，Ａ１１１）。これにより、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号レベルを最適化させることができる。
【００８０】
すなわち、信号光と局発光との電力の比（パワー比）を固定した状態において、受光部２３ｉ，２３ｑにおける各増幅器３−３の利得に、周波数ｆ１でディザーをかける。このために、制御量付与部２７は、受光部２３ｉ，２３ｑにおける各増幅器３−３の各々に制御信号を出力する（ステップＡ７）。
【００８１】
信号品質モニタ６においては、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光のレベルに上述の周波数ｆ１によるディザーをかけたときの信号品質モニタ値を出力する（ステップＡ８）。
【００８２】
そして、制御量付与部２７においては、信号品質モニタ６からのモニタ値に含まれる周波数ｆ１成分（又は２ｆ１成分）を、例えば同期検波により抽出する（ステップＡ９）。そして、抽出した周波数ｆ１成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ１成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで、各増幅器（電気アンプ）３−３についての利得の制御を行なう（ステップＡ１０のＮＯルートからステップＡ１１１、ステップＡ８）。尚、ここでの閾値は、信号品質が、パワー比の際に用いた判断閾値よりも高品質な信号品質となったことに対応する値とすることができる。
【００８３】
そして、上記閾値条件を満たすと、増幅器３−３についての利得制御を停止させる（ステップステップＡ１０のＹＥＳルート）。尚、閾値条件を満たしたときには、再度信号光および局発光のレベル比についての制御に戻すこととしてもよい（ステップＡ１０のＹＥＳルートからステップＡ２に移行する点線ルート）。
【００８４】
このように、第３実施形態においても、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
さらに、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号の振幅自体についても最適化させることができるので、受信信号品質の更なる向上に資する。
【００８５】
〔Ｅ〕第４実施形態
図１３は第４実施形態を示す図である。図１３に示す光受信機４０は、前述の第２実施形態の場合と異なる制御量付与部３７およびレベル検出部３８をそなえる。尚、他の構成については図９に示すものと基本的に同様であり、図１３中、図９と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００８６】
レベル検出部３８は、ＡＤＣ４ｉ，４ｑからのデジタル信号のレベルをモニタするレベルモニタの一例である。レベル検出部３８は、ＡＤＣ４ｉ，４ｑからのデジタル信号の値（サンプル値）を所定時間取り込み、電気強度変調信号の強度分布を得るとともに、この強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【００８７】
制御量付与部３７は、第１実施形態の場合と同様に信号光と局発光とのパワー比を制御するとともに、このように制御されるパワー比を保持しながら、レベル検出部３８からの検出結果を元に信号光および局発光の振幅を制御するようになっている。図１４，図１５は制御量付与部３７における信号光および局発光の振幅の制御態様について説明する図である。
【００８８】
制御量付与部３７においては、レベル検出部３８にて求められた振幅ヒストグラムをもとに、所定時間の間にクリッピングしたサンプル値の個数を導出する。換言すれば、即ちＡＤＣ４ｉ，４ｑの振幅のダイナミックレンジの上限又は下限の値に張り付いている、サンプル値の個数を導出する。そして、例えば図１４に示すように、導出したサンプル値の個数が所定の閾値Ｔを超えた場合には、制御量付与部３７は、第１実施形態の場合と同様に制御されたパワー比を保持しながら、信号光の振幅および局発光の振幅を所定割合下げる制御を行なう。
【００８９】
具体的には、入力光レベル制御部８および局発光源２Ａに対して制御量を付与（制御信号を出力）することにより、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光の振幅を所定割合（例えば３％程度）下げるようにする。これにより、ＡＤＣ４ｉ，４ｑの振幅のダイナミックレンジの上限又は下限の値に張り付いているサンプル値の個数を減少させることができるようになり、ＡＤＣ４ｉ，４ｑへの入力を、サンプリングに最適化された振幅を有する信号とすることができる。
