(57)【要約】  光受信回路（１００）は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路である。デモジュレータ（１１０）は、位相比較のための基準信号と受信した光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する。波長分波部（１２０）は、デモジュレータ（１１０）によって出力される正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で出力する。バランスドレシーバ（１３０）は、波長毎に対応して設けられ、波長分波部（１２０）の出力のうちそれぞれ対応する波長の正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う。
2009004682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路において、
位相比較のための基準信号と前記光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する干渉手段と、
前記干渉手段によって出力される前記正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で前記出力ポートから出力する波長分波器と、
波長毎に対応して設けられ、前記波長分波器の出力のうちそれぞれ対応する波長の前記正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う複数のバランスドレシーバと、
を備えることを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記干渉手段は、Ｍ個の出力を有し、
前記波長分波器は、前記分波した正相信号および逆相信号を波長毎にＰポートずつシフトした前記出力ポートから出力し、
前記光信号を波長毎に分岐して、前記光信号の波長間隔を少なくともＭ／Ｐ倍に広げるインタリーバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項３】
前記インタリーバは、前記波長分波器から出力された前記正相信号および逆相信号を波長毎に分岐し、
前記バランスドレシーバは、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記正相信号および逆相信号をそれぞれバランス受信することを特徴とする請求項２に記載の光受信回路。
【請求項４】
前記インタリーバは、前記干渉手段から出力された前記正相信号および逆相信号を波長毎に分岐し、
前記波長分波器は、前記インタリーバの分岐数に応じて複数設けられ、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記正相信号および逆相信号をそれぞれ波長毎に分波することを特徴とする請求項２に記載の光受信回路。
【請求項５】
前記干渉手段は、前記インタリーバの分岐数に応じて複数設けられ、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記光信号と前記基準信号とを干渉させることを特徴とする請求項２に記載の光受信回路。
【請求項６】
前記インタリーバは、それぞれ異なる透過特性を有し、互いに平行に設けられた複数のフィルタ膜によって構成される多層膜フィルタであり、
前記光信号は前記フィルタ膜に対して約４５°の入射角度で入射することを特徴とする請求項２に記載の光受信回路。
【請求項７】
前記光信号は、位相変調および多重数Ｎの波長多重がなされた光信号であり、
前記波長分波器は、前記分波した正相信号および逆相信号を波長毎にＰポートずつシフトした前記出力ポートから出力し、少なくとも前記干渉手段の出力数に等しいＭ個の前記入力ポートおよび少なくともＭ＋Ｐ・（Ｎ−１）個の前記出力ポートを有することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項８】
前記干渉手段は、前記光信号を１シンボル遅延させた遅延信号を前記基準信号として前記光信号と干渉させる遅延干渉計であることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項９】
前記基準信号を出力する局部発振器をさらに備え、
前記干渉手段は、前記局部発振器によって出力された前記基準信号と前記光信号とを干渉させる混合器であることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項１０】
前記波長分波器から前記バランスドレシーバへ前記正相信号および逆相信号を伝送するテープファイバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項１１】
前記波長分波器はＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信容量のさらなる大容量化のため、異なる波長の光信号を多重化して伝送する波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式や高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ）方式が用いられている。また、波長多重方式と併せて、光信号の位相に情報を対応させる位相変調方式が用いられている。【０００３】
位相変調方式には、受信信号の位相シフト量に情報を対応させる差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ）方式と、光受信装置内の局部発振器の出力信号と受信信号との位相差に情報を対応させるコヒーレント通信の位相変調（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式がある。以下、コヒーレント通信の位相変調を単に「ＰＳＫ」とよぶ。【０００４】
いずれの位相変調方式も、位相比較のための基準信号（局部発振器の出力信号または受信信号の直前のシンボル）と受信信号との位相差に対応した強度変調（ＯＯＫ：Ｏｎ  Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号を受信装置内で生成している。ＰＳＫ方式では光カプラなどの混合器によりＯＯＫ光信号を生成する。ＤＰＳＫ方式では１シンボル遅延干渉計（デモジュレータ）によりＯＯＫ光信号を生成する。【０００５】
実用上は、伝送路となる光ファイバの特性変動の影響を受けにくいこと、局部発振器が不要なことなどから、現時点では差動位相変調方式が期待されている。たとえば、差動二相位相変調（ＤＢＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｂｉｎａｒｙ  ＰＳＫ）および差動四相位相変調（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ＰＳＫ）に関する検討が進められている。【０００６】
このうちＤＱＰＳＫには、ＤＢＰＳＫやＯＯＫなどの他の変調方式に比べて変調時の波長スペクトルの広がりが狭いという特徴がある。このため、ＤＱＰＳＫは、波長多重の高密度化と分散耐力の改善が可能であり、長距離伝送システムの大容量化に向けたコア技術として期待されている。【０００７】
図１４は、従来の光通信システムを示すブロック図である。図１４に示すように、光通信システム１４００は、波長多重数Ｎ（波長λ１〜λＮ）のＤＱＰＳＫ方式通信を行う光通信システムであり、光送信装置１４１０と、光受信装置１４２０と、から構成されている。光送信装置１４１０は、Ｎ個の光源１４１１と、Ｎ個の位相変調器１４１２と、波長合波器１４１３と、から構成される光送信回路を備えている。【０００８】
Ｎ個の光源１４１１は、それぞれ異なる波長（λ１〜λＮ）の光をＮ個の位相変調器１４１２へそれぞれ出力する。Ｎ個の位相変調器１４１２は、Ｎ個の光源１４１１から出力されたそれぞれの光に対してＤＱＰＳＫ方式の変調をそれぞれ行う。具体的には、Ｎ個の位相変調器１４１２は、２ビットの情報に対応した４つの位相シフト量（０°，９０°，１８０°，２７０°）を光に与えることでＤＱＰＳＫ方式の変調を行う。【０００９】
Ｎ個の位相変調器１４１２は、変調を行ったそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）を波長合波器１４１３へ出力する。波長合波器１４１３は、Ｎ個の位相変調器１４１２から出力されたそれぞれ波長が異なる光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）を多重化して、多重化した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を光ファイバなどの伝送路を介して光受信装置１４２０へ送信する。【００１０】
光受信装置１４２０は、波長分波器１４２１と、Ｎ個のデモジュレータ１４２２と、Ｎ個のバランスドレシーバ１４２３と、から構成される光受信回路を備えている。波長分波器１４２１は、光送信装置１４１０から伝送路を介して送信された光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を多重分離（波長分波）し、多重分離した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）をそれぞれＮ個のデモジュレータ１４２２へ出力する。【００１１】
Ｎ個のデモジュレータ１４２２は、それぞれ遅延干渉計などで構成され、波長分波器１４２１から出力されたそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）から、チャネル毎（Ｉ−ｃｈおよびＱ−ｃｈ）の正相信号および逆相信号を、強度変調信号ＯＯＫ（λ１，Ｉ−正相）〜ＯＯＫ（λＮ，Ｑ−逆相）として抽出してＮ個のバランスドレシーバ１４２３へそれぞれ出力する。【００１２】
Ｎ個のバランスドレシーバ１４２３は、波長およびチャネル毎に対応して設けられており、Ｎ個のデモジュレータ１４２２から出力された強度変調信号ＯＯＫ（λ１，Ｉ−正相）〜ＯＯＫ（λＮ，Ｑ−逆相）のうち、対応する波長およびチャネルの正相信号および逆相信号をバランス受信して復調する。本発明は、光受信装置１４２０が備える光受信回路に関する発明である。【００１３】
図１５は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その１）である。図１５に示すように、従来の波長多重ＤＱＰＳＫ方式の光受信回路１５００においては、波長分波器１５１０の後段にＮ個のデモジュレータ１５２０が設けられ、波長分波器１５１０によって波長分波されたそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）をＮ個のデモジュレータ１５２０によって受信する構成が一般的である（たとえば、下記特許文献１参照。）。【００１４】
図１６は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その２）である。図１６に示すように、従来の波長多重ＤＱＰＳＫ方式の光受信回路１６００において、デモジュレータ１６１０の後段に４つの波長分波器１６２０が設けられ、デモジュレータ１６１０によって光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）から抽出されたチャネル毎の正相信号および逆相信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を４つの波長分波器１６２０によってそれぞれ波長分波する構成が開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。【００１５】
【特許文献１】特開２００５−０９４２８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６４７１号公報
【非特許文献１】「ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ」，２００３年９月，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．９，ｐ．１２８２−１２８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに等しい数のデモジュレータ１５２０を設ける必要がある。ＤＷＤＭでは波長多重数Ｎが約１００となることもあるため、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに応じて光受信回路１５００が大型化し、光受信回路１５００のコストが増大するという問題がある。【００１７】
また、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに等しい数のデモジュレータ１５２０のそれぞれにおける遅延量を、対応する波長毎にそれぞれ設定する必要があるため、光受信回路１５００のコストがさらに増大するという問題がある。また、図１６に示した光受信回路１６００の構成においては、波長分波器１６２０とバランスドレシーバとの間の光配線が交錯するという問題がある。【００１８】
図１７は、図１６に示した光受信回路を適用した光受信回路を示すブロック図である。図１７に示すように、デモジュレータ１６１０の後段に複数の波長分波器１６２０を設ける構成においては、デモジュレータ１６１０から出力された信号のうち、同一のバランスドレシーバ１７１０へ入力されるべき正相信号および逆相信号（以下、「対応する正相信号および逆相信号」という）がそれぞれ異なる波長分波器１６２０へ入力される。【００１９】
これにより、対応する正相信号および逆相信号が互いに離れた位置から出力され、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間で交錯する。このため、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長を揃えることが困難であるという問題がある。【００２０】
対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長が揃っていない場合、これらの正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力されるタイミングがずれる。このため、バランスドレシーバ１７１０における復調の精度が低下するという問題がある。【００２１】
具体的には、対応する正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力される時間差が変調周期の０．２倍以上になると光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が劣化する（たとえば上記非特許文献１参照。）。【００２２】
たとえば４０Ｇｂ／ｓのＤＱＰＳＫ方式の通信を行う場合、対応する正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力される時間差を変調周期の０．２倍以下に抑えてＯＳＮＲの劣化を回避するためには、正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長差を±２ｍｍ以下にする必要がある。市販の光ファイバの長さ精度は＋１００ｍｍ〜−０ｍｍ程度であり、要求される光学調査の精度を満たすことができない。【００２３】
また、波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間の光配線１７２０が交錯して複雑化すると、光受信回路１６００の効率的な集積化や、波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間の光配線１７２０の交換やチャネル（波長）の増設などのメンテナンスが困難になるという問題がある。【００２４】
