(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成で位相制御が可能なＱＰＳＫ復調回路及びＱＰＳＫ復調方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ＱＰＳＫ光受信信号をデュアルｐｉｎホトダイオードで光電流出力をモニタし、２つのホトダイオードの光電流出力の立上り状態、立下り状態及び２つのホトダイオードの光電流出力の大小の情報を用いて同値収束を回避するという簡単な構成でできるＱＰＳＫ復調回路及びＱＰＳＫ復調方法を提供する。【選択図】図１０
2014127938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）光信号を復調するＩチャンネル用の第１の遅延干渉計とＱチャンネル用の第２の遅延干渉計からなるＱＰＳＫ復調回路であって、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の出力を検出して、それぞれを同期検波することにより前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の光位相を制御し、復調信号を出力する位相同期検波回路と、
前記第１の遅延干渉計の出力に接続された第１の２つのホトダイオードと、
前記第２の遅延干渉計の出力に接続された第２の２つのホトダイオードと、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、２つのホトダイオードのいずれかからの光電流出力が前記光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出するとともに、前記２つのホトダイオードからの光電流出力の大小を検出することによって、前記位相同期検波回路から得られる前記復調信号が正常な復調状態か否かを判定する復調状態判定回路と、
を有することを特徴とするＱＰＳＫ復調回路。
【請求項２】
前記第１の２つのホトダイオード及び前記第２の２つのホトダイオードはそれぞれ前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の一方と他方の出力にそれぞれ接続され、
前記位相同期検波回路は、
第１の位相同期検波回路及び第２の位相同期検波回路と、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計にそれぞれ低周波信号を重畳する低周波信号発生部とを有し、
前記第１の位相同期検波回路は、
前記第１の２つのホトダイオード間の光電流の第１の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第１のトランスインピーダンスアンプと、
前記第１のトランスインピーダンスアンプ出力の振幅値を検出する第１の振幅検出回路と、
前記第１の振幅検出回路の出力を前記低周波信号で同期検波する第１の同期検波回路と、
前記第１の同期検波回路の出力をもとに前記第１の遅延干渉計の位相を制御する第１の位相制御回路とを有し、
前記第１のトランスインピーダンスアンプの出力を介して第１の復調信号を出力し、
前記第２の位相同期検波回路は、
前記第２の２つのホトダイオード間の光電流の第２の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第２のトランスインピーダンスアンプと、
前記第２のトランスインピーダンスアンプ出力の振幅値を検出する第２の振幅検出回路と、
前記第２の振幅検出回路の出力を前記低周波信号で同期検波する第２の同期検波回路と、
前記第２の同期検波回路の出力をもとに前記第２の遅延干渉計の位相を制御する第２の位相制御回路とを有し、
前記第２のトランスインピーダンスアンプの出力を介して第２の復調信号を出力し、
前記復調状態判定回路は、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する第１の波形状態検出回路及び第２の波形状態検出回路と、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記光電流出力の大小を検出する第１の比較回路及び第２の比較回路と、
前記第１の波形状態検出回路の出力と前記第１の比較回路の出力結果から前記第１の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第１の判定回路と、
前記第１の判定回路の出力結果と前記第２の波形状態検出回路の出力と前記第２の比較回路の出力結果から前記第２の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第２の判定回路であって、正常な復調信号でない場合には復調制御を再度行うための制御指示を出力する前記第２の判定回路と、
前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を増減する位相制御電圧制御回路と、
とを有し、
前記位相制御電圧制御回路は前記位相制御電圧を増減する値を前記第２の位相制御回路に与えることを特徴とする請求項１記載のＱＰＳＫ復調回路。
【請求項３】
前記第１の波形状態検出回路及び前記第２の波形状態検出回路は、前記低周波信号で同期検波する回路であることを特徴とする請求項２記載のＱＰＳＫ復調回路。
【請求項４】
前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第１の比較回路は、前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換する回路とそれぞれの変換電圧の大小を比較する比較回路で構成され、
前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第２の比較回路は、前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換する回路とそれぞれの変換電圧の大小を比較する比較回路で構成されることを特徴とする請求項２及び３のいずれかに記載のＱＰＳＫ復調回路。
【請求項５】
前記位相制御電圧制御回路は、前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を、前記正常な復調信号でない光位相状態での前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小関係を逆転するように与えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のＱＰＳＫ復調回路。
【請求項６】
ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）光信号を復調するＩチャンネル用の第１の遅延干渉計とＱチャンネル用の第２の遅延干渉計からなるＱＰＳＫ復調回路のＱＰＳＫ復調方法であって、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の出力を検出して、それぞれを同期検波することにより前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の光位相を制御し、復調信号を出力する位相同期検波ステップと、
前記第１の遅延干渉計の出力に接続された第１の２つのホトダイオードと前記第２の遅延干渉計の出力に接続された第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、２つのホトダイオードのいずれかからの光電流出力が前記光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出するとともに、前記２つのホトダイオードからの光電流出力の大小を検出することによって、前記位相同期検波ステップより得られる前記復調信号が正常な復調状態か否かを判定する復調状態判定ステップと、
を有することを特徴とするＱＰＳＫ復調方法。
【請求項７】
前記位相同期検波ステップは、
第１の位相同期検波ステップ及び第２の位相同期検波ステップと、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計にそれぞれ低周波信号を重畳する低周波信号発生ステップとを有し、
前記第１の位相同期検波ステップは、
前記第１の２つのホトダイオード間の光電流の第１の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第１の増幅ステップと、
前記第１の増幅ステップにより得られた出力の振幅値を検出する第１の振幅検出ステップと、
前記第１の振幅検出ステップにより得られた出力を前記低周波信号で同期検波する第１の同期検波ステップと、
前記第１の同期検波ステップの出力をもとに前記第１の遅延干渉計の位相を制御する第１の位相制御ステップとを有し、
前記第１の増幅ステップにより得られた出力から第１の復調信号を出力し、
前記第２の位相同期検波ステップは、
前記第２の２つのホトダイオード間の光電流の第２の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第２の増幅ステップと、
前記第２の増幅ステップにより得られた出力の振幅値を検出する第２の振幅検出ステップと、
前記第２の振幅検出ステップにより得られた出力を前記低周波信号で同期検波する第２の同期検波ステップと、
前記第２の同期検波ステップの出力をもとに前記第２の遅延干渉計の位相を制御する第２の位相制御ステップとを有し、
前記第２の増幅ステップにより得られた出力から第２の復調信号を出力し、
前記復調状態判定ステップは、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する第１の波形状態検出ステップ及び第２の波形状態検出ステップと、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記光電流出力の大小を検出する第１の比較ステップ及び第２の比較ステップと、
前記第１の波形状態検出ステップにより得られた出力と前記第１の比較ステップにより得られた出力結果から前記第１の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップの出力結果と前記第２の波形状態検出ステップにより得られた出力と前記第２の比較ステップにより得られた出力結果から前記第２の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第２の判定ステップであって、正常な復調信号でない場合には復調制御を再度行うための制御指示を出力する前記第２の判定ステップと、
前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を増減する位相制御電圧制御ステップと、
とを有し、
前記位相制御電圧制御ステップは前記位相制御電圧を増減する値を前記第２の位相制御ステップに与えることを特徴とする請求項６記載のＱＰＳＫ復調方法。
【請求項８】
前記第１の波形状態検出ステップ及び第２の波形状態検出ステップは、前記低周波信号で同期検波するステップであることを特徴とする請求項７記載のＱＰＳＫ復調方法。
【請求項９】
前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第１の比較ステップは、前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換するステップと、
それぞれの変換電圧の大小を比較するステップであり、
前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第２の比較ステップは、前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換するステップと、
それぞれの変換電圧の大小を比較するステップであることを特徴とする請求項７及び８のいずれかに記載のＱＰＳＫ復調方法。
【請求項１０】
前記位相制御電圧制御ステップは、前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を、前記正常な復調信号でない光位相状態での前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小関係を逆転するように与えるステップであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のＱＰＳＫ復調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に適用されるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）復調回路の位相制御に関し、復調時の同値収束（擬似同期）を回避する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信の大容量、長距離伝送を実現する光送受信装置として、ＱＰＳＫ変調信号を用いた光送受信装置が検討されている。
図１はＱＰＳＫ変調方式を用いた光通信用のＱＰＳＫ復調回路１００を示す。１はＱＰＳＫ光信号入力、２，３はＩ及びＱチャンネルの復調信号出力（ＯＵＴ１及びＯＵＴ２）、４は低周波信号、１０は遅延干渉計で、１０−１、１０−２はＩ及びＱチャンネルの遅延干渉計、１１−１ａ，ｂ、１１−２ａ，ｂはＩ及びＱチャンネルの第１のアーム、第２のアーム、１２−１、１２−２はＩ及びＱチャンネルの第１のヒータ、１３−１、１３−２はＩ及びＱチャンネルの第２のヒータ、１４−１、１４−２はＩ及びＱチャンネルの遅延回路、１５−１ａ，ｂ、１５−２ａ，ｂはＩ及びＱチャンネルのデュアルｐｉｎホトダイオードの各ホトダイオード、１６−１，１６−２はＩ及びＱチャンネルのトランスインピーダンスアンプ、１７−１，１７−２はＩ及びＱチャンネルの振幅検出回路、１８−１，１８−２はＩ及びＱチャンネルの同期検波回路、１９−１，１９−２はＩ及びＱチャンネルの位相制御回路をそれぞれ示す。
