(57)【要約】【課題】  偏波スクランブル変調が行なわれている場合に、受信側で簡単に偏波スクランブルをキャンセルして光伝送特性を改善する。【解決手段】  光送信機と光受信機を光伝送路で接続する光伝送システムにおいて、光送信機は、送信信号の周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で光信号の偏波状態を変化させる第１偏波スクランブラを有し、光受信機は、前記光伝送路から受信した光信号の周波数に同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記受信した光信号の偏波状態を、前記第１偏波スクランブラと逆方向に変化させる第２偏波スクランブラを有する。【選択図】図１
2014096663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信機と光受信機を光伝送路で接続する光伝送システムにおいて、
光送信機は、送信信号の周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で光信号の偏波状態を変化させる第１偏波スクランブラを有し、
光受信機は、前記光伝送路から受信した光信号の周波数に同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記受信した光信号の偏波状態を、前記第１偏波スクランブラと逆方向に変化させる第２偏波スクランブラを有する
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記光受信機は、
前記第１偏波スクランブル周波数と前記第２偏波スクランブル周波数の位相ずれによる偏波スクランブルのキャンセル残を低減する位相調整器を有することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記光受信機は、
前記第１偏波スクランブル周波数と前記第２偏波スクランブル周波数の偏波面のずれによる偏波スクランブルのキャンセル残を低減する偏波面調整部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
入力データに応じた変調信号で変調された変調光信号を生成する光送信部と、
前記変調光信号の周波数に同期する偏波スクランブル周波数で、前記変調光信号の偏波状態を変化させる偏波スクランブラと
を備えることを特徴とする光送信機。
【請求項５】
光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、
前記光受信部の出力信号からクロックを再生するクロック再生回路と、
前記光受信部の前段に配置され、光伝送路から送信信号周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で偏波状態が変化する信号光を受け取り、前記再生されたクロッに同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記信号光の偏波状態を、前記変化と逆の方向に変化させる偏波スクランブラと、
を有することを特徴とする光受信機。
【請求項６】
前記偏波スクランブラの出力光からひとつの方向の偏波成分を取り出して、前記第２偏波スクランブル周波数と同期検波する同期検波部と、
前記同期検波された成分を最小にする方向に前記第２偏波スクランブル周波数の位相を調整する位相調整回路と、
をさらに有し、前記位相調整された前記第２偏波スクランブル周波数の駆動信号が、前記偏波スクランブラに入力されることを特徴とする請求項５に記載の光受信機。
【請求項７】
前記偏波スクランブラの出力光からひとつの偏波成分を取り出して、前記第２偏波スクランブル周波数と同期検波する同期検波部と、
前記同期検波された成分を最小にする方向に、前記光伝搬路から受け取る前記信号光の偏波面の方向を調整する偏波面調整部と、
をさらに有し、前記偏波面の方向が調整された前記信号光が、前記偏波スクランブラに入力されることを特徴とする請求項５又は６に記載の光受信機。
【請求項８】
光送信機で、送信信号の周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で、光信号を偏波スクランブル変調して光伝送路に出力し、
