(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重し、偏波多重された信号光を光伝送路へ送信する光送信装置と、
前記光伝送路を通過した前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得する取得部を有する光受信装置と、
前記取得部によって取得された前記情報に基づいて、前記光伝送路を通過した前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも小さい場合には、前記光送信装置に対して、前記光送信装置から送信される前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも大きい関係になるように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする光送受信装置。
【請求項２】
前記取得部によって取得される前記情報は、前記光伝送路を通過した前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比を示す情報であり、
前記制御部は、前記光送信装置から送信される前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比と、前記取得部によって取得された前記情報が示す強度の比と、の積が一定値に近づくように、前記光送信装置から送信される前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比を制御することを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項３】
前記光送信装置から送信される前記信号光に含まれる前記第１信号光および前記第２信号光の少なくとも一方に、前記第１信号光および前記第２信号光と周波数が異なる信号成分を重畳する重畳部を含み、
前記取得部は、前記光伝送路を通過した前記信号光に含まれる前記信号成分の強度に基づいて前記大小関係を示す情報を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の光送受信装置。
【請求項４】
所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重し、偏波多重された信号光を光伝送路へ送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信されて前記光伝送路を通過した前記信号光を受信する光受信装置と、を含む光送受信装置による光伝送方法において、
前記光受信装置によって受信された前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得し、
取得された前記情報に基づいて、前記光伝送路を通過した前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも小さい場合には、前記光送信装置に対して、前記光送信装置から送信される前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも大きい関係になるように制御することを特徴とする光伝送方法。
【請求項５】
所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重し、偏波多重された信号光を光伝送路へ送出する偏波多重部と、
前記偏波多重部から送出され、前記光伝送路を通過して光受信装置によって受信された前記信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得する取得部と、
取得された前記情報に基づいて、前記光伝送路を通過して前記光受信装置によって受信された前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも小さい場合には、前記偏波多重部に対して、前記偏波多重部から送出される前記信号光に含まれる前記第１信号光の強度が前記第２信号光の強度よりも大きい関係になるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送受信装置、光伝送方法および光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速な光送受信装置の実現の要求が高まってきている。一信号の多重度をあげるための方式として、たとえば光位相変調方式が知られている。たとえば、４値の位相変調を用いるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：四位相偏移変調）を適用した光送受信装置が知られている。
【０００３】
また、さらなる伝送信号の高速化のために、光偏波多重技術の開発が行われている。光偏波多重は、たとえば、同一波長の互いに直交する２つの偏波を利用する方式である。また、偏波多重光送受信装置の光送信装置から送信される信号光の偏波間の強度偏差を小さくする技術が知られている（たとえば、下記特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４４９０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２８０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、偏波間の強度偏差を小さくしても、偏波間のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号光雑音比）の偏差によって伝送特性が劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、伝送特性を向上させることができる光送受信装置、光伝送方法および光送信装置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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、第１偏光方向の第１信号光と、前記第１偏光方向と異なる第２偏光方向の第２信号光と、を偏波多重して送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信されて光伝送路を通過した信号光を受信する光受信装置と、を含む光送受信装置において、前記光受信装置によって受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得し、前記送信される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を、取得された前記情報が示す大小関係と逆になるように制御する光送受信装置、光伝送方法および光送信装置が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、伝送特性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】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態にかかる光送受信装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、光ネットワークの特性を示す光ネットワークモデルの一例を示す図である。
【図３】図３は、偏波間の強度制御の一例を示す図である。
【図４−１】図４−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例１を示す図である。
【図４−２】図４−２は、図４−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。
【図５−１】図５−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例２を示す図である。
【図５−２】図５−２は、図５−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。
【図６】図６は、低周波信号が重畳された信号光の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる光受信装置の構成例１を示す図である。
【図８−１】図８−１は、図７に示した同期検波回路（Ｘ偏波）の構成の一例を示す図である。
【図８−２】図８−２は、図７に示した同期検波回路（Ｙ偏波）の構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、図７に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。
【図１０−１】図１０−１は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その１）である。
【図１０−２】図１０−２は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その２）である。
【図１１】図１１は、図７に示した光受信装置の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態にかかる光受信装置の構成例２を示す図である。
【図１４−１】図１４−１は、図１３に示した同期検波回路（Ｘ偏波）の構成の一例を示す図である。
【図１４−２】図１４−２は、図１３に示した同期検波回路（Ｙ偏波）の構成の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。
【図１６−１】図１６−１は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その１）である。
【図１６−２】図１６−２は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その２）である。
【図１６−３】図１６−３は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その３）である。
【図１７】図１７は、図１３に示した光受信装置の変形例を示す図である。
【図１８】図１８は、図１７に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。
