(57)【要約】  光搬送波を変調する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号を位相シフトさせる位相シフト部を備える。第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号と位相シフト後の光信号とを合成する。送信信号のビットレートをＢとすると、ＤＰＳＫ変調方式で送信するとき、ビットレートがＢの信号にしたがって第１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する。一方、ＤＱＰＳＫ変調方式で送信するとき、ビットレートがＢ／２の信号にしたがって第１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する。
2010035662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢである第３の信号、ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３または第５の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１記載の光送信装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器に所要のバイアス電圧を供給する請求項１記載の光送信装置。
【請求項４】
送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器に所要のバイアス電圧を供給し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項４記載の光送信装置。
【請求項６】
送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢである第３の信号またはビットレートがＢ／２である第４の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項６記載の光送信装置。
【請求項８】
前記第２の信号と前記第４の信号とを多重して前記第１の信号を生成すると共に、前記第１の信号の反転信号である前記第３の信号を生成する２：１マルチプレクサをさらに有する請求項１、２、３、６または７のいずれか１項記載の光送信装置。
【請求項９】
前記第２の信号と前記第４の信号とを多重して前記第１の信号を生成する２：１マルチプレクサをさらに有する請求項４または５記載の光送信装置。
【請求項１０】
受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
受信した光信号を２つに分岐する光スプリッタと、
入力された光信号がさらに分岐されて入力される、第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームと、前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された一方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉計と、
入力された光信号がさらに分岐されて入力される第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームと、前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された他方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉計と、
前記第１の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第１の光−電気信号変換器と、
前記第２の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第２の光−電気信号変換器と、
前記第１の位相シフト部および前記第２の位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量を−π／４に設定する光受信装置。
【請求項１１】
ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する１：２デマルチプレクサと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１の光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２の光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
をさらに有する請求項１０記載の光受信装置。
【請求項１２】
前記１：２デマルチプレクサの入力信号は、
前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号である請求項１１記載の光受信装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１セレクタおよび前記第２のセレクタに前記１：２デマルチプレクサから出力された信号を選択させ、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第２のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択させる請求項１２記載の光受信装置。
【請求項１４】
前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号と前記第２のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号の差の信号を出力する差分検出器と、
前記差分検出器の出力信号を、該出力信号の１／２のビットレートである２つの信号に分離して出力する１：２デマルチプレクサと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
をさらに有する請求項１０記載の光受信装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、第２の位相シフト部による位相シフト量を−π／４に設定し、
前記第１のセレクタに前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択させ、
前記第２のセレクタに前記第２のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択させる請求項１４記載の光受信装置。
【請求項１６】
請求項１記載の光送信装置と、
請求項１０記載の光受信装置と、
を有する光通信システム。
【請求項１７】
前記光送信装置の制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１６記載の光通信システム。
【請求項１８】
請求項２記載の光送信装置と、
請求項１０記載の光受信装置と、
を有する光通信システム。
【請求項１９】
前記光送信装置の制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器にバイアス電圧を供給し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１８記載の光通信システム。
【請求項２０】
請求項３記載の光送信装置と、
請求項１０記載の光受信装置と、
を有する光通信システム。
【請求項２１】
前記光送信装置の制御部は、
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項２０記載の光通信システム。
【請求項２２】
前記光受信装置は、
ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する１：２デマルチプレクサと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２のバランス型光−電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
を有する請求項１６から２１のいずれか１項記載の光通信システム。
【請求項２３】
光源から出力された光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器に入力する工程と、
第１の変調用ドライバが、前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
第２の変調用ドライバが、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる工程と、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力され、前記位相がシフトされた光信号とを合成し、前記送信信号として出力する工程と、
を有し、
送信する光信号のビットレートをＢとし、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第１の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第３の信号または定電圧である第５の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第２の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第４の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させる光送信方法。
【請求項２４】
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２の変調用ドライバに、前記第３の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπ／２に設定する請求項２３記載の光送信方法。
【請求項２５】
光源から出力された光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器に入力する工程と、
第１の変調用ドライバが、前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
第２の変調用ドライバが、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる工程と、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力され、前記位相がシフトされた光信号とを合成し、前記送信信号として出力する工程と、
を有し、
送信する光信号のビットレートをＢとし、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第１の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第３の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第２の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第４の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させる光送信方法。
【請求項２６】
前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπに設定し、
前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπ／２に設定する請求項２５に記載の光送信方法。
【請求項２７】
受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
受信した光信号を光スプリッタが２つに分岐する工程と、
前記光スプリッタで分岐された一方の光信号をさらに分岐して第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームに入力する工程と、
前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト工程と、
前記第１のアームから出力される光信号と前記第１の位相シフト工程後に出力される光信号とを干渉させ、前記一方の光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉工程と、
前記光スプリッタで分岐された他方の光信号をさらに分岐して第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームに入力する工程と、