光受信機で、前記光伝送路から受信した前記光信号の受信周波数に同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記光信号を逆方向に偏波スクランブル変調する
ことを特徴とする光伝送方法。
【請求項９】
前記光受信機で、前記第１偏波スクランブル周波数と前記第２偏波スクランブル周波数の位相ずれを検出して、
前記第２偏波スクランブル周波数の位相を調整する
ことを特徴とする請求項８に記載の光伝送方法。
【請求項１０】
前記光受信機で、前記第１偏波スクランブル周波数と前記第２偏波スクランブル周波数の偏波面のずれを検出し、
前記光受信機で受信される前記光信号の偏波面の方向を調整する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波スクランブルにより光信号を伝送する光伝送システム、光送信機、光受信機、及び光伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、長距離、大容量の光伝送システムへの需要がますます高まっている。大容量の光伝送を実現するひとつの手段として、光波長多重（ＷＤＭ）方式が利用されている。ＷＤＭ方式では、一本の光ファイバケーブルに複数の波長の光を多重して光信号を送信する。
【０００３】
より多くの情報を１つの波長に乗せるために、異なる方向の偏波を多重する偏波多重方式も採用されている。異なる偏波方向に変調をかけて伝送することで、信号の伝送速度、波長数を増やすことなく伝送容量を増やすことができる。
【０００４】
長距離、大容量の光伝送方式では、光ファイバ伝送で減衰した信号光を途中で増幅するために光増幅器が使用される。長距離光伝送の場合、偏波モード分散（ＰＭＤ）や偏波依存性ロス（ＰＤＬ）の影響のほか、光ファイバ・アンプの利得が偏波状態によって低下する偏波ホールバーニングにより、信号光対雑音光比（ＳＮＲ）の劣化や、揺らぎが発生する。さらに、光信号が隣接する光信号と同じ偏波で長距離区間を伝送されると、隣接信号の変調の影響を受けて伝送品質が劣化する。
【０００５】
伝送特性における偏波モード分散や偏波ホールバーニングの影響を低減するために、長距離伝送では偏波をランダムに変化させる偏波スクランブラが使用されている。偏波スクランブルをかけることによって無偏光状態にして、波形の劣化を防止する。
【０００６】
ＤＰ−ＱＰＳＫなどの偏波多重変調方式で偏波スクランブル変調を行なう場合、１０ｋＨｚ程度の低速で偏波スクランブルをかけても、光増幅器の偏波依存性の影響を受けてしまう。偏波スクランブルの速度が光増幅器の応答速度よりも低いからである。この場合、偏波スクランブルをかけることで、かえって特性が劣化してしまう場合がある。より高速（たとえば数百ｋＨｚ以上）で偏波スクランブルを行わないと、特性改善効果が認められない。
【０００７】
偏波多重変調の場合、受信部のディジタル信号処理で偏波分離を行うが、高速で偏波スクランブルがかけられていると、Ｘ偏波方向とＹ偏波方向を分離することができず、ペナルティが増大する。したがって、受信部でまず、送信時にかけられた偏波スクランブルをキャンセルする。しかし、高速でランダムに偏波スクランブルがかけられている場合、受信部で偏波方向を確認してキャンセルすることは困難である。
【０００８】
そこで、受信部で検出される符号誤り情報に基づいて、送信部の偏波スクランブル周波数と、受信部の偏波スクランブル周波数の差を所定の範囲内に制御する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法では、送信部と受信部の間を制御ネットワークで接続しなくても、受信部で、偏波スクランブルをキャンセルすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２３４３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術では、ディジタル信号処理後に誤り訂正結果が得られるまで受信部の偏波スクランブル周波数を制御することができないという問題がある。また、送信側と受信側で偏波スクランブル周波数が同じであっても、位相が揃っていないと適切に偏波スクランブルをキャンセルすることはできない。
【００１１】
本発明は、偏波スクランブル変調が行なわれている場合に、受信側で簡単に偏波スクランブルをキャンセルして光伝送特性を改善することのできる光伝送システム、光送信機、光受信機、および光伝送方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ひとつの観点では、光送信機と光受信機を光伝送路で接続する光伝送システムを提供する。このシステムでは、