【図１９−１】図１９−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例３を示す図である。
【図１９−２】図１９−２は、図１９−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。
【図２０】図２０は、図１９−１，図１９−２に示した強度比制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、図１に示した光送受信装置の具体例を示す図である。
【図２２−１】図２２−１は、図２１に示した光受信装置の構成例１を示す図である。
【図２２−２】図２２−２は、図２１に示した光受信装置の構成例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光送受信装置、光伝送方法および光送信装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態）
（実施の形態にかかる光送受信装置）
図１は、実施の形態にかかる光送受信装置の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光送受信装置１００は、光送信装置１１０と、光ネットワーク１２０と、光受信装置１３０と、を含む光伝送システムである。光送信装置１１０は、互いに直交するＸ偏波およびＹ偏波によって偏波多重した信号光を、光ネットワーク１２０を介して光受信装置１３０へ送信する。
【００１２】
＜光送信装置＞
光送信装置１１０は、光源１１１ａと、分岐部１１１ｂと、データ部１１２ｘ，１１２ｙと、駆動部１１３ｘ，１１３ｙと、変調器１１４ｘ，１１４ｙと、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙと、偏波調整部１１６ａと、カプラ１１６ｂと、を備えている。また、光送信装置１１０は、受信部１１７と、強度比制御部１１８と、を備えている。
【００１３】
光源１１１ａは、光を生成して分岐部１１１ｂへ出射する。光源１１１ａが出射する光は、たとえば直線偏光（たとえばＸ偏波）のＣＷ光（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：連続光）である。分岐部１１１ｂは、光源１１１ａから出射された光を分岐し、分岐した各光をそれぞれ変調器１１４ｘ，１１４ｙへ出射する。
【００１４】
データ部１１２ｘは、Ｘ偏波によって伝送するデータを生成し、生成したデータを駆動部１１３ｘへ出力する。データ部１１２ｙは、Ｙ偏波によって伝送するデータを生成し、生成したデータを駆動部１１３ｙへ出力する。
【００１５】
駆動部１１３ｘは、データ部１１２ｘから出力されたデータに応じた駆動電圧を変調器１１４ｘへ出力する。駆動部１１３ｙは、データ部１１２ｙから出力されたデータに応じた駆動電圧を変調器１１４ｙへ出力する。
【００１６】
変調器１１４ｘは、分岐部１１１ｂから出射された光を、駆動部１１３ｘから出力された駆動電圧に応じて変調する。変調器１１４ｘは、変調した信号光を強度調整素子１１５ｘへ出射する。変調器１１４ｙは、分岐部１１１ｂから出射された光を、駆動部１１３ｙから出力された駆動電圧に応じて変調する。変調器１１４ｙは、変調した信号光を強度調整素子１１５ｙへ出射する。
【００１７】
強度調整素子１１５ｘは、変調器１１４ｘから出射された信号光の強度を調整し、強度を調整した信号光をカプラ１１６ｂへ出射する。強度調整素子１１５ｙは、変調器１１４ｙから出射された信号光の強度を調整し、強度を調整した信号光を偏波調整部１１６ａへ出射する。強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙのそれぞれは、たとえば、信号光を可変の減衰量によって減衰させる減衰器や、信号光を可変の増幅量によって増幅させる増幅器によって実現することができる。
【００１８】
偏波調整部１１６ａは、強度調整素子１１５ｙから出射された信号光の偏光方向を調整し、変調方向を調整した信号光をカプラ１１６ｂへ出射する。偏波調整部１１６ａによる偏光方向の調整は、強度調整素子１１５ｘおよび偏波調整部１１６ａからカプラ１１６ｂへ出射される各信号光がそれぞれＸ偏波およびＹ偏波となるように行われる。
【００１９】
たとえば、光源１１１ａがＸ偏波の信号光を出射する場合は、偏波調整部１１６ａは、強度調整素子１１５ｙから出射された信号光の偏光方向を９０度回転させる１／２波長板とすることができる。これにより、強度調整素子１１５ｙから出射されたＸ偏波の信号光をＹ偏波の信号光に変換することができる。
【００２０】
図１に示す例では偏波調整部１１６ａを強度調整素子１１５ｙの後段に設ける構成としたが、偏波調整部１１６ａを強度調整素子１１５ｘの後段に設けてもよい。また、偏光方向を反対方向に４５度回転させる波長板を、偏波調整部１１６ａとして強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙのそれぞれの後段に設けてもよい。また、偏波調整部１１６ａは、分岐部１１１ｂと変調器１１４ｘ，１１４ｙとの間や、変調器１１４ｘ，１１４ｙと強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙとの間に設けられてもよい。
【００２１】
カプラ１１６ｂは、強度調整素子１１５ｘから出射されたＸ偏波の信号光（第１信号光）と、偏波調整部１１６ａから出射されたＹ偏波の信号光（第２信号光）と、を合波する偏波多重部である。これにより、Ｘ偏波の信号光と、Ｙ偏波の信号光と、が偏波多重される。カプラ１１６ｂは、偏波多重した信号光を光ネットワーク１２０へ送出する。
【００２２】
受信部１１７は、光受信装置１３０から送信された受信強度比情報を受信する。受信強度比情報は、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比（強度の比率）を特定可能な情報である。受信部１１７は、受信した受信強度比情報を強度比制御部１１８へ出力する。
【００２３】
強度比制御部１１８は、受信部１１７から出力された受信強度比情報に基づいて、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙにおける信号光の強度の調整を制御する。たとえば、強度比制御部１１８は、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙにおける減衰量を制御する。具体的には、強度比制御部１１８は、光送信装置１１０から送信される信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比と、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比と、の積が一定値（たとえば１）になるように制御を行う。
【００２４】
図１に示す例では、Ｘ偏波の経路とＹ偏波の経路にそれぞれ強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙを設ける構成としたが、Ｘ偏波の経路とＹ偏波の各経路の少なくとも一方に強度調整素子を設けることができる。これにより、光送信装置１１０から送信される信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比を調整することができる。
【００２５】
＜光ネットワーク＞
光ネットワーク１２０は、光送信装置１１０から送出された信号光を通過させ、光受信装置１３０へ送出する光伝送路である。光ネットワーク１２０は、通過させる信号光を増幅させる光増幅器１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ，…および光ファイバ１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ，…を含んでいる。また、光ネットワーク１２０はＰＤＬ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ：偏波依存損失）を有する光伝送路である。
【００２６】
＜光受信装置＞
光受信装置１３０は、分岐部１３１と、受信処理部１３２と、強度取得部１３３と、送信部１３４と、を備えている。分岐部１３１は、光ネットワーク１２０から送出された信号光を分岐する強度カプラである。分岐部１３１は、分岐した各信号光を受信処理部１３２および強度取得部１３３へ出射する。受信処理部１３２は、分岐部１３１から出射された信号光の受信処理を行い、受信処理により得られたデータを出力する。
【００２７】
強度取得部１３３は、分岐部１３１から出射された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比を特定可能な受信強度比情報を取得し、取得した受信強度比情報を送信部１３４へ出力する。具体的には、強度取得部１３３は、分岐部１３１から出射された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の各強度を測定する。そして、強度取得部１３３は、測定した各強度の比を算出し、算出した比を示す情報を受信強度比情報として送信部１３４へ出力する。または、強度取得部１３３は、測定した各強度を示す情報を受信強度比情報として送信部１３４へ出力してもよい。
【００２８】
送信部１３４は、強度取得部１３３から出力された受信強度比情報を光送信装置１１０へ送信する。送信部１３４から光送信装置１１０への受信強度比情報の送信には、光通信や電気通信などの有線通信や無線通信など、各種の通信方式を用いることができる。なお、送信部１３４から光送信装置１１０への受信強度比情報の送信における遅延量は、受信強度比情報によるフィードバック制御のループ応答速度に対して無視できる程度に小さくすることが望ましい。
【００２９】
図１に示す例では、受信部１１７および強度比制御部１１８を光送信装置１１０に設ける構成について説明したが、受信部１１７および強度比制御部１１８を光送信装置１１０の外部に設ける構成としてもよい。また、強度取得部１３３および送信部１３４を光受信装置１３０に設ける構成としたが、強度取得部１３３および送信部１３４を光受信装置１３０の外部に設ける構成としてもよい。
【００３０】