前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト工程と、
前記第３のアームから出力される光信号と前記第２の位相シフト工程後に出力される光信号とを干渉させ、前記他方の光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉工程と、
前記第１の遅延干渉工程後に出力された光信号を電気信号に変換する第１の光−電気信号変換工程と、
前記第２の遅延干渉工程後に出力された光信号を電気信号に変換する第２の光−電気信号変換工程と、
を有し、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト工程による位相シフト量を０に設定し、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト工程による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト工程による位相シフト量を−π／４に設定する光受信方法。
【請求項２８】
ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する工程と、
前記分離された一方の信号または前記第１の光−電気信号変換工程後に出力される信号を選択して出力する工程と、
前記分離された他方の信号または前記第２の光−電気信号変換工程後に出力される電気信号を選択して出力する工程と、
をさらに有する請求項２７記載の光受信方法。
【請求項２９】
請求項２３から２６のいずれか１項記載の光送信方法によって送信された光信号を、請求項２７または２８記載の光受信方法によって受信する光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を送受信する光送信装置、光受信装置および光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、高速なＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength  Division  Multiplexing）光通信システムに適用された、または適用が期待されている代表的な変調方式として、ＤＰＳＫ（Differential  Phase−Shift  Keying）変調方式およびＤＱＰＳＫ（Differential  Quadrature  Phase−Shift  Keying）変調方式がある。【０００３】
ＤＰＳＫ変調方式は、非特許文献１に記載されているように、光雑音耐力が高く、ＤＱＰＳＫ変調方式よりも送受信装置の装置構成や制御が単純であり、小型化、低コスト化に適している。ＤＰＳＫ変調方式は、既に高速なＷＤＭ光通信システムで採用されている。ＤＰＳＫ変調方式の送受信装置の構成については、例えば非特許文献２に記載されている。【０００４】
一方、ＤＱＰＳＫ変調方式は、送受信装置の構成や制御がＤＰＳＫ変調方式よりも複雑になるが、波長の利用効率、波長分散耐力、偏波分散耐力に優れた通信方式であり、これらの利点が必要とされる次世代光通信システムへの適用が期待されている。ＤＱＰＳＫ変調方式の送受信装置の構成については、例えば特許文献１や非特許文献３に記載されている。【０００５】
次に、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式を用いる背景技術の光送受信装置の構成および動作について図１から図５を用いて説明する。【０００６】
まず、ＤＰＳＫ変調方式を用いる光送信装置（以下、ＤＰＳＫ光送信装置と称す）およびＤＰＳＫ変調方式を用いる光受信装置（以下、ＤＰＳＫ光受信装置と称す）の構成について説明する。【０００７】
図１は背景技術のＤＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図であり、図２は背景技術のＤＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。図１および図２は、ビットレートＢが４０Ｇｂｐｓの光信号を送受信する背景技術のＤＰＳＫ光送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置の構成例を示している。【０００８】
図１に示すように、背景技術のＤＰＳＫ光送信装置１００は、１６：２マルチプレクサ３１６、２：１マルチプレクサ２０２、レーザダイオード２１５、ＬＮ変調器用ドライバ（ＬＮ：Lithium  Niobate）２１１およびＬＮ変調器４０１を有する構成である。【０００９】
また、図２に示すように、背景技術のＤＰＳＫ光受信装置１０７は、１ビット遅延干渉計４４１、バランス型光−電気信号変換器４４２、１：２デマルチプレクサ２４７および２：１６デマルチプレクサ２４８を有する構成である。【００１０】
１ビット遅延干渉計４４１は、第１のアーム４４３、第２のアーム４４４、光伝送路４４５、位相シフト部４４６および方向性結合器４４７を備えている。光伝送路４４５は第１のアーム４４３に設けられ、位相シフト部４４６は第２のアーム４４４に設けられている。【００１１】
光伝送路４４５は、第１のアーム４４３で伝送される光信号を、第２のアーム４４４で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓ（ピコ秒）だけ遅延させる。すなわち、第２のアーム４４４は、第１のアーム４４３が光伝送路４４５を有することで、第１のアーム４４３よりも光路長が１／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。【００１２】
位相シフト部４４６は、外部から入力される制御電圧にしたがって第２のアーム４４４で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。【００１３】
方向性結合器４４７は、第１のアーム４４３から出力された光信号と第２のアーム４４３から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。【００１４】
次に図１および図２に示した背景技術のＤＰＳＫ光送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置の動作について説明する。【００１５】
図１に示すＤＰＳＫ光送信装置１００は、ビットレートが低速（例えば、２．５Ｇｂｐｓ）の１６個の信号を受信する。これらの信号は１６：２マルチプレクサ３１６に入力される。なお、１６：２マルチプレクサ３１６には、４０Ｇｂｐｓのデータ転送で用いる標準的なインタフェースである、例えばＳＦＩ−５ＩＦを介して信号が入力される。【００１６】
１６：２マルチプレクサ３１６は、受信した１６個の２．５Ｇｂｐの信号を、８つ毎に多重することでビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号を生成し、生成した信号を２：１マルチプレクサ２０２へ出力する。【００１７】
２：１マルチプレクサ２０２は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力されたビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号を多重し、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを生成してＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。なお、４０Ｇｂｐｓは、図１のＤＰＳＫ光送信装置１００から出力される送信信号のビットレートでもある。【００１８】
ＬＮ変調器用ドライバ２１１は、信号Ｄの振幅を０−π変調で必要な電圧まで増幅し、駆動信号としてＬＮ変調器４０１へ出力する。【００１９】
レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光（以下、光搬送波と称す）を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光はＬＮ変調器４０１へ供給される。【００２０】
ＬＮ変調器４０１は、ＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトさせることで変調光を出力する。【００２１】
図１に示すコンステレーション２２５は、一般的なＤＰＳＫ信号（ＤＰＳＫ光送信装置から出力される送信信号）の位相を示している。コンステレーション２２５で示すように、ＤＰＳＫ信号の位相はサンプル毎に０またはπとなる。【００２２】
図２に示すＤＰＳＫ光受信装置１０７は、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの光信号を受信すると、該光信号は１ビット遅延干渉計４４１に入力される。【００２３】
１ビット遅延干渉計４４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム４４３および第２のアーム４４４に出力する。第１のアーム４４３には第２のアーム４４４に対して光信号を時間Ｔ＝τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓだけ遅延させる光伝送路４４５を備えている。したがって、方向性結合器４４７では、第２のアーム４４４を介して入力された光信号と、第１のアーム４４３を介して入力された１ビット前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器４４７からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、１ビット遅延干渉計４４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。【００２４】
バランス型光−電気信号変換器４４２は、１ビット遅延干渉計４４１から出力された差動光信号を電気信号Ｄへ変換する。【００２５】
１：２デマルチプレクサ２４７は、バランス型光−電気信号変換器４４２から出力された電気信号Ｄをビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号に分離する。【００２６】
２：１６デマルチプレクサ２４８は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された２つの信号を、それぞれビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離する。【００２７】
次に、背景技術のＤＱＰＳＫ変調方式の光送信装置（以下、ＤＱＰＳＫ光送信装置と称す）およびＤＱＰＳＫ変調方式の光受信装置（以下、ＤＱＰＳＫ光受信装置と称す）の構成について説明する。【００２８】
図３は背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図であり、図４は背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。図３および図４は、ビットレートＢが４０Ｇｂｐｓの光信号を送受信する背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置の構成例を示している。【００２９】
図３に示すように、背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置１０１は、１６：２マルチプレクサ３１６、レーザダイオード２１５、第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１、第１のＬＮ変調器用ドライバ４２２およびＬＮ変調器４１０を有する構成である。【００３０】
ＬＮ変調器４１０は、第１のアーム４３１、第２のアーム４３２、第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２および位相シフト部４１３を備えている。第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１は第１のアーム４３１に設けられ、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２は第２のアーム４３２に設けられている。位相シフト部４１３は第２のアーム４３２の２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２の後段に配置されている。【００３１】
図４に示すように、背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置１０８は、光スプリッタ２４０、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光−電気信号変換器４５３、第２のバランス型光−電気信号変換器４５４および２：１６デマルチプレクサ２４８を有する構成である。【００３２】