【０００３】
ＱＰＳＫ光信号入力１は分岐されてＩ及びＱチャンネルの経路に導かれ、遅延干渉計１０−１及び１０−２に入力される。以下、Ｉ及びＱチャンネルの構成は同じであるので、Ｉチャンネルの構成について説明する。遅延干渉計１０−１は２つのアーム１１−１ａ及び１１−１ｂを有し、第１のアーム１１−１ａは第２のアーム１１−１ｂより１シンボル時間だけ遅延させる。ただし、第２のアーム１１−１ｂは、遅延回路１４−１を用いて光位相を＋π／４だけシフトさせる。ここで、Ｑチャンネルでは第２のアーム１１−２ｂは、遅延回路１４−２を用いて光位相を−π／４だけシフトさせる点で異なる。第１のヒータ１２−１には低周波信号４が重畳される。第２のヒータ１３−１には位相制御回路１９−１が帰還されて入力される。遅延干渉計１０−１の出力はホトダイオード１５−１ａ，ｂにより光−電流変換され、ホトダイオード１５−１ａとホトダイオード１５−１ｂの光電流の差分出力は、差動型のトランスインピーダンスアンプ１６−１により電流−電圧変換され、差動の復調信号出力（ＯＵＴ１）２が得られる。振幅検出回路１７−１は復調信号出力２の振幅値（振幅のＡＣ特性の平均値）を検出する。振幅のピーク値の検出は同期検波回路１８−１により信号に重畳された低周波の微小信号を同期検波することにより得られる。位相制御回路１９−１は同期検波回路１８−１の同期検波状態をモニタして制御するＡＢＣ（Ａｕｔｏ  Ｂｉａｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路により行われ、第１のアーム１１−１ａの第２のヒータ１３−１へ帰還することにより、ピーク値検出時に同期することができる。
【０００４】
次に復調動作について詳細に説明する。図２はＱＰＳＫ変復調の動作をシミュレーションにより確認するために用いた変復調回路ブロックモデルを示す。５０はＱＰＳＫ変調送信部、５１、５２はＩチャンネル及びＱチャンネル側の干渉計、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄはホトダイオード、５４、５５はＩチャンネル及びＱチャンネル側の受信部、５６、５７はＬＰＦ（７段のベッセルフィルタ）をそれぞれ示す。
【０００５】
Ｉチャンネル側の出力光強度Ａ及びＢは、ＱＰＳＫ変調送信部５０の光出力をｅｉθｎとすると、
Ｉａ＝［ｃｏｓ（θｎ−１＋φ）＋ｃｏｓθｎ］２／４
＋［ｓｉｎ（θｎ−１＋φ）＋ｓｉｎθｎ］２／４
＝［１＋ｃｏｓ（θｎ−１−θｎ＋φ）］／２    ……式（１）
Ｉｂ＝［１−ｃｏｓ（θｎ−１−θｎ＋φ）］／２      ……式（２）
となる。
ここで、Ｉａ及びＩｂはそれぞれＩチャンネル側の出力光強度Ａ及びＢを示し、θｎはｎ番目のＱＰＳＫ信号データの位相を示し、φは位相制御回路１９−１の位相制御量を示す。
【０００６】
θｎ及びθｎ−１はＱＰＳＫ信号なのでπ／４、３π／４、５π／４、７π／４の値を取りうる。従って、（θｎ−１−θｎ）は０、π／２、π、３π／２、−π／２、−π、−３π／２の値を取りうる。
【０００７】
上記（１）及び（２）式を用いて、出力光強度Ａ又はＢの位相制御量に対する特性を（θｎ−１−θｎ）の取りうる値に対してそれぞれ求め、ＱＰＳＫ復調信号の振幅値（出力強度の差分値のＡＣ特性の平均値）を求めると、例えばＩチャンネル側の振幅検出回路１７−１の出力ＡＭＰ１は図３のようになる。ＯＵＴ１側光位相（遅延干渉計１０−１の２つの出力間の位相差）が−３π／４（−０．７５ｐａｉ）、−π／４（−０．２５ｐａｉ）、π／４（０．２５ｐａｉ）、３π／４（０．７５ｐａｉ）のときにＱＰＳＫ復調信号の振幅が最大となる。
【０００８】
図に示すようにπ／２毎にピーク値（同期点）が得られる。重畳された低周波の微小信号を検波すると、ピーク値において２倍波の低周波信号が得られ、その状態で同期を取ることができる。
【０００９】
つぎに同期状態での復調信号シミュレーション結果について述べる。図２のＱＰＳＫ変調送信部５０の変調信号はＰＲＢＳ  ７段の４０Ｇｂ／ｓの信号を与えた。図４にシミュレーション結果を示す。Ｉ及びＱチャンネルの復調信号出力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２のＯＵＴ１とＯＵＴ２の光位相（遅延干渉計の２つの出力間の位相差）に対する復調状態を示しており、丸で囲まれた場合が正常な復調状態を示す。図４の丸で囲んだ場合が正常な同期状態で、復調信号が得られている状態である。ここで正常な復調状態とは、復調信号出力ＯＵＴ１が変調信号ｉデータ（ｉｐ又はｉｎ）（ｉはＩチャンネル変調信号のデータを表し、ｉｐ及びｉｎは、それぞれｉデータの正相及び逆相を表す）に同期し、復調信号出力ＯＵＴ２が変調信号ｑデータ（ｑｐまたはｑｎ）（ｑはＱチャンネル変調信号のデータを表し、ｑｐ及びｑｎは、それぞれｑデータの正相及び逆相を表す）に同期するか、あるいは復調信号出力ＯＵＴ１が変調信号ｑデータ（ｑｐまたはｑｎ）に同期し、復調信号出力ＯＵＴ２が変調信号ｉデータ（ｉｐ又はｉｎ）に同期する状態をいう。ＯＵＴ１側光位相及びＯＵＴ２側光位相がそれぞれ−３π／４（−０．７５ｐａｉ）、−π／４（−０．２５ｐａｉ）、π／４（０．２５ｐａｉ）、３π／４（０．７５ｐａｉ）の場合の復調信号についてシミュレーションにより求めた。例えば、ＯＵＴ１側光位相が−０．７５ｐａｉ、ＯＵＴ２側光位相が−０．７５ｐａｉ場合またはＯＵＴ１側光位相が０．２５ｐａｉ、ＯＵＴ２側光位相が０．２５ｐａｉ場合には、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の出力はともに変調信号ｑのデータ（Ｑチャンネル側の変調信号）に同期し、同値収束（擬似同期）しており、正常な復調状態となっていない。このように同値収束とは、復調信号出力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２がともに同じ変調信号データに同期する状態をいう。同様にＯＵＴ１側光位相が−０．２５ｐａｉ、ＯＵＴ２側光位相が−０．２５ｐａｉ場合またはＯＵＴ１側光位相が０．７５ｐａｉ、ＯＵＴ２側光位相が０．７５ｐａｉ場合には、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の出力はともに変調信号ｉのデータ（Ｉチャンネル側の変調信号に同期し、同値収束（擬似同期）している。一方、例えばＯＵＴ１側光位相が−０．７５ｐａｉ、ＯＵＴ２側光位相が−０．２５ｐａｉまたは０．７５ｐａｉの場合は、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の出力はそれぞれ変調信号ｉ、変調信号ｑのデータを復調しており正常な同期状態が得られている。
