(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＰＳ−ＱＰＳＫ方式の高感度性を維持しつつ、ＰＭ−ＱＰＳＫと同等な偏波分離およびＰＤＬ，ＰＭＤ性能を有する光送受信機および光伝送方法を実現することにある。【解決手段】本願発明の光伝送システムは、光送信機１００と光受信機２００が光伝送路３００で接続されたシステムであって、光送信機１００が直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力し、光受信機２００が光送信機１００から送信された光信号を偏波成分ごとにコヒーレント検波し、検波された信号を用いて３ビットのデータ系列を復調する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力する光送信機と、
前記光送信機から送信された光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信機と、
を備える光伝送システム。
【請求項２】
前記光送信機は、
１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理回路を備え、
前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を用いて前記２つの光ＱＰＳＫ信号を生成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２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、前記論理処理回路から生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行うことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理回路を備え、
前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を用いて、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調する光送信機。
【請求項５】
直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成した光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信機であって、
前記２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、シンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行う信号処理部を備える光受信機。
【請求項６】
直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力する光送信手順と、
前記光送信手順で送信された光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信手順と、
を順に有する光伝送方法。
【請求項７】
前記光送信手順において、
１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理手順を有し、
前記論理処理手順で出力された４ビットのデータ系列を用いて、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調することを特徴とする請求項６に記載の光伝送方法。
【請求項８】
前記光受信手順において、
前記２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、前記論理処理手順で生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行うことを特徴とする請求項７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、３ビットのデータ信号を用いて、２つの直交する偏波面をそれぞれ光位相変調して伝送する光送受信システム及び光伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏波スイッチング直交位相変調（ＰＳ−ＱＰＳＫ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式は、３ビットの入力データのうち２ビットでＱＰＳＫ変調を行い、そのＱＰＳＫ変調された光の偏波をもう１ビットでスイッチングする変調方式であり、従来４ビットのデータを２ビットずつに分けてそれぞれＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）し、偏波合成する偏波多重ＱＰＳＫ（ＰＭ−ＱＰＳＫ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式に対して、同じシンボルレートで伝送できるビット数は３／４になるものの信号点間距離を広くとることができるため、広く注目されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
ＰＳ−ＱＰＳＫ方式を用いた光伝送システムにおける光送信機の構成は、光直交位相変調器の後に偏波スイッチを接続する構成もあるが、図６のようなＰＭ−ＱＰＳＫ方式を用いた光伝送システムと同等な構成でも実現可能であり、図７に示す論理処理回路１４０で３ビットの入力データａ０，ａ１，ａ２から４ビットのデータｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３を生成し、それを２ビットずつに分けてＱＰＳＫ変調し偏波合成することで、ＰＳ−ＱＰＳＫ信号が得られる。この際の論理処理回路１４０の入力ビット、出力ビットの対応ならびに、ＱＰＳＫでの信号位相ならびに直交するＸ，Ｙ偏波間での位相差の関係を図８に示す。図８よりビット列ａ０，ａ１でＱＰＳＫ変調され、ａ２で偏波スイッチングされた信号が得られていることが分かる。また、光受信機構成もＰＭ−ＱＰＳＫと同等に、各偏波の直交する位相でコヒーレント検波した後に、信号処理によってデータ列を復元する。