図１８は、従来の光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。図１８に示すように、図１６に示した光受信回路１６００においては、デモジュレータ１６１０から出力される光信号をそれぞれ異なる波長分波器１６２０へ入力するため、これらの信号を伝送する光配線１７２０を個別に複数の光コネクタ１８２０で接続する必要がある。また、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が交錯して配線されるため、これらの１組の光配線１７２０をそれぞれ個別に複数の光コネクタ１８３０で接続する必要がある。【００２５】
波長多重数を３２とすると、光受信回路１６００に必要な光コネクタは、デモジュレータ１６１０の前段の光コネクタ１８１０を１個、光コネクタ１８２０を４個、光コネクタ１８３０を１２８個で合計１３３個となる。このため、光受信回路１６００に必要な光コネクタの数が多く、光受信回路１６００が大型化し、光受信回路１６００のコストが増加するという問題がある。【００２６】
以上に説明した問題は、ＰＳＫ方式の通信を行う場合にも同様に問題となる。すなわち、ＰＳＫ方式の光受信回路において、波長分波器の後段に複数の混合器（ＤＰＳＫのデモジュレータに対応）を設ける構成においては、波長多重数Ｎに応じた数の混合器が必要となり、光受信回路が大型化したりコストが増大したりするという問題がある。【００２７】
また、ＰＳＫ方式の光受信回路において、混合器の後段に波長分波器を設ける構成においては、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が波長分波器およびバランスドレシーバ間で交錯し、復調精度が低下したりメンテナンスが困難になったりするという問題がある。【００２８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができる光受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
この発明にかかる光受信回路は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路において、位相比較のための基準信号と前記光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する干渉手段と、前記干渉手段によって出力される前記正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で前記出力ポートから出力する波長分波器と、波長毎に対応して設けられ、前記波長分波器の出力のうちそれぞれ対応する波長の前記正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う複数のバランスドレシーバと、を備えることを特徴とする。【００３０】
上記構成によれば、干渉手段の後段に波長分波器を設ける構成とすることで、光信号の波長多重数が増えても干渉手段の必要数が増えないため、光受信回路の小型化およびコストの低下を図ることができる。また、干渉手段から出力される正相信号および逆相信号を１つの波長分波器へ入力して隣接した状態で出力することで、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を容易に揃えることができ、光受信回路の復調精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、光受信回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光受信回路の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図３】図３は、光受信回路の波長分波部のＡＷＧを示す図である。
【図４】図４は、ＡＷＧの出力側スラブを示す図である。
【図５】図５は、ＡＷＧの透過率特性および光信号の波長スペクトルを示す図である。
【図６】図６は、光受信回路の波長分波部のインタリーバを示す図である。
【図７】図７は、光受信回路の波長分波部とバランスドレシーバとを接続する光配線を示す図である。
【図８】図８は、光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、従来の光通信システムを示すブロック図である。
【図１５】図１５は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その１）である。
【図１６】図１６は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その２）である。
【図１７】図１７は、図１６に示した光受信回路を適用した光受信回路を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、従来の光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  光受信回路
１１１  分岐部
１１２  Ｉ−ｃｈ遅延干渉計
１１３  Ｑ−ｃｈ遅延干渉計
１２０  波長分波部
１２１  ＡＷＧ
１２２  インタリーバ
１２５  光配線
１３０  バランスドレシーバ
３１０  入力部
３１１〜３１４  入力ポート
３１５  入力側スラブ
３２０  チャネル導波路
３３０  出力部
３３８  出力側スラブ
３３１〜３３７  出力ポート
６１１〜６１３  フィルタ膜
７１１，７１２  光ファイバ
７２１，７２２  光コネクタ部
９１０  局部発振部
９１１  局部発振器
９１２  波長合波器
９２１，９２２  光カプラ
９３１  Ｉ−ｃｈ混合器
９３２  Ｑ−ｃｈ混合器
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光受信回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光受信回路の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる光受信回路１００は、ＤＱＰＳＫ方式の変調および多重数Ｎ（波長λ１〜λＮ）の波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路である。図１に示すように、光受信回路１００は、デモジュレータ１１０と、波長分波部１２０と、複数の光配線１２５と、複数のバランスドレシーバ１３０と、を備えている。【００３６】
デモジュレータ１１０（干渉手段）は、位相比較のための基準信号と受信した光信号とを干渉させて、受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）のＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、をＯＯＫ方式の光信号として抽出して波長分波部１２０へ出力する。【００３７】
図１において、Ｉ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、をそれぞれ「Ｉ−正相」「Ｉ−逆相」「Ｑ−正相」「Ｑ−逆相」と図示する（以下の図でも同様）。波長分波部１２０は、デモジュレータ１１０から出力された光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）をそれぞれ波長毎に分波して、それぞれ複数の光配線１２５を介して複数のバランスドレシーバ１３０へ出力する。【００３８】
このとき、対応する正相信号と逆相信号とが隣接した状態で波長分波部１２０から出力される。さらに、１つのチャネル（波長）に含まれるＩ−ｃｈ（正相信号と逆相信号の組）とＱ−ｃｈ（正相信号と逆相信号の組）と（以下、「対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈ」という）が隣接して波長分波部１２０から出力される構成としてもよい。【００３９】
ここでは、波長分波部１２０から出力される光信号は、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），…，Ｉ−ｃｈの正相信号（λＮ），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λＮ），Ｑ−ｃｈの正相信号（λＮ），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λＮ）の順に並んで出力される。【００４０】
複数のバランスドレシーバ１３０は、波長およびチャネル毎に対応して設けられている。図１において、複数のバランスドレシーバ１３０のうち、Ｉ−ｃｈの波長λｋに対応するバランスドレシーバを（Ｉ，λｋ）、Ｑ−ｃｈの波長λｋに対応するバランスドレシーバを（Ｑ，λｋ）と図示する（以下の図でも同様）。【００４１】
たとえば、バランスドレシーバ（Ｉ，λ１）にはＩ−ｃｈの正相信号（λ１）およびＩ−ｃｈの逆相信号（λ１）が入力される。バランスドレシーバ（Ｑ，λＮ）にはＱ−ｃｈの正相信号（λＮ）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λＮ）が入力される。複数のバランスドレシーバ１３０（Ｉ，１），…，（Ｑ，Ｎ）は、それぞれ入力された正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う。【００４２】
図２は、光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図２に示すように、ＤＱＰＳＫにおけるデモジュレータ１１０は、分岐部１１１と、Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２と、Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３と、を備えている。分岐部１１１は、受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を分岐し、分岐した光信号をそれぞれＩ−ｃｈ遅延干渉計１１２およびＱ−ｃｈ遅延干渉計１１３へ出力する。【００４３】
Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、分岐部１１１から出力された光信号を分岐し、分岐した光信号の一方に対して１シンボルと位相＋４５°分の遅延を与える。Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、遅延を与えた一方の光信号と他方の光信号とを干渉させることでＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、抽出したＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。【００４４】
Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、分岐部１１１から出力された光信号を分岐し、分岐した光信号の一方に対して１シンボルと位相−４５°分の遅延を与える。Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、遅延を与えた一方の光信号と他方の光信号とを干渉させることでＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、抽出したＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。【００４５】
波長分波部１２０は、ＡＷＧ１２１と、インタリーバ１２２と、を備えている。ＡＷＧ１２１には、Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２から出力されたＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３から出力されたＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、が入力される。対応する正相信号と逆相信号とはそれぞれ隣接してＡＷＧ１２１へ入力される。たとえば、ＡＷＧ１２１へ入力される光信号は、Ｉ−ｃｈの正相信号，Ｉ−ｃｈの逆相信号，Ｑ−ｃｈの正相信号，Ｑ−ｃｈの逆相信号の順に並んで入力される。【００４６】
ＡＷＧ１２１は、波長分波部１２０から出力された対応する正相信号および逆相信号がそれぞれ隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する。ＡＷＧ１２１は、入力された光信号を、対応する正相信号および逆相信号の波長毎の組に分波し、分波した波長毎の組を波長毎にシフトした出力ポートから出力する。【００４７】
この際、ＡＷＧ１２１は、対応する正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で出力ポートから出力する。ＡＷＧ１２１から出力された光信号はインタリーバ１２２へ出力される。インタリーバ１２２は、ＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれの信号を波長毎に分岐してそれぞれ複数のバランスドレシーバ１３０へ出力する。【００４８】
図３は、光受信回路の波長分波部のＡＷＧを示す図である。図３に示すように、光受信回路１００の波長分波部１２０が備えるＡＷＧ１２１は、入力部３１０と、チャネル導波路３２０と、出力部３３０と、を備えている。ここでは、光受信回路１００は、多重数４（λ１〜λ４）の波長多重がなされた光信号を受信するとする。入力部３１０は、複数の入力ポート３１１〜３１４と、入力側スラブ３１５と、から構成されている。【００４９】
入力ポート３１１〜３１４は、デモジュレータ１１０から出力されたそれぞれの光信号を入力側スラブ３１５へ出力する。入力側スラブ３１５は、入力ポート３１１〜３１４から出力されたそれぞれの光信号を放射して、チャネル導波路３２０へ入力させる平面型光導波路である。【００５０】
チャネル導波路３２０は、互いに長さが少しずつ異なる複数の光導波路によって構成されている。チャネル導波路３２０は、入力部３１０から出力されたそれぞれの光信号を通過させて出力部３３０へ出力する。出力部３３０は、出力側スラブ３３８と、複数の出力ポート３３１〜３３７と、から構成されている。【００５１】
出力側スラブ３３８は、チャネル導波路３２０から出力されたそれぞれの光信号を放射して、出力ポート３３１〜３３７のポートへ入力させる平面型光導波路である。出力ポート３３１〜３３７は、出力側スラブ３３８から出力されたそれぞれの光信号をインタリーバ１２２へ出力する。【００５２】
また、入力側スラブ３１５との接続部における入力ポート３１１〜３１４の間隔は、出力側スラブ３３８との接続部における出力ポート３３１〜３３７の間隔と等しくなるように構成する。これにより、入力ポート３１１〜３１４のうち光信号を入力するポートを一本ずらすと、出力ポート３３１〜３３７のうち光信号が出力されるポートが一本ずれる。【００５３】
また、ＡＷＧ１２１の特性により、隣接した波長の光信号は互いに隣接した出力ポートから出力される。デモジュレータ１１０から出力された光信号のうち、入力ポート３１１へＩ−ｃｈの正相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１２へＩ−ｃｈの逆相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１３へＱ−ｃｈの正相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１４へＱ−ｃｈの逆相信号（λ１〜λ４）、をそれぞれ入力した場合について説明する。【００５４】