また、図１に示す例では、強度比制御部１１８を光送信装置１１０に設ける構成について説明したが、強度比制御部１１８を光受信装置１３０に設けてもよい。この場合は、強度比制御部１１８は、送信部１３４および受信部１１７を介して制御信号を送信することによって強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙを制御する。また、強度比制御部１１８は、ＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ：ネットワーク管理システム）などに設けられていてもよい。
【００３１】
なお、強度比制御部１１８における受信強度比情報を用いたフィードバック制御には、たとえばＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ：比例  Ｉｎｔｅｇｒａｌ：積分  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ：微分）制御などを用いることができる。
【００３２】
（偏波間のＯＳＮＲの偏差による伝送特性の劣化）
偏波間のＯＳＮＲの偏差による伝送特性の劣化について説明する。光ファイバ伝送路では、ＰＤＬが発生することが知られている。たとえば、光ファイバの単体の伝達特性や、断線などを修理した際のスプライス部、伝送路中に設置された光増幅器におけるカプラやアイソレータなどが、偏波依存損失の発生要因として知られている。
【００３３】
また、光ファイバ伝送路の光増幅器で付加されるＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自然放出）光ノイズは、光増幅器へ入力される強度に依存することが知られている。このため、光ファイバ伝送路中で偏波間の信号光強度に差が生じると、偏波多重された信号の２つの偏波間でＯＳＮＲに偏りが生じる。
【００３４】
また、一方の偏波信号のＯＳＮＲが、他方のＯＳＮＲより劣化が大きくなると、偏波多重信号光全体の信号品質は、ＯＳＮＲ劣化が大きい偏波信号が足かせとなって、伝送距離を延ばすことが困難になる。これは、一般の偏波多重光送受信装置において、信号のＸ偏波とＹ偏波の信号源（回線）は別々ではなく同じ信号源としており、一つの信号源を２つの信号に分割してそれぞれの偏波信号とする構成としているためである。この場合に、たとえば一方の偏波信号はＯＳＮＲの劣化が小さいが、他方の偏波信号はＯＳＮＲの劣化が大きく光受信装置１３０が識別できないといったケースでは、一つの信号源を２分割された信号のうちの１つの信号は識別できない。このため、その信号源を伝送できないことになる。
【００３５】
また、２つの偏波それぞれのＯＳＮＲについても同様である。たとえば、ある偏波信号のＯＳＮＲは２０［ｄＢ］、もう一方は３０［ｄＢ］とした場合に、この２つの偏波多重信号全体のＯＳＮＲの平均は１０×ＬＯＧ（１０(20/10)＋１０(30/10)）＝２７．４［ｄＢ］となる。しかし、その信号光を単にＯＳＮＲが２７．４［ｄＢ］の信号とみなすことはできず、実際にはＯＳＮＲが悪い２０［ｄＢ］が足かせとなって、伝送可能な距離が制限される。
【００３６】
したがって、偏波多重信号の信号品質を補償する場合には、偏波間のＯＳＮＲに偏りが生じないよう伝送することが望ましい。また、偏波多重信号光は２つの偏波に強度を分割して伝送する構成であるが、同じ強度を伝送する場合では、単一偏波信号の伝送に比べ偏波多重信号光を伝送する方が、ある一つの偏波面に強度が集中しないという構成である。このため、非線形効果による信号品質の劣化は発生しにくいという特徴がある。しかしながら、光ファイバ伝送路におけるＰＤＬにより偏波多重信号光の偏波間に強度差が生じると、偏波信号間のＯＳＮＲに差が生じると同時に、一方の偏波信号の強度は他方の強度に比べ大きいことから、非線形効果による信号品質の劣化が発生しやすくなる。
【００３７】
これに対して、光送受信装置１００においては、送信側における各偏波成分の強度の大小関係が、受信側において測定された各偏波成分の大小関係と反対になるように調整される。これにより、各偏波成分のＯＳＮＲの差が小さくなり、伝送特性を向上させることができる。
【００３８】
図２は、光ネットワークの特性を示す光ネットワークモデルの一例を示す図である。図１に示した光ネットワーク１２０においては、たとえば光増幅器１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ，…と光ファイバ１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ，…が直列に接続されている（たとえば、数十［ｋｍ／スパン］）。したがって、図１に示した光ネットワーク１２０の特性は、図２に示す光ネットワークモデル２００のように示すことができる。光ネットワークモデル２００は、光ネットワーク１２０のＰＤＬに着目したモデルである。
【００３９】
光ネットワークモデル２００は、光増幅器２１１、光減衰器２２１（ＡＴＴ：Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）、偏波回転素子２３１およびＰＤＬ素子２４１がＮケ直列に接続された構成を示している。光減衰器２２１とＰＤＬ素子２４１はそれぞれ偏波無依存および偏波依存の強度損失素子である。
【００４０】
光減衰器２２１は、偏波無依存の強度損失素子である。光減衰器２２１は、光ファイバ（たとえば光ファイバ１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ，…）などの損失を示し、たとえば約−０．２［ｄＢ／ｋｍ］×伝送距離［ｋｍ］に相当する。
【００４１】
ＰＤＬ素子２４１は、偏波依存の強度損失素子である。ＰＤＬ素子２４１は、たとえば伝送路の光ファイバで約０．５［ｄＢ／スパン］程度の分布定数や、スプライスや光カプラ、アイソレータなどのたとえば約０．５［ｄＢ／箇所］程度で数箇所に集中定数のように点在している素子を示している。偏波回転素子２３１は、光ファイバの形状の変化などに応じて変化する偏波状態を示している。
【００４２】
光増幅器２１１から出力される信号光のＯＳＮＲは、たとえば下記（１）式によって示すことができる。下記（１）式において、Ｐｓｉｇは、光増幅器２１１から出力される信号光の強度［Ｗ］であり、Ｐｓｉｇ＝Ｇ×Ｐｉｎである。Ｇは、光増幅器２１１による光増幅率である。Ｐｉｎは、光増幅器２１１へ入力された信号光の強度［Ｗ］である。
【００４３】
Ｐａｓｅは、光増幅器２１１で発生して出力されるＡＳＥ強度［Ｗ］である。Ｂａｓｅは、光増幅器２１１で発生して出力されるＡＳＥの帯域幅［ｍ］である。Ｂｏは、規格化帯域幅［ｍ］であり、たとえば０．１［ｎｍ］である。
【００４４】
【数１】
0005935442.tif 000002
【００４５】
Ｇ＞＞１の場合、Ｇ≒Ｇ−１とすると、上記（１）式は下記（２）式のようになる。下記（２）式において、ＮＦは、雑音指数である。ｈはプランク定数である。ｖは振動数である。なお、上記（１）式および下記（２）式のＯＳＮＲは、信号光強度対ノイズ強度の真数比であり、デシベル換算した場合は１０＊ＬＯＧ（ＯＳＮＲ）となる。
【００４６】
【数２】
0005935442.tif 000003
【００４７】
図２に示したＮ個の光増幅器２１１の各ＯＳＮＲをそれぞれＯＳＮＲ1〜ＯＳＮＲNとすると、Ｎ個の光増幅器２１１により中継した信号光のＯＳＮＲは、下記（３）式のようになる。
【００４８】
【数３】
0005935442.tif 000004
【００４９】
上記（３）式は、上記（２）式に基づいて下記（４）式のようになる。
【００５０】
【数４】
0005935442.tif 000005
【００５１】
上記（４）式に基づいて、Ｘ偏波成分のＯＳＮＲXpolaは、下記（５）式のように示すことができる。また、上記（４）式に基づいて、Ｙ偏波成分のＯＳＮＲYpolaは、下記（６）式のように示すことができる。下記（５）式および（６）式において、ＮＦ1〜ＮＦNは、それぞれＮ個の光増幅器２１１の雑音指数ＮＦである。Ｐｉｎ1〜ＰｉｎNは、それぞれＮ個の光増幅器２１１へ入力された信号光の強度Ｐｉｎである。
【００５２】
【数５】
0005935442.tif 000006
【００５３】
【数６】
0005935442.tif 000007
【００５４】
ここで、光ファイバ伝送中の損失が偏波に無依存であったと仮定する。この場合は、光増幅器２１１へ入力されたＸ偏波とＹ偏波の強度（Ｐｉｎ1-Xpola，Ｐｉｎ1-Ypol）は、光増幅器２１１の出力が次段の光増幅器２１１の光入力強度（Ｐｉｎ2）に作用し、さらに同様にその後段の光増幅器２１１に数珠つなぎに作用する。
【００５５】
たとえば、光増幅器２１１のＸ偏波の強度よりＹ偏波の強度の方が小さい場合、次段の光増幅器２１１の入力に影響する結果、ＯＳＮＲはＸ偏波よりＹ偏波の方が大きく劣化することになる。いいかえれば、光ファイバ伝送中の損失が偏波に無依存である場合は、光送信装置１１０のＸ偏波とＹ偏波の強度の差を最小とすることにより、Ｘ偏波とＹ偏波のＯＳＮＲの差が最小になり、偏波多重信号全体のＯＳＮＲの劣化を最小にすることができる。
【００５６】
しかしながら、実際の光ファイバ伝送中の損失は、図２のＰＤＬ素子２４１に示すように偏波依存性がある。また、複数の光増幅器２１１の間のＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ：シングルモードファイバ）などの光伝送路においては、形状の変化などによって偏波状態が保持されずに変化する。このため、ＰＤＬ素子２４１を介して伝送されることにより偏波依存損失が発生することになる。つまり、ある光増幅器２１１へ入力されるＸ偏波の強度とＹ偏波の強度の比は、次段の光増幅器２１１へ入力されるＸ偏波の強度とＹ偏波の強度の比と必ずしも一致しない。
【００５７】
また、ある一スパンのみにおける現象について説明したが、ＯＳＮＲの劣化が大きくなる光増幅器２１１を多中継する長距離伝送では、多スパンでＰＤＬが発生していることになる。この場合、光送信装置１１０が出力した偏波多重信号光のＸ偏波に対するＰＤＬによる損失とＹ偏波に対するＰＤＬの損失は、それぞれのスパンでＰＤＬ素子２４１の総和を上限とする範囲の中で無作為に発生することになる。
【００５８】
また、ある時間経過前後で偏波状態が変化するという現象から、Ｘ偏波の強度の損失とＹ偏波の強度の損失が変化しうる。このため、上述した各式が示すように、Ｘ偏波およびＹ偏波のＯＳＮＲは時間経過とともに変化することになる。
【００５９】