【００１０】
このように、ＡＢＣ回路により位相を制御し、同期を検出する方法の場合、復調信号出力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２側の光位相は図４に示すような組合せの状態で同期が生じ得る。このため、復調信号出力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２が同じ変調信号データｉまたはｑに同期するという同値収束状態（擬似同期状態）が生ずる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−４３６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来、この問題を解決するために、受信器後段のＦｒａｍｅｒで同値収束になっていないかを確認し、同値収束していれば、受信器のロックポイントをずらすことが行われており、受信器後段に更にＦｒａｍｅｒ回路等が必要であるという問題があった。また、ＡＢＣ制御初期時に、送信器側より既知のパターン（例えばＰＲＢＳ等の信号）を送信し、既知の信号が復調できたか、ＣＤＲ／ＤＥＭＵＸ内部のエラーチェッカで確認し、同値収束（擬似同期）の場合に、受信器のロックポイントをずらし、その後、クライアントから送られてきた信号に戻すという方法がとられていた。しかしながら、この方法は、運用開始時に既知の信号を流すという余分の作業が必要であるいう問題があった。
【００１３】
本発明は、簡単な構成で位相制御が可能なＱＰＳＫ復調回路及びＱＰＳＫ復調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、光受信信号をデュアルｐｉｎホトダイオードで光電流出力をモニタし、２つのホトダイオードのうちのいずれかからの光電流出力信号の立上り状態及び立下り状態並びに２つのホトダイオードからの出力信号の大小の情報を用いて同値収束を回避する。
【００１５】
本発明のＱＰＳＫ復調回路は、
ＱＰＳＫ光信号を復調するＩチャンネル用の第１の遅延干渉計とＱチャンネル用の第２の遅延干渉計からなるＱＰＳＫ復調回路であって、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の出力を検出して、それぞれを同期検波することにより前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の光位相を制御し、復調信号を出力する位相同期検波回路と、
前記第１の遅延干渉計の出力に接続された第１の２つのホトダイオードと、
前記第２の遅延干渉計の出力に接続された第２の２つのホトダイオードと、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、２つのホトダイオードのいずれかからの光電流出力が前記光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出するとともに、前記２つのホトダイオードからの光電流出力の大小を検出することによって、前記位相同期検波回路から得られる前記復調信号が正常な復調状態か否かを判定する復調状態判定回路と、
を有する。
【００１６】
本発明のＱＰＳＫ復調方法は、
ＱＰＳＫ光信号を復調するＩチャンネル用の第１の遅延干渉計とＱチャンネル用の第２の遅延干渉計からなるＱＰＳＫ復調回路のＱＰＳＫ復調方法であって、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の出力を検出して、それぞれを同期検波することにより前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の光位相を制御し、復調信号を出力する位相同期検波ステップと、
前記第１の遅延干渉計の出力に接続された第１の２つのホトダイオードと前記第２の遅延干渉計の出力に接続された第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、２つのホトダイオードのいずれかからの光電流出力が前記光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出するとともに、前記２つのホトダイオードからの光電流出力の大小を検出することによって、前記位相同期検波ステップより得られる前記復調信号が正常な復調状態か否かを判定する復調状態判定ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１７】
前記第１の２つのホトダイオード及び前記第２の２つのホトダイオードはそれぞれ前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計の一方と他方の出力にそれぞれ接続され、
前記位相同期検波回路は、
第１の位相同期検波回路及び第２の位相同期検波回路と、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計にそれぞれ低周波信号を重畳する低周波信号発生部とを有し、
前記第１の位相同期検波回路は、
前記第１の２つのホトダイオード間の光電流の第１の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第１のトランスインピーダンスアンプと、
前記第１のトランスインピーダンスアンプ出力の振幅値を検出する第１の振幅検出回路と、
前記第１の振幅検出回路の出力を前記低周波信号で同期検波する第１の同期検波回路と、
前記第１の同期検波回路の出力をもとに前記第１の遅延干渉計の位相を制御する第１の位相制御回路とを有し、
前記第１のトランスインピーダンスアンプの出力を介して第１の復調信号を出力し、
前記第２の位相同期検波回路は、
前記第２の２つのホトダイオード間の光電流の第２の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第２のトランスインピーダンスアンプと、
前記第２のトランスインピーダンスアンプ出力の振幅値を検出する第２の振幅検出回路と、
前記第２の振幅検出回路の出力を前記低周波信号で同期検波する第２の同期検波回路と、
前記第２の同期検波回路の出力をもとに前記第２の遅延干渉計の位相を制御する第２の位相制御回路とを有し、
前記第２のトランスインピーダンスアンプの出力を介して第２の復調信号を出力し、