この場合、出力ポート３３１からはＱ−ｃｈの逆相信号（λ１）が出力される。出力ポート３３２からはＱ−ｃｈの正相信号（λ１）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ２）が出力される。出力ポート３３３からはＩ−ｃｈの逆相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ２）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ３）が出力される。【００５５】
出力ポート３３４からはＩ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ２）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ３）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３５からはＩ−ｃｈの正相信号（λ２）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ３）およびＱ−ｃｈの正相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３６からはＩ−ｃｈの正相信号（λ３）およびＩ−ｃｈの逆相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３７からはＩ−ｃｈの正相信号（λ４）が出力される。【００５６】
このように、ＡＷＧ１２１の複数の入力ポート３１１〜３１４へ隣接させて入力されたそれぞれの光信号は、隣接した状態で、出力ポート３３１〜３３７のうち波長毎にシフト（ここでは１チャネルにつき１ポート分シフト）したポートから出力される。このため、対応する正相信号および逆相信号を隣接させた状態でＡＷＧ１２１へ入力すれば、対応する正相信号および逆相信号を隣接させた状態で分波して出力することができる。【００５７】
図４は、ＡＷＧの出力側スラブを示す図である。一般的に、ＡＷＧの周回性を利用した光スイッチなどにおいては、出力側スラブに接続される出力ポートは１波長の間隔内に複数配置されるが、本発明の光受信回路１００のＡＷＧ１２１においては、図４に示すように、出力側スラブ３３８に接続される出力ポート３３１〜３３７は、１波長の間隔（λｋ，λｋ＋１，…）毎に１ポートずつ配置される。【００５８】
図５は、ＡＷＧの透過率特性および光信号の波長スペクトルを示す図である。図５において、符号５１１，５１２は、ＡＷＧ１２１の各ＷＧ（Ｗａｖｅ  Ｇｕｉｄｅ）の透過率特性（フィルタ特性）を示している。透過率特性５１１，５１２はそれぞれ波長λｋ，λｋ＋１に対応している。【００５９】
符号５２１，５２２は、ＡＷＧ１２１から出力される光信号の各波長スペクトルを示している。波長スペクトル５２１，５２２はそれぞれ波長λｋ，λｋ＋１に対応している。図５に示すように、透過率特性（フィルタ特性）５１１，５１２，…と各波長スペクトル５２１，５２２，…とが１対１に対応するように、ＡＷＧ１２１によって分波する各波長の間隔λｗを設定する。【００６０】
具体的には、ＡＷＧ１２１の出力ポート３３１〜３３７における透過波長帯域は、光受信回路１００が受信する光信号のシンボルレートと等しいビットレートをもつＯＯＫ信号を格納できる幅とする。すなわち、上記ＯＯＫ信号を収納するのに最小限必要な波長間隔をΔλｍｉｎとすると、ＡＷＧ１２１によって分波する各波長の間隔λｗはΔλｍｉｎ以上とする。【００６１】
図６は、光受信回路の波長分波部のインタリーバを示す図である。図６に示すように、光受信回路１００の波長分波部１２０のインタリーバ１２２は、複数のフィルタ膜６１１〜６１３を備えた多層膜フィルタである。フィルタ膜６１１には、ＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれ平行な光信号（λ１〜λ４）が入射される。フィルタ膜６１１の透過特性は、フィルタ膜６１１へ入射された信号のうち、波長λ２および波長λ４の信号成分を透過させ、波長λ１および波長λ３の信号成分を反射させるように設定される。【００６２】
フィルタ膜６１２には、フィルタ膜６１１によって反射した信号成分（λ１，λ３）が入射される。フィルタ膜６１２の透過特性は、フィルタ膜６１２へ入射された信号のうち、波長λ１の信号成分を透過させ、波長λ３の信号成分を反射させるように設定される。フィルタ膜６１３には、フィルタ膜６１１を透過した信号成分（λ２，λ４）が入射される。【００６３】
フィルタ膜６１３の透過特性は、フィルタ膜６１３へ入射された信号のうち、波長λ４の信号成分を透過させ、波長λ２の信号成分を反射させるように設定される。このように、インタリーバ１２２は、入力された光信号を、波長間隔が４倍に広がるように分岐することで、入力された光信号を波長毎に分離して出力する。【００６４】
ここで、フィルタ膜６１１へ入射する光信号の入射角度は４５°程度となるようにフィルタ膜６１１を配置し、フィルタ膜６１２およびフィルタ膜６１３をフィルタ膜６１１と平行に配置する構成としてもよい。この構成により、フィルタ膜６１１〜６１３における入射信号と反射信号とが直交し（交差角度が９０°）、クロストークの発生を抑制することができる。【００６５】
図３に示した並び順でＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれの信号がインタリーバ１２２へ入力された場合、これらの光信号は、分岐されて波長間隔が４倍に広がり、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１）、…、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ４）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ４）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ４）、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ４）の順に並んでインタリーバ１２２から出力される。【００６６】
図７は、光受信回路の波長分波部とバランスドレシーバとを接続する光配線を示す図である。本発明にかかる光受信回路１００においては、対応する正相信号および逆相信号が波長分波部１２０から隣接して出力される。このため、波長分波部１２０とバランスドレシーバ１３０とを接続する光配線１２５（図１参照）をテープファイバとすることができる。この場合、光配線１２５は、ケーブル部７１０と、ケーブル部７１０の両端に設けられた光コネクタ部７２１，７２２と、から構成される。【００６７】
光配線１２５の内部には、２本の光ファイバ７１１，７１２が平行に配線されており、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線をこの２本の光ファイバ７１１，７１２によって構成する。単芯、多芯を問わず、一般にコネクタ付光ファイバを作製する場合には、光コネクタ部の取り付けに不具合が生じても、当該光コネクタ部分を切断して光コネクタを付け直すことで光ファイバの歩留まりを改善することができる。【００６８】
これを可能とするため、光ファイバの長さは目標長さに対して＋１００ｍｍ程の余長を取り、長めの光ファイバに対して光コネクタを取り付けることが多い。単芯の光ファイバで波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線を実現すると、光コネクタの付け直しのための余長が光路長の誤差となり、対応する正相信号および逆相信号の光路長を要求精度の±２ｍｍ以内に抑えることが困難である。【００６９】
光配線１２５の場合、２本の光ファイバ７１１，７１２を同時に切断することになるため、対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて調節することが容易となる。たとえば、光配線１２５が２５０μｍピッチ、先端研磨（コネクタ端面角度精度）±０．５ｄｅｇの場合、光配線１２５全体の長さ精度が＋１００ｍｍ／−０ｍｍであっても、光配線１２５に内蔵される２本の光ファイバ７１１，７１２の光路長差の精度は±５μｍとなり、要求される光路長差の精度±２ｍｍを十分に満たすことができる。【００７０】
図８は、光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。図８において、符号８１０，８２０，８３０は、光受信回路１００の各部の光配線を接続する光コネクタを示している。光コネクタ８１０は、光受信回路１００を備える光受信装置の受信部とデモジュレータ１１０とを接続する。光コネクタ８２０は、デモジュレータ１１０と波長分波部１２０とを接続する。光コネクタ８３０は、波長分波部１２０とバランスドレシーバ１３０とを接続する。【００７１】
本発明においては、デモジュレータ１１０から出力されるそれぞれの光信号を１つの波長分波部１２０へ入力するため、これらの信号を伝送する光配線１２５を１つの光コネクタ８２０でまとめて接続することができる。このため、デモジュレータ１１０および波長分波部１２０間の光コネクタ８２０の数を減らすことができる。【００７２】
また、本発明においては、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１２５を隣接して配線できるため、これらの１組の光配線１２５をそれぞれまとめて１つずつの光コネクタ８３０で接続することができる。このため、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光コネクタ８３０の数を減らすことができる。【００７３】
波長多重数を３２とすると、光受信回路１００に必要な光コネクタは、光コネクタ８１０を１個、光コネクタ８２０を１個、光コネクタ８３０を６４個で合計６６個となる。このため、従来の構成（図１８参照）と比較して、光受信回路１００に必要な光コネクタの数を大幅に減らすことができる。【００７４】
図９は、実施の形態１にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する光受信回路１００の変形例について説明する。図９において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、を備えている。【００７５】
局部発振部９１０は、複数の局部発振器９１１と、波長合波器９１２と、を備えている。複数の局部発振器９１１は、それぞれ異なる波長（λ１〜λＮ）の光を波長合波器９１２へそれぞれ出力する。波長合波器９１２は、複数の局部発振器９１１から出力されたそれぞれの光を多重化して光カプラ９２１へ出力する。【００７６】
光カプラ９２１は、局部発振部９１０から出力された光を分岐して、それぞれＩ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２へ出力する。光カプラ９２２は、光受信回路１００が受信した光信号ＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を分岐して、それぞれＩ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２へ出力する。【００７７】
Ｉ−ｃｈ混合器９３１は、光カプラ９２１から出力された光と、光カプラ９２２から出力された光信号と、を位相＋４５°分の位相差を与えて干渉させることでＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｉ−ｃｈ混合器９３１は抽出したＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。【００７８】
Ｑ−ｃｈ混合器９３２は、光カプラ９２１から出力された光と、光カプラ９２２から出力された光信号と、を位相−４５°分の位相差を与えて干渉させることでＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｑ−ｃｈ混合器９３２は抽出したＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。【００７９】
また、局部発振部９１０から出力される光信号の位相を、光受信回路１００が受信した光信号ＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）の位相と同期させる。光カプラ９２１、光カプラ９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、たとえば３ｄＢカプラによって構成する。これにより、光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。【００８０】
このように、実施の形態１にかかる光受信回路１００によれば、デモジュレータ１１０の後段に波長分波部１２０を設ける構成とすることで、波長多重数Ｎが増えてもデモジュレータ１１０の必要数が増えないため、光受信回路１００の小型化およびコストの低下を図ることができる。【００８１】
また、波長分波器をＡＷＧ１２１などで構成し、デモジュレータ１１０のそれぞれの出力信号を１つの波長分波器へ入力することで、同一のバランスドレシーバ１３０へ入力される対応する正相信号および逆相信号を隣接した状態で出力することができる。このため、対応する正相信号および逆相信号の光路長を容易に揃えることができ、光受信回路１００の復調精度を向上させることができる。【００８２】
また、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線１２５が交錯しないため、光受信回路１００の効率的な集積化が可能となり、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線１２５の交換や、チャネル（波長）の増設などのメンテナンスが容易になる。また、光受信回路１００に必要な光コネクタの数を大幅に減らすことができるため、光受信回路１００の小型化を図り、光受信回路１００のコストを低下させることができる。【００８３】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図１０において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、実施の形態２にかかる光受信器１００の波長分波部１２０は、デモジュレータ１１０の後段に設けられたインタリーバ１２２と、インタリーバ１２２の後段に設けられた複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄと、を備えている。【００８４】
インタリーバ１２２は、デモジュレータ１１０から出力されたＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、を波長毎に分岐して波長間隔を広げる。フィルタ膜６１１には、デモジュレータ１１０から出力されたそれぞれの信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）が平行に入射される。フィルタ膜６１１の透過特性は、フィルタ膜６１１へ入射された信号のうち、波長λ２，λ４，λ６，λ８，…の信号成分を透過させ、波長λ１，λ３，λ５，λ７，…の信号成分を反射させるように設定される。【００８５】
フィルタ膜６１２には、フィルタ膜６１１によって反射した信号成分（λ１，λ３，λ５，λ７，…）が入射される。フィルタ膜６１２の透過特性は、フィルタ膜６１２へ入射された信号のうち、波長λ１，λ５，…の信号成分を透過させ、波長λ３，λ７，…の信号成分を反射させるように設定される。【００８６】