光送受信装置１００においては、伝送後の光受信装置１３０における偏波ごとの光入力強度を検出し、検出結果を光送信装置１１０へ送信し、光送信装置１１０における偏波ごとの光出力強度を操作するフィードバック制御が行われる。これにより、各偏波のそれぞれでＯＳＮＲが時間経過とともに変化する状況下で、偏波多重信号光全体のＯＳＮＲを補償することができる。
【００６０】
（フィードバック制御）
つぎに、フィードバック制御の目標とそれに対する強度比制御部１１８の動作について説明する。
【００６１】
上述のように、多中継光送受信装置では、初段の光増幅器２１１へ入力された信号光はＧ倍されてＡＳＥ光ノイズが付加された後、ＰＤＬ素子２４１を介して次段の光増幅器２１１へ入力される構成が多スパン数珠つなぎとなった構成といえる。
【００６２】
光送受信装置１００においては、たとえば、それぞれの光増幅器２１１へ入力されるＸ偏波の強度Ｐｉｎ1-Xpola，Ｐｉｎ2-Xpola，…，ＰｉｎN-Xpolaと、Ｙ偏波の強度Ｐｉｎ1-Ypola，Ｐｉｎ2-Ypola，…，ＰｉｎN-Ypolaと、が全伝送スパンに渡って平均化され釣り合うように制御される。これにより、偏波間のＯＳＮＲの差を小さくすることが期待できる。
【００６３】
たとえば、ある光増幅器２１１ではＸ偏波の方がＹ偏波よりＰｉｎが小さくＯＳＮＲの劣化が大きいとしても、別の光増幅器２１１ではＰＤＬなどにより、この関係が逆転する場合がある。また、ＰＤＬ素子２４１は最大０．５［ｄＢ］程度で複数個所に点在し、多スパン伝送中にそれらが無作為に発生している条件下では、ある一方の偏波信号のみがＰＤＬによる損失が常に大きいという状態は考えにくい。ただし、その伝送スパンは、たとえばＯＳＮＲリミットで知られるように有限であるので、Ｘ偏波およびＹ偏波の強度にＰＤＬによる損失が無作為に発生するといっても、Ｘ，Ｙ偏波へのＰＤＬによる強度損失量が均等になる訳ではない。
【００６４】
これらを考慮した場合に、伝送前後でＸ偏波の強度とＹ偏波の強度の比が逆転するように制御することにより、Ｘ偏波とＹ偏波それぞれのＯＳＮＲの差を小さくすることが期待できる。光送受信装置１００によって期待できる効果は、実際に適用する回線のＰＤＬの量によって異なる。上述したＯＳＮＲを算出する数式に当てはめて試算することにより、その効果はケースごとに具体化できる。
【００６５】
図３は、偏波間の強度制御の一例を示す図である。図３の横軸は、光送信装置１１０から光受信装置１３０までの信号光の伝送距離を示している。横軸のＴＸｏｕｔは、光送信装置１１０の位置を示している。横軸のＲＸｉｎは、光受信装置１３０の位置を示している。図３の縦軸は、光振幅［ｒａｔｉｏ］を示している。
【００６６】
光振幅３１１は、光送信装置１１０から送信される信号光に含まれるＸ偏波成分の光振幅（強度）を示している。光振幅３１２は、光送信装置１１０から送信される信号光に含まれるＹ偏波成分の光振幅を示している。光振幅３２１は、光受信装置１３０に受信される信号光に含まれるＸ偏波成分の光振幅を示している。光振幅３２２は、光受信装置１３０に受信される信号光に含まれるＹ偏波成分の光振幅を示している。
【００６７】
光振幅３１１，３１２，３２１，３２２に示すように、伝送前後でＸ偏波の強度とＹ偏波の強度の比が逆転するように制御することにより、Ｘ偏波とＹ偏波それぞれのＯＳＮＲの差を小さくすることができる。
【００６８】
また、一方の偏波に強度が集中することを避けることにより、光ファイバ伝送路中の非線形現象による信号品質の劣化を抑制することができる。たとえば、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）光送受信装置において、ＸＰＭによる隣接チャネルへの信号品質劣化も抑制することが可能である。
【００６９】
光振幅３１１，３２１は、たとえばＰｓｉｇ＿ｘ／（Ｐｓｉｇ＿ｘ＋Ｐｓｉｇ＿ｙ）のように正規化して示すことができる。光振幅３１２，３２２は、たとえばＰｓｉｇ＿ｙ／（Ｐｓｉｇ＿ｘ＋Ｐｓｉｇ＿ｙ）のように正規化して示すことができる。このように、送信側と受信側の強度が異なることや、強度の検出タイミングが同時ではなく、ＰＤＬによらない強度が時間経過で変動している中で時分割で送信側と受信側の強度を検出するような場合を想定し、正規化した強度を算出することが望ましい。
【００７０】
光送信装置１１０から送信される信号光におけるＹ偏波成分の強度に対するＸ偏波成分の強度の比をＴＸｒａｔｉｏ＝Ｐｓｉｇ＿ｘ／Ｐｓｉｇ＿ｙとする。また、光受信装置１３０が受信する信号光におけるＹ偏波成分の強度に対するＸ偏波成分の強度の比をＲＸｒａｔｉｏとする。この場合は、フィードバック制御目標は、ＴＸｒａｔｉｏ＝１／ＲＸｒａｔｉｏとなる。
【００７１】
ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏ＞１の場合は、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波の強度に対するＸ偏波の強度の比を低下させる制御を行う。たとえば、強度比制御部１１８は、Ｘ偏波に対応する強度調整素子１１５ｘの減衰量を増加させる。または、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波に対応する強度調整素子１１５ｙの減衰量を減少させてもよい。または、強度比制御部１１８は、強度調整素子１１５ｘの減衰量の増加と、強度調整素子１１５ｙの減衰量の減少と、の両方を行ってもよい。
【００７２】
ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏ＝１の場合は、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波の強度に対するＸ偏波の強度の比を維持する。たとえば、強度比制御部１１８は、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙの減衰量を維持する。
【００７３】
ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏ＜１の場合は、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波の強度に対するＸ偏波の強度の比を増加させる制御を行う。たとえば、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波に対応する強度調整素子１１５ｙの減衰量を増加させる。または、強度比制御部１１８は、Ｘ偏波に対応する強度調整素子１１５ｘの減衰量を減少させてもよい。または、強度比制御部１１８は、強度調整素子１１５ｙの減衰量の増加と、強度調整素子１１５ｘの減衰量の減少と、の両方を行ってもよい。
【００７４】
たとえば、光送信装置１１０から送信される信号光におけるＸ偏波とＹ偏波の強度［Ｗ］の比が０．４０：０．６０であり、光受信装置１３０が受信した信号光におけるＸ偏波とＹ偏波の強度［Ｗ］の比が０．４５：０．５５であったとする。この場合は、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏ＝０．４０／０．６０×０．４５／０．５５＝０．５４５…＜１であるので、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波の強度に対するＸ偏波の強度の比を増加させる制御を行う。
【００７５】
これにより、次の状態ではＸ偏波の強度が０．０１の割合で増加したとすると、（０．４０＋０．０１）／（０．６０−０．０１）×（０．４５＋０．０１）／（０．５５−０．０１）＝０．５９２となり、１に近づくものの依然１より小さい。このため、強度比制御部１１８は、Ｙ偏波の強度に対するＸ偏波の強度の比を増加させる制御を再度行う。
【００７６】
なお、この場合のフィードバック制御の収束点は、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏ＝１である。たとえば、光送信装置１１０のＸ偏波の強度操作によって強度が変化した割合をＸとすると、（０．４＋Ｘ）／（０．６−Ｘ）×（０．４５＋Ｘ）／（０．５５−Ｘ）＝１のとなるため、Ｘ＝０．０７１４に調整される。
【００７７】
たとえば、光送信装置１１０のＸ偏波の強度操作量をＸとすると、下記（７）式が成り立つ。下記（７）式において、ＴＸｏｕｔ＿Ｐｓｉｇ＿ｘ＿ｐｏｌａは、光送信装置１１０から送信される信号光におけるＸ偏波の強度を示している。ＴＸｏｕｔ＿Ｐｓｉｇ＿ｙ＿ｐｏｌａは、光送信装置１１０から送信される信号光におけるＹ偏波の強度を示している。ＲＸｉｎ＿Ｐｓｉｇ＿ｘ＿ｐｏｌａは、光受信装置１３０によって受信された信号光におけるＸ偏波の強度を示している。ＲＸｉｎ＿Ｐｓｉｇ＿ｙ＿ｐｏｌａは、光受信装置１３０によって受信された信号光におけるＹ偏波の強度を示している。
【００７８】
【数７】
0005935442.tif 000008
【００７９】
上記（７）式をＸについて解くと、下記（８）式のようになる。
【００８０】
【数８】
0005935442.tif 000009
【００８１】
なお、フィードバック制御の数式は、上記（８）式のものに限らず、たとえばプロセッサの特徴を考慮した上で変換して用いてもよい。
【００８２】
また、光送信装置１１０から送信された信号光に含まれる各偏波成分の強度比を、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれる各偏波成分の強度比との積が一定値になるように制御する構成について説明したが、このような構成に限らない。すなわち、少なくとも、光送信装置１１０から送信された信号光に含まれる各偏波成分の強度の大小関係を、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれる各偏波成分の強度の大小関係と反対になるように制御する構成とすればよい。これにより、各偏波の間のＯＳＮＲの差を小さくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【００８３】
たとえば、光受信装置１３０の強度取得部１３３においては、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれる各偏波成分の強度の差（たとえばＶｘ−Ｖｙ）によって大小関係を示す受信強度差情報を取得してもよい。そして、光送信装置１１０の強度比制御部１１８は、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれる各偏波成分の強度の差を、光受信装置１３０からの受信強度差情報が示す差との和が一定値（たとえば０）になるように制御する。これにより、各偏波の間のＯＳＮＲの差を小さくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【００８４】