【００９０】
また、制御量付与部３７においては、レベル検出部３８で求められた振幅ヒストグラムを用いて、所定時間の間に所定の振幅閾値ＩＴを超えるサンプル数について計数する。そして、例えば図１５に示すように、上述の振幅閾値ＩＴを超えるサンプル値が存在しない場合には、制御量付与部３７では、第１実施形態の場合と同様に制御されたパワー比を保持しながら、信号光の振幅および局発光の振幅を所定割合上げる制御を行なう。
【００９１】
たとえば、入力光レベル制御部８および局発光源２Ａに対して制御量を付与（制御信号を出力）することにより、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光の振幅を所定割合（例えば３％程度）上げるようにする。これにより、ＡＤＣ４ｉ，４ｑでのサンプリングにおける振幅のダイナミックレンジに強度分布を広げられ、ＡＤＣ４ｉ，４ｑへの入力を、サンプリングに最適化された振幅を有する信号とすることができる。尚、上述の振幅閾値ＩＴについては、少なくともＡＤＣ４ｉ，４ｑのダイナミックレンジの上限又は下限の振幅値よりも小さい値であって、ＡＤＣ４ｉ，４ｑでのサンプリングを最適に行なう判断指標となる値とすることができる。
【００９２】
図１６は第４実施形態における光受信機４０の動作例を説明するフローチャートである。まず、光受信機４０では、制御量付与部３７において信号光と局発光とのパワー比を、図３，図９の場合と同様に制御する（ステップＡ１〜Ａ４，ステップＡ５１，Ａ５２）。具体的には、抽出した周波数ｆ０成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ０成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで信号光レベルの制御を行なう（ステップＡ５１のＮＯルートからステップＡ５２，Ａ３）。
【００９３】
次いで、制御量付与部３７では、制御されたパワー比（電力比）を保持しながら、レベル検出部３８で導出された振幅ヒストグラムが適正状態となるまで、信号光パワーおよび局発光パワーを所定割合刻みに制御する（ステップＡ５１のＹＥＳルートからステップＡ１７，Ａ１８）。具体的には、レベル検出部３８にて求められた振幅ヒストグラムをもとに、所定時間の間にクリッピングしたサンプル値の個数を導出する。又、レベル検出部３８で求められた振幅ヒストグラムを用いて、所定時間の間に所定の振幅閾値ＩＴを超えるサンプル数について計数する。
【００９４】
そして、導出したサンプル値の個数が所定の閾値Ｔ（図１４参照）を超えた場合には、制御量付与部３７は、上述のパワー比を保持しながら、信号光の振幅および局発光の振幅を所定割合下げる制御を行なう。又、上述の振幅閾値ＩＴ（図１５参照）を超えるサンプル値が存在しない場合には、制御量付与部３７では、上述のパワー比を保持しながら、信号光の振幅および局発光の振幅を所定割合上げる制御を行なう（ステップＡ１７のＮＯルートからステップＡ１８）。
【００９５】
そして、上述のレベル検出部３８で導出された振幅ヒストグラムが適正状態となった場合には、信号光パワーおよび局発光パワーの制御を停止させる（ステップＡ１７のＹＥＳルート）。尚、この場合には、再度信号光および局発光のレベル比についての制御に戻すこととしてもよい（ステップＡ１７のＹＥＳルートからステップＡ２に移行する点線ルート）。
【００９６】
このように、第４実施形態においても、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
さらに、信号光および局発光各々の振幅自体についても最適化させることができるので、受信信号品質の更なる向上に資する。
【００９７】
〔Ｆ〕第５実施形態
図１７は第５実施形態を示す図である。図１７に示す光受信機５０は、前述の第４実施形態の場合と異なる受光部２３ｉ，２３ｑおよび制御量付与部４７をそなえる。尚、他の構成については前述の第４実施形態の場合と基本的に同様であり、図１７中、図１３と同一の符号はほぼ同様の部分を示す。
受光部２３ｉ，２３ｑは、第３実施形態の場合（図１１参照）と同様のものであり、シングルエンドフォトダイオード３−１，ＡＣ結合器３−２および増幅器３−３をそれぞれ有する。
【００９８】
制御量付与部４７は、信号品質モニタ６によるモニタ結果に基づき、第１実施形態の場合と同様に信号光と局発光とのパワー比を制御する。更に、制御量付与部４７は、レベル検出部３８で導出される振幅ヒストグラムに基づき、各受光部２３ｉ，２３ｑにおける増幅器３−３のそれぞれについて利得を制御する。
【００９９】