光送信機は、送信信号の周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で光信号の偏波状態を変化させる第１偏波スクランブラを有し、
光受信機は、前記光伝送路から受信した光信号の周波数に同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記受信した光信号の偏波状態を、前記第１偏波スクランブラと逆方向に変化させる第２偏波スクランブラを有する。
【００１３】
別の観点では、光受信機は、
光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、
前記光受信部の出力信号からクロックを再生するクロック再生回路と、
前記光受信部の前段に配置され、光伝送路から送信信号周波数に同期する第１偏波スクランブル周波数で偏波状態が変化する信号光を受け取り、前記再生されたクロッに同期する第２偏波スクランブル周波数で、前記信号光の偏波状態を、前記変化と逆の方向に変化させる偏波スクランブラと、
を有する。
【発明の効果】
【００１４】
偏波スクランブルがかけられている場合に、受信側で簡単に偏波スクランブルをキャンセルすることができる。その結果、光伝送特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の光伝送システムの概略構成図である。
【図２】図１の光伝送システムで用いられる光送信機の構成例を示す図である。
【図３】ポアンカレ球で表現される偏波状態の模式図である。
【図４】図１の光伝送システムで用いられる光受信機の第１の構成例を示す図である。
【図５】図１の光伝送システムで用いられる光受信機の第２の構成例を示す図である。
【図６】位相ずれに起因する偏波のキャンセル残を説明する図である。
【図７】図１の光伝送システムで用いられる光受信機の第３の構成例を示す図である。
【図８】偏波ずれに起因する偏波のキャンセル残を説明する図である。
【図９】図１の光伝送システムで用いられる光受信機の第４の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、実施形態の光伝送システム１の概略構成図である。光伝送システム１は、光送信機２、光受信機３、及びこれらの間を接続する光伝送路５を含む。光伝送路５は、たとえば光ファイバケーブルである。通常は、光伝送路５に光増幅器が挿入されているが、図示を省略する。
【００１８】
光送信機２は、光送信部１０と、偏波スクランブラ２０と、同期駆動制御部２１を有する。光送信部１０は電気光変換部として機能する。この例では、光送信機２は偏波多重光送信機であり、光送信部１０は、レーザ光源１１と、偏波分離器（ＰＢＳ：偏波ビームスプリッタ）１２と、光変調器１３ａ、１３ｂと、偏波合成器（ＰＢＣ：偏波ビームコンバイナ）１４と、変調信号生成部１５を含む。レーザ光源１１から出射された光は、偏波分離器１２で互いに直交する偏波面を有する２つの光成分に分離される。一方の偏波成分（Ｘ偏波）は、光変調器１３ａに導かれ、他方の偏波成分（Ｙ偏波）は、光変調器１３ｂに導かれる。変調方式は、ｎ値ＰＳＫ、ｎ値ＡＰＳＫ、ｎ値ＱＡＭなど、任意の方式を採用することができる。ここでは、たとえば位相変調方式を採用する。
【００１９】
変調信号生成部１５は、入力データに応じた変調信号を生成する。変調信号は、光変調器１３ａと１３ｂのそれぞれに入力され、光変調器１３ａ、１３ｂへ導かれた偏波成分をそれぞれのデータ値に応じて変調する。偏波合成器１４は、光変調器１３ａ、１３ｂで変調を受けた信号光を合成する。
【００２０】
合成された信号光は、偏波スクランブラ２０に導かれる。偏波スクランブラ２０は、光送信部１０から出力される信号光の偏波状態を、光の伝搬方向に垂直な面内で連続的に変化させて伝送路５に出力する。
【００２１】
偏波スクランブラ２０は、同期駆動部２１から出力される偏波スクランブル制御信号によって駆動される。偏波スクランブル制御信号は、変調信号すなわち送信信号の周波数Ｆsと同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0を有する。送信信号の周波数Ｆsを基準として、これと同期する一定周波数Ｆ0で偏波スクランブル変調を行なうことで、後述するように、受信側での偏波スクランブルのキャンセリングが容易かつ正確になる。