第１の遅延干渉計２４１は、第１のアーム２５１、第２のアーム２５２、光伝送路２５６、位相シフト部２５５および方向性結合器２５３を備えている。光伝送路２５６は第１のアーム２５１に設けられ、位相シフト部２５５は第２のアーム２５２に設けられている。【００３３】
第２の遅延干渉計２４２は、第１のアーム２６１、第２のアーム２６２、光伝送路２６６、位相シフト部２６５および方向性結合器２６３を備えている。光伝送路２６６は第１のアーム２６１に設けられ、位相シフト部２６５は第２のアーム２６２に設けられている。【００３４】
次に背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置の動作について説明する。【００３５】
図３に示すＤＱＰＳＫ光送信装置１０１は、ビットレートが低速（例えば、２．５Ｇｂｐｓ）の１６個の信号を受信する。これらの信号は１６：２マルチプレクサ３１６に入力される。１６：２マルチプレクサ３１６には、４０Ｇｂｐｓのデータ転送で用いる標準的なインタフェースである、例えばＳＦＩ−５ＩＦを介して信号が入力される。【００３６】
１６：２マルチプレクサ３１６は、受信した１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を８つ毎に多重することで、ビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号Ｄ１およびＤ２を生成する。なお、図３に示すＤＱＰＳＫ光送信装置１０１の送信信号のビットレートは４０Ｇｂｐｓである。したがって、信号Ｄ１、Ｄ２のビットレートは、送信信号の１／２のビットレートである２０Ｇｂｐｓとなる。【００３７】
１６：２マルチプレクサ３１６は、生成した一方の信号Ｄ１を第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１へ出力し、他方の信号Ｄ２を第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２へ出力する。【００３８】
第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ１の振幅を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１へ出力する。【００３９】
第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ２の振幅を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２へ出力する。【００４０】
レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光はＬＮ変調器４１０へ供給される。【００４１】
ＬＮ変調器４１０は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム４３１および第２のアーム４３２へ出力する。【００４２】
第１のアーム４３１が備える第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１および第２のアーム４３２が備える第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２は、対応する第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１または第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２から出力された駆動信号にしたがってレーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトさせることで変調光を出力する。【００４３】
さらに、第２のアーム４３２では、位相シフト部４１３による光信号の位相シフト量がバイアスＡの値にしたがってπ／２に設定される。このため、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２から出力された光信号は、位相がπ／２だけシフトされた後、第１のアーム４３１から出力された光信号と合成（合波）される。【００４４】
図３の４１５および４１６は、合成される前の位相が２値の光信号のコンステレーションを示している。すなわち、４１５は第１のアーム４３１から出力される光信号のコンステレーションを示し、４１６は第２のアーム４３２から出力される光信号のコンステレーションを示している。【００４５】
また、図３の２２６は、第１のアーム４３１から出力された光信号と第２のアーム４３２から出力された光信号とを合成した、位相が４値の光信号のコンステレーションを示している。【００４６】
コンステレーション２２６は、一般的なＤＱＰＳＫ信号の位相を示し、ＤＱＰＳＫ信号の位相は、サンプル毎にπ／４、３π／４、５π／４または７π／４となる。このＤＱＰＳＫ信号は、１サンプルあたり４値＝２ビットの情報を持つため、ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓの場合、サンプルレートは２０Ｇｓｐｓとなる。【００４７】
図４に示すＤＱＰＳＫ光受信装置１０８は、光信号（ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓ、サンプル速度＝２０Ｇｓｐｓ）を受信すると、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。【００４８】
光スプリッタ２４０は、入力された光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２へ出力する。【００４９】
第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアームに２５２に出力する。第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。ＤＱＰＳＫ変調方式は、ＤＰＳＫ変調方式と比べてサンプル間隔が２倍となるため、１サンプル前の信号との干渉に必要な遅延時間はＤＰＳＫ変調方式の２倍となる。【００５０】
第２のアーム２５２では、位相シフト部２５５により第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量がπ／４に設定される。【００５１】
方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２にて位相がπ／４だけシフトされた光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。【００５２】
第１のバランス型光−電気信号変換器４５３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号Ｄ１へ変換して出力する。【００５３】
第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２６２は、第１のアーム２６１が光伝送路２６６を有することで、第１のアーム２６１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。【００５４】
第２のアーム２６２では、位相シフト部２６５により第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量が−π／４に設定される。【００５５】
方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２にて位相が−π／４だけシフトされた光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。【００５６】
第２のバランス型光−電気信号変換器４５４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号Ｄ２へ変換して出力する。【００５７】
２：１６デマルチプレクサ２４８は、第１のバランス型光−電気信号変換器４５３から出力された信号Ｄ１をビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力し、第２のバランス型光−電気信号変換器４５４から出力された信号Ｄ２をビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力する。【００５８】
上述したように、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にはそれぞれ異なる利点があるため、光通信システムにおいては、各種の条件に応じてＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式とを切り換えて使用できることが望ましい。【００５９】
図５はＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式をそれぞれ利用可能な背景技術の光通信システム１０００の構成を示すブロック図である。【００６０】
図５に示すように、背景技術の光通信システム１０００は、ＤＰＳＫ光送信装置１００、ＤＱＰＳＫ光送信装置１０１、光スイッチ１０２、光スイッチ１０６、ＤＰＳＫ光受信装置１０７およびＤＱＰＳＫ光受信装置１０８を備え、
ＤＰＳＫ光送信装置１００およびＤＱＰＳＫ光送信装置１０１と、ＤＰＳＫ光受信装置１０７およびＤＱＰＳＫ光受信装置１０８とが、光スイッチ１０２、光スイッチ１０６および光ネットワーク１０５を介して接続された構成である。【００６１】
図５に示す背景技術の光通信システム１０００では、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光スイッチ１０２によりＤＰＳＫ光送信装置１００から出力された光信号を光ネットワーク１０５に送信し、光ネットワーク１０５から受信した光信号を光スイッチ１０６によりＤＰＳＫ光受信装置１０７へ出力する。【００６２】
また、ＤＱＰＳＫ変調方式を使用する場合、光スイッチ１０２によりＤＱＰＳＫ光送信装置１０１から出力された光信号を光ネットワーク１０５に送信し、光ネットワーク１０５から受信した光信号を光スイッチ１０６によりＤＱＰＳＫ光受信装置１０８へ出力する。【００６３】
図５に示すように、背景技術の光通信システム１０００では、ＤＰＳＫ変調方式だけに対応するＤＰＳＫ送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置、並びにＤＱＰＳＫ変調方式だけに対応するＤＱＰＳＫ送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置を備え、さらに、それらの送受信装置間の接続を切り換える光スイッチ等の切り換え手段を備える必要がある。【００６４】
したがって、背景技術の光通信システム１０００は、小型化および低コスト化に適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特表２００４−５１６７４３号公報
【非特許文献】
【００６６】
【非特許文献１】G．Charlet,  et  al.,  “Efficient  Mitigation  of  Fiber  Impairments  in  an  Ultra−Long  Haul  Transmission  of  40Gbit/s  Polarization−Multiplexed  Data  By  Digital  Processing  in  a  Coherent  Receiver”,  Optical  Fiber  Communication  Conference,  2007  Optical  Society  of  America,  PDP17
【非特許文献２】J.-X．Cai,  et  al.,  “Experimental  Comparison  of  DPSK  and  OOK  Modulation  Formats  over  Slope-Matched  Fiver  Spans”,  Optical  Fiber  Communication  Conference,  2004  Optical  Society  of  America,  FMI
【非特許文献３】R．A．Griffin,  et  al.,  “Optical  Differential  Quadrature  Phase−Shift  Key（oDQPSK）for  High  Capacity  Optical  Transmission”,  Optical  Fiber  Communication  Conference  and  Exhibit,  OFC  2002,  WX6,  pp.367