フィルタ膜６１３には、フィルタ膜６１１を透過した信号成分（λ２，λ４，λ６，λ８，…）が入射される。フィルタ膜６１３の透過特性は、フィルタ膜６１３へ入射された信号のうち、波長λ４，λ８，…の信号成分を透過させ、波長λ２，λ６，…の信号成分を反射させるように設定される。【００８７】
このように、インタリーバ１２２から出力された光信号は、４チャネル間隔の波長間隔となり、インタリーバ１２２へ入力された光信号の４倍の波長間隔となる。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２の分岐数に対応して４つ設けられている。【００８８】
複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄのそれぞれの構成は図３に示した構成と同様である。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力して波長分波し、波長およびチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を分離して出力する。この場合も、対応する正相信号および逆相信号は、それぞれＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの隣接した出力ポートから出力される。【００８９】
たとえば、インタリーバ１２２から出力された波長λ１，λ５，…の光信号を入力したＡＷＧ１２１ａは、それぞれの光信号を、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ５），…の順に並べて出力する。【００９０】
このように、インタリーバ１２２をデモジュレータ１１０と複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄとの間に設ける構成した場合、インタリーバ１２２の分岐数を追加し、インタリーバ１２２の追加した分岐出力部に新たなＡＷＧ１２１およびバランスドレシーバ１３０を接続することで、チャネル（波長）を容易に増設することができる。【００９１】
たとえば、初期状態ではインタリーバ１２２の分岐数を１（分岐なし）としてＡＷＧ１２１ａを一つ接続し、ＡＷＧ１２１ａに波長λ１，λ５，…のチャネルを対応させる。この場合はインタリーバ１２２を省略してもよい。初期状態からチャネルを増設する場合は、インタリーバ１２２の分岐数を２として新たなＡＷＧ１２１ｂを接続し、ＡＷＧ１２１ｂに波長λ２，λ６，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の２倍にすることができる。【００９２】
同様に、インタリーバ１２２の分岐数を３として新たなＡＷＧ１２１ｃをさらに接続し、ＡＷＧ１２１ｃに波長λ３，λ７，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の３倍にすることができる。同様に、インタリーバ１２２の分岐数を４として新たなＡＷＧ１２１ｄをさらに接続し、ＡＷＧ１２１ｄに波長λ４，λ８，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の４倍にすることができる。【００９３】
図１１は、実施の形態２にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例について説明する。図１１において、図９および図１０に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。【００９４】
図１１に示すように、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、図９で示した局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、を備えている。これにより、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。【００９５】
このように、実施の形態２にかかる光受信回路１００によれば、実施の形態１にかかる光受信回路１００の効果と同様の効果を奏するとともに、インタリーバ１２２の分岐数およびＡＷＧ１２１などを追加することで、トラフィックの増加に応じてチャネル（波長）を段階的に増設することができる。【００９６】
（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図１２において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施の形態３にかかる光受信器１００は、インタリーバ１２２の後段に設けられた複数のデモジュレータ１１０と、複数のデモジュレータ１１０の後段に設けられた複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄとを備えている。【００９７】
インタリーバ１２２は、光受信回路１００が受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を波長毎に分岐して波長間隔を広げる。インタリーバ１２２の構成は図１０で示した構成と同様である。この場合、インタリーバ１２２は、光信号ＤＱＰＳＫ（λ１，λ５，…）、光信号ＤＱＰＳＫ（λ２，λ６，…）、光信号ＤＱＰＳＫ（λ３，λ７，…）および光信号ＤＱＰＳＫ（λ４，λ８，…）を複数のデモジュレータ１１０へそれぞれ出力する。【００９８】
複数のデモジュレータ１１０は、インタリーバ１２２の分岐数（位相変調の位相数Ｍ）に対応して４つ設けられている。複数のデモジュレータ１１０は、インタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力し、入力した光信号のチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を抽出する。複数のデモジュレータ１１０は、抽出したそれぞれの光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄへそれぞれ出力する。【００９９】
複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２の分岐数に対応して４つ設けられている。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの構成は図３に示した構成と同様である。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、複数のインタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力して波長分波し、波長およびチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を分離して出力する。この場合も、対応する正相信号および逆相信号はＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの隣接した出力ポートから出力される。【０１００】
たとえば、インタリーバ１２２から出力された波長λ１，λ５，…の光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を入力したＡＷＧ１２１ａは、それぞれの光信号を、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ５），…の順に並べて出力する。【０１０１】
このように、インタリーバ１２２を複数のデモジュレータ１１０および複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの前段に設ける構成すると、インタリーバ１２２の分岐数を追加し、インタリーバ１２２の追加した分岐出力部に新たなデモジュレータ１１０、ＡＷＧ１２１およびバランスドレシーバ１３０を接続することで、チャネル（波長）を容易に増設することができる（詳細は図１０の説明参照）。【０１０２】
図１３は、実施の形態３にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例について説明する。図１３において、図９および図１２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。【０１０３】
図１３に示すように、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、図９で示した局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、をそれぞれ複数備えている。複数の局部発振部９１０の構成は基本的に図９に示した構成と同様である。【０１０４】
複数の局部発振部９１０は、位相変調の位相数Ｍに対応して４つ設けられている。４つの局部発振部９１０は、波長（λ１，λ５，…）を含む光，波長（λ２，λ６，…）を含む光，波長（λ３，λ７，…）を含む光信号，波長（λ４，λ８，…）を含む光信号をそれぞれ出力する。【０１０５】
光カプラ９２１，９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、位相変調の位相数Ｍに対応してそれぞれ４つ設けられており、それぞれ波長（λ１，λ５，…），波長（λ２，λ６，…），波長（λ１，λ５，…），波長（λ４，λ８，…）に対応している。【０１０６】
４つずつ設けられた光カプラ９２１，９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、それぞれ対応する波長の光および光信号を局部発振器９１０およびインタリーバ１２２から入力し、入力した光信号のチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号をそれぞれ抽出する。これにより、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。【０１０７】
また、この場合も、対応する正相信号および逆相信号は、それぞれ複数のＡＷＧ１２１の隣接した出力ポートから出力される（図１２の説明参照）。また、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例においては、チャネルを増設する場合、追加したインタリーバ１２２の分岐数に応じた数の局部発振部９１０も追加する。【０１０８】
このように、実施の形態３にかかる光受信回路１００によれば、実施の形態１にかかる光受信回路１００の効果と同様の効果を奏するとともに、インタリーバ１２２の分岐数、デモジュレータ１１０およびＡＷＧ１２１などを追加することで、トラフィックの増加に応じてチャネル（波長）を段階的に増設することができる。【０１０９】
以上説明したように、この発明にかかる光受信回路によれば、光受信回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができる。【０１１０】
なお、上述した各実施の形態においては、波長分波部１２０の波長分波器をＡＷＧ１２１とする構成について説明したが、波長分波部１２０の波長分波器は、ＡＷＧ１２１に限らず、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された信号を波長毎に分波し、隣接して入力された信号は隣接した状態で出力される波長分波器であればよい。【０１１１】
また、上述した各実施の形態において、対応する正相信号および逆相信号をＡＷＧ１２１から隣接した状態で出力する構成について説明したが、さらに、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈを隣接した状態で出力する構成（たとえば図１参照）としてもよい。これにより、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈを復調した１組のデータが波長毎に隣接して出力される。【０１１２】
このため、バランスドレシーバ１３０の後段の光配線１２５の交錯を解消することができる。この場合、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈの光信号を入力する一組のバランスドレシーバ１３０を一体的に構成してもよい。これにより、光受信回路１００のさらなる小型化、低コスト化を図ることができる。【０１１３】
また、上述した各実施の形態において、ＡＷＧ１２１のみではそれぞれの光信号を波長毎に完全に分離せず、インタリーバ１２２を設けることによってこれらの信号を最終的に分離する構成としたが、たとえば波長多重数が少ない場合などは、ＡＷＧ１２１のみでそれぞれの光信号を波長毎に完全に分離する構成とし、インタリーバ１２２を省略する構成とすることもできる。【０１１４】
以下、上述した各実施の形態において、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数をＰとする。デモジュレータあるいは混合器群の出力数をＭとする。光信号に対して行う波長多重の多重数をＮとする。【０１１５】
上述した各実施の形態にかかる光受信回路１００は、ＤＱＰＳＫ方式またはＱＰＳＫの変調（すなわちデモジュレータの出力数Ｍが４）がなされた光信号を受信して復調する光受信回路であるとして説明したが、本発明は、２値ＤＰＳＫ方式、２値ＰＳＫ方式、多値ＤＰＳＫ方式または多値ＰＳＫ方式の変調などがなされた光信号を受信して復調する光受信回路全般に適用することができる。２値ＤＰＳＫ方式、２値ＰＳＫ方式ではＭ＝２であり、４値以上のＤＰＳＫ方式、ＰＳＫ方式ではＭ＝４となる。【０１１６】
また、上述した各実施の形態にかかる光受信回路１００においては、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数Ｐを１（たとえば図３参照）とした構成について説明したが、チャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数Ｐは２以上であってもよい。【０１１７】
また、図３において、ＡＷＧ１２１の入力ポートが４つ、出力ポートが７つの構成について説明したが、入力ポートの数は、少なくともデモジュレータ出力数Ｍであればよい。たとえばＤＢＰＳＫなど２値の位相変調を行う場合には入力ポートを２以上設け、Ｄ８ＰＳＫなど８値の位相変調を行う場合にも、デモジュレータ出力数Ｍに合わせて入力ポートを４あるいは８以上設ければよい。また、出力ポートの数は、少なくともＭ＋Ｐ・（Ｎ−１）であればよい。【０１１８】
また、インタリーバ１２２は入力された光信号を４分岐して波長間隔を４倍に広げる構成について説明したが、インタリーバ１２２は入力された光信号の波長間隔を少なくともＭ／Ｐ倍に広げる構成とすればよい。たとえば、ＤＱＰＳＫやＱＰＳＫなどの４値の位相変調を行い、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎に出力ポートを２ポートずつシフトさせるとすると、インタリーバ１２２は入力された光信号を少なくとも２分岐し、波長間隔を少なくとも２倍に広げる構成とすればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上のように、この発明にかかる光受信回路は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路に有用であり、特に、波長多重数が多い場合に適している。
【図１】
2009004682.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月14日(2009.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路において、
位相比較のための基準信号と前記光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する干渉手段と、