【００２２】
偏波スクランブルがかけられた光信号は、光伝送路５を介して、光受信機３で受信される。この例では、光受信機３は、偏波スクランブラ３０と、光受信部４０と、ディジタル信号処理部５０と、同期駆動部３１を有する。偏波スクランブラ３０は、受信した光信号を、受信信号（周波数Ｆs）と同期した偏波スクランブル周波数Ｆ0で逆方向に変調し、送信側でかけられていた偏波スクランブルをキャンセルする。偏波スクランブラ３０から出力された光信号は、光受信部４０で電気信号に変換され、アナログ／ディジタル変換を受けて、ディジタル信号処理部５０に入力される。
【００２３】
ディジタル信号は、ディジタル信号処理部５０のＰＬＬ回路５１でクロック再生、タイミング抽出処理を受ける。ＰＬＬ回路５１の出力は、適応等化、位相推定、データ復元、誤り訂正処理等を受けて、ディジタル信号処理部５０から出力される。
【００２４】
ＰＬＬ回路５１の出力の一部は、同期駆動部３１へ入力される。同期駆動部３１は、受信信号の周波数Ｆsに同期する周波数Ｆ0の偏波スクランブル制御信号を、偏波スクランブラ３０に出力する。偏波スクランブラ３０は、送信信号のクロックが復元されたタイミングに同期して、偏波スクランブル変調を行なう。すなわち、光送信機２の偏波スクランブル周波数Ｆ0と一致し、かつ同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0で、受信した光信号を逆方向に変調し、偏波スクランブルをキャンセルすることができる。
【００２５】
この構成によると、１００ｋＨｚ以上の高速で偏波スクランブルがかけられている場合でも、受信側で偏波スクランブルを適切にキャンセルすることができる。したがって、ディジタルコヒーレント方式の光受信機にも適用可能である。光伝送路５における光信号の伝送中に高速で偏波スクランブラをかけることにより、偏波依存性を解消して伝送特性を改善することができる。
【００２６】
図１では単一チャネル（単一波長）の偏波多重光送信機２が示されているが、異なる波長に対応する光送信部１０を複数配置することで、マルチチャネルの光送信機としてもよい。その場合は、複数の光送信部１０と偏波スクランブラ２０との間に合波器を挿入して各波長の偏波多重信号光を合波し、合波された光信号に偏波スクランブルをかける。
【００２７】
図２は、図１のシステムで用いられる光送信機２の構成例を示す図である。光送信機２の光送信部１０は、レーザ光源（ＬＤ）１１と、偏光ビームスプリッタ１２と、ＱＰＳＫ位相変調器２３ａ、２３ｂと、偏光ビームコンバイナ１４と変調信号生成部１５を含む。ＱＰＳＫ位相変調器２３ａ、２３ｂの各々は、たとえばＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）を用いたマッハツェンダ（ＭＺ）変調器を並列に２つ組み合わせたものである。ＱＰＳＫ位相変調器２３ａ、２３ｂは、Ｘ偏波とＹ偏波に対して、それぞれＩ（In-phase）成分とＱ（quadrature-phase）成分への位相変調を与える。ＱＰＳＫ位相変調器２３ａ、２３ｂの電極（不図示）に、入力データ信号に応じた電圧（変調信号）が印加されると、印加される電界に応じてＬＮ基板に形成された導波路の屈折率が変化して、伝搬する光に位相差が生じる。これにより、位相変調された信号光が出力される。変調信号の周波数Ｆsは、たとえば１ＧＨｚあるいは数ＧＨｚである。位相変調されたＸ偏波とＹ偏波は、偏光ビームコンバイナ１４で合成され、ＬＮ偏波スクランブラ２０ａに出力される。
【００２８】
ＬＮ偏波スクランブラ２０ａは、図示はしないが、ＬＮ基板に形成された光導波路の近傍に電極（不図示）が配置された構成を有する。電極に一定周波数の偏波スクランブル制御信号を与えると、結晶軸の方向に応じて屈折率が異なり、入射した直線偏波の垂直成分と水平成分に位相差が生じ、出力される信号光の偏光状態がランダムになる。
【００２９】
偏波スクランブル周波数Ｆ0は、変調信号の周波数Ｆsを１／Ｎ（Ｎは自然数）に分周したものである。偏波スクランブル周波数Ｆ0は、
Ｆ0＝Ｆs／Ｎ（Ｎ＝１,２,３，．．）
の関係を満たす。Ｎ＝１の場合は、偏波スクランブル周波数Ｆ0と変調信号周波数Ｆsが同じであり、かつ同期した関係になる（Ｆ0＝Ｆs）。この場合は、偏波の方向は周期１／Ｆsでポアンカレ球を一周する。