【発明の概要】
【００６７】
そこで本発明は、ＤＰＳＫおよびＤＱＰＳＫの２つの変調方式を使用できる光送信装置、光受信装置および光通信システムを提供することを目的とする。
【００６８】
上記目的を達成するため本発明の光送信装置は、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢである第３の信号、ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３または第５の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
【００６９】
または、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
【００７０】
または、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
ビットレートがＢである第３の信号またはビットレートがＢ／２である第４の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
光搬送波を生成する光源と、
前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
【００７１】
一方、本発明の光受信装置は、受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
受信した光信号を２つに分岐する光スプリッタと、
入力された光信号がさらに分岐されて入力される、第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームと、前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された一方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉計と、
入力された光信号がさらに分岐されて入力される第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームと、前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された他方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉計と、
前記第１の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第１の光−電気信号変換器と、
前記第２の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第２の光−電気信号変換器と、
前記第１の位相シフト部および前記第２の位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、
ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき
前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量を−π／４に設定する構成である。
【００７２】
本発明の光通信システムは、上記したいずれか１つの光送信装置と、上記光受信装置とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、背景技術のＤＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、背景技術のＤＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、背景技術の光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
次に本発明について図面を用いて説明する。
【００７５】
（第１の実施の形態）
図６は第１の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図７は第１の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。また、図８は第１の実施の形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【００７６】
まず、第１の実施の形態の光送信装置１の構成について説明する。
【００７７】
本発明の光送信装置１は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式を用いた送信がそれぞれ可能な構成である。
【００７８】
図６に示すように、第１の実施の形態の光送信装置１は、２：１マルチプレクサ２０２、第１のセレクタ２０７、第２のセレクタ２０８、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２、レーザダイオード２１５、変調部２１７および制御部２５０を有する構成である。
【００７９】
第１の実施の形態の光送信装置１は、ビットレートが送信信号のビットレートＢの１／２（＝Ｂ／２）である信号Ｄ１およびＤ２を受信する。光送信装置１の送信信号のビットレートＢが、例えば４０Ｇｂｐｓである場合、信号Ｄ１およびＤ２のビットレートＢ／２は２０Ｇｂｐｓとなる。
【００８０】
信号Ｄ１は２：１マルチプレクサ２０２および第１のセレクタ２０７へ入力され、信号Ｄ２は２：１マルチプレクサ２０２および第２のセレクタ２０８へ入力される。
【００８１】
２：１マルチプレクサ２０２は、信号Ｄ１と信号Ｄ２を多重し、ビットレートが送信信号のビットレートＢである信号Ｄと、その反転信号である信号Ｄｂとを生成する。２：１マルチプレクサ２０２は、信号Ｄを第１のセレクタ２０７へ出力し、信号Ｄｂを第２のセレクタ２０８へ出力する。
【００８２】
第１のセレクタ２０７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ供給する信号を選択するための選択回路である。第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力される第１制御信号にしたがって、信号Ｄ１または信号Ｄのいずれか一方を選択し、該選択した信号を第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
【００８３】
第２のセレクタ２０８は、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ供給する信号を選択するための選択回路である。第２のセレクタ２０８には、信号Ｄ２および信号Ｄｂが入力されると共に、定電圧ＤＣが入力される。第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力される第２制御信号にしたがって、信号Ｄ２、ＤｂまたはＤＣ（定電圧ＤＣ）のいずれか一つを選択し、該選択した信号を第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ出力する。
【００８４】
第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１は、第１のセレクタ２０７から出力された信号の振幅を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部２１７（後述する第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３）へ出力する。
【００８５】
第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２は、第２のセレクタ２０８から出力された信号の振幅を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部２１７（後述する第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４）へ出力する。
【００８６】
レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光は変調部２１７へ供給される。
【００８７】
変調部２１７は、第１のアーム２３１、第２のアーム２３２、分岐部２２１、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４、位相シフト部２１８および光信号合成部２２２を備えている。
【００８８】
第１のアーム２３１と第２のアーム２３２は、それぞれの光路長が等しい長さに設定されている。
【００８９】
分岐部２２１は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２に等しい強度で出力する。
【００９０】
第１のアーム２３１は第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３を備え、第２のアーム２３２は第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４および位相シフト部２１８を備え、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の後段に位相シフト部２１８が配置されている。
【００９１】
第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３には第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号が入力され、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４には第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力された駆動信号が入力される。なお、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４には、その透過率を調節するためのＬＮバイアスが制御部２５０から入力される。
【００９２】
位相シフト部２１８は、制御部２５０から出力されるバイアスＡの値にしたがって第２のアーム２３２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
【００９３】
光信号合成部２２２は、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
【００９４】
変調部２１７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力される駆動信号にしたがって光搬送波の位相を変化させることで変調光を出力する。
【００９５】
制御部２５０は、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８の選択動作、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の透過率、位相シフト部２１８による光信号の位相シフト量を制御する。
【００９６】
次に第１の実施の形態の光受信装置２の構成について説明する。
【００９７】
第１の実施の形態の光受信装置２は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号をそれぞれ受信可能な構成である。
【００９８】
図７に示すように、第１の実施の形態の光受信装置２は、光スプリッタ２４０、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４、１：２デマルチプレクサ２４７、第１のセレクタ２４５、第２のセレクタ２４６および制御部２８０を有する構成である。
【００９９】
光スプリッタ２４０は、受信信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２にそれぞれ等しい強度で出力する。
【０１００】
第１の遅延干渉計２４１は、第１のアーム２５１、第２のアーム２５２、光伝送路２５６、位相シフト部２５５および方向性結合器２５３を備えている。
【０１０１】
第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
【０１０２】
位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
【０１０３】
方向性結合器２５３は、第１のアーム２５１から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。
【０１０４】