前記干渉手段によって出力される前記正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で前記出力ポートから出力する波長分波器と、
波長毎に対応して設けられ、前記波長分波器の出力のうちそれぞれ対応する波長の前記正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う複数のバランスドレシーバと、
を備えることを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記干渉手段は、Ｍ個の出力を有し、
前記波長分波器は、前記分波した正相信号および逆相信号を波長毎にＰポートずつシフトした前記出力ポートから出力し、
前記光信号を波長毎に分岐して、前記光信号の波長間隔を少なくともＭ／Ｐ倍に広げるインタリーバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項３】
前記インタリーバは、前記波長分波器から出力された前記正相信号および逆相信号を波長毎に分岐し、
前記バランスドレシーバは、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記正相信号および逆相信号をそれぞれバランス受信することを特徴とする請求項２に記載の光受信回路。
【請求項４】
前記波長分波器から前記バランスドレシーバへ前記正相信号および逆相信号を伝送するテープファイバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項５】
前記波長分波器はＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光受信回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信容量のさらなる大容量化のため、異なる波長の光信号を多重化して伝送する波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式や高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ）方式が用いられている。また、波長多重方式と併せて、光信号の位相に情報を対応させる位相変調方式が用いられている。
【０００３】
位相変調方式には、受信信号の位相シフト量に情報を対応させる差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ）方式と、光受信装置内の局部発振器の出力信号と受信信号との位相差に情報を対応させるコヒーレント通信の位相変調（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式がある。以下、コヒーレント通信の位相変調を単に「ＰＳＫ」とよぶ。
【０００４】
いずれの位相変調方式も、位相比較のための基準信号（局部発振器の出力信号または受信信号の直前のシンボル）と受信信号との位相差に対応した強度変調（ＯＯＫ：Ｏｎ  Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号を受信装置内で生成している。ＰＳＫ方式では光カプラなどの混合器によりＯＯＫ光信号を生成する。ＤＰＳＫ方式では１シンボル遅延干渉計（デモジュレータ）によりＯＯＫ光信号を生成する。
【０００５】
実用上は、伝送路となる光ファイバの特性変動の影響を受けにくいこと、局部発振器が不要なことなどから、現時点では差動位相変調方式が期待されている。たとえば、差動二相位相変調（ＤＢＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｂｉｎａｒｙ  ＰＳＫ）および差動四相位相変調（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ＰＳＫ）に関する検討が進められている。
【０００６】
このうちＤＱＰＳＫには、ＤＢＰＳＫやＯＯＫなどの他の変調方式に比べて変調時の波長スペクトルの広がりが狭いという特徴がある。このため、ＤＱＰＳＫは、波長多重の高密度化と分散耐力の改善が可能であり、長距離伝送システムの大容量化に向けたコア技術として期待されている。
【０００７】
図１４は、従来の光通信システムを示すブロック図である。図１４に示すように、光通信システム１４００は、波長多重数Ｎ（波長λ１〜λＮ）のＤＱＰＳＫ方式通信を行う光通信システムであり、光送信装置１４１０と、光受信装置１４２０と、から構成されている。光送信装置１４１０は、Ｎ個の光源１４１１と、Ｎ個の位相変調器１４１２と、波長合波器１４１３と、から構成される光送信回路を備えている。
【０００８】
Ｎ個の光源１４１１は、それぞれ異なる波長（λ１〜λＮ）の光をＮ個の位相変調器１４１２へそれぞれ出力する。Ｎ個の位相変調器１４１２は、Ｎ個の光源１４１１から出力されたそれぞれの光に対してＤＱＰＳＫ方式の変調をそれぞれ行う。具体的には、Ｎ個の位相変調器１４１２は、２ビットの情報に対応した４つの位相シフト量（０°，９０°，１８０°，２７０°）を光に与えることでＤＱＰＳＫ方式の変調を行う。
【０００９】
Ｎ個の位相変調器１４１２は、変調を行ったそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）を波長合波器１４１３へ出力する。波長合波器１４１３は、Ｎ個の位相変調器１４１２から出力されたそれぞれ波長が異なる光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）を多重化して、多重化した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を光ファイバなどの伝送路を介して光受信装置１４２０へ送信する。
【００１０】
光受信装置１４２０は、波長分波器１４２１と、Ｎ個のデモジュレータ１４２２と、Ｎ個のバランスドレシーバ１４２３と、から構成される光受信回路を備えている。波長分波器１４２１は、光送信装置１４１０から伝送路を介して送信された光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を多重分離（波長分波）し、多重分離した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）をそれぞれＮ個のデモジュレータ１４２２へ出力する。
【００１１】
Ｎ個のデモジュレータ１４２２は、それぞれ遅延干渉計などで構成され、波長分波器１４２１から出力されたそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）から、チャネル毎（Ｉ−ｃｈおよびＱ−ｃｈ）の正相信号および逆相信号を、強度変調信号ＯＯＫ（λ１，Ｉ−正相）〜ＯＯＫ（λＮ，Ｑ−逆相）として抽出してＮ個のバランスドレシーバ１４２３へそれぞれ出力する。
【００１２】
Ｎ個のバランスドレシーバ１４２３は、波長およびチャネル毎に対応して設けられており、Ｎ個のデモジュレータ１４２２から出力された強度変調信号ＯＯＫ（λ１，Ｉ−正相）〜ＯＯＫ（λＮ，Ｑ−逆相）のうち、対応する波長およびチャネルの正相信号および逆相信号をバランス受信して復調する。本発明は、光受信装置１４２０が備える光受信回路に関する発明である。
【００１３】
図１５は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その１）である。図１５に示すように、従来の波長多重ＤＱＰＳＫ方式の光受信回路１５００においては、波長分波器１５１０の後段にＮ個のデモジュレータ１５２０が設けられ、波長分波器１５１０によって波長分波されたそれぞれの光信号ＤＱＰＳＫ（λ１）〜ＤＱＰＳＫ（λＮ）をＮ個のデモジュレータ１５２０によって受信する構成が一般的である（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【００１４】
図１６は、従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その２）である。図１６に示すように、従来の波長多重ＤＱＰＳＫ方式の光受信回路１６００において、デモジュレータ１６１０の後段に４つの波長分波器１６２０が設けられ、デモジュレータ１６１０によって光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）から抽出されたチャネル毎の正相信号および逆相信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を４つの波長分波器１６２０によってそれぞれ波長分波する構成が開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−０９４２８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６４７１号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】「ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ」，２００３年９月，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．９，ｐ．１２８２−１２８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに等しい数のデモジュレータ１５２０を設ける必要がある。ＤＷＤＭでは波長多重数Ｎが約１００となることもあるため、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに応じて光受信回路１５００が大型化し、光受信回路１５００のコストが増大するという問題がある。
【００１８】
また、図１５に示した光受信回路１５００の構成においては、波長多重数Ｎに等しい数のデモジュレータ１５２０のそれぞれにおける遅延量を、対応する波長毎にそれぞれ設定する必要があるため、光受信回路１５００のコストがさらに増大するという問題がある。また、図１６に示した光受信回路１６００の構成においては、波長分波器１６２０とバランスドレシーバとの間の光配線が交錯するという問題がある。
【００１９】
図１７は、図１６に示した光受信回路を適用した光受信回路を示すブロック図である。図１７に示すように、デモジュレータ１６１０の後段に複数の波長分波器１６２０を設ける構成においては、デモジュレータ１６１０から出力された信号のうち、同一のバランスドレシーバ１７１０へ入力されるべき正相信号および逆相信号（以下、「対応する正相信号および逆相信号」という）がそれぞれ異なる波長分波器１６２０へ入力される。
【００２０】
これにより、対応する正相信号および逆相信号が互いに離れた位置から出力され、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間で交錯する。このため、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長を揃えることが困難であるという問題がある。
【００２１】
対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長が揃っていない場合、これらの正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力されるタイミングがずれる。このため、バランスドレシーバ１７１０における復調の精度が低下するという問題がある。
【００２２】
具体的には、対応する正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力される時間差が変調周期の０．２倍以上になると光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が劣化する（たとえば上記非特許文献１参照。）。
【００２３】
たとえば４０Ｇｂ／ｓのＤＱＰＳＫ方式の通信を行う場合、対応する正相信号および逆相信号がバランスドレシーバ１７１０へ入力される時間差を変調周期の０．２倍以下に抑えてＯＳＮＲの劣化を回避するためには、正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０の光学長差を±２ｍｍ以下にする必要がある。市販の光ファイバの長さ精度は＋１００ｍｍ〜−０ｍｍ程度であり、要求される光学調査の精度を満たすことができない。
【００２４】
また、波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間の光配線１７２０が交錯して複雑化すると、光受信回路１６００の効率的な集積化や、波長分波器１６２０およびバランスドレシーバ１７１０間の光配線１７２０の交換やチャネル（波長）の増設などのメンテナンスが困難になるという問題がある。
【００２５】
図１８は、従来の光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。図１８に示すように、図１６に示した光受信回路１６００においては、デモジュレータ１６１０から出力される光信号をそれぞれ異なる波長分波器１６２０へ入力するため、これらの信号を伝送する光配線１７２０を個別に複数の光コネクタ１８２０で接続する必要がある。また、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が交錯して配線されるため、これらの１組の光配線１７２０をそれぞれ個別に複数の光コネクタ１８３０で接続する必要がある。
【００２６】
波長多重数を３２とすると、光受信回路１６００に必要な光コネクタは、デモジュレータ１６１０の前段の光コネクタ１８１０を１個、光コネクタ１８２０を４個、光コネクタ１８３０を１２８個で合計１３３個となる。このため、光受信回路１６００に必要な光コネクタの数が多く、光受信回路１６００が大型化し、光受信回路１６００のコストが増加するという問題がある。
【００２７】
以上に説明した問題は、ＰＳＫ方式の通信を行う場合にも同様に問題となる。すなわち、ＰＳＫ方式の光受信回路において、波長分波器の後段に複数の混合器（ＤＰＳＫのデモジュレータに対応）を設ける構成においては、波長多重数Ｎに応じた数の混合器が必要となり、光受信回路が大型化したりコストが増大したりするという問題がある。
【００２８】
また、ＰＳＫ方式の光受信回路において、混合器の後段に波長分波器を設ける構成においては、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１７２０が波長分波器およびバランスドレシーバ間で交錯し、復調精度が低下したりメンテナンスが困難になったりするという問題がある。
【００２９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができる光受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明にかかる光受信回路は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路において、位相比較のための基準信号と前記光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する干渉手段と、前記干渉手段によって出力される前記正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で前記出力ポートから出力する波長分波器と、波長毎に対応して設けられ、前記波長分波器の出力のうちそれぞれ対応する波長の前記正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う複数のバランスドレシーバと、を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記構成によれば、干渉手段の後段に波長分波器を設ける構成とすることで、光信号の波長多重数が増えても干渉手段の必要数が増えないため、光受信回路の小型化およびコストの低下を図ることができる。また、干渉手段から出力される正相信号および逆相信号を１つの波長分波器へ入力して隣接した状態で出力することで、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を容易に揃えることができ、光受信回路の復調精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明によれば、光受信回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１にかかる光受信回路の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図３】光受信回路の波長分波部のＡＷＧを示す図である。