【００３０】
図３は、ポアンカレ球で表現される偏波状態を示す模式図である。ポアンカレ球の北極と南極は円偏光（楕円率１）である。赤道上はすべて直線変更である（楕円率０）。赤道と北極および南極以外はすべて楕円偏光であり、北半球が右回り偏光、南半球が左回り偏光である。互いに直交する偏波面を有するＸ偏波とＹ偏波は、ポアンカレ球の中心に対して点対称に配置される。したがって、偏波スクランブラ２０によって偏波の状態が高速かつランダムに変化しても、Ｘ偏波とＹ偏波の直交性は維持される。
【００３１】
図４は、図１のシステムで用いられる光受信機３Ａの概略構成図である。光受信機３Ａ
は、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａと、光受信部４０と、ディジタル信号処理部５０と、同期駆動部３１を有する。光受信機３Ａで受信された信号光は、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａに導かれ、偏波スクランブルがキャンセルされる。すなわち、受信信号光の偏波状態が、伝搬方向に垂直な面内で送信側の変調方向と逆方向に変化する。偏波スクランブルがキャンセルされた受信信号光は光送信部４０に供給される。
【００３２】
光送信部４０で、信号光は偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４１で、互いに直交する２つの偏波成分（水平偏波と垂直偏波）に分離され、それぞれ光９０度ハイブリッド（光ミキサ）４４ａ、４４ｂに導かれる。分離された２つの偏波は、送信側で分離されたＸ偏波とＹ偏波に対応する。
【００３３】
他方、局発振光源（ＬＯ）４２から出力された光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４３で直交する偏波成分に分離され、それぞれが光９０度ハイブリッド４４ａ、４４ｂに導かれる。光９０度ハイブリッド４４ａ、４４ｂに導かれた受信光は、局発振光源（ＬＯ）４２から出力される局発振光で検波され、水平偏波、垂直偏波ごとにＩ成分とＱ成分に分離される。Ｉ成分とＱ成分に分離された水平偏波と垂直偏波は、光電気変換部４５ａ〜４５ｄに入力されて電気信号に変換される。さらにＡ／Ｄ変換部４６ａ〜４６ｄに入力されてディジタル信号に変換され、ディジタル信号処理部５０に入力される。
【００３４】
ディジタル信号処理部５０に入力された信号は、ＰＬＬ回路５１でクロック成分が再生される。再生された受信信号周波数Ｆsは同期駆動部３１に供給される。同期駆動部３１は受信信号周波数Ｆsと同期する周波数Ｆ0の偏波スクランブル制御信号を生成して、偏波スクランブル制御信号をＬＮ偏波スクランブラ３０ａに出力する。偏波スクランブル周波数Ｆ0は、クロック検出された受信信号周波数Ｆsを１／Ｎ（Ｎは自然数）で分周したものである。同期駆動部３１は、ＰＬＬ回路５１内に分周回路として組み込まれた構成としてもよい。
【００３５】
ＬＮ偏波スクランブラ３０ａに導かれた受信光は、受信信号周波数Ｆsと同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0で、逆方向にスクランブル変調される。これにより、送信側でかけられた偏波スクランブルがキャンセルされる。
【００３６】
図５は、光受信機の第２の構成例として、光受信機３Ｂを示す。光受信機３Ｂは、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａと同期駆動部３１に加えて、光分岐器（ＣＰＬ）６１、検光子６２、光検出器（ＰＤ）６３、同期検波部６４、及び位相調整回路６５を有する。
【００３７】
ＬＮ偏波スクランブラ３０ａで偏波スクランブルがキャンセルされた光信号は、光分岐器（ＣＰＬ）６１で分岐され、受信光信号の一部が検光子６２で検波される。検出子６２は特定の偏波光だけを透過させる。検光子６２を透過した偏波光はＰＤ６３に入力され、電気信号成分に変換される。検出された電気信号成分は同期検波部６４に入力される。
【００３８】