第２の遅延干渉計２４２は、第１のアーム２６１、第２のアーム２６２、光伝送路２６６、位相シフト部２６５および方向性結合器２６３を備えている。
【０１０５】
第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２６２は、第１のアーム２６１が光伝送路２６６を有することで、第１のアーム２６１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
【０１０６】
位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
【０１０７】
方向性結合器２６３は、第１のアーム２６１から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。
【０１０８】
第１のバランス型光−電気信号変換器２４３は第１の遅延干渉計２４１から出力された光信号を電気信号に変換し、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４は第２の遅延干渉計２４２から出力された光信号を電気信号に変換する。
【０１０９】
１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号を、その１／２のビットレートの２つの信号に分離して出力する。例えば、ビットレートＢの送信信号が入力された場合、ビットレートがＢ／２の２つの信号を出力する。
【０１１０】
第１のセレクタ２４５は、制御部２８０から出力される第１制御信号にしたがって、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号または第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号の何れか一方を選択して出力する。
【０１１１】
第２のセレクタ２４６は、制御部２８０から出力される第２制御信号にしたがって、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号または第２のバランス型光−電気信号変換器２４４から出力された信号の何れか一方を選択して出力する。
【０１１２】
なお、本実施形態の光受信装置２は、光スプリッタ２４０で２つのパスに分岐された信号が同じタイミングで第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６に到着するように設計されているものとする。
【０１１３】
制御部２８０は、第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６による選択動作、位相シフト部２５５，２６５による光信号の位相シフト量を制御する。
【０１１４】
次に第１の実施の形態の光通信システム３の構成について説明する。
【０１１５】
本実施形態の光通信システム３は、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式とを切り換えて使用可能な構成である。
【０１１６】
図８に示すように、第１の実施の形態の光通信システム３は、光送信装置１および光受信装置２を備え、光送信装置１および光受信装置２が光ネットワーク４を介して接続された構成である。
【０１１７】
まず、図６を用いて第１の実施の形態の光送信装置１の動作（送信動作）について説明する。
【０１１８】
本実施形態の光送信装置１には、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ１が第１のセレクタ２０７および２：１マルチプレクサ２０２に入力され、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ２が第２のセレクタ２０８および２：１マルチプレクサ２０２に入力される。
【０１１９】
２：１マルチプレクサ２０２は、入力された２つの信号Ｄ１、Ｄ２をビット多重することで、送信信号のビットレートＢに等しい信号Ｄと、該信号Ｄの反転信号である信号Ｄｂとを生成する。２：１マルチプレクサ２０２は、第１のセレクタ２０７に信号Ｄを出力し、第２のセレクタ２０８に信号Ｄｂを出力する。
【０１２０】
ここまでの動作は、ＤＱＰＳＫ変調方式およびＤＰＳＫ変調方式で共通である。その後の動作について、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合とＤＰＳＫ変調方式を用いる場合とに分けて以下に説明する。
【０１２１】
まず、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作について説明する。
【０１２２】
この場合、第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力された第１制御信号にしたがって、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ１を選択し、選択した信号Ｄ１を第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
【０１２３】
第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力された第２制御信号にしたがって、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ２を選択し、選択した信号Ｄ２を第２のＬＮ変調器用２１２へ出力する。
【０１２４】
第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１は、第１のセレクタ２０７から出力された信号Ｄ１を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３へ出力する。
【０１２５】
第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２は、第２のセレクタ２０８から出力された信号Ｄ２を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４へ出力する。
【０１２６】
変調部２１７の分岐部２２１は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、強度が等しい２つの光を第１のアーム２３１および第２のアーム２３２に出力する。
【０１２７】
第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトする（０−π変調）。同様に、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４は、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトする（０−π変調）。ここで、第２のアーム２３２では、位相シフト部２１８により伝送される光信号の位相がさらにπ／２だけシフトされる。
【０１２８】
光信号合成部２２２は、第１のアーム２３１で伝送された光信号と第２のアーム２３２で伝送された光信号とを合成し、送信信号として出力する。
【０１２９】
図６の２２６は、第１のアーム２３１から出力される光信号と、第２のアーム２３２から出力される光信号とを合成した位相が４値の光信号、すなわちＤＱＰＳＫ信号のコンステレーションを示している。
【０１３０】
ＤＱＰＳＫ信号は、コンステレーション２２６で示すように、位相がπ／４、３π／４、５π／４または７π／４となる４０Ｇｂｐｓの信号であり、そのサンプル速度は２０Ｇｓｐｓである。
【０１３１】
第１の実施の形態の光送信装置１のＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２の前段に追加された２：１マルチプレクサ２０２、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８による動作を除いて、図３に示した背景技術のＤＱＰＳＫ送信装置１０１と同様である。
【０１３２】
次にＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作について説明する。
【０１３３】
ＤＰＳＫ変調を用いる場合、第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力される第１制御信号にしたがって信号Ｄを選択し、選択した信号Ｄを第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
【０１３４】
第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力される第２制御信号にしたがって信号Ｄｂまたは定電圧ＤＣを選択し、選択した信号ＤｂまたはＤＣを第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ出力する。
【０１３５】
第２のセレクタ２０８から定電圧ＤＣが出力された場合、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２の出力振幅は０となる。また、制御部２５０は、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の透過率が０となるように、変調部２１４に供給するＬＮバイアスの値を設定する。
【０１３６】
この場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４はレーザダイオード２１５の光搬送波を遮断するため、変調部２１７からは第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３で変調された、位相が２値の信号のみが出力される。すなわち、図６に示す光送信装置１は、コンステレーション２２５で示す、位相が２値のＤＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
【０１３７】
一方、第２のセレクタ２０８から反転信号Ｄｂが出力された場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４からは光搬送波を０−π変調した信号が出力される。この信号は、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３で０−π変調された信号に対して位相が反転した信号である。また、位相シフト部２１８による光信号の位相シフト量は、制御部２５０から出力されるバイアスＡの値によりπに設定される。
【０１３８】
この場合、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２からは位相が同じ２値のＤＰＳＫ信号が出力され、光信号合成部２２２からはこれらの信号を合成（加算）した光信号が出力される。すなわち、図１に示した背景技術の光送信装置と比べて２倍の強度のＤＰＳＫ信号が出力される。
【０１３９】
図６に示すコンステレーション２２５は、第１の実施の形態の光送信装置１から出力されるＤＰＳＫ信号（光送信装置１から出力される送信信号）の位相を示している。コンステレーション２２５で示すように、ＤＰＳＫ信号の位相はサンプル毎に０またはπとなる。
【０１４０】
次に図７を用いて第１の実施の形態の光受信装置２の受信動作について説明する。
【０１４１】
まず、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作について説明する。
【０１４２】
本実施形態の光受信装置２がＤＱＰＳＫ信号（光信号）を受信すると、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。
【０１４３】
光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
【０１４４】
第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
【０１４５】
第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
【０１４６】
第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／４に設定する。
【０１４７】
方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、位相がπ／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、これら２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
【０１４８】
第１のバランス型光−電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