前記復調状態判定回路は、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する第１の波形状態検出回路及び第２の波形状態検出回路と、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記光電流出力の大小を検出する第１の比較回路及び第２の比較回路と、
前記第１の波形状態検出回路の出力と前記第１の比較回路の出力結果から前記第１の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第１の判定回路と、
前記第１の判定回路の出力結果と前記第２の波形状態検出回路の出力と前記第２の比較回路の出力結果から前記第２の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第２の判定回路であって、正常な復調信号でない場合には復調制御を再度行うための制御指示を出力する前記第２の判定回路と、
前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を増減する位相制御電圧制御回路と、
とを有し、
前記位相制御電圧制御回路は前記位相制御電圧を増減する値を前記第２の位相制御回路に与えてもよい。
【００１８】
前記位相同期検波ステップは、
第１の位相同期検波ステップ及び第２の位相同期検波ステップと、
前記第１の遅延干渉計及び前記第２の遅延干渉計にそれぞれ低周波信号を重畳する低周波信号発生ステップとを有し、
前記第１の位相同期検波ステップは、
前記第１の２つのホトダイオード間の光電流の第１の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第１の増幅ステップと、
前記第１の増幅ステップにより得られた出力の振幅値を検出する第１の振幅検出ステップと、
前記第１の振幅検出ステップにより得られた出力を前記低周波信号で同期検波する第１の同期検波ステップと、
前記第１の同期検波ステップの出力をもとに前記第１の遅延干渉計の位相を制御する第１の位相制御ステップとを有し、
前記第１の増幅ステップにより得られた出力から第１の復調信号を出力し、
前記第２の位相同期検波ステップは、
前記第２の２つのホトダイオード間の光電流の第２の差分電流出力を電流電圧変換及び増幅する第２の増幅ステップと、
前記第２の増幅ステップにより得られた出力の振幅値を検出する第２の振幅検出ステップと、
前記第２の振幅検出ステップにより得られた出力を前記低周波信号で同期検波する第２の同期検波ステップと、
前記第２の同期検波ステップの出力をもとに前記第２の遅延干渉計の位相を制御する第２の位相制御ステップとを有し、
前記第２の増幅ステップにより得られた出力から第２の復調信号を出力し、
前記復調状態判定ステップは、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する第１の波形状態検出ステップ及び第２の波形状態検出ステップと、
前記第１の２つのホトダイオードと前記第２の２つのホトダイオードのそれぞれについて、前記光電流出力の大小を検出する第１の比較ステップ及び第２の比較ステップと、
前記第１の波形状態検出ステップにより得られた出力と前記第１の比較ステップにより得られた出力結果から前記第１の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップの出力結果と前記第２の波形状態検出ステップにより得られた出力と前記第２の比較ステップにより得られた出力結果から前記第２の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する第２の判定ステップであって、正常な復調信号でない場合には復調制御を再度行うための制御指示を出力する前記第２の判定ステップと、
前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を増減する位相制御電圧制御ステップと、
とを有し、
前記位相制御電圧制御ステップは前記位相制御電圧を増減する値を前記第２の位相制御ステップに与えてもよい。
【００１９】
本発明では、前記第１の波形状態検出回路及び前記第２の波形状態検出回路は、前記低周波信号で同期検波する回路であることが好ましい。
【００２０】
本発明では、前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第１の比較回路は、前記第１の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換する回路とそれぞれの変換電圧の大小を比較する比較回路で構成され、
前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小を比較する第２の比較回路は、前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力を電流電圧変換する回路とそれぞれの変換電圧の大小を比較する比較回路で構成されることが好ましい。
【００２１】
本発明では、前記位相制御電圧制御回路は、前記制御指示により前記正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を、前記正常な復調信号でない光位相状態での前記第２の２つのホトダイオードの光電流出力の大小関係を逆転するように与えることが好ましい。
【００２２】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、同値収束（擬似同期）を回避することができるため、簡単な構成で位相制御が可能なＱＰＳＫ復調回路及びＱＰＳＫ復調方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＱＰＳＫ変調方式を用いた光通信用のＱＰＳＫ復調回路の一例を示す。
【図２】ＱＰＳＫ変復調の動作をシミュレーションにより確認するために用いた変復調回路ブロックモデルを示す。
【図３】Ｉチャンネル側の振幅検出回路出力の一例を示す。
【図４】ＱＰＳＫ復調信号出力の光位相と同期状態の関係の一例を示す。
【図５】ＱＰＳＫ復調回路におけるＩチャンネル側のホトダイオードの光電流値と振幅検出回路の出力値の特性変化の一例を示す。
【図６】ＱＰＳＫ復調回路におけるＱチャンネル側のホトダイオードの光電流値と振幅検出回路の出力値の特性変化の一例を示す。
【図７（ａ）】Ｉチャンネル側の復調同期制御の手順フローの一例を示す。
【図７（ｂ）】Ｑチャンネル側の復調同期制御の手順フローの一例を示す。
【図８】本実施形態に係るＱＰＳＫ復調信号出力の光位相と同期状態の関係の一例を示す。
【図９】Ｑチャンネル側のＱＰＳＫ復調信号出力ＯＵＴ２の光位相制御電圧に対する振幅検出回路の出力の関係を示す。
【図１０】実施形態３に係る復調同期制御を実現するための回路の構成例を示す。
【図１１】実施形態３に係る電流モニタ回路及び比較回路の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２６】