【図４】ＡＷＧの出力側スラブを示す図である。
【図５】ＡＷＧの透過率特性および光信号の波長スペクトルを示す図である。
【図６】光受信回路の波長分波部のインタリーバを示す図である。
【図７】光受信回路の波長分波部とバランスドレシーバとを接続する光配線を示す図である。
【図８】光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。
【図９】実施の形態１にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１４】従来の光通信システムを示すブロック図である。
【図１５】従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その１）である。
【図１６】従来の光受信回路の一部の構成を示すブロック図（その２）である。
【図１７】図１６に示した光受信回路を適用した光受信回路を示すブロック図である。
【図１８】従来の光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光受信回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光受信回路の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる光受信回路１００は、ＤＱＰＳＫ方式の変調および多重数Ｎ（波長λ１〜λＮ）の波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路である。図１に示すように、光受信回路１００は、デモジュレータ１１０と、波長分波部１２０と、複数の光配線１２５と、複数のバランスドレシーバ１３０と、を備えている。
【００３６】
デモジュレータ１１０（干渉手段）は、位相比較のための基準信号と受信した光信号とを干渉させて、受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）のＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、をＯＯＫ方式の光信号として抽出して波長分波部１２０へ出力する。
【００３７】
図１において、Ｉ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、をそれぞれ「Ｉ−正相」「Ｉ−逆相」「Ｑ−正相」「Ｑ−逆相」と図示する（以下の図でも同様）。波長分波部１２０は、デモジュレータ１１０から出力された光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）をそれぞれ波長毎に分波して、それぞれ複数の光配線１２５を介して複数のバランスドレシーバ１３０へ出力する。
【００３８】
このとき、対応する正相信号と逆相信号とが隣接した状態で波長分波部１２０から出力される。さらに、１つのチャネル（波長）に含まれるＩ−ｃｈ（正相信号と逆相信号の組）とＱ−ｃｈ（正相信号と逆相信号の組）と（以下、「対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈ」という）が隣接して波長分波部１２０から出力される構成としてもよい。
【００３９】
ここでは、波長分波部１２０から出力される光信号は、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），…，Ｉ−ｃｈの正相信号（λＮ），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λＮ），Ｑ−ｃｈの正相信号（λＮ），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λＮ）の順に並んで出力される。
【００４０】
複数のバランスドレシーバ１３０は、波長およびチャネル毎に対応して設けられている。図１において、複数のバランスドレシーバ１３０のうち、Ｉ−ｃｈの波長λｋに対応するバランスドレシーバを（Ｉ，λｋ）、Ｑ−ｃｈの波長λｋに対応するバランスドレシーバを（Ｑ，λｋ）と図示する（以下の図でも同様）。
【００４１】
たとえば、バランスドレシーバ（Ｉ，λ１）にはＩ−ｃｈの正相信号（λ１）およびＩ−ｃｈの逆相信号（λ１）が入力される。バランスドレシーバ（Ｑ，λＮ）にはＱ−ｃｈの正相信号（λＮ）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λＮ）が入力される。複数のバランスドレシーバ１３０（Ｉ，１），…，（Ｑ，Ｎ）は、それぞれ入力された正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う。
【００４２】
図２は、光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図２に示すように、ＤＱＰＳＫにおけるデモジュレータ１１０は、分岐部１１１と、Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２と、Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３と、を備えている。分岐部１１１は、受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を分岐し、分岐した光信号をそれぞれＩ−ｃｈ遅延干渉計１１２およびＱ−ｃｈ遅延干渉計１１３へ出力する。
【００４３】
Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、分岐部１１１から出力された光信号を分岐し、分岐した光信号の一方に対して１シンボルと位相＋４５°分の遅延を与える。Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、遅延を与えた一方の光信号と他方の光信号とを干渉させることでＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２は、抽出したＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。
【００４４】
Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、分岐部１１１から出力された光信号を分岐し、分岐した光信号の一方に対して１シンボルと位相−４５°分の遅延を与える。Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、遅延を与えた一方の光信号と他方の光信号とを干渉させることでＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３は、抽出したＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。
【００４５】
波長分波部１２０は、ＡＷＧ１２１と、インタリーバ１２２と、を備えている。ＡＷＧ１２１には、Ｉ−ｃｈ遅延干渉計１１２から出力されたＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈ遅延干渉計１１３から出力されたＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、が入力される。対応する正相信号と逆相信号とはそれぞれ隣接してＡＷＧ１２１へ入力される。たとえば、ＡＷＧ１２１へ入力される光信号は、Ｉ−ｃｈの正相信号，Ｉ−ｃｈの逆相信号，Ｑ−ｃｈの正相信号，Ｑ−ｃｈの逆相信号の順に並んで入力される。
【００４６】
ＡＷＧ１２１は、波長分波部１２０から出力された対応する正相信号および逆相信号がそれぞれ隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する。ＡＷＧ１２１は、入力された光信号を、対応する正相信号および逆相信号の波長毎の組に分波し、分波した波長毎の組を波長毎にシフトした出力ポートから出力する。
【００４７】
この際、ＡＷＧ１２１は、対応する正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で出力ポートから出力する。ＡＷＧ１２１から出力された光信号はインタリーバ１２２へ出力される。インタリーバ１２２は、ＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれの信号を波長毎に分岐してそれぞれ複数のバランスドレシーバ１３０へ出力する。
【００４８】
図３は、光受信回路の波長分波部のＡＷＧを示す図である。図３に示すように、光受信回路１００の波長分波部１２０が備えるＡＷＧ１２１は、入力部３１０と、チャネル導波路３２０と、出力部３３０と、を備えている。ここでは、光受信回路１００は、多重数４（λ１〜λ４）の波長多重がなされた光信号を受信するとする。入力部３１０は、複数の入力ポート３１１〜３１４と、入力側スラブ３１５と、から構成されている。
【００４９】
入力ポート３１１〜３１４は、デモジュレータ１１０から出力されたそれぞれの光信号を入力側スラブ３１５へ出力する。入力側スラブ３１５は、入力ポート３１１〜３１４から出力されたそれぞれの光信号を放射して、チャネル導波路３２０へ入力させる平面型光導波路である。
【００５０】
チャネル導波路３２０は、互いに長さが少しずつ異なる複数の光導波路によって構成されている。チャネル導波路３２０は、入力部３１０から出力されたそれぞれの光信号を通過させて出力部３３０へ出力する。出力部３３０は、出力側スラブ３３８と、複数の出力ポート３３１〜３３７と、から構成されている。
【００５１】
出力側スラブ３３８は、チャネル導波路３２０から出力されたそれぞれの光信号を放射して、出力ポート３３１〜３３７のポートへ入力させる平面型光導波路である。出力ポート３３１〜３３７は、出力側スラブ３３８から出力されたそれぞれの光信号をインタリーバ１２２へ出力する。
【００５２】
また、入力側スラブ３１５との接続部における入力ポート３１１〜３１４の間隔は、出力側スラブ３３８との接続部における出力ポート３３１〜３３７の間隔と等しくなるように構成する。これにより、入力ポート３１１〜３１４のうち光信号を入力するポートを一本ずらすと、出力ポート３３１〜３３７のうち光信号が出力されるポートが一本ずれる。
【００５３】
また、ＡＷＧ１２１の特性により、隣接した波長の光信号は互いに隣接した出力ポートから出力される。デモジュレータ１１０から出力された光信号のうち、入力ポート３１１へＩ−ｃｈの正相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１２へＩ−ｃｈの逆相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１３へＱ−ｃｈの正相信号（λ１〜λ４）、入力ポート３１４へＱ−ｃｈの逆相信号（λ１〜λ４）、をそれぞれ入力した場合について説明する。
【００５４】
この場合、出力ポート３３１からはＱ−ｃｈの逆相信号（λ１）が出力される。出力ポート３３２からはＱ−ｃｈの正相信号（λ１）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ２）が出力される。出力ポート３３３からはＩ−ｃｈの逆相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ２）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ３）が出力される。
【００５５】
出力ポート３３４からはＩ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ２）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ３）およびＱ−ｃｈの逆相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３５からはＩ−ｃｈの正相信号（λ２）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ３）およびＱ−ｃｈの正相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３６からはＩ−ｃｈの正相信号（λ３）およびＩ−ｃｈの逆相信号（λ４）が出力される。出力ポート３３７からはＩ−ｃｈの正相信号（λ４）が出力される。
【００５６】
このように、ＡＷＧ１２１の複数の入力ポート３１１〜３１４へ隣接させて入力されたそれぞれの光信号は、隣接した状態で、出力ポート３３１〜３３７のうち波長毎にシフト（ここでは１チャネルにつき１ポート分シフト）したポートから出力される。このため、対応する正相信号および逆相信号を隣接させた状態でＡＷＧ１２１へ入力すれば、対応する正相信号および逆相信号を隣接させた状態で分波して出力することができる。
【００５７】
図４は、ＡＷＧの出力側スラブを示す図である。一般的に、ＡＷＧの周回性を利用した光スイッチなどにおいては、出力側スラブに接続される出力ポートは１波長の間隔内に複数配置されるが、本発明の光受信回路１００のＡＷＧ１２１においては、図４に示すように、出力側スラブ３３８に接続される出力ポート３３１〜３３７は、１波長の間隔（λｋ，λｋ＋１，…）毎に１ポートずつ配置される。
【００５８】
図５は、ＡＷＧの透過率特性および光信号の波長スペクトルを示す図である。図５において、符号５１１，５１２は、ＡＷＧ１２１の各ＷＧ（Ｗａｖｅ  Ｇｕｉｄｅ）の透過率特性（フィルタ特性）を示している。透過率特性５１１，５１２はそれぞれ波長λｋ，λｋ＋１に対応している。
【００５９】
符号５２１，５２２は、ＡＷＧ１２１から出力される光信号の各波長スペクトルを示している。波長スペクトル５２１，５２２はそれぞれ波長λｋ，λｋ＋１に対応している。図５に示すように、透過率特性（フィルタ特性）５１１，５１２，…と各波長スペクトル５２１，５２２，…とが１対１に対応するように、ＡＷＧ１２１によって分波する各波長の間隔λｗを設定する。
【００６０】
具体的には、ＡＷＧ１２１の出力ポート３３１〜３３７における透過波長帯域は、光受信回路１００が受信する光信号のシンボルレートと等しいビットレートをもつＯＯＫ信号を格納できる幅とする。すなわち、上記ＯＯＫ信号を収納するのに最小限必要な波長間隔をΔλｍｉｎとすると、ＡＷＧ１２１によって分波する各波長の間隔λｗはΔλｍｉｎ以上とする。
【００６１】
図６は、光受信回路の波長分波部のインタリーバを示す図である。図６に示すように、光受信回路１００の波長分波部１２０のインタリーバ１２２は、複数のフィルタ膜６１１〜６１３を備えた多層膜フィルタである。フィルタ膜６１１には、ＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれ平行な光信号（λ１〜λ４）が入射される。フィルタ膜６１１の透過特性は、フィルタ膜６１１へ入射された信号のうち、波長λ２および波長λ４の信号成分を透過させ、波長λ１および波長λ３の信号成分を反射させるように設定される。
【００６２】