【０１４９】
１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０１５０】
第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、信号Ｄ３として出力する。
【０１５１】
第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。
【０１５２】
第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
【０１５３】
第２のアーム２６２が備える位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を−π／４に設定する。
【０１５４】
方向性結合器２６３は、第１のアーム２６２から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２から出力される、位相が−π／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。すなわち、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
【０１５５】
第２のバランス型光−電気信号変換器２４４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号に変換して第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０１５６】
第２のセレクタ２４６は、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、信号Ｄ４として出力する。
【０１５７】
第１の実施の形態の光受信装置２のＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３の出力信号が分岐されること、並びに１：２デマルチプレクサ２４７、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８による動作を除いて、図４に示した背景技術のＤＱＰＳＫ受信装置と同様である。
【０１５８】
次に、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作について説明する。
【０１５９】
本実施形態の光受信装置２がＤＰＳＫ信号（光信号）を受信すると、ＤＱＰＳＫ信号を受信した場合と同様に、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。
【０１６０】
光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
【０１６１】
第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
【０１６２】
第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
【０１６３】
第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を０に設定する。
【０１６４】
なお、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、第２の遅延干渉計２４２にも光信号が入力されるが、その出力は第２のセレクタ２４６で選択されない。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光受信装置２は、第２の遅延干渉計２４２を使用しない。
【０１６５】
ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、受信したＤＰＳＫ信号のサンプルレートは、該受信信号のビットレートＢと同じである。
【０１６６】
方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、ビットレートがＢであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢの差動光信号が出力される。
【０１６７】
第１のバランス型光−電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
【０１６８】
１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０１６９】
第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号および１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、信号Ｄ３として出力する。第２のセレクタ２４６は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、信号Ｄ４として出力する。
【０１７０】
次に、図８を参照して第１の実施の形態の光通信システム３全体の動作について説明する。
【０１７１】
本実施形態の光通信システム３において、光送信装置１は、光ネットワーク４を介して光受信装置２に信号を送信し、光受信装置２は、光ネットワーク４を介して光通信装置１から送信された信号を受信する。
【０１７２】
本実施形態の光受信装置２は、光送信装置１からＤＰＳＫ信号が送信された場合、該光信号を上述したＤＰＳＫ変調方式に対応した受信動作で受信する。また、光送信装置１からＤＱＰＳＫ信号が送信された場合、該光信号を上述したＤＱＰＳＫ変調方式に対応した受信動作で受信する。
【０１７３】
第１の実施の形態によれば、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を送信可能な光送信装置１を実現できる。
【０１７４】
また、本実施形態の光送信装置１は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にて、光源であるレーザダイオード２１５、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３および第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２を共用できる。
【０１７５】
したがって、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を送信可能な光送信装置を小型でかつ低コストで実現できる。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式用とＤＱＰＳＫ変調方式用とに個別の光送信装置が必要な背景技術の構成に比べて省スペース化および低コスト化が図れる。
【０１７６】
また、第１の実施の形態によれば、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を受信可能な光受信装置２を実現できる。
【０１７７】
また、本実施形態の光受信装置２は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にて、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４および１：２デマルチプレクサ２４７を共用できる。
【０１７８】
したがって、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を受信可能な光受信装置２を小型でかつ低コストで実現できる。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式用とＤＱＰＳＫ変調方式用とに個別の光受信装置が必要な背景技術の構成に比べて省スペース化および低コスト化が図れる。
【０１７９】
（第２の実施の形態）
図９および図１０は第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。図９はＤＱＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図であり、図１０はＤＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図である。
【０１８０】
また、図１１および図１２は第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。図１１はＤＱＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図であり、図１２はＤＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図である。
【０１８１】
なお、第２の実施の形態の光通信システムの構成および動作は、第１の実施の形態の光通信システムと同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０１８２】
第２の実施の形態では、例えば送信信号および受信信号が、ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓ、τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓである場合を例にして説明する。
【０１８３】
まず、第２の実施の形態の光送信装置５の構成について説明する。
【０１８４】
図９および図１０に示すように、第２の実施の形態の光送信装置５は、１６：２マルチプレクサ３１６、２：１マルチプレクサ３０２、第１のセレクタ３０７、第２のセレクタ３０８、第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１、第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２、レーザダイオード３１５、変調部３１７および制御部３５０を有する構成である。
【０１８５】
１６：２マルチプレクサ３１６は、外部から入力されるビットレートが２．５Ｇｂｐｓの１６個の電気信号を８つ毎に多重し、ビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号Ｄ１、Ｄ２を生成する。
【０１８６】
１６：２マルチプレクサ３１６は、信号Ｄ１を第１のセレクタ３０７および２：１マルチプレクサ３０２へ出力し、信号Ｄ２を第２のセレクタ３０８および２：１マルチプレクサ３０２へ出力する。
【０１８７】
２：１マルチプレクサ３０２は、１６：２マルチプレクサから出力された２つの信号Ｄ１、Ｄ２を多重してビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを生成し、生成した信号Ｄを第１のセレクタ３０７へ出力する。
【０１８８】
第１のセレクタ３０７は、制御部３５０から出力される第１制御信号にしたがって、２：１マルチプレクサ３０２から出力された信号Ｄまたは１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ１の何れか一方を選択し、選択した信号を第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１へ出力する。
【０１８９】
第２のセレクタ３０８は、制御部３５０から出力される第２制御信号にしたがって、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ２または定電圧ＤＣの何れか一方を選択し、選択した信号を第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２へ出力する。
【０１９０】
第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、第１のセレクタ３０７から出力された信号を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部３１７（後述する第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３）へ出力する。
【０１９１】
第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、第２のセレクタ３０８から出力される信号を０−π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部３１７（後述する第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４）へ出力する。
【０１９２】
レーザダイオード３１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光は変調部３１７へ供給される。