本発明のＱＰＳＫ復調回路は、ＱＰＳＫ光信号を復調するＩチャンネル用の遅延干渉計とＱチャンネル用の遅延干渉計からなるＱＰＳＫ復調回路であって、第１の遅延干渉計１０−１及び第２の遅延干渉計１０−２の出力を検出して、それぞれを同期検波することにより第１の遅延干渉計１０−１及び第２の遅延干渉計１０−２の光位相を制御し、復調信号を出力する位相同期検波回路と、第１の遅延干渉計１０−１の出力に接続された第１の２つのホトダイオード１５−１ａ及び１５−１ｂと、第２の遅延干渉計１０−２の出力に接続された第２の２つのホトダイオード１５−２ａ及び１５−２ｂと、位相同期検波回路から得られる前記復調信号が正常な復調状態か否かを判定する復調状態判定回路と、を有する。復調状態判定回路は、正常な復調状態でない同値収束状態である場合には、正常な復調状態となるように光位相状態を変更するための位相制御電圧制御回路を備える。
【００２７】
位相同期検波回路は、第１の位相同期検波回路、第２の位相同期検波回路及び低周波信号発生部を有する。
第１の位相同期検波回路は、第１のトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１６−１と、第１の振幅検出回路１７−１と、第１の同期検波回路１８−１と、第１の位相制御回路１９−１とを有し、ＴＩＡ１６−１の出力を介してＩチャンネル側の復調信号である第１の復調信号を出力する。
第２の位相同期検波回路は、第２のトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１６−２と、第２の振幅検出回路１７−２と、第２の同期検波回路１８−２と、第２の位相制御回路１９−２とを有し、ＴＩＡ１６−２の出力を介してＱチャンネル側の復調信号である第２の復調信号を出力する。
【００２８】
復調状態判定回路は、第１の波形状態検出回路２２−１及び第２の波形状態検出回路２２−２と、第１の比較回路２１−１及び第２の比較回路２１−２と、第１の判定回路２３−１と、第２の判定回路２３−２と、位相制御電圧制御回路２４と、とを有する。
第１の波形状態検出回路２２−１は、第１の２つのホトダイオード１５−１ａ及び１５−１ｂのいずれかからの光電流出力が第１の遅延干渉計１０−１の光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する。第２の波形状態検出回路２２−２は、第２の２つのホトダイオード１５−２ａ及び１５−２ｂのいずれかからの光電流出力が第１の遅延干渉計１０−２の光位相の変化に対して立上り状態であるか又は立下り状態であるかを検出する。
第１の比較回路２１−１は、第１の２つのホトダイオード１５−１ａ及び１５−１ｂについて、光電流出力の大小を検出する。第２の比較回路２１−２は、第２の２つのホトダイオード１５−２ａ及び１５−２ｂについて、光電流出力の大小を検出する。
第１の判定回路２３−１は、第１の波形状態検出回路２２−１の出力と第１の比較回路２１−１の出力結果から第１の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定する。第２の判定回路２３−２は、第１の判定回路２３−１の出力結果と第２の波形状態検出回路２２−２の出力と第２の比較回路２１−２の出力結果から第２の復調信号が正常な復調信号かどうかを判定し、正常な復調信号でない場合には復調制御を再度行うための制御指示を出力する。
位相制御電圧制御回路２４は、制御指示により正常な復調信号でない光位相状態を変更するための位相制御電圧を増減する。
【００２９】
（実施形態１）
図１のＱＰＳＫ復調回路１００において、復調信号出力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２の光位相とデュアルｐｉｎホトダイオード（ＰＤ１，ＰＤ２とＰＤ３，ＰＤ４）の電流値（ｉｐｄ１，ｉｐｄ２とｉｐｄ３，ｉｐｄ４）、振幅検出回路１７−１及び１７−２の出力値ＡＭＰ１及びＡＭＰ２の特性変化を図５及び図６に示す。この特性をもとに図８に、図４の位相関係と対応させてデュアルｐｉｎホトダイオードの２つのホトダイオードの光電流出力の光位相変化に対する立上り状態Ｔｒ、立下り状態Ｔｆ及び２つのホトダイオードの光電流出力の大小関係を示す。ここで、光位相とは前記したように遅延干渉計の２つの出力間の位相差を示す。図４と対応した図８の丸で囲んだ場合が正常な同期状態で、復調信号が得られている状態である。正常な同期状態は、ＰＤ１とＰＤ３の光電流出力の立上り状態、立下り状態が同じ場合は、ＰＤ１とＰＤ２の光電流出力の大小関係とＰＤ３とＰＤ４の光電流出力の大小関係は逆となる。また、正常な同期状態は、ＰＤ１とＰＤ３の光電流出力の立上り状態、立下り状態が逆の場合は、ＰＤ１とＰＤ２の光電流出力の大小関係とＰＤ３とＰＤ４の光電流出力の大小関係は同じとなる。
【００３０】
（実施形態２）
次に復調同期方法の一実施形態について説明する。
図７（ａ）に復調信号出力ＯＵＴ１（Ｉチャンネル側）の復調同期制御の手順フローを示す。まず、振幅検出回路１７−１の出力ＡＭＰ１を同期検波回路１８−１により同期検波し、位相制御回路１９−１により遅延干渉計の第１のアーム１１−１ａの位相を制御することにより復調信号出力ＯＵＴ１の同期制御を開始する（Ｓ１）。ここでは復調信号出力ＯＵＴ１の制御を最初に開始する場合を説明するが、復調信号出力ＯＵＴ２（Ｑチャンネル側）の同期制御を最初に開始するとしてもよい。復調信号出力ＯＵＴ１の同期が確認されたとき（Ｓ２）、デュアルｐｉｎホトダイオードのホトダイオードＰＤ１  １５−１ａの光電流出力ｉＰＤ１波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定する（Ｓ３）。立上り状態Ｔｒの場合、Ｓ４でホトダイオードＰＤ１  １５−１ａとＰＤ２  １５−１ｂの光電流出力ｉＰＤ１、ｉＰＤ２の大小を比較する。ｉＰＤ１＜ｉＰＤ２の場合、図８の（１）の光位相状態であり（Ｓ６１）、ｉＰＤ１＞ｉＰＤ２の場合、図８の（２）の光位相状態である（Ｓ６２）。立下り状態Ｔｆの場合、Ｓ５でホトダイオードＰＤ１とＰＤ２の光電流出力の大小を比較する。ｉＰＤ１＞ｉＰＤ２ｉの場合、図８の（３）の光位相状態であり（Ｓ６３）、ｉＰＤ１＜ｉＰＤ２の場合、図８の（４）の光位相状態である（Ｓ６４）。なお、ｉＰＤ１波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定した後にｉＰＤ１、ｉＰＤ２の大小を比較しているが、判定、大小比較を同時に行って、それぞれ（１）〜（４）の光位相状態を判定してもよい。また、Ｓ３で光電流出力ｉＰＤ１波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定したが、光電流出力ｉＰＤ２波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定することとしてもよい。以上でＯＵＴ１の復調同期制御が終了する。