フィルタ膜６１２には、フィルタ膜６１１によって反射した信号成分（λ１，λ３）が入射される。フィルタ膜６１２の透過特性は、フィルタ膜６１２へ入射された信号のうち、波長λ１の信号成分を透過させ、波長λ３の信号成分を反射させるように設定される。フィルタ膜６１３には、フィルタ膜６１１を透過した信号成分（λ２，λ４）が入射される。
【００６３】
フィルタ膜６１３の透過特性は、フィルタ膜６１３へ入射された信号のうち、波長λ４の信号成分を透過させ、波長λ２の信号成分を反射させるように設定される。このように、インタリーバ１２２は、入力された光信号を、波長間隔が４倍に広がるように分岐することで、入力された光信号を波長毎に分離して出力する。
【００６４】
ここで、フィルタ膜６１１へ入射する光信号の入射角度は４５°程度となるようにフィルタ膜６１１を配置し、フィルタ膜６１２およびフィルタ膜６１３をフィルタ膜６１１と平行に配置する構成としてもよい。この構成により、フィルタ膜６１１〜６１３における入射信号と反射信号とが直交し（交差角度が９０°）、クロストークの発生を抑制することができる。
【００６５】
図３に示した並び順でＡＷＧ１２１から出力されたそれぞれの信号がインタリーバ１２２へ入力された場合、これらの光信号は、分岐されて波長間隔が４倍に広がり、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１）、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１）、…、Ｉ−ｃｈの正相信号（λ４）、Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ４）、Ｑ−ｃｈの正相信号（λ４）、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ４）の順に並んでインタリーバ１２２から出力される。
【００６６】
図７は、光受信回路の波長分波部とバランスドレシーバとを接続する光配線を示す図である。本発明にかかる光受信回路１００においては、対応する正相信号および逆相信号が波長分波部１２０から隣接して出力される。このため、波長分波部１２０とバランスドレシーバ１３０とを接続する光配線１２５（図１参照）をテープファイバとすることができる。この場合、光配線１２５は、ケーブル部７１０と、ケーブル部７１０の両端に設けられた光コネクタ部７２１，７２２と、から構成される。
【００６７】
光配線１２５の内部には、２本の光ファイバ７１１，７１２が平行に配線されており、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線をこの２本の光ファイバ７１１，７１２によって構成する。単芯、多芯を問わず、一般にコネクタ付光ファイバを作製する場合には、光コネクタ部の取り付けに不具合が生じても、当該光コネクタ部分を切断して光コネクタを付け直すことで光ファイバの歩留まりを改善することができる。
【００６８】
これを可能とするため、光ファイバの長さは目標長さに対して＋１００ｍｍ程の余長を取り、長めの光ファイバに対して光コネクタを取り付けることが多い。単芯の光ファイバで波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線を実現すると、光コネクタの付け直しのための余長が光路長の誤差となり、対応する正相信号および逆相信号の光路長を要求精度の±２ｍｍ以内に抑えることが困難である。
【００６９】
光配線１２５の場合、２本の光ファイバ７１１，７１２を同時に切断することになるため、対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて調節することが容易となる。たとえば、光配線１２５が２５０μｍピッチ、先端研磨（コネクタ端面角度精度）±０．５ｄｅｇの場合、光配線１２５全体の長さ精度が＋１００ｍｍ／−０ｍｍであっても、光配線１２５に内蔵される２本の光ファイバ７１１，７１２の光路長差の精度は±５μｍとなり、要求される光路長差の精度±２ｍｍを十分に満たすことができる。
【００７０】
図８は、光受信回路に用いる光コネクタを示すブロック図である。図８において、符号８１０，８２０，８３０は、光受信回路１００の各部の光配線を接続する光コネクタを示している。光コネクタ８１０は、光受信回路１００を備える光受信装置の受信部とデモジュレータ１１０とを接続する。光コネクタ８２０は、デモジュレータ１１０と波長分波部１２０とを接続する。光コネクタ８３０は、波長分波部１２０とバランスドレシーバ１３０とを接続する。
【００７１】
本発明においては、デモジュレータ１１０から出力されるそれぞれの光信号を１つの波長分波部１２０へ入力するため、これらの信号を伝送する光配線１２５を１つの光コネクタ８２０でまとめて接続することができる。このため、デモジュレータ１１０および波長分波部１２０間の光コネクタ８２０の数を減らすことができる。
【００７２】
また、本発明においては、対応する正相信号および逆相信号を伝送する１組の光配線１２５を隣接して配線できるため、これらの１組の光配線１２５をそれぞれまとめて１つずつの光コネクタ８３０で接続することができる。このため、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光コネクタ８３０の数を減らすことができる。
【００７３】
波長多重数を３２とすると、光受信回路１００に必要な光コネクタは、光コネクタ８１０を１個、光コネクタ８２０を１個、光コネクタ８３０を６４個で合計６６個となる。このため、従来の構成（図１８参照）と比較して、光受信回路１００に必要な光コネクタの数を大幅に減らすことができる。
【００７４】
図９は、実施の形態１にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する光受信回路１００の変形例について説明する。図９において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、を備えている。
【００７５】
局部発振部９１０は、複数の局部発振器９１１と、波長合波器９１２と、を備えている。複数の局部発振器９１１は、それぞれ異なる波長（λ１〜λＮ）の光を波長合波器９１２へそれぞれ出力する。波長合波器９１２は、複数の局部発振器９１１から出力されたそれぞれの光を多重化して光カプラ９２１へ出力する。
【００７６】
光カプラ９２１は、局部発振部９１０から出力された光を分岐して、それぞれＩ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２へ出力する。光カプラ９２２は、光受信回路１００が受信した光信号ＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を分岐して、それぞれＩ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２へ出力する。
【００７７】
Ｉ−ｃｈ混合器９３１は、光カプラ９２１から出力された光と、光カプラ９２２から出力された光信号と、を位相＋４５°分の位相差を与えて干渉させることでＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｉ−ｃｈ混合器９３１は抽出したＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。
【００７８】
Ｑ−ｃｈ混合器９３２は、光カプラ９２１から出力された光と、光カプラ９２２から出力された光信号と、を位相−４５°分の位相差を与えて干渉させることでＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を抽出する。Ｑ−ｃｈ混合器９３２は抽出したＱ−ｃｈの正相信号および逆相信号を波長分波部１２０へ出力する。
【００７９】
また、局部発振部９１０から出力される光信号の位相を、光受信回路１００が受信した光信号ＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）の位相と同期させる。光カプラ９２１、光カプラ９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、たとえば３ｄＢカプラによって構成する。これにより、光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。
【００８０】
このように、実施の形態１にかかる光受信回路１００によれば、デモジュレータ１１０の後段に波長分波部１２０を設ける構成とすることで、波長多重数Ｎが増えてもデモジュレータ１１０の必要数が増えないため、光受信回路１００の小型化およびコストの低下を図ることができる。
【００８１】
また、波長分波器をＡＷＧ１２１などで構成し、デモジュレータ１１０のそれぞれの出力信号を１つの波長分波器へ入力することで、同一のバランスドレシーバ１３０へ入力される対応する正相信号および逆相信号を隣接した状態で出力することができる。このため、対応する正相信号および逆相信号の光路長を容易に揃えることができ、光受信回路１００の復調精度を向上させることができる。
【００８２】
また、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線１２５が交錯しないため、光受信回路１００の効率的な集積化が可能となり、波長分波部１２０およびバランスドレシーバ１３０間の光配線１２５の交換や、チャネル（波長）の増設などのメンテナンスが容易になる。また、光受信回路１００に必要な光コネクタの数を大幅に減らすことができるため、光受信回路１００の小型化を図り、光受信回路１００のコストを低下させることができる。
【００８３】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図１０において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、実施の形態２にかかる光受信器１００の波長分波部１２０は、デモジュレータ１１０の後段に設けられたインタリーバ１２２と、インタリーバ１２２の後段に設けられた複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄと、を備えている。
【００８４】
インタリーバ１２２は、デモジュレータ１１０から出力されたＩ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、Ｑ−ｃｈの正相信号および逆相信号と、を波長毎に分岐して波長間隔を広げる。フィルタ膜６１１には、デモジュレータ１１０から出力されたそれぞれの信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）が平行に入射される。フィルタ膜６１１の透過特性は、フィルタ膜６１１へ入射された信号のうち、波長λ２，λ４，λ６，λ８，…の信号成分を透過させ、波長λ１，λ３，λ５，λ７，…の信号成分を反射させるように設定される。
【００８５】
フィルタ膜６１２には、フィルタ膜６１１によって反射した信号成分（λ１，λ３，λ５，λ７，…）が入射される。フィルタ膜６１２の透過特性は、フィルタ膜６１２へ入射された信号のうち、波長λ１，λ５，…の信号成分を透過させ、波長λ３，λ７，…の信号成分を反射させるように設定される。
【００８６】
フィルタ膜６１３には、フィルタ膜６１１を透過した信号成分（λ２，λ４，λ６，λ８，…）が入射される。フィルタ膜６１３の透過特性は、フィルタ膜６１３へ入射された信号のうち、波長λ４，λ８，…の信号成分を透過させ、波長λ２，λ６，…の信号成分を反射させるように設定される。
【００８７】
このように、インタリーバ１２２から出力された光信号は、４チャネル間隔の波長間隔となり、インタリーバ１２２へ入力された光信号の４倍の波長間隔となる。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２の分岐数に対応して４つ設けられている。
【００８８】
複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄのそれぞれの構成は図３に示した構成と同様である。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力して波長分波し、波長およびチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を分離して出力する。この場合も、対応する正相信号および逆相信号は、それぞれＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの隣接した出力ポートから出力される。
【００８９】
たとえば、インタリーバ１２２から出力された波長λ１，λ５，…の光信号を入力したＡＷＧ１２１ａは、それぞれの光信号を、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ５），…の順に並べて出力する。
【００９０】
このように、インタリーバ１２２をデモジュレータ１１０と複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄとの間に設ける構成した場合、インタリーバ１２２の分岐数を追加し、インタリーバ１２２の追加した分岐出力部に新たなＡＷＧ１２１およびバランスドレシーバ１３０を接続することで、チャネル（波長）を容易に増設することができる。
【００９１】
たとえば、初期状態ではインタリーバ１２２の分岐数を１（分岐なし）としてＡＷＧ１２１ａを一つ接続し、ＡＷＧ１２１ａに波長λ１，λ５，…のチャネルを対応させる。この場合はインタリーバ１２２を省略してもよい。初期状態からチャネルを増設する場合は、インタリーバ１２２の分岐数を２として新たなＡＷＧ１２１ｂを接続し、ＡＷＧ１２１ｂに波長λ２，λ６，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の２倍にすることができる。
【００９２】
同様に、インタリーバ１２２の分岐数を３として新たなＡＷＧ１２１ｃをさらに接続し、ＡＷＧ１２１ｃに波長λ３，λ７，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の３倍にすることができる。同様に、インタリーバ１２２の分岐数を４として新たなＡＷＧ１２１ｄをさらに接続し、ＡＷＧ１２１ｄに波長λ４，λ８，…のチャネルを対応させることでチャネル数を初期状態の４倍にすることができる。
【００９３】
図１１は、実施の形態２にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例について説明する。図１１において、図９および図１０に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
図１１に示すように、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、図９で示した局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、を備えている。これにより、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。
【００９５】
このように、実施の形態２にかかる光受信回路１００によれば、実施の形態１にかかる光受信回路１００の効果と同様の効果を奏するとともに、インタリーバ１２２の分岐数およびＡＷＧ１２１などを追加することで、トラフィックの増加に応じてチャネル（波長）を段階的に増設することができる。
【００９６】