【０１９３】
変調部３１７は、第１のアーム３３１、第２のアーム３３２、分岐部３２１、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４、位相シフト部３１８および光信号合成部３２２を備えている。
【０１９４】
第１のアーム３３１と第２のアーム３３２は、それぞれの光路長が等しい長さに設定されている。
【０１９５】
分岐部３２１は、レーザダイオード３１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２に等しい強度で出力する。
【０１９６】
第１のアーム３３１は第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３を備え、第２のアーム３３２は第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４および位相シフト部３１８を備え、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の後段に位相シフト部３１８が配置されている。
【０１９７】
第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３には第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１から出力された駆動信号が入力され、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２から出力された駆動信号が入力される。なお、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には、その透過率を調節するためのＬＮバイアスが制御部２５０から入力される。
【０１９８】
位相シフト部３１８は、制御部３５０から出力されるバイアスＡの値にしたがって第２のアーム３３２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
【０１９９】
光信号合成部３２２は、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
【０２００】
変調部３１７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２から出力される駆動信号にしたがって光搬送波の位相を変化させることで変調光を出力する。
【０２０１】
制御部３５０は、第１のセレクタ３０７および第２のセレクタ３０８の選択動作、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率、位相シフト部３１８による光信号の位相シフト量を制御する。
【０２０２】
次に第２の実施の形態の光受信装置６の構成について説明する。
【０２０３】
図１１および図１２に示すように、第２の実施の形態の光受信装置６は、上述した第１の実施の形態の光受信装置２（図７）に、２：１６デマルチプレクサ２４８を追加した構成である。
【０２０４】
２：１６デマルチプレクサ２４８には、第１のセレクタ２４５の出力信号と第２のセレクタ２４６の出力信号とが入力され、入力された２つの信号をそれぞれ８つの２．５Ｇｂｐｓの信号に分離して出力する。すなわち、２：１６デマルチプレクサ２４８は、合計して１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を出力する。光受信装置６のその他の構成は第１の実施の形態の光受信装置２と同様である。
【０２０５】
次に、第２の実施の形態の光送信装置５がＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図９を用いて説明する。
【０２０６】
第２の実施の形態の光送信装置５からＤＱＰＳＫ信号を送信する場合、第１のセレクタ３０７は信号Ｄ１を選択し、第２のセレクタ３０８は信号Ｄ２を選択する。
【０２０７】
第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄ１を０−π変調で必要な振幅まで増幅する。第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、信号Ｄ２を０−π変調で必要な振幅まで増幅する。
【０２０８】
一般に、マッハ・ツェンダ型変調器では、一方の変調器において光信号の位相をπだけシフトさせるのに必要な電圧Ｖπは３．５Ｖ〜６Ｖ程度であり、シングル駆動する場合はＶπの２倍の振幅、すなわち７Ｖｐｐ〜１２Ｖｐｐ程度の電圧を供給することで０−π変調が可能であり、位相が２値のＤＱＰＳＫ信号を生成できる。
【０２０９】
第２のアーム３３２が備える位相シフト部３１８は、制御部３５０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム３３２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／２に設定する。
【０２１０】
光信号合成部３２２は、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
【０２１１】
これにより、図９のコンステレーション２２６で示すような、サンプルレートが２０Ｇｓｐｓ、ビットレートが４０Ｇｂｐｓ、位相が４値のＤＱＰＳＫ信号が生成され、光送信装置５は該ＤＱＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
【０２１２】
なお、マッハ・ツェンダ型変調器には差動駆動型を用いてもよい。その場合、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３および第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には、振幅が２Ｖπの差動信号を駆動信号として供給すればよい。
【０２１３】
次に、第２の実施の形態の光送信装置５のＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１０を用いて説明する。
【０２１４】
第２の実施の形態の光送信装置５からＤＰＳＫ信号を送信する場合、第１のセレクタ３０７は、２：１マルチプレクサ３０２から出力される、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを選択し、第２のセレクタ３０８は定電圧ＤＣを選択する。
【０２１５】
第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄを０−π変調で必要な振幅２Ｖπまで増幅する。
【０２１６】
第２のセレクタ３０８から定電圧ＤＣが出力された場合、第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２の出力振幅は０となる。また、制御部３５０は、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率が０となるように、変調部３１７に供給するＬＮバイアスの値を設定する。
【０２１７】
この場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４はレーザダイオード３１５の光搬送波を遮断するため、変調部３１７からは第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３で変調された、位相が２値の信号のみが出力される。すなわち、図１０に示す光送信装置５は、コンステレーション２２５で示す、位相が２値のＤＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
【０２１８】
次に、第２の実施の形態の光受信装置６がＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１１を用いて説明する。
【０２１９】
光受信装置６がビットレート＝４０ＧｂｐｓのＤＱＰＳＫ信号を受信した場合、そのサンプルレートは２０Ｇｓｐｓであり、シンボル間隔は５０ｐｓとなる。光受信装置６が受信したＤＱＰＳＫ信号（光信号）は光スプリッタ２４０に入力される。
【０２２０】
光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
【０２２１】
第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
【０２２２】
第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
【０２２３】
第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／４に設定する。
【０２２４】
方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、位相がπ／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。
【０２２５】
第１のバランス型光−電気信号変換器２４３には、例えばバランス型ＰＤ（Photo  Detector）が用いられる。第１のバランス型光−電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
【０２２６】
１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０２２７】
第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
【０２２８】
一方、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。
【０２２９】
第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
【０２３０】
第２のアーム２６２が備える位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を−π／４に設定する。
【０２３１】
方向性結合器２６３は、第１のアーム２６２から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２から出力される、位相が−π／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。
【０２３２】
第２のバランス型光−電気信号変換器２４４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号に変換して第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０２３３】
第２のセレクタ２４６は、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第２のバランス型光−電気信号変換器２４４から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
【０２３４】
２：１６デマルチプレクサ２４８は、第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６から出力された２０Ｇｂｐｓの信号を、それぞれ２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力する。
【０２３５】
次に、第２の実施の形態の光受信装置６がＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１２を用いて説明する。
【０２３６】
光受信装置６がビットレート＝４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ信号を受信した場合、該ＤＰＳＫ信号は２値信号であるため、１シンボル間隔＝１ビット間隔＝２５ｐｓとなる。光受信装置６が受信したＤＰＳＫ信号（光信号）は、ＤＱＰＳＫ信号と同様に光スプリッタ２４０に入力される。
【０２３７】
光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
【０２３８】
第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
【０２３９】
第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
【０２４０】
第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を０に設定する。
【０２４１】