または、強度取得部１３３においては、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれる各偏波成分の強度の大小関係（たとえばＶｘ＞ＶｙまたはＶｘ＜Ｖｙ）を示す受信強度大小情報を取得してもよい。送信部１３４は、受信強度大小情報を光送信装置１１０へ送信する。強度比制御部１１８は、受信強度大小情報がＶｘ＞Ｖｙを示す場合は、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれるＸ偏波成分の強度が、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれるＹ偏波成分の強度より小さくなるように制御する。
【００８５】
また、強度比制御部１１８は、受信強度大小情報がＶｘ＜Ｖｙを示す場合は、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれるＸ偏波成分の強度が、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれるＹ偏波成分の強度より大きくなるように制御する。これにより、各偏波の間のＯＳＮＲの差を小さくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【００８６】
以下の説明においては、光送信装置１１０から送信された信号光に含まれる各偏波成分の強度比を、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれる各偏波成分の強度比との積が一定値になるように制御する構成について説明する。
【００８７】
（実施の形態にかかる光送信装置の構成例１）
図４−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例１を示す図である。図４−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。たとえば変調器１１４ｘ，１１４ｙがマッハツェンダ型干渉計である場合は、図１に示した強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙは、光送信装置１１０の駆動部１１３ｘ，１１３ｙおよび変調器１１４ｘ，１１４ｙによって実現することができる。
【００８８】
この場合は、図４−１に示すように、強度比制御部１１８は、駆動部１１３ｘ，１１３ｙがそれぞれ変調器１１４ｘ，１１４ｙへ出力する駆動電圧を制御することによって、変調器１１４ｘ，１１４ｙから出射される各信号光の振幅を調整する。
【００８９】
図４−２は、図４−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。図４−２において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１に示した強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙは、たとえば図４−２に示す光減衰器４２１，４２２（ＡＴＴ）によって実現することができる。
【００９０】
光減衰器４２１，４２２は、たとえば、印加電圧を変化させることにより透過率が変化する光学素子であったり、光路の向きを変えることにより光の結合率を変えることが可能な素子によって実現することができる。
【００９１】
この場合は、図４−１に示すように、強度比制御部１１８は、光減衰器４２１，４２２における減衰量を制御することによって、光減衰器４２１，４２２から出射される各信号光の振幅を調整する。
【００９２】
（実施の形態にかかる光送信装置の構成例２）
図５−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例２を示す図である。図５−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５−１に示すように、光送信装置１１０は、発振器５１１，５１２と、重畳部５２１，５２２と、をさらに備えていてもよい。
【００９３】
発振器５１１，５１２および重畳部５２１，５２２は、光送信装置１１０から送出される信号光に含まれるＸ偏波の信号光およびＹ偏波の信号光の少なくとも一方に、Ｘ偏波の信号光およびＹ偏波の信号光と周波数が異なる信号成分を重畳する重畳部である。
【００９４】
発振器５１１は、周波数ｆｘの低周波信号を発振し、発振した低周波信号を重畳部５２１へ出力する。発振器５１２は、周波数ｆｘと異なる周波数ｆｙの低周波信号を発振し、発振した低周波信号を重畳部５２２へ出力する。周波数ｆｘ，ｆｙは、データ部１１２ｘ，１１２ｙから出力されるデータとは異なる周波数である。周波数ｆｘ，ｆｙについては後述する。
【００９５】
重畳部５２１は、駆動部１１３ｘから出力された駆動電圧に、発振器５１１から出力された周波数ｆｘの低周波信号を重畳（たとえば加算）する。そして、重畳部５２１は、低周波信号を重畳した駆動電圧を変調器１１４ｘへ出力する。これにより、変調器１１４ｘから出射されるＸ偏波用の信号光に周波数ｆｘの成分を重畳することができる。
【００９６】
重畳部５２２は、駆動部１１３ｙから出力された駆動電圧に、発振器５１２から出力された周波数ｆｙの低周波信号を重畳（たとえば加算）する。そして、重畳部５２２は、低周波信号を重畳した駆動電圧を変調器１１４ｙへ出力する。これにより、変調器１１４ｙから出射されるＹ偏波用の信号光に周波数ｆｙの成分を重畳することができる。
【００９７】
図５−２は、図５−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。図５−２において、図５−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光送信装置１１０は、Ｘ偏波用の信号光に周波数ｆｘの成分を重畳し、Ｙ偏波用の信号光には周波数ｆｙの成分を重畳しない構成としてもよい。この場合は、図５−２に示すように、図５−１に示した発振器５１２および重畳部５２２を省いた構成としてもよい。
【００９８】
（低周波信号が重畳された信号光）
図６は、低周波信号が重畳された信号光の一例を示す図である。図６の横軸は時間を示している。図６の縦軸は光振幅を示している。信号光６１０は、たとえば図５−１に示した変調器１１４ｘから出射される信号光を示している。周期ｄｔは、信号光６１０の変動周期を示している。周波数１／ｄｔは、信号光６１０に重畳された低周波信号の周波数ｆｘである。振幅６１１は、信号光６１０の変調振幅を示している。
【００９９】
たとえば変調器１１４ｘがマッハツェンダ型干渉計である場合は、変調器１１４ｘへ入力する駆動電圧に周波数ｆｘの低周波信号を重畳することにより、変調器１１４ｘから出射されるＸ偏波用の信号光を周波数ｆｘで強度変調することができる。
【０１００】
ここではＸ偏波用の信号光について説明したが、Ｙ偏波用の信号光についても、変調器１１４ｙへ入力する駆動電圧に周波数ｆｙの低周波信号を重畳することにより、変調器１１４ｙから出射されるＹ偏波用の信号光を周波数ｆｙで強度変調することができる。
【０１０１】
また、ここでは、変調器１１４ｘ，１１４ｙへ入力される駆動信号にそれぞれ周波数ｆｘ，ｆｙの低周波信号を重畳する構成について説明した。これに対して、たとえば強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙなど、各信号光の強度を変化させることができる素子（光減衰器や、光増幅器、変調器の駆動振幅）によって、Ｘ偏波およびＹ偏波の各信号光にそれぞれ周波数ｆｘ，ｆｙの成分を重畳してもよい。
【０１０２】
（実施の形態にかかる光受信装置の構成例１）
図７は、実施の形態にかかる光受信装置の構成例１を示す図である。図７において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示す光受信装置１３０は、図５−１に示した光送信装置１１０（周波数ｆｘ，ｆｙの低周波信号を重畳）に対応する構成である。
【０１０３】
図１に示した強度取得部１３３は、たとえば、図７に示すように、偏波回転器７１０と、ＰＢＳ７２０と、ＰＤ７３１，７３２と、ＴＩＡ７４１，７４２と、同期検波回路７５１，７５２と、制御演算部７６０と、によって実現することができる。
【０１０４】
偏波回転器７１０は、制御演算部７６０からの制御に従って、分岐部１３１から出射された信号光の偏光方向を回転させる。偏波回転器７１０は、偏光方向を回転させた信号光をＰＢＳ７２０へ出射する。
【０１０５】
ＰＢＳ７２０（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ：偏光ビームスプリッタ）は、偏波回転器７１０から出射された信号光をＸ偏波およびＹ偏波に分離する。ＰＢＳ７２０は、分離したＸ偏波の信号光をＰＤ７３１へ出射する。また、偏波回転器７１０は、分離したＹ偏波の信号光をＰＤ７３２へ出射する。
【０１０６】
ＰＤ７３１（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、ＰＢＳ７２０から出射されたＸ偏波の信号光を電気信号に変換する。ＰＤ７３１は、変換した信号をＴＩＡ７４１へ出力する。ＰＤ７３２は、ＰＢＳ７２０から出射されたＹ偏波の信号光を電気信号に変換する。ＰＤ７３２は、変換した信号をＴＩＡ７４２へ出力する。
【０１０７】
ＴＩＡ７４１（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：インピーダンス変換増幅器）は、ＰＤ７３１から出力された信号を線形増幅する。ＴＩＡ７４１は、線形増幅した信号Ｐｘを同期検波回路７５１へ出力する。ＴＩＡ７４２は、ＰＤ７３２から出力された信号を線形増幅する。ＴＩＡ７４２は、線形増幅した信号Ｐｙを同期検波回路７５２へ出力する。
【０１０８】
同期検波回路７５１は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐｘに含まれる周波数ｆｘの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｘとして制御演算部７６０へ出力する。同期検波回路７５２は、ＴＩＡ７４２から出力された信号Ｐｙに含まれる周波数ｆｙの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｙとして制御演算部７６０へ出力する。