これにより、結果として、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される信号レベルが、信号品質モニタ６でモニタされる受信信号品質が最適となるように制御される点は、第４実施形態の場合と同様である。
【０１００】
前述の第４実施形態においては、光ハイブリッド１に入力される信号光および局発光のレベルを制御していた。第５実施形態のように、ＡＤＣ４ｉ，４ｑに入力される電気信号の段階における信号レベルを、増幅器３−３での利得を制御することでも、同様の受信信号品質の最適化を図ることが可能となる。
【０１０１】
図１８は第５実施形態における光受信機５０の動作例を説明するフローチャートである。まず、光受信機５０では、制御量付与部４７において信号光と局発光とのパワー比を、図３の場合と同様に制御する（ステップＡ１〜Ａ４，ステップＡ５１，Ａ５２）。具体的には、抽出した周波数ｆ０成分が所定の閾値を下回る（または２ｆ０成分が所定の閾値を上回る）まで、即ち閾値条件を満たすまで信号光レベルの制御を行なう（ステップＡ５１のＮＯルートからステップＡ５２，Ａ３）。
【０１０２】
次いで、制御量付与部４７では、制御されたパワー比（電力比）を保持しながら、レベル検出部３８で導出された振幅ヒストグラムが適正状態となるまで、増幅器３−３の利得を所定割合刻みに制御する（ステップＡ５１のＹＥＳルートからステップＡ２７，Ａ２８）。具体的には、レベル検出部３８にて求められた振幅ヒストグラムをもとに、所定時間の間にクリッピングしたサンプル値の個数を導出する。又、レベル検出部３８で求められた振幅ヒストグラムを用いて、所定時間の間に所定の振幅閾値ＩＴを超えるサンプル数について計数する。
【０１０３】
そして、導出したサンプル値の個数が所定の閾値Ｔ（図１４参照）を超えた場合には、制御量付与部４７は、上述のパワー比を保持しながら、受光部２３ｉ，２３ｑの各増幅器３−３の振幅を所定割合下げる制御を行なう。又、上述の振幅閾値ＩＴ（図１５参照）を超えるサンプル値が存在しない場合には、制御量付与部３７では、上述のパワー比を保持しながら、受光部２３ｉ，２３ｑの各増幅器３−３を所定割合上げる制御を行なう（ステップＡ２７のＮＯルートからステップＡ２８）。
【０１０４】
そして、上述のレベル検出部３８で導出された振幅ヒストグラムが適正状態となった場合には、増幅器３−３の利得をそのときの値に固定する（ステップＡ２７のＹＥＳルート）。尚、この場合には、再度信号光および局発光のレベル比についての制御に戻すこととしてもよい（ステップＡ２７のＹＥＳルートからステップＡ２に移行する点線ルート）。
【０１０５】
このように、第５実施形態においても、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができるので、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
さらに、信号光および局発光各々の振幅自体についても最適化させることができるので、受信信号品質の更なる向上に資する。
【０１０６】
〔Ｇ〕第６実施形態
図１９は第６実施形態を示す図である。図１９に示す光受信機６０は、前述の第４実施形態の場合と異なり、異なる２つの偏波成分を光変調の多重要素とする偏波多重方式を適用した光信号を受信する。このために、光受信機６０は、コヒーレント受信部５１，受光部３ａｉ−Ｘ，３ａｑ−Ｘ，３ａｉ−Ｙ，３ａｑ−Ｙ，ＡＣ結合器９ｉ−Ｘ，９ｑ−Ｘ，９ｉ−Ｙ，９ｑ−Ｙ，ＡＤＣ４ｉ−Ｘ，４ｑ−Ｘ，４ｉ−Ｙ，４ｑ−Ｙおよび信号処理部５Ａをそなえる。尚、光受信機６０は、更に、第４実施形態の場合と同様の信号品質モニタ６，制御量付与部５７，レベル検出部３８，局発光源２Ａおよび入力光レベル制御部３８をそなえる。
【０１０７】
コヒーレント受信部５１は、偏波多重された信号光を入力光レベル制御部８から入力されるとともに、局発光源２Ａからの局発光を入力されて、２つの偏波成分（Ｘ偏波，Ｙ偏波）ごとの同相信号光I，直交位相信号光Qを出力するようになっている。従って、コヒーレント受信部５１は、入力光と局発光とを混合して、同相信号光と直交位相信号光を得る混合部の一例である。ここで、コヒーレント受信部５１は、図２０に例示するように、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）５１ａ，５１ｂおよび光ハイブリッド５１ｘ，５１ｙをそなえる。
【０１０８】
この図２０において、ＰＢＳ５１ａは、光伝送路から入力光レベル制御部８を通じて入力される信号光を直交する２つの偏波成分（Ｘ偏波成分のＳｘとＹ偏波成分のＳｙ）に分離し、それぞれ異なる光ハイブリッド５１ｘ，５１ｙに導く。又、ＰＢＳ５１ｂは、局発光源２Ａからの局発光について、直交する２つの偏波成分（Ｘ偏波成分のＬｘとＹ偏波成分のＬｙ）に分離し、それぞれ異なる光ハイブリッド５１ｘ，５１ｙに導く。