（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３にかかる光受信回路のデモジュレータおよび波長分波部を示すブロック図である。図１２において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施の形態３にかかる光受信器１００は、インタリーバ１２２の後段に設けられた複数のデモジュレータ１１０と、複数のデモジュレータ１１０の後段に設けられた複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄとを備えている。
【００９７】
インタリーバ１２２は、光受信回路１００が受信した光信号ＤＱＰＳＫ（λ１〜λＮ）を波長毎に分岐して波長間隔を広げる。インタリーバ１２２の構成は図１０で示した構成と同様である。この場合、インタリーバ１２２は、光信号ＤＱＰＳＫ（λ１，λ５，…）、光信号ＤＱＰＳＫ（λ２，λ６，…）、光信号ＤＱＰＳＫ（λ３，λ７，…）および光信号ＤＱＰＳＫ（λ４，λ８，…）を複数のデモジュレータ１１０へそれぞれ出力する。
【００９８】
複数のデモジュレータ１１０は、インタリーバ１２２の分岐数（位相変調の位相数Ｍ）に対応して４つ設けられている。複数のデモジュレータ１１０は、インタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力し、入力した光信号のチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を抽出する。複数のデモジュレータ１１０は、抽出したそれぞれの光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄへそれぞれ出力する。
【００９９】
複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、インタリーバ１２２の分岐数に対応して４つ設けられている。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの構成は図３に示した構成と同様である。複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄは、複数のインタリーバ１２２から出力された光信号のうち対応する光信号を入力して波長分波し、波長およびチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号を分離して出力する。この場合も、対応する正相信号および逆相信号はＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの隣接した出力ポートから出力される。
【０１００】
たとえば、インタリーバ１２２から出力された波長λ１，λ５，…の光信号（Ｉ−正相〜Ｑ−逆相）を入力したＡＷＧ１２１ａは、それぞれの光信号を、Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ１），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ１），Ｑ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｑ−ｃｈの正相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの逆相信号（λ５），Ｉ−ｃｈの正相信号（λ５），…の順に並べて出力する。
【０１０１】
このように、インタリーバ１２２を複数のデモジュレータ１１０および複数のＡＷＧ１２１ａ〜１２１ｄの前段に設ける構成すると、インタリーバ１２２の分岐数を追加し、インタリーバ１２２の追加した分岐出力部に新たなデモジュレータ１１０、ＡＷＧ１２１およびバランスドレシーバ１３０を接続することで、チャネル（波長）を容易に増設することができる（詳細は図１０の説明参照）。
【０１０２】
図１３は、実施の形態３にかかる光受信回路の変形例を示すブロック図である。ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信する、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例について説明する。図１３において、図９および図１２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
図１３に示すように、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例は、上述したデモジュレータ１１０に代えて、図９で示した局部発振部９１０と、光カプラ９２１，９２２と、Ｉ−ｃｈ混合器９３１と、Ｑ−ｃｈ混合器９３２と、をそれぞれ複数備えている。複数の局部発振部９１０の構成は基本的に図９に示した構成と同様である。
【０１０４】
複数の局部発振部９１０は、位相変調の位相数Ｍに対応して４つ設けられている。４つの局部発振部９１０は、波長（λ１，λ５，…）を含む光，波長（λ２，λ６，…）を含む光，波長（λ３，λ７，…）を含む光信号，波長（λ４，λ８，…）を含む光信号をそれぞれ出力する。
【０１０５】
光カプラ９２１，９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、位相変調の位相数Ｍに対応してそれぞれ４つ設けられており、それぞれ波長（λ１，λ５，…），波長（λ２，λ６，…），波長（λ１，λ５，…），波長（λ４，λ８，…）に対応している。
【０１０６】
４つずつ設けられた光カプラ９２１，９２２、Ｉ−ｃｈ混合器９３１およびＱ−ｃｈ混合器９３２は、それぞれ対応する波長の光および光信号を局部発振器９１０およびインタリーバ１２２から入力し、入力した光信号のチャネル毎の対応する正相信号および逆相信号をそれぞれ抽出する。これにより、実施の形態２にかかる光受信回路１００の変形例は、ＰＳＫ方式（コヒーレント通信）の変調がなされた光信号を受信することができる。
【０１０７】
また、この場合も、対応する正相信号および逆相信号は、それぞれ複数のＡＷＧ１２１の隣接した出力ポートから出力される（図１２の説明参照）。また、実施の形態３にかかる光受信回路１００の変形例においては、チャネルを増設する場合、追加したインタリーバ１２２の分岐数に応じた数の局部発振部９１０も追加する。
【０１０８】
このように、実施の形態３にかかる光受信回路１００によれば、実施の形態１にかかる光受信回路１００の効果と同様の効果を奏するとともに、インタリーバ１２２の分岐数、デモジュレータ１１０およびＡＷＧ１２１などを追加することで、トラフィックの増加に応じてチャネル（波長）を段階的に増設することができる。
【０１０９】
以上説明したように、この発明にかかる光受信回路によれば、光受信回路の小型化およびコストの低下を図りつつ、同一のバランスドレシーバへ入力される対応する正相信号および逆相信号の光路長を揃えて復調精度を向上させることができる。
【０１１０】
なお、上述した各実施の形態においては、波長分波部１２０の波長分波器をＡＷＧ１２１とする構成について説明したが、波長分波部１２０の波長分波器は、ＡＷＧ１２１に限らず、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された信号を波長毎に分波し、隣接して入力された信号は隣接した状態で出力される波長分波器であればよい。
【０１１１】
また、上述した各実施の形態において、対応する正相信号および逆相信号をＡＷＧ１２１から隣接した状態で出力する構成について説明したが、さらに、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈを隣接した状態で出力する構成（たとえば図１参照）としてもよい。これにより、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈを復調した１組のデータが波長毎に隣接して出力される。
【０１１２】
このため、バランスドレシーバ１３０の後段の光配線１２５の交錯を解消することができる。この場合、対応するＩ−ｃｈおよびＱ−ｃｈの光信号を入力する一組のバランスドレシーバ１３０を一体的に構成してもよい。これにより、光受信回路１００のさらなる小型化、低コスト化を図ることができる。
【０１１３】
また、上述した各実施の形態において、ＡＷＧ１２１のみではそれぞれの光信号を波長毎に完全に分離せず、インタリーバ１２２を設けることによってこれらの信号を最終的に分離する構成としたが、たとえば波長多重数が少ない場合などは、ＡＷＧ１２１のみでそれぞれの光信号を波長毎に完全に分離する構成とし、インタリーバ１２２を省略する構成とすることもできる。
【０１１４】
以下、上述した各実施の形態において、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数をＰとする。デモジュレータあるいは混合器群の出力数をＭとする。光信号に対して行う波長多重の多重数をＮとする。
【０１１５】
上述した各実施の形態にかかる光受信回路１００は、ＤＱＰＳＫ方式またはＱＰＳＫの変調（すなわちデモジュレータの出力数Ｍが４）がなされた光信号を受信して復調する光受信回路であるとして説明したが、本発明は、２値ＤＰＳＫ方式、２値ＰＳＫ方式、多値ＤＰＳＫ方式または多値ＰＳＫ方式の変調などがなされた光信号を受信して復調する光受信回路全般に適用することができる。２値ＤＰＳＫ方式、２値ＰＳＫ方式ではＭ＝２であり、４値以上のＤＰＳＫ方式、ＰＳＫ方式ではＭ＝４となる。
【０１１６】
また、上述した各実施の形態にかかる光受信回路１００においては、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数Ｐを１（たとえば図３参照）とした構成について説明したが、チャネル（波長）毎にシフトさせる出力ポートのポート数Ｐは２以上であってもよい。
【０１１７】
また、図３において、ＡＷＧ１２１の入力ポートが４つ、出力ポートが７つの構成について説明したが、入力ポートの数は、少なくともデモジュレータ出力数Ｍであればよい。たとえばＤＢＰＳＫなど２値の位相変調を行う場合には入力ポートを２以上設け、Ｄ８ＰＳＫなど８値の位相変調を行う場合にも、デモジュレータ出力数Ｍに合わせて入力ポートを４あるいは８以上設ければよい。また、出力ポートの数は、少なくともＭ＋Ｐ・（Ｎ−１）であればよい。
【０１１８】
また、インタリーバ１２２は入力された光信号を４分岐して波長間隔を４倍に広げる構成について説明したが、インタリーバ１２２は入力された光信号の波長間隔を少なくともＭ／Ｐ倍に広げる構成とすればよい。たとえば、ＤＱＰＳＫやＱＰＳＫなどの４値の位相変調を行い、ＡＷＧ１２１が光信号のチャネル（波長）毎に出力ポートを２ポートずつシフトさせるとすると、インタリーバ１２２は入力された光信号を少なくとも２分岐し、波長間隔を少なくとも２倍に広げる構成とすればよい。
【０１１９】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１２０】
（付記１）位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路において、
位相比較のための基準信号と前記光信号とを干渉させて正相信号および逆相信号として出力する干渉手段と、
前記干渉手段によって出力される前記正相信号および逆相信号が互いに隣接して入力される複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、入力された正相信号および逆相信号を波長毎に分波し、分波した正相信号および逆相信号を波長毎に互いに隣接させた状態で前記出力ポートから出力する波長分波器と、
波長毎に対応して設けられ、前記波長分波器の出力のうちそれぞれ対応する波長の前記正相信号および逆相信号をバランス受信して復調を行う複数のバランスドレシーバと、
を備えることを特徴とする光受信回路。
【０１２１】
（付記２）前記干渉手段は、Ｍ個の出力を有し、
前記波長分波器は、前記分波した正相信号および逆相信号を波長毎にＰポートずつシフトした前記出力ポートから出力し、
前記光信号を波長毎に分岐して、前記光信号の波長間隔を少なくともＭ／Ｐ倍に広げるインタリーバをさらに備えることを特徴とする付記１に記載の光受信回路。
【０１２２】
（付記３）前記インタリーバは、前記波長分波器から出力された前記正相信号および逆相信号を波長毎に分岐し、
前記バランスドレシーバは、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記正相信号および逆相信号をそれぞれバランス受信することを特徴とする付記２に記載の光受信回路。
【０１２３】
（付記４）前記インタリーバは、前記干渉手段から出力された前記正相信号および逆相信号を波長毎に分岐し、
前記波長分波器は、前記インタリーバの分岐数に応じて複数設けられ、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記正相信号および逆相信号をそれぞれ波長毎に分波することを特徴とする付記２に記載の光受信回路。
【０１２４】
（付記５）前記干渉手段は、前記インタリーバの分岐数に応じて複数設けられ、前記インタリーバによって波長間隔を広げられた前記光信号と前記基準信号とを干渉させることを特徴とする付記２に記載の光受信回路。
【０１２５】
（付記６）前記インタリーバは、それぞれ異なる透過特性を有し、互いに平行に設けられた複数のフィルタ膜によって構成される多層膜フィルタであり、
前記光信号は前記フィルタ膜に対して約４５°の入射角度で入射することを特徴とする付記２に記載の光受信回路。
【０１２６】
（付記７）前記光信号は、位相変調および多重数Ｎの波長多重がなされた光信号であり、
前記波長分波器は、前記分波した正相信号および逆相信号を波長毎にＰポートずつシフトした前記出力ポートから出力し、少なくとも前記干渉手段の出力数に等しいＭ個の前記入力ポートおよび少なくともＭ＋Ｐ・（Ｎ−１）個の前記出力ポートを有することを特徴とする付記１に記載の光受信回路。
【０１２７】
（付記８）前記干渉手段は、前記光信号を１シンボル遅延させた遅延信号を前記基準信号として前記光信号と干渉させる遅延干渉計であることを特徴とする付記１に記載の光受信回路。
【０１２８】
（付記９）前記基準信号を出力する局部発振器をさらに備え、
前記干渉手段は、前記局部発振器によって出力された前記基準信号と前記光信号とを干渉させる混合器であることを特徴とする付記１に記載の光受信回路。
【０１２９】
（付記１０）前記波長分波器から前記バランスドレシーバへ前記正相信号および逆相信号を伝送するテープファイバをさらに備えることを特徴とする付記１に記載の光受信回路。
【０１３０】
（付記１１）前記波長分波器はＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）であることを特徴とする付記１〜１０のいずれか１つに記載の光受信回路。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
以上のように、この発明にかかる光受信回路は、位相変調および波長多重がなされた光信号を受信して復調する光受信回路に有用であり、特に、波長多重数が多い場合に適している。
【符号の説明】
【０１３２】
１００  光受信回路
１１１  分岐部
１１２  Ｉ−ｃｈ遅延干渉計
１１３  Ｑ−ｃｈ遅延干渉計
１２０  波長分波部
１２１  ＡＷＧ
１２２  インタリーバ
１２５  光配線
１３０  バランスドレシーバ
３１０  入力部
３１１〜３１４  入力ポート
３１５  入力側スラブ
３２０  チャネル導波路
３３０  出力部
３３８  出力側スラブ
３３１〜３３７  出力ポート
６１１〜６１３  フィルタ膜
７１１，７１２  光ファイバ
７２１，７２２  光コネクタ部
９１０  局部発振部
９１１  局部発振器
９１２  波長合波器
９２１，９２２  光カプラ
９３１  Ｉ−ｃｈ混合器
９３２  Ｑ−ｃｈ混合器
【国際調査報告】
2009004682.tif 000021
2009004682.tif 000022
2009004682.tif 000023
2009004682.tif 000024