同期検波部６４には、同期駆動部３１からの偏波スクランブル制御信号も入力される。偏波スクランブル制御信号は、ＰＬＬ回路５１でクロック再生された受信信号Ｆsに同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0の信号である。同期検波部６４は、ＰＤ６３で検出された偏波成分を偏波スクランブル周波数Ｆ0と同期検波し、ＰＤ６３から検出されるＦ0成分だけを取り出す。ＰＤ６３から検出されるＦ0成分は、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａでのキャンセル残である。位相調整回路６５は、ＰＤ６３から検出されたＦ0成分（キャンセル残）が最小になるように、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａに与えられる偏波スクランブル制御信号の位相を調整する。
【００３９】
図６は、位相ずれに起因する偏波スクランブルのキャンセル残を説明する図である。長距離の光伝送路を伝播して受信された信号の位相は、送信信号の位相からずれている場合がある。送信信号と受信信号の位相がずれている場合、受信信号の周波数Ｆsと同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0で逆方向に偏波スクランブルをかけたとしても、偏波スクランブルが完全にキャンセルされないで残存する。キャンセル残が最小になるように位相調整することで、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａに入力される偏波スクランブル制御信号が最適化される。
【００４０】
図７は、光受信機の第３の構成例として、光受信機３Ｃを示す。光受信機３Ｃは、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａと同期駆動部３１に加えて、光分岐器（ＣＰＬ）６１、検光子６２、光検出器（ＰＤ）６３、同期検波部６４、磁界発生部７１、および偏波面調整部（たとえばファラディ回転子）７２を有する。
【００４１】
この構成は、受信光の偏波面のずれに起因するキャンセル残を低減することのできる構成である。送信側と受信側の偏波スクランブル変調のずれは偏波面のずれにも起因する。図８に示すように、仮に送信側の変調スクランブル周波数と、受信側の変調スクランブル周波数が同期していたとしても、送信側と受信側で偏波面の方向がずれていると、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａの出力にキャンセル残が含まれる。そこで、光受信機３Ｃでは、偏波面のずれに起因するキャンセル残を低減する。
【００４２】
光分岐器（ＣＰＬ）６１、検光子６２、ＰＤ６３により、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａの出力光の一部が検出される。ＰＤ６３から出力される電気信号成分は、同期検波部６４にて、受信信号（Ｆs）に同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0で同期検波される。磁界発生部７１は同期検波されたＦ0成分が最小になるように磁界を発生させ、ファラディ回転子７２で偏波面を回転させる。ＬＮ偏波スクランブラ３０ａに、偏波面が調整された受信信号光が導かれる。ＬＮ偏波スクランブラ３０ａは、偏波面が調整された受信信号光に対し同期駆動部３１からの偏波スクランブル制御信号（Ｆ0）に基づいて、逆方向に偏波スクランブルをかける。偏波スクランブルがキャンセルされた信号は光分岐部（ＣＰＬ）６１を介して光受信部４０に入力される。
【００４３】
この構成によっても、送信側でかけられた偏波スクランブルを受信側で適切にキャンセルすることができる。なお、偏波面調整部７２は、ファラディ回転子に限定されない。たとえば、１／２波長板と１／４波長板の組み合わせなど、偏波面を可変にできる任意のデバイスを用いることができる。
【００４４】
図９は、光受信機の第４の構成例として、光受信機３Ｄを示す。この構成は、第２の構成例と第３の構成例を合わせたものである。光受信機は、ＬＮ偏波スクランブラ３０ａと同期駆動部３１に加えて、ＣＰＬ６１、検光子６２、ＰＤ６３、同期検波部６４、磁界発生部７１、偏波面調整部７２と、制御回路７５を含む。ＬＮ偏波スクランブラ３０ａから出力される受信光の一部は、ＣＰＬ６１、検光子６２、ＰＤ６３を介して、同期検波部６４に導かれる。ＰＤ６３で検出された偏波スクランブル変調成分（キャンセル残）と、受信信号Ｆsに同期する偏波スクランブル周波数Ｆ0とが同期検波され、キャンセルされていない成分が制御回路７５に入力される。制御回路７５は、キャンセル残のうち、位相ずれに起因する成分を最小にするための位相調整信号を生成して位相調整回路６５に入力する。同期駆動部３１から出力される偏波スクランブル制御信号（周波数Ｆ0）の位相は、位相調整回路によって送信側の変調スクランブル周波数Ｆ0の位相に整合され、同期された状態でＬＮ偏波スクランブラ３０ａに入力される。