【０１０９】
制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙに基づいて、偏波回転器７１０における偏波回転量の制御と、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比の算出と、を行う。制御演算部７６０の動作については後述する。
【０１１０】
（同期検波回路の構成）
図８−１は、図７に示した同期検波回路（Ｘ偏波）の構成の一例を示す図である。図８−１に示すように、図７に示した同期検波回路７５１は、コンデンサ８０１ｘ，８０５ｘ，８０６ｘと、分岐部８０２ｘと、発振器８０３ｘ，８０４ｘと、乗算部８０７ｘ，８０８ｘと、ＬＰＦ８０９ｘ，８１０ｘと、演算部８１１ｘと、を備えている。
【０１１１】
ＴＩＡ７４１（図７参照）から出力された信号Ｐｘは、コンデンサ８０１ｘを介して分岐部８０２ｘへ入力される。分岐部８０２ｘ（ＤＩＶ）は、入力された信号Ｐｘを分岐し、分岐した各信号Ｐｘを乗算部８０７ｘ，８０８ｘへ出力する。
【０１１２】
発振器８０３ｘは、周波数ｆｘの低周波信号ｆｘ＿ｈ＝ｆ（ωｘ×ｔ）を発振する。発振器８０３ｘは、発振した低周波信号ｆｘ＿ｈを、コンデンサ８０５ｘを介して乗算部８０７ｘへ出力する。発振器８０４ｘは、周波数ｆｘの低周波信号ｆｘ＿ｖ＝ｆ（ωｘ×ｔ＋π／２）を発振する。すなわち、低周波信号ｆｘ＿ｖは、低周波信号ｆｘ＿ｈと位相が９０度ずれた低周波信号である。発振器８０４ｘは、発振した低周波信号ｆｘ＿ｖを、コンデンサ８０６ｘを介して乗算部８０８ｘへ出力する。
【０１１３】
乗算部８０７ｘは、分岐部８０２ｘから出力された信号Ｐｘと、発振器８０３ｘから出力された低周波信号ｆｘ＿ｈと、を乗算する。乗算部８０７ｘは、乗算結果の信号をＬＰＦ８０９ｘへ出力する。乗算部８０８ｘは、分岐部８０２ｘから出力された信号Ｐｘと、発振器８０４ｘから出力された低周波信号ｆｘ＿ｖと、を乗算する。乗算部８０８ｘは、乗算結果の信号をＬＰＦ８１０ｘへ出力する。
【０１１４】
ＬＰＦ８０９ｘ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：ローパスフィルタ）は、乗算部８０７ｘから出力された信号の低周波成分を抽出することにより、周波数ｘの信号Ｖｘ＿ｈを抽出する。ＬＰＦ８０９ｘは、抽出した信号Ｖｘ＿ｈを演算部８１１ｘへ出力する。ＬＰＦ８１０ｘは、乗算部８０８ｘから出力された信号の低周波成分を抽出することにより、周波数ｘの信号Ｖｘ＿ｖを抽出する。ＬＰＦ８１０ｘは、抽出した信号Ｖｘ＿ｖを演算部８１１ｘへ出力する。
【０１１５】
演算部８１１ｘは、ＬＰＦ８０９ｘから出力された信号Ｖｘ＿ｈと、ＬＰＦ８１０ｘから出力された信号Ｖｘ＿ｖと、に基づいて√［（Ｖｘ＿ｈ）2＋（Ｖｘ＿ｖ）2］を算出する。これにより、ＰＤ７３１（図７参照）へ入力された信号のＸ偏波成分の量を示す信号Ｖｘを算出することができる。演算部８１１ｘは、算出した信号Ｖｘを制御演算部７６０（図７参照）へ出力する。
【０１１６】
図８−２は、図７に示した同期検波回路（Ｙ偏波）の構成の一例を示す図である。図８−２に示すように、図７に示した同期検波回路７５２は、コンデンサ８０１ｙ，８０５ｙ，８０６ｙと、分岐部８０２ｙと、発振器８０３ｙ，８０４ｙと、乗算部８０７ｙ，８０８ｙと、ＬＰＦ８０９ｙ，８１０ｙと、演算部８１１ｙと、を備えている。
【０１１７】
ＴＩＡ７４２（図７参照）から出力された信号Ｐｙは、コンデンサ８０１ｙを介して分岐部８０２ｙへ入力される。分岐部８０２ｙ（ＤＩＶ）は、入力された信号Ｐｙを分岐し、分岐した各信号Ｐｙを乗算部８０７ｙ，８０８ｙへ出力する。
【０１１８】
発振器８０３ｙは、周波数ｆｙの低周波信号ｆｙ＿ｈ＝ｆ（ωｙ×ｔ）を発振する。発振器８０３ｙは、発振した低周波信号ｆｙ＿ｈを、コンデンサ８０５ｙを介して乗算部８０７ｙへ出力する。発振器８０４ｙは、周波数ｆｙの低周波信号ｆｙ＿ｖ＝ｆ（ωｙ×ｔ＋π／２）を発振する。すなわち、低周波信号ｆｙ＿ｖは、低周波信号ｆｙ＿ｈと位相が９０度ずれた低周波信号である。発振器８０４ｙは、発振した低周波信号ｆｙ＿ｖを、コンデンサ８０６ｙを介して乗算部８０８ｙへ出力する。
【０１１９】
乗算部８０７ｙは、分岐部８０２ｙから出力された信号Ｐｙと、発振器８０３ｙから出力された低周波信号ｆｙ＿ｈと、を乗算する。乗算部８０７ｙは、乗算結果の信号をＬＰＦ８０９ｙへ出力する。乗算部８０８ｙは、分岐部８０２ｙから出力された信号Ｐｙと、発振器８０４ｙから出力された低周波信号ｆｙ＿ｖと、を乗算する。乗算部８０８ｙは、乗算結果の信号をＬＰＦ８１０ｙへ出力する。
【０１２０】
ＬＰＦ８０９ｙは、乗算部８０７ｙから出力された信号の低周波成分を抽出することにより、周波数ｙの信号Ｖｙ＿ｈを抽出する。ＬＰＦ８０９ｙは、抽出した信号Ｖｙ＿ｈを演算部８１１ｙへ出力する。ＬＰＦ８１０ｙは、乗算部８０８ｙから出力された信号の低周波成分を抽出することにより、周波数ｙの信号Ｖｙ＿ｖを抽出する。ＬＰＦ８１０ｙは、抽出した信号Ｖｙ＿ｖを演算部８１１ｙへ出力する。
【０１２１】
演算部８１１ｙは、ＬＰＦ８０９ｙから出力された信号Ｖｙ＿ｈと、ＬＰＦ８１０ｙから出力された信号Ｖｙ＿ｖと、に基づいて√［（Ｖｙ＿ｈ）2＋（Ｖｙ＿ｖ）2］を算出する。これにより、ＰＤ７３２（図７参照）へ入力された信号のＹ偏波成分の量を示す信号Ｖｙを算出することができる。演算部８１１ｙは、算出した信号Ｖｙを制御演算部７６０（図７参照）へ出力する。
【０１２２】
（制御演算部の動作例）
図９は、図７に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。図７に示した制御演算部７６０は、たとえば図９に示す各ステップを実行する。まず、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙを信号Ｖｘ１，Ｖｙ１として記憶する（ステップＳ９０１）。
【０１２３】
つぎに、制御演算部７６０は、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量（たとえば５［ｄｅｇ］）変化させる（ステップＳ９０２）。つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙを信号Ｖｘ２，Ｖｙ２として記憶する（ステップＳ９０３）。
【０１２４】
つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ９０１，Ｓ９０３によって記憶した各信号に基づいて、Ｖｘ１＞Ｖｘ２かつＶｙ１＞Ｖｙ２か否かを判断する（ステップＳ９０４）。Ｖｘ１＞Ｖｘ２かつＶｙ１＞Ｖｙ２でない場合（ステップＳ９０４：Ｎｏ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘ，Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量変化させ（ステップＳ９０５）、ステップＳ９０７へ移行する。Ｖｘ１＞Ｖｘ２かつＶｙ１＞Ｖｙ２である場合（ステップＳ９０４：Ｙｅｓ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘ，Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を逆方向に一定量変化させ（ステップＳ９０６）、ステップＳ９０７へ移行する。
【０１２５】
ステップＳ９０７において、制御演算部７６０は、そのときに同期検波回路７５１，７５２から出力された信号Ｖｘ，Ｖｙに基づく比Ｖｘ／Ｖｙを受信強度比情報として出力し（ステップＳ９０７）、一連の動作を終了する。以上の各ステップにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１２６】
（偏波回転器の制御）
図１０−１は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その１）である。図１０−２は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その２）である。図１０−１，図１０−２の横軸は、図７に示したＰＢＳ７２０から出力されるＸ偏波の信号強度（出力強度）を示している。図１０−１，図１０−２の縦軸は、図７に示したＰＢＳ７２０から出力されるＹ偏波の信号強度（出力強度）を示している。
【０１２７】
光電界ベクトル１００１は、偏波回転器７１０から出力される信号光に含まれるＹ偏波の信号成分を示している。光電界ベクトル１００２は、偏波回転器７１０から出力される信号光に含まれるＸ偏波の信号成分を示している。
【０１２８】
光送信装置１１０から送信された信号光は、光ネットワーク１２０において偏光方向が回転し、図１０−１に示すようになっているとする。制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙが最大となるように偏波回転器７１０の偏波回転量を制御することにより、図１０−２の状態とすることができる。
【０１２９】
図１０−２の状態において、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙの比Ｖｘ／Ｖｙを算出することにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１３０】
また、どちらがＸ偏波（もしくはＹ偏波）の信号光であるか識別するためには、光送信装置で重畳されたあらかじめ定められた周波数を同期検波回路（やＢＰＦ）を用いてその周波数成分の有無により識別ができる。たとえば、光送信装置１１０でＸ偏波に周波数ｆｘの成分を重畳した場合に、光受信装置１３０で周波数ｆｘが検出された偏波信号はＸ偏波信号であると識別することができる。
【０１３１】
また、Ｘ偏波もしくはＹ偏波のいずれか一方を識別することにより、もう一方はＹ偏波もしくはＸ偏波であることから、少なくともある一方の偏波信号に識別用の信号を重畳し検出する構成があればよい。
【０１３２】
（光受信装置の変形例）