【０００４】
ＰＳ−ＱＰＳＫ変調された信号の信号点をＸ偏波とＹ偏波の信号位相で表したものを図９に示す。ＰＭ−ＱＰＳＫの場合、信号点が各信号位相の交差点となるが、ＰＳ−ＱＰＳＫの場合、千鳥状の交差点上となる。したがって、図中に実線で示した領域が各信号点の判定領域となり、信号点間の距離を広く取れるために高感度化が可能である。単純計算で比較すると、伝送帯域幅が４／３倍となることで、１．３ｄＢのペナルティが生じるが、信号点間距離が１．４倍となることで３ｄＢの利得があり、差し引き１．７ｄＢの利得が生じる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．  Ｋａｒｌｓｓｏｎ，  ａｎｄ  Ｅ．  Ａｇｒｅｌｌ，  “Ｗｈｉｃｈ  ｉｓ  ｔｈｅ  ｍｏｓｔ  ｐｏｗｅｒ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒｍａｔ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｎｋｓ？，”  ＯＳＡ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  Ｖｏｌ．１７，  Ｎｏ．１３，  ｐｐ．１０８１４−１０８１９，  Ｊｕｎｅ  ２００９．
【非特許文献２】Ｐ．  Ｊｏｈａｎｎｉｓｓｏｎ  ｅｔｃ．，  “Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ＱＰＳＫ，”  ＯＳＡ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  Ｖｏｌ．１９，  Ｎｏ．８，  ｐｐ．７７３４−７７４１，  Ａｐｒ．  ２０１１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＳ−ＱＰＳＫ方式でデータ復調を行う場合、信号処理回路２６０でＸ偏波とＹ偏波に分離した後に各偏波についてＱＰＳＫの同期復調を行い、各信号点からの距離を演算し信号点を判定し、３ビットデータを復調することになる。Ｘ偏波とＹ偏波の分離について、ＰＭ−ＱＰＳＫ方式ではＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）により実現されるが、ＰＳ−ＱＰＳＫ方式の場合、直交する２つの偏波状態しかとらないため、付加的な信号処理を行う必要がある（例えば、非特許文献２参照。）。また、伝送路中での偏波依存損失（ＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ）や偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の影響について、平均的にはＰＭ−ＱＰＳＫ方式と同等であるが、その変動幅は大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＰＳ−ＱＰＳＫ方式の高感度性を維持しつつ、ＰＭ−ＱＰＳＫと同等な偏波分離およびＰＤＬ，ＰＭＤ性能を有する光送受信機および光伝送方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の光伝送システムは、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力する光送信機と、前記光送信機から送信された光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信機と、を備える。
【０００９】
本願発明の光伝送システムでは、前記光送信機は、１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理回路を備え、前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を用いて前記２つの光ＱＰＳＫ信号を生成してもよい。
【００１０】
本願発明の光伝送システムでは、前記光受信機は、前記２つのＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、前記論理処理回路から生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行ってもよい。
【００１１】
本願発明の光送信機は、１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理回路を備え、前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を用いて、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調する。
【００１２】
本願発明の光受信機は、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成した光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信機であって、前記２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、シンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行う信号処理部を備える。
【００１３】
本願発明の光伝送方法は、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力する光送信手順と、前記光送信手順で送信された光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する光受信手順と、を順に有する。
【００１４】