なお、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、第２の遅延干渉計２４２にも光信号が入力されるが、その出力は第２のセレクタ２４６で選択されない。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光受信装置６は第２の遅延干渉計２４２を使用しない。
【０２４２】
ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、受信したＤＰＳＫ信号のサンプルレートは、該受信信号のビットレートＢと同じである。
【０２４３】
方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、ビットレートがＢであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢの差動光信号が出力される。
【０２４４】
第１のバランス型光−電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
【０２４５】
１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
【０２４６】
第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３から出力された信号および１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。第２のセレクタ２４６は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
【０２４７】
２：１６デマルチプレクサ２４８は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された２つの信号を、それぞれ８つの２．５Ｇｂｐｓの信号に分離し、合計で１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を出力する。
【０２４８】
第２の実施の形態の光送信装置５、光受信装置６および光通信システムにおいても、第１の実施の形態の光送信装置１、光受信装置２および光通信システム３と同様の効果が得られる。
【０２４９】
（第３の実施の形態）
図１３は第３の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図１４は第３の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。光通信システムの構成および動作は第１の実施の形態の光通信システムと同様であるため、その説明は省略する。
【０２５０】
図１３に示すように、第３の実施の形態の光送信装置７は、２：１マルチプレクサ３０２から出力される信号Ｄｂを第２のセレクタ３０８へ出力する点で第２の実施の形態の光送信装置５（図９、図１０）と異なっている。光送信装置７のその他の構成は第２の実施の形態の光送信装置５と同様である。
【０２５１】
また、図１４に示すように、第３の実施の形態の光受信装置８は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３の出力信号と第２のバランス型光−電気信号変換器２４４の出力信号との差信号を１：２デマルチプレクサ２４７に入力する点で第２の実施の形態の光受信装置６（図１１、図１２）と異なっている。
【０２５２】
すなわち、第３の実施の形態の光受信装置８は、第１のバランス型光−電気信号変換器２４３の出力信号と第２のバランス型光−電気信号変換器２４４の出力信号の差を出力する差分検出器３６０を備えている。
【０２５３】
差分検出器３６０は、例えば第１のバランス型光−電気信号変換器２４３の出力値から第２のバランス型光−電気信号変換器２４４の出力値を減算した差信号を１：２デマルチプレクサ２４７へ出力する。光受信装置８のその他の構成および動作は第２の実施の形態の光受信装置６と同様である。
【０２５４】
第３の実施の形態の光送信装置７および光受信装置８は、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作および受信動作が上述した第２の実施の形態と同様であり、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作のみが第２の実施の形態と異なる。以下では、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作についてのみ説明し、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作の説明は省略する。
【０２５５】
なお、本実施形態でも、送信信号および受信信号のビットレートＢが４０Ｇｂｐｓであり、τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓである場合を例にして説明する。
【０２５６】
まず、第３の実施の形態の光送信装置７がＤＰＳＫ信号を送信する場合の動作について図１３を用いて説明する。
【０２５７】
ＤＰＳＫ信号を送出する場合、２：１マルチプレクサ３０２から出力された信号Ｄは第１のセレクタ３０７に入力され、信号Ｄｂは第２のセレクタ３０８に入力される。
【０２５８】
第１のセレクタ３０７は、制御部３５０から出力される第１制御信号にしたがって信号Ｄを選択し、選択した信号Ｄを第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１へ出力する。
【０２５９】
第２のセレクタ３０８は、制御部３５０から出力される第２制御信号にしたがって信号Ｄｂを選択し、選択した信号Ｄｂを第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２へ出力する。
【０２６０】
第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄの振幅を２Ｖπまで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３へ出力する。これにより、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３に０−π変調を実行させる。
【０２６１】
第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、信号Ｄｂの振幅を２Ｖπまで増幅し、駆動信号としてマッハ・ツェンダ型変調器３１４へ出力する。これにより、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４に０−π変調を実行させる。
【０２６２】
ここで、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３と第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４とは、互いに反転した信号で駆動されるため、変調後の光信号の位相はπだけずれたものとなる。
【０２６３】
但し、本実施形態では、変調部３１７の第２のアーム３３２に備える位相シフト部３１８により光信号の位相シフト量をπに設定する。これにより、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４から出力される光信号は、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３から出力される光信号と同相になる。
【０２６４】
したがって、変調部３１７の光信号合成部３２２から出力される光信号（ＤＰＳＫ信号）は、図１３のコンステレーション３３０で示すように、第２の実施の形態の光送信装置５から出力される光信号の２倍の強度になる。
【０２６５】
第２の実施の形態の光送信装置５では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合、変調部３１７が備える第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率が０に設定されため、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４へ入力された光信号が無駄になる。
【０２６６】
第３の実施の形態の光送信装置７では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合も、光源（レーザダイオード３１５）の出力信号を無駄なく使用できるため、第２の実施の形態の光送信装置５の２倍の強度の送信信号が得られる。
【０２６７】
次に第３の実施の形態の光受信装置８がＤＰＳＫ信号を受信する場合の動作について図１４を用いて説明する。
【０２６８】
本実施形態の光受信装置８によりビットレートが４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ信号を受信する場合、シンボルレート＝ビットレートであるため、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２では、それぞれ５０ｐｓ＝２ビット前の信号と干渉する。
【０２６９】
本実施形態の第１の遅延干渉計２４１では、位相シフト部２５５による光信号の位相シフト量を０に設定し、第２の遅延干渉計２４２では、位相シフト部２６５による光信号の位相シフト量をπに設定する。これにより、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２からは、ビットレートと同じ速度（４０Ｇｂｐｓ）で互いに論理が反転した信号が出力される。この２つの信号の差信号が１：２デマルチプレクサ２４７に供給される。なお、本実施形態では差分検出器３６０を用いる例を示したが、該差分検出器３６０が無い構成も可能である。その場合は、差動入力タイプの１：２デマルチプレクサ２４７を用い、該１：２デマルチプレクサ２４７の正入力および負入力に第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２から出力された信号を同じタイミングで供給すればよい。
【０２７０】
第１のセレクタ２４５、第２のセレクタ２４６および２：１６デマルチプレクサ２４８の動作は上述した第２の実施の形態と同様である。
【０２７１】
第２の実施の形態の光受信装置６では、ＤＰＳＫ変調方式を用いた動作時、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号を使用しないため、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号成分が無駄になる。第３の実施の形態の光受信装置８では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合も受信信号を無駄なく使用できる。
【０２７２】
第３の実施の形態の光送信装置７、光受信装置８および光通信システムによれば、第２の実施の形態の光送信装置５、光受信装置６および光通信システムと同様の効果が得られると共に、光送信装置７から第２の実施の形態の光送信装置５の２倍の強度のＤＰＳＫ信号が得られる。また、光受信装置８によるＤＰＳＫ変調方式を用いる受信動作では、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号も使用するため、受信信号を無駄なく使用できる。
【０２７３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
【０２７４】
この出願は、２００８年９月２９日に出願された特願２００８−２５０３６３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2010035662.tif 000003
【図２】
2010035662.tif 000004
【図３】
2010035662.tif 000005
【図４】
2010035662.tif 000006
【図５】
2010035662.tif 000007
【図６】
2010035662.tif 000008
【図７】
2010035662.tif 000009
【図８】
2010035662.tif 000010
【図９】
2010035662.tif 000011
【図１０】
2010035662.tif 000012
【図１１】
2010035662.tif 000013
【図１２】
2010035662.tif 000014
【図１３】
2010035662.tif 000015
【図１４】
2010035662.tif 000016
【国際調査報告】
2010035662.tif 000017
2010035662.tif 000018
2010035662.tif 000019
2010035662.tif 000020