【０１０９】
光ハイブリッド５１ｘ，５１ｙは、ともに、前述の各実施形態における光ハイブリッド１と同様の構成を有する。これにより、光ハイブリッド５１ｘにおいては、直交する２つの偏波成分ごとに、信号光と局発光とを混合させて、同相信号光Ｐｉｘ，直交位相信号光Ｐｑｘをそれぞれ出力することができる。同様に、光ハイブリッド５１ｙにおいては、同相信号光Ｐｉｙおよび直交位相信号光Ｐｑｙを出力することができる。
【０１１０】
受光部３ａｉ−Ｘ，３ａｑ−Ｘ，３ａｉ−Ｙ，３ａｑ−Ｙにおいては、それぞれ偏波成分ごとの同相信号光Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号光Ｐｑｘ，Ｐｑｙを受光して、電気強度変調信号であるアナログ電気信号の同相信号Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号Ｐｑｘ，Ｐｑｙを出力する。又、ＡＣ結合器９ｉ−Ｘ，９ｑ−Ｘ，９ｉ−Ｙ，９ｑ−Ｙは、各偏波成分における同相信号Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号Ｐｑｘ，Ｐｑｙの電気強度変調信号に含まれる直流成分をカットする。更に、ＡＤＣ４ｉ−Ｘ，４ｑ−Ｘ，４ｉ−Ｙ，４ｑ−Ｙにおいては、直流成分がカットされた各偏波成分における同相信号Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号Ｐｑｘ，Ｐｑｙの電気強度変調信号をデジタル信号に変換して、信号処理部５Ａに出力する。
【０１１１】
信号処理部５Ａにおいては、ＡＤＣ４ｉ−Ｘ，４ｑ−Ｘ，４ｉ−Ｙ，４ｑ−Ｙから、各偏波成分についての同相信号Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号Ｐｑｘ，Ｐｑｙの電気強度変調信号をデジタル信号として入力され、波形等化処理、データ復号処理等の信号処理を行なう。
【０１１２】
また、レベル検出部３８は、ＡＤＣ４ｉ−Ｘ，４ｑ−Ｘ，４ｉ−Ｙ，４ｑ−Ｙからのデジタル信号の値を所定取り込み、電気強度変調信号の強度分布を得るとともに、この強度分布から振幅ヒストグラムを求める。尚、レベル検出部３８においては、２つの偏波成分中のいずれか一方（例えば、Ｘ偏波）についての同相信号Ｐｉｘ，Ｐｉｙ，直交位相信号Ｐｑｘ，ＰｑｙのＡＤＣ出力を取り込んで、振幅ヒストグラムを求めるようにすることも可能である。
【０１１３】
そして、制御量付与部３７は、第４実施形態の場合と同様に、信号光と局発光とのパワー比を制御するとともに、ここで制御されるパワー比を保持しながら、レベル検出部３８からの検出結果を元に信号光および局発光の振幅を制御する。
【０１１４】
このように、第６実施形態においても、偏波多重された光信号を受信する場合においても、信号光パワーと局発光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることができ、受信信号の信号品質を良好に保つことができるという利点がある。
さらに、信号光および局発光各々の振幅自体についても最適化させることができるので、受信信号品質の更なる向上に資する。
【０１１５】
〔Ｈ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、各実施形態における受光部としては、シングルエンドフォトダイオードを適用しているが、ツインフォトダイオードを適用することとしてもよい。このようにすれば、上述の各実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
また、上述の第１〜第３，第５実施形態の構成について、偏波多重された光信号を受信する場合、第６実施形態の場合に即して変形することは可能である。
さらに、上述した開示により、請求項記載の装置を製造することは可能である。
【０１１６】
〔Ｉ〕付記
以上の実施形態に関し、下記の付記を更に開示する。
（付記１）
入力光と局発光とを混合して、同相信号光と直交位相信号光を得る混合部と、
前記各信号光を受光しそれぞれアナログ電気信号に変換する受光部と、
前記各アナログ電気信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、
前記各デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう信号処理部と、
前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタするモニタと、