本願発明の光伝送方法では、前記光送信手順において、１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列が入力され、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力する論理処理手順を有し、前記論理処理手順で出力された４ビットのデータ系列を用いて、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の光ＱＰＳＫ信号の位相をもう一方の光ＱＰＳＫ信号との位相差が（０，π）の組み合わせおよび（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボル毎に繰り返すように変調してもよい。
【００１５】
本願発明の光伝送方法では、前記光受信手順において、前記２つのＱＰＳＫ信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波することによって得られる１６の信号点のうち、前記論理処理手順で生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＰＳ−ＱＰＳＫ方式と同等な高感度性を有しつつ、ＰＭ−ＱＰＳＫ方式と同等な偏波分離処理が可能な光伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】論理処理回路の構成の一例を示す。
【図２】論理処理回路の動作、信号位相および送信機出力偏波状態の一例を示す。
【図３】信号処理回路の構成の一例を示す。
【図４】Ｎ番目の信号点配置ならびに判定領域の一例を示す。
【図５】（Ｎ＋１）番目の信号点配置ならびに判定領域の一例を示す。
【図６】光伝送システムの構成例を示す。
【図７】従来例での論理処理回路の構成例を示す。
【図８】従来例の論理処理回路の動作、信号位相および送信機出力偏波状態例を示す。
【図９】従来例での信号点配置ならびに判定領域の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明における光送信機では、光源、論理処理回路、２つの光直交位相変調器、偏波回転器および偏波合成器とから構成され、前記論理処理回路では１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列を入力し、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力し、前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を２つの２ビットのデータ系列に分離し、光源を入力とする２つの光直交位相変調器を２つの２ビットのデータ系列でそれぞれ同相、直交成分を変調し光ＱＰＳＫ信号を生成するとともに、一方の偏波面を偏波回転器で９０度回転させ偏波合成器で合成し光伝送路に出力する。
【００２０】
また、光受信機は、偏波分離回路、局部発振光源、２つの光９０度ハイブリッドおよび光受光器、および信号処理回路とから構成され、光送信機から送信された光信号を偏波分離回路、局部発振光源、２つの光９０度ハイブリッドおよび光受光器を用いて、直交する偏波でそれぞれ同相、直交成分をコヒーレント検波し、検波された信号を信号処理回路で処理し、３ビットのデータ系列を復調する。このとき、信号処理回路において、２つのＱＰＳＫ信号から構成される１６の信号点のうち、論理処理回路から生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行う。
【００２１】
本発明での光伝送方法では、論理処理回路で１シンボルが３ビットで構成されるデータ系列を入力し、３ビットのうち２ビットのそれぞれに対して他の１ビットとの排他的論理和を演算した２ビットのデータ系列を生成し、もとの２ビットと合わせた４ビットのデータ系列を生成し、さらにそのうちの１ビットに対してシンボル毎に反転するビットとの排他的論理和を演算した４ビットのデータ系列を出力し、前記論理処理回路から出力される４ビットのデータ系列を２つの２ビットのデータ系列に分離し、光源を入力とする２つの光直交位相変調器を前記２つの２ビットのデータ系列でそれぞれ同相、直交成分を変調し光ＱＰＳＫ信号を生成するとともに、一方の偏波面を偏波回転器で９０度回転させた後、偏波合成器で合成した光信号を生成し光伝送路に出力する。
【００２２】
そして、光伝送路を伝送された前記光信号を直交する偏波でそれぞれ同相、直交成分をコヒーレント検波し、検波された信号を信号処理回路で処理し、前記３ビットのデータ系列を復調する。このとき、前記信号処理回路において、２つのＱＰＳＫ信号から構成される１６の信号点のうち、前記論理処理回路から生成されるシンボルごとに切り替わる８つの信号点について判定処理を行い、３ビットデータの復調を行う。
【００２３】
以下図を用いて、本願発明の構成を説明する。
図６に、本実施形態に係る光伝送システムの一例を示す。本実施形態に係る光伝送システムは、光送信機１００と光受信機２００が光伝送路３００で接続されている。光送信機１００は、光源１１０と、第１の光直交位相変調器１２０と、第２の光直交位相変調器１３０と、論理処理回路１４０と、偏波回転器１５０と、偏波合成器１６０とを備える。光受信機２００は、偏波分離回路２１０と、局部発振光源２２０と、光９０度ハイブリッド２３０及び２４０と、光受光器２５１〜２５４と、信号処理回路２６０を備える。
【００２４】
本実施形態に係る光伝送方法は、光送信手順と、光受信手順を順に有する。
光送信手順では、光送信機１００が、直交する偏波成分をもつ２つの光ＱＰＳＫ信号について、一方を２ビットの信号でＱＰＳＫ変調するとともに、他方を互いの位相差が（０，π）の組み合わせと（π／２，−π／２）の組み合わせをシンボルごとに繰り返す様にＱＰＳＫ変調し、当該２つの光ＱＰＳＫ信号を偏波合成して出力する。そのために、本実施形態の光送信機１００は、論理処理回路１４０の構成が従来と異なる。
【００２５】