【００４５】
制御回路７５は、キャンセル残のうち、偏波面のずれに起因する成分を最小にするために、偏波面調整信号を生成して磁界発生部７１に入力する。磁界発生部７１で発生された磁界によってファラディ回転子７２が偏波面の方向を変える。偏波面が調整された受信光がＬＮ偏波スクランブラ３０ａに導かれる。
【００４６】
位相ずれの調整と偏波面ずれ成分のキャンセルを行う制御方法の一例として、まず始めに信号位相を変化させて、偏波のキャンセル残が一番小さくなる信号の位相に調整する。または、検出された信号の位相と、変調を行なう信号の位相を比較し、位相が一致するように調整を行う。キャンセル残が最小になったところで、偏波面の状態を変化させ、キャンセル残がさらに小さくなるように調整する。これを繰り返すことで、受信信号を最適な状態に設定することができる。
【００４７】
送信信号の位相の変化と伝送路中での偏波状態の変動は、装置の温度、伝搬環境（海中等）の温度などに応じてゆっくりと変化をする。このため位相変動や偏波状態の変動は、偏波スクランブラの周波数の変化と比較して、十分に遅い変動である。このように遅い変動のため、上述したように、まず始めに信号位相を変化させて調整し、キャンセルしきれずに残った成分について、偏波状態を調整することができる。
【００４８】
この構成により、送信側と受信側での偏波スクランブル周波数の位相ずれと偏波面ずれを低減し、送信側でかけられた偏波スクランブルを適切にキャンセルすることが可能になる。
【００４９】
本発明は、上述した構成例に限定されない。クロック抽出は、かならずしもディジタル信号処理部５０で行う必要はなく、光受信部４０のＡ／Ｄ変換前のアナログ電気信号に対して行なわれてもよい。この場合も、周波数Ｆsの受信信号に同期した偏波スクランブル周波数Ｆ0、すなわち、送信側の偏波スクランブル周波数Ｆ0と同期した偏波スクランブル周波数Ｆ0で、偏波スクランブルをキャンセルすることができる。
【００５０】
また、偏波スクランブル周波数の同期は、必ずしもディジタルまたはアナログのＰＬＬ回路を用いて行う必要はない。たとえばＧＰＳ等から取り出した基準周波数を利用し、その周波数に同期した信号で偏波スクランブル変調と、偏波スクランブルのキャンセリングを行う構成としてもよい。
【００５１】
偏波スクランブラ２０，３０はＬＮ偏波スクランブラに限定されず、１／２波長板、１／４波長板等と回転駆動部を組み合わせた構成としてもよい。この場合、回転駆動部は送信信号Ｆs、受信信号Ｆsに同期した偏波スクランブル周波数Ｆ0（Ｆ0＝Ｆs／Ｎ、Ｎ＝１，２，３，…）で互いに逆方向に波長板を回転する。
【００５２】
光変調の方式はＱＰＳＫに限定されず、ＭＺ変調器の配置数を増やし光電界強度を異ならせることによって、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど、より多値の変調方式としてもよい。
【００５３】
本発明はディジタルコヒーレント方式に好適に適用できるが、必ずしもディジタルコヒーレント方式の光受信機に限定されない。また、単一チャネル（単一波長）の光伝送に限定されず、マルチチャネルの光伝送にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  光伝送システム
２  光送信機
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  光受信機
１０  光送信部
１５  変調信号生成部
２０  偏波スクランブラ（送信側）
２１  同期駆動部（送信側）
３０  偏波スクランブラ（受信側）
３１  同期駆動部（受信側）
４０  光受信部
５０  ディジタル信号処理部
５１  ＰＬＬ（クロック再生回路）
６５  位相調整回路
７２  ファラディ回転子（偏波面調整部）
７５  制御回路
【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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