図１１は、図７に示した光受信装置の変形例を示す図である。図１１において、図７に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示す光受信装置１３０は、図５−２に示した光送信装置１１０に対応する構成である。すなわち、図５−２に示した光送信装置１１０のように、Ｘ偏波用の信号光に周波数ｆｘの成分を重畳し、Ｙ偏波用の信号光には周波数ｆｙの成分を重畳しない構成とした場合は、光受信装置１３０を図１１に示す構成とすることができる。
【０１３３】
図１１に示すＴＩＡ７４１は、変換した信号Ｐｘを同期検波回路７５１および制御演算部７６０へ出力する。ＴＩＡ７４２は、変換した信号Ｐｙを同期検波回路７５２および制御演算部７６０へ出力する。
【０１３４】
制御演算部７６０は、ＴＩＡ７４１，７４２から出力される信号Ｐｘ，Ｐｙと、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙと、に基づいて、偏波回転器７１０の制御と、Ｘ偏波とＹ偏波の強度比の算出と、を行う。制御演算部７６０の動作については後述する。
【０１３５】
この場合は、同期検波回路７５２には、図８−１を示した同期検波回路７５１と同様の構成を適用することができる。これにより、同期検波回路７５１，７５２によって、それぞれＰＤ７３１，７３２へ入力された信号のＸ偏波成分の量を示す信号Ｖｘ，信号Ｖｙを算出することができる。
【０１３６】
（制御演算部の動作例）
図１２は、図１１に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。図１１に示した制御演算部７６０は、たとえば図１２に示す各ステップを実行する。まず、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙの差Ｖｘ−ＶｙをＤＩＦＦ１として記憶する（ステップＳ１２０１）。
【０１３７】
つぎに、制御演算部７６０は、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量（たとえば５［ｄｅｇ］）変化させる（ステップＳ１２０２）。つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙの差Ｖｘ−ＶｙをＤＩＦＦ２として記憶する（ステップＳ１２０３）。
【０１３８】
つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１２０１，Ｓ１２０３によって記憶したＤＩＦＦ１，ＤＩＦＦ２に基づいて、ＤＩＦＦ１＞ＤＩＦＦ２か否かを判断する（ステップＳ１２０４）。ＤＩＦＦ１＞ＤＩＦＦ２でない場合（ステップＳ１２０４：Ｎｏ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘ，Ｖｙの差Ｖｘ−Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量変化させ（ステップＳ１２０５）、ステップＳ１２０７へ移行する。ＤＩＦＦ１＞ＤＩＦＦ２である場合（ステップＳ１２０４：Ｙｅｓ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘ，Ｖｙの差Ｖｘ−Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を逆方向に一定量変化させ（ステップＳ１２０６）、ステップＳ１２０７へ移行する。
【０１３９】
ステップＳ１２０７において、制御演算部７６０は、そのときにＴＩＡ７４１，７４２から出力された信号Ｐｘ，Ｐｙに基づく比Ｐｘ／Ｐｙを受信強度比情報として出力し（ステップＳ１２０７）、一連の動作を終了する。以上の各ステップにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１４０】
このように、光送信装置１１０において、Ｘ偏波の信号光およびＹ偏波の信号光の少なくとも一方に、Ｘ偏波の信号光およびＹ偏波の信号光と周波数が異なる信号成分を重畳する構成としてもよい。光受信装置１３０は、受信した信号光に重畳された信号成分の強度に基づいて受信強度比情報（大小関係を示す情報）を得ることができる。
【０１４１】
（実施の形態にかかる光受信装置の構成例２）
図１３は、実施の形態にかかる光受信装置の構成例２を示す図である。図１３において、図７に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、光受信装置１３０は、図７に示したＰＢＳ７２０、ＰＤ７３２およびＴＩＡ７４２に代えて、偏光子１３１０を備えていてもよい。
【０１４２】
偏光子１３１０は、偏波回転器７１０から出射された信号光のＸ偏波のみの成分を通過させてＰＤ７３１へ出射する。ＰＤ７３１は、偏光子１３１０から出射されたＸ偏波の信号光を電気信号に変換する。ＴＩＡ７４１は、線形増幅した信号Ｐを同期検波回路７５１，７５２へ出力する。
【０１４３】
同期検波回路７５１は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｘの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｘとして制御演算部７６０へ出力する。同期検波回路７５２は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｙの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｙとして制御演算部７６０へ出力する。
【０１４４】
制御演算部７６０は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙに基づいて、偏波回転器７１０の制御と、Ｘ偏波とＹ偏波の強度比の算出と、を行う。制御演算部７６０の動作については後述する。
【０１４５】
このように、偏光子１３１０を用いる場合は、一方の偏波の強度が通過する場合は、他方の偏波の強度は遮断されるため、Ｘ偏波とＹ偏波の強度は偏波回転器７１０の操作によって時分割で検出する構成としてもよい。これにより、構成を簡素化することができる。
【０１４６】
（同期検波回路の構成）
図１４−１は、図１３に示した同期検波回路（Ｘ偏波）の構成の一例を示す図である。図１３に示した同期検波回路７５１は、図１４−１に示すように、コンデンサ１４０１ｘ，１４０５ｘ，１４０６ｘと、分岐部１４０２ｘと、発振器１４０３ｘ，１４０４ｘと、乗算部１４０７ｘ，１４０８ｘと、ＬＰＦ１４０９ｘ，１４１０ｘと、演算部１４１１ｘと、を備えている。
【０１４７】
コンデンサ１４０１ｘ，１４０５ｘ，１４０６ｘ、分岐部１４０２ｘ、発振器１４０３ｘ，１４０４ｘ、乗算部１４０７ｘ，１４０８ｘ、ＬＰＦ１４０９，１４１０ｘおよび演算部１４１１ｘは、図８−１に示したコンデンサ８０１ｘ，８０５ｘ，８０６ｘ、分岐部８０２ｘ、発振器８０３ｘ，８０４ｘ、乗算部８０７ｘ，８０８ｘ、ＬＰＦ８０９ｘ，８１０ｘおよび演算部８１１ｘと同様の構成である。ただし、分岐部１４０２ｘには、コンデンサ１４０１ｘを介して、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐが入力される。
【０１４８】
図１４−２は、図１３に示した同期検波回路（Ｙ偏波）の構成の一例を示す図である。図１３に示した同期検波回路７５２は、図１４−２に示すように、コンデンサ１４０１ｙ，１４０５ｙ，１４０６ｙと、分岐部１４０２ｙと、発振器１４０３ｙ，１４０４ｙと、乗算部１４０７ｙ，１４０８ｙと、ＬＰＦ１４０９，１４１０ｙと、演算部１４１１ｙと、を備えている。
【０１４９】
コンデンサ１４０１ｙ，１４０５ｙ，１４０６ｙ、分岐部１４０２ｙ、発振器１４０３ｙ，１４０４ｙ、乗算部１４０７ｙ，１４０８ｙ、ＬＰＦ１４０９ｙ，１４１０ｙおよび演算部１４１１ｙは、図８−２に示したコンデンサ８０１ｙ，８０５ｙ，８０６ｙ、分岐部８０２ｙ、発振器８０３ｙ，８０４ｙ、乗算部８０７ｙ，８０８ｙ、ＬＰＦ８０９ｙ，８１０ｙおよび演算部８１１ｙと同様の構成である。ただし、分岐部１４０２ｙには、コンデンサ１４０１ｙを介して、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐが入力される。
【０１５０】
（制御演算部の動作例）
図１５は、図１３に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。図１３に示した制御演算部７６０は、たとえば図１５に示す各ステップを実行する。まず、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘを信号Ｖｘ１として記憶する（ステップＳ１５０１）。
【０１５１】
つぎに、制御演算部７６０は、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量（たとえば５［ｄｅｇ］）変化させる（ステップＳ１５０２）。つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘを信号Ｖｘ２として記憶する（ステップＳ１５０３）。
【０１５２】
つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１５０１，Ｓ１５０３によって記憶した信号Ｖｘ１，Ｖｘ２に基づいて、Ｖｘ１＞Ｖｘ２か否かを判断する（ステップＳ１５０４）。Ｖｘ１＞Ｖｘ２でない場合（ステップＳ１５０４：Ｎｏ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量変化させ（ステップＳ１５０５）、ステップＳ１５０７へ移行する。
【０１５３】
ステップＳ１５０４において、Ｖｘ１＞Ｖｘ２である場合（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｘが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を逆方向に一定量変化させ（ステップＳ１５０６）、ステップＳ１５０７へ移行する。ステップＳ１５０７において、制御演算部７６０は、そのときの信号ＶｘをＶｘ３として記憶する（ステップＳ１５０７）。
【０１５４】
つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５２から出力される信号Ｖｙを信号Ｖｙ１として記憶する（ステップＳ１５０８）。つぎに、制御演算部７６０は、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量（たとえば５［ｄｅｇ］）変化させる（ステップＳ１５０９）。つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５２から出力される信号Ｖｙを信号Ｖｙ２として記憶する（ステップＳ１５１０）。