光受信手順では、光受信機２００が、光送信機１００から送信された光信号を偏波成分ごとに直交する位相でコヒーレント検波する。本実施形態では、光送信機１００の送信する光信号の偏波状態がシンボル毎に変化しているため、信号処理回路２６０の構成が従来と異なる。
【００２６】
図６において、光送信機１００においては、３ビットデータ入力は論理処理回路１４０で２つの２ビットデータに変換され、２つの光直交位相変調器１２０，１３０に入力される。これらの光直交位相変調器１２０，１３０では、論理処理回路１４０からのデータで光源１１０からの光をそれぞれ光位相変調し光ＱＰＳＫ信号を生成する。偏波回転器１５０でこれらの光ＱＰＳＫ信号のうちの一方の偏波面を９０度回転し、偏波合成器１６０で２つの偏波の光ＱＰＳＫ信号を合成することにより出力信号を得る。出力信号は光伝送路３００を伝搬後、光受信機２００に入力され、偏波分離回路２１０で直交する２つの偏波成分に分離された後、各偏波についてそれぞれ光９０度ハイブリッド２３０，２４０で局部発振光源２２０からの光と合成され、直交位相成分に分離される。各偏波で直交位相成分に分離された信号は光受光器２５１〜２５４でそれぞれコヒーレント検波された後、信号処理回路２６０で信号処理を行い、３ビットデータが復元される。
【００２７】
論理処理回路１４０は図１のように構成され、３ビット入力データ（ａ０，ａ１，ａ２）に、１シンボルごとに反転するデータａ３を加えて、次式で表される４ビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）を出力する。
【数１】
2014007562.tif 000003
ここで＾は排他的論理和（ＸＯＲ）演算を表す。
【００２８】
このようにして生成された４ビットデータを２つの２ビットデータに分離し、それぞれ光ＱＰＳＫ変調を行う。ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３をそれぞれ、Ｘ偏波の同相成分、Ｘ偏波の直交成分、Ｙ偏波の同相成分、Ｙ偏波の直交成分とした場合の、入力データ、論理処理回路１４０出力データ、信号位相、偏波間の位相差を図２に示す。
【００２９】
図２より、Ｘ，Ｙの各偏波において光ＱＰＳＫ変調が実現され、出力偏波状態は直交する２つの直線偏波と逆回りの円偏波の４つの状態をとることが分かる。データａ３が１シンボルごとに反転することにより、（０，π）の組み合わせの位相差と（π／２，−π／２）の組み合わせの位相差がシンボル毎に繰り返される。
【００３０】
図３に、信号処理回路２６０の一例を示す。信号処理回路２６０は、ＡＤ変換器２６１ＸＩ，２６１ＸＱ，２６１ＹＩ，２６１ＹＱと、分散補償器２６２Ｘ，２６２Ｙと、偏波分離部２６３と、キャリア位相同期部２６４Ｘ，２６４Ｙと、判定回路２６５を備える。
ＡＤ変換器２６１ＸＩ，２６１ＸＱ，２６１ＹＩ，２６１ＹＱに光受光器２５１〜２５４からの出力信号が入力される。
【００３１】
光受信機２００の信号処理回路２６０は、図３に示すように、コヒーレント検波されたｘ，ｙ各偏波の同相、直交成分をそれぞれＡＤ変換器２６１ＸＩ，２６１ＸＱ，２６１ＹＩ，２６１ＹＱでデジタル化し、デジタル信号処理でデータを復元する。まず分散補償器２６２Ｘ，２６２Ｙが各偏波の分散補償を行い、次に偏波分離部２６３が光伝送路３００中での偏波変動を推定して偏波分離を行う。その後、キャリア位相同期部２６４Ｘ，２６４Ｙが、各偏波成分についてキャリアの周波数及び位相を光送信機１００と同期させる。その後、判定回路２６５が信号点の判定を行い３ビットデータを出力する。
【００３２】
図２に示すように偏波状態は、ＰＭ−ＱＰＳＫの場合と同一である。そのため、偏波分離部２６３は、ＰＭ−ＱＰＳＫで用いられるＣＭＡと同じＣＭＡを実装することにより、光伝送路中での偏波変動を推定し、直交偏波成分の分離が可能である。
【００３３】
本実施形態での信号点配置は図４及び図５に示すように、Ｎ（Ｎは整数）番目のシンボルの信号点と（Ｎ＋１）番目のシンボルの信号点が交互に切り替わる。このため、判定回路２６５では１シンボルごとに図４に示す信号点配置に対して判定処理を行う。判定は、図４及び図５の各信号点からの距離に基づいてシンボルごとに判定を行うことも可能であるし、各信号点からの距離を尤度として用いた最尤系列判定を用いることも可能である。なお、図４及び図５と図９とを比較すれば分かるように、本実施形態とＰＳ−ＱＰＳＫの信号点間距離は同一であるため、同じ受信感度を実現することが可能である。
【００３４】
以上説明したように、本実施例を用いることにより、ＰＳ−ＱＰＳＫと同等の信号点配置により高受信感度を実現するとともに、ＰＭ−ＱＰＳＫと同等な偏波分離機能を実現することができる。
【００３５】
なお、本実施例では、式１に示すようにシンボルごとに反転するデータａ３をｂ３の生成に用いたが、ｂ０〜ｂ２の生成に用いても本実施例と同じ効果が得られる。また、データｂ０〜ｂ３の光ＱＰＳＫ信号へのマッピングについては、図２の組み合わせのみでなく任意の組み合わせで本実施形態と同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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】
【００３７】
１００：光送信機
１１０：光源
１２０：第１の光直交位相変調器
１３０：第２の光直交位相変調器
１４０：論理処理回路
１５０：偏波回転器
１６０：偏波合成器
２００：光受信機
２１０：偏波分離回路
２２０：局部発振光源
２３０、２４０：光９０度ハイブリッド
２５１〜２５４：光受光器
２６０：信号処理回路
２６１ＸＩ、２６１ＸＱ、２６１ＹＩ、２６１ＹＱ：ＡＤ変換器
２６２Ｘ、２６２Ｙ：分散補償器
２６３：偏波分離部
２６４Ｘ、２６４Ｙ：キャリア位相同期部２６５：判定回路
【図１】
2014007562.tif 000004
【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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