【００３１】
次にＯＵＴ２の復調同期制御について説明する。
図７（ｂ）に復調信号出力ＯＵＴ２（Ｑチャンネル側）の復調同期制御の手順フローを示す。まず、振幅検出回路１７−２の出力ＡＭＰ２を同期検波回路１８−２により同期検波し、位相制御回路１９−２により遅延干渉計の第１のアーム１１−２ａの位相を制御することにより復調信号出力ＯＵＴ２の同期制御を開始する（Ｓ７）。復調信号出力ＯＵＴ２の同期が確認されたとき（Ｓ８）、デュアルｐｉｎホトダイオードのホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）の光電流出力ｉＰＤ３波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定する（Ｓ９）。なお、Ｓ９においてホトダイオードＰＤ４（１５−２ｂ）光電流出力ｉＰＤ４波形の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆかを検出し、判定することとしてもよい。
【００３２】
ホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）の光電流出力ｉＰＤ３波形の立上り状態Ｔｒの場合は、復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（１）であったときはＳ１０１でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０１）は図８の（１−１）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１２１）。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０１）は正常な復調同期状態とはならないので、光位相制御電圧の開始電圧点（以下制御開始点という）をＵＰ（制御電圧を増加）して（Ｓ１４１）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
【００３３】
ここで、制御開始点について詳細に説明する。図９に復調信号出力ＯＵＴ２の光位相制御電圧に対する振幅検出回路の出力ＡＭＰ２の関係を示す。Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’はそれぞれのロックポイントを示す。ここで制御開始点がＡの点にある場合、ロックポイントはＡ’になる。例えばＩチャンネル側の同期状態から、図８の関係において、Ｑチャンネル側のロックポイントＡ’が同値収束の場合には、正常な同期状態Ｂ’（例えば図８の（１−１）の状態）とするために制御開始点ＡをＵＰして制御開始点Ｂとして制御を開始する。これによりロックポイントＢ’に制御することができる。
【００３４】
復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（２）であったときは同様にＳ１０２でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０２）は図８の（２−１）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１２２）。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０２）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＤＯＷＮして（Ｓ１４２）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（３）であったときは同様にＳ１０３でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０３）は図８の（３−１）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１２３）。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０３）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＵＰして（Ｓ１４３）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（４）であったときは同様にＳ１０４でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０４）は図８の（４−１）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１２４）。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１０４）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＤＯＷＮして（Ｓ１４４）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
【００３５】
次にホトダイオードＰＤ３の光電流出力ｉＰＤ３波形の立下り状態Ｔｆの場合は、
復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（１）であったときは、Ｓ１１１でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１１）は図８の（１−２）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１３１）。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１１）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＵＰして（Ｓ１５１）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（２）であったときは、同様にＳ１１２でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１２）は図８の（２−２）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１３２）。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１２）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＤＯＷＮして（Ｓ１５２）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（３）であったときは同様にＳ１１３でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１３）は図８の（３−２）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１３３）。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１３）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＵＰして（Ｓ１５３）、再度復調信号出力ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