該モニタによるモニタ結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する制御部と、そなえた光受信機。
【０１１７】
（付記２）
該混合部は、前記入力光と、位相がほぼ９０度異なる２つの前記局発光と、をそれぞれ混合させて、前記同相信号光と前記直交位相信号光とを出力する、付記１記載の光受信機。
【０１１８】
（付記３）
該受光部は、該混合部から出力される信号光に対応してそなえられるシングルエンドフォトダイオードを含む、付記２記載の光受信機。
【０１１９】
（付記４）
該受光部は、該混合部から出力される信号光に対応してそなえられるツインフォトダイオードを含む、付記２記載の光受信機。
【０１２０】
（付記５）
該受光部は、前記受光する信号光ごとに、
前記信号光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力を増幅し、前記信号光の振幅に応じたアナログ電気信号を出力する増幅器と、をそなえた、付記２記載の光受信機。
【０１２１】
（付記６）
該混合部は、前記入力光について互いに異なる２つの偏波成分について、それぞれ、前記同相信号光と前記直交位相信号光とを出力し、
該受光部および該アナログ／デジタル変換部は、前記２つの偏波成分ごとに出力される前記同相信号光と前記直交位相信号光に対応してそなえられた、付記２記載の光受信機。
【０１２２】
（付記７）
該制御部は、
該混合部に入力される前記入力光のレベルを制御する入力光レベル制御部と、
該混合部に入力される前記局発光のレベルを制御する局発光レベル制御部と、
該モニタからのモニタ結果に基づき、該入力光レベル制御部および局発光レベル制御部でのレベル制御量を付与して前記パワー比を制御する制御量付与部と、をそなえた付記１〜３のいずれか１項記載の光受信機。
【０１２３】
（付記８）
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき、前記制御される前記パワー比を保持しながら、前記入力光および前記局発光の振幅を制御する、付記７記載の光受信機。
【０１２４】
（付記９）
該受光部は、前記受光する信号光ごとに、
前記信号光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力を増幅し、前記信号光の振幅に応じたアナログ電気信号を出力する増幅器と、をそなえ、
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき、前記制御される前記パワー比を保持しながら、該増幅器のそれぞれについて利得を制御する、付記７記載の光受信機。
【０１２５】
（付記１０）
該アナログ／デジタル変換部からの前記デジタル信号のレベルをモニタするレベルモニタをそなえ、
該制御量付与部は、該モニタによるモニタ結果に基づき前記制御される前記パワー比を保持しながら、該レベルモニタによるモニタ結果に基づき該増幅器のそれぞれについて利得を制御する、付記７記載の光受信機。
【０１２６】
（付記１１）
入力光と局発光とを混合して同相信号光と直交位相信号光を得、
前記信号を受光しアナログ電気信号に変換し、
前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、
前記デジタル信号を用いたデジタル信号処理を行なう一方、
前記デジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタし、
前記モニタの結果に基づき、前記混合される前記入力光と前記局発光とのパワー比を制御する、光受信方法。
【符号の説明】
【０１２７】
１，５１ｘ，５１ｙ    光ハイブリッド
２，２Ａ    局発光源
３ａｉ，３ａｑ，３ｂｉ，３ｂｑ，２３ｉ，２３ｑ，３ａｉ−Ｘ，３ａｑ−Ｘ，３ａｉ−Ｙ，３ａｑ−Ｙ    受光部
３−１    シングルエンドフォトダイオード
３−２    ＡＣ結合器
３−３    増幅器
４ｉ，４ｑ，４ｉ−Ｘ，４ｑ−Ｘ，４ｉ−Ｙ，４ｑ−Ｙ    ＡＤＣ
５，５Ａ    信号処理部
６    信号品質モニタ
７，１７，２７，３７，４７，５７    制御量付与部
８    入力光レベル制御部
９ｉ，９ｑ，９ｉ−Ｘ，９ｑ−Ｘ，９ｉ−Ｙ，９ｑ−Ｙ    ＡＣ結合器
１０，２０，３０，４０，５０，６０    光受信機
３８    レベル検出部
５１    コヒーレント受信部
５１ａ，５１ｂ    ＰＢＳ
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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