復調信号出力ＯＵＴ１の復調同期状態が図８の（４）であったときは同様にＳ１１４でホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３、ｉＰＤ４の大小を比較する。ｉＰＤ３＞ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１４）は図８の（４−２）の光位相状態で正常な復調同期となり、復調同期制御は終了する（Ｓ１３４）。ｉＰＤ３＜ｉＰＤ４の場合（Ｓ１１４）は正常な復調同期状態とはならないので、制御開始点をＤＯＷＮして（Ｓ１５４）、再度ＯＵＴ２の復調同期制御を開始する（Ｓ７）。
以上でＯＵＴ２の復調同期制御が終了する。
【００３６】
以上のように、ホトダイオードＰＤ１（１５−１ａ）及びＰＤ３（１５−２ａ）の光電流出力ｉＰＤ１及びｉＰＤ３波形の立上り状態Ｔｒ、立下り状態Ｔｆ、ホトダイオードＰＤ１（１５−１ａ）とＰＤ２（１５−１ｂ）の光電流出力ｉＰＤ１とｉＰＤ２ｉの大小関係、ホトダイオードＰＤ３（１５−２ａ）とＰＤ４（１５−２ｂ）の光電流出力ｉＰＤ３とｉＰＤ４の大小関係を検出することにより正常な同期状態を得ることができる。
【００３７】
（実施形態３）
実施形態２で述べた復調同期制御を実現するための回路の実施形態を図１０に示す。図１の従来回路と同じ番号は説明を省略する。Ｑチャンネル側の位相制御回路１９−３、２４は、図１の位相制御回路１９−２の機能に更に制御開始バイアス電圧の変更制御を行う機能を有する。電流モニタ２０−１ａ，ｂ及び２０−２ａ，ｂはホトダイオードの光電流出力のｉｐｄ１とｉｐｄ２及びｉｐｄ３とｉｐｄ４をモニタする機能を有し、比較回路２１−１及び２１−２はｉｐｄ１とｉｐｄ２の電流の大小及びｉｐｄ３とｉｐｄ４の電流の大小を比較する回路である。
【００３８】
電流モニタ回路２０−１ａ，ｂ及び２０−２ａ，ｂと比較回路２１−１及び２１−２は例えば図１１のように電流電圧変換回路及び電圧比較回路で構成される。ここではＰＤ１、ＰＤ２についての回路を示しているが、ＰＤ３、ＰＤ４の回路も同じ構成である。Ｒ１は抵抗、Ｖ１、Ｖ２はダイオードＰＤ１、ＰＤ２のカソード側の電圧、Ｖａは印加電圧を表す。この場合、
Ｖ１＝Ｖａ−ｉｐｄ１ｘＲ１、Ｖ２＝Ｖａ−ｉｐｄ２ｘＲ１      ……式（３）
である。従って、ｉｐｄ１＞ｉｐｄ２の場合、Ｖ２＞Ｖ１となって比較回路２１−１は正となる。また、ｉｐｄ１＜ｉｐｄ２の場合、Ｖ２＜Ｖ１となって比較回路２１−１は負となる。
【００３９】
波形状態検出回路２２−１及び２２−２はｉｐｄ１及びｉｐｄ３の電流の立上り状態Ｔｒまたは立下り状態Ｔｆを低周波信号ｆ０で同期検波して、検出する。Ｉ−ｃｈロックポイント判定回路２３−１は、ｉｐｄ１の電流の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆの情報と、ｉｐｄ１とｉｐｄ２の電流の大小関係により図８に示す関係をもとに４つの位相同期状態のうちどの光位相状態（図８の（１）〜（４））かを判定する。Ｑ−ｃｈロックポイント判定回路２３−２は、Ｉ−ｃｈロックポイント判定回路２３−１の結果から得られる光位相状態をもとに、ｉｐｄ３の電流の立上り状態Ｔｒか立下り状態Ｔｆの情報と、ｉｐｄ３とｉｐｄ４の電流の大小関係により図８に示す関係をもとに正常な位相同期状態のうちどの光位相状態（図８の（１−１）〜（４−２））かを判定する。また、図８の（１−１）〜（４−２）の状態でない場合は、同値収束状態（正常な位相同期状態ではない状態）であると判定する。位相制御電圧変更制御回路２４は、ｉｐｄ３とｉｐｄ４の電流の大小判定結果から同値収束状態になった場合には、再度、復調同期制御を開始するときに位相制御電圧の開始電圧を現在の電圧値を増加または減少して変更する。すなわち正常な復調同期時の光位相状態に引き込まれる電圧（具体的にはｉｐｄ３とｉｐｄ４の電流の大小関係が逆転する制御電圧）まで変更する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１：ＱＰＳＫ光信号入力
２：復調信号出力（Ｉチャンネル側）
３：復調信号出力（Ｑチャンネル側）
１０−１、１０−２：遅延干渉計
１１−１ａ：Ｉチャンネルの遅延干渉計の第１のアーム
１１−２ａ：Ｑチャンネルの遅延干渉計の第１のアーム
１１−１ｂ：Ｉチャンネルの遅延干渉計の第２のアーム
１１−２ｂ：Ｑチャンネルの遅延干渉計の第２のアーム
１２−１：Ｉチャンネルの遅延干渉計の第１のヒータ
１２−２：Ｑチャンネルの遅延干渉計の第１のヒータ
１３−１：Ｉチャンネルの遅延干渉計の第２のヒータ
１３−２：Ｑチャンネルの遅延干渉計の第２のヒータ
１４−１：Ｉチャンネルの遅延干渉計の遅延回路
１４−２：Ｑチャンネルの遅延干渉計の遅延回路
１５−１ａ、１５−１ｂ、１５−２ａ、１５−２ｂ：ホトダイオード
１６−１、１６−２：トランスインピーダンスアンプ
１７−１、１７−２：振幅検出回路
１８−１、１８−２：同期検波回路
１９−１、１９−２：位相制御回路
２０−１ａ、２０−１ｂ、２０−２ａ、２０−２ｂ：電流モニタ
２１−１、２１―２：比較回路
２２−１、２２−２：波形状態検出回路
２３−１、２３−２：ロックポイント判定回路
２４：位相制御電圧制御回路
５０：ＱＰＳＫ変調送信部
５１、５２：干渉計
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ：ホトダイオード
５４：Ｉチャンネル側の受信部
５５：Ｑチャンネル側の受信部
５６、５７：ＬＰＦ
【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（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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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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