【０１５５】
つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１５０８，Ｓ１５１０によって記憶した信号Ｖｙ１，Ｖｙ２に基づいて、Ｖｙ１＞Ｖｙ２か否かを判断する（ステップＳ１５１１）。Ｖｙ１＞Ｖｙ２でない場合（ステップＳ１５１１：Ｎｏ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量変化させる（ステップＳ１５１２）。そして、制御演算部７６０はステップＳ１５１４へ移行する。
【０１５６】
ステップＳ１５１１において、Ｖｙ１＞Ｖｙ２である場合（ステップＳ１５１１：Ｙｅｓ）は、制御演算部７６０は、信号Ｖｙが最大になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を逆方向に一定量変化させる（ステップＳ１５１３）。そして、制御演算部７６０はステップＳ１５１４へ移行する。
【０１５７】
ステップＳ１５１４において、制御演算部７６０は、そのときの信号ＶｙをＶｙ３として記憶する（ステップＳ１５１４）。つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１５０７によって記憶したＶｘ３と、ステップＳ１５１４によって記憶したＶｙ３と、に基づく比Ｖｘ３／Ｖｙ３を受信強度比情報として出力し（ステップＳ１５１５）、一連の動作を終了する。以上の各ステップにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１５８】
（偏波回転器の制御）
図１６−１は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その１）である。図１６−２は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その２）である。図１６−３は、偏波回転器の制御の一例を示す図（その３）である。図１６−１〜図１６−３において、図１０−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光送信装置１１０から送信された信号光は、光ネットワーク１２０において偏光方向が回転し、図１６−１に示すようになっているとする。
【０１５９】
制御演算部７６０は、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘが最大となるように偏波回転器７１０の偏波回転量を制御することにより、図１６−２の状態とすることができる。これにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波の強度（Ｖｘ３）を得ることができる。
【０１６０】
つぎに、制御演算部７６０は、同期検波回路７５２から出力される信号Ｖｙが最大となるように偏波回転器７１０の偏波回転量を制御することにより、図１６−３の状態とすることができる。これにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＹ偏波の強度（Ｖｙ３）を得ることができる。
【０１６１】
そして、制御演算部７６０は、図１６−２の状態において算出したＸ偏波の強度（Ｖｘ３）と、図１６−３の状態において算出したＹ偏波の強度（Ｖｙ３）と、の比Ｖｘ３／Ｖｙ３を算出する。これにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１６２】
（光受信装置の変形例）
図１７は、図１３に示した光受信装置の変形例を示す図である。図１７において、図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示す光受信装置１３０は、図５−２に示した光送信装置１１０に対応する光受信装置１３０である。すなわち、図５−２に示した光送信装置１１０のように、Ｘ偏波用の信号光に周波数ｆｘの成分を重畳し、Ｙ偏波用の信号光には周波数ｆｙの成分を重畳しない構成とした場合は、光受信装置１３０を図１７に示す構成とすることができる。
【０１６３】
図１７に示すＴＩＡ７４１は、信号Ｐを同期検波回路７５１および制御演算部７６０へ出力する。また、図１７に示す構成においては、図１５に示した同期検波回路７５２を省いてもよい。制御演算部７６０は、ＴＩＡ７４１から出力される信号Ｐと、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘに基づいて、偏波回転器７１０の制御と、Ｘ偏波とＹ偏波の強度比の算出と、を行う。図１７に示した同期検波回路７５１には、たとえば図１４−１に示した構成を適用することができる。
【０１６４】
（制御演算部の動作例）
図１８は、図１７に示した制御演算部の動作例を示すフローチャートである。図１７に示した制御演算部７６０は、たとえば図１８に示す各ステップを実行する。図１８に示すステップＳ１８０１〜Ｓ１８０６は、図１５に示したステップＳ１５０１〜Ｓ１５０６と同様である。ステップＳ１８０７において、制御演算部７６０は、そのときにＴＩＡ７４１から出力された信号ＰをＰｘとして記憶する（ステップＳ１８０７）。
【０１６５】
つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１８０１，Ｓ１８０３によって記憶した信号Ｖｘ１，Ｖｘ２に基づいて、Ｖｘ１＜Ｖｘ２か否かを判断する（ステップＳ１８０８）。Ｖｘ１＜Ｖｘ２でない場合（ステップＳ１８０８：Ｎｏ）は、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘが最小になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を順方向に一定量変化させる（ステップＳ１８０９）。そして、制御演算部７６０は、ステップＳ１８１１へ移行する。
【０１６６】
ステップＳ１８０８において、Ｖｘ１＜Ｖｘ２である場合（ステップＳ１８０８：Ｙｅｓ）は、制御演算部７６０は、同期検波回路７５１から出力される信号Ｖｘが最小になるまで、偏波回転器７１０による偏波回転量を逆方向に一定量変化させる（ステップＳ１８１０）。そして、制御演算部７６０は、ステップＳ１８１１へ移行する。
【０１６７】
ステップＳ１８１１において、制御演算部７６０は、そのときにＴＩＡ７４１から出力された信号ＰをＰｙとして記憶する（ステップＳ１８１１）。つぎに、制御演算部７６０は、ステップＳ１８０７によって記憶したＰｘと、ステップＳ１８１１によって記憶したＰｙと、に基づく比Ｐｘ／Ｐｙを受信強度比情報として出力し（ステップＳ１８１２）、一連の動作を終了する。以上の各ステップにより、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比を示す受信強度比情報を得ることができる。
【０１６８】
（実施の形態にかかる光送信装置の構成例３）
図１９−１は、実施の形態にかかる光送信装置の構成例３を示す図である。図１９−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。  図１９−１に示すように、光送信装置１１０の強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙは、偏波回転部１９１０と、ＰＤＬ素子１９２０と、によって実現することができる。
【０１６９】
偏波回転部１９１０は、カプラ１１６ｂから出射された信号光の偏光方向を回転させる。具体的には、偏波回転部１９１０は、λ／２板１９１１とλ／４板１９１２とを備えている。λ／２板１９１１およびλ／４板１９１２のそれぞれは、強度比制御部１１８によって角度を変更可能な波長板である。偏波回転部１９１０は、λ／２板１９１１およびλ／４板１９１２によって偏光方向を回転させた信号光をＰＤＬ素子１９２０へ出射する。
【０１７０】
ＰＤＬ素子１９２０は、偏波回転部１９１０から出射された信号光のうちの所定の偏光方向の成分のみを通過させて光ネットワーク１２０へ送出する。
【０１７１】
強度比制御部１１８は、λ／２板１９１１およびλ／４板１９１２の角度を制御することにより、偏波回転部１９１０における信号光の偏光方向の回転量を調整する。これにより、ＰＤＬ素子１９２０から出射される信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比を制御することができる。
【０１７２】
図１９−２は、図１９−１に示した光送信装置の変形例を示す図である。図１９−２において、図１９−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光ネットワーク１２０には、図２のＰＤＬ素子２４１に示すようにＰＤＬ素子が存在する。このため、図１９−２に示すように、光送信装置１１０のＰＤＬ素子１９２０を省いた構成としてもよい。これにより、光ネットワーク１２０によって伝送される信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比を制御することができる。
【０１７３】
なお、図１９−１，図１９−２に示した構成を用いる場合は、光送信装置１１０から送信される信号光の偏波状態は、偏波回転部１９１０を操作することにより変化する。このため、光送信装置１１０から光受信装置１３０までの偏波状態が、フィードバック制御の応答に対し静的な状態であることを前提とした上述のフィードバック制御の方法は、そのまま適用できない。つぎに、図１９−１，図１９−２に示した構成における強度比制御部１１８の動作について説明する。
【０１７４】
（強度比制御部の動作）
図２０は、図１９−１，図１９−２に示した強度比制御部の動作の一例を示すフローチャートである。図１９−１，図１９−２に示した強度比制御部１１８は、たとえば以下の各ステップを実行する。
【０１７５】
まず、強度比制御部１１８は、偏波回転部１９１０のλ／２板１９１１の角度を９０［ｄｅｇ］ずつ変化させ、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏが１に最も近くなる角度に調整する（ステップＳ２００１）。これにより、λ／２板１９１１の角度を、最適な角度からのずれが９０［ｄｅｇ］未満となるように調整することができる。
【０１７６】
つぎに、強度比制御部１１８は、偏波回転部１９１０のλ／４板１９１２の角度を１８０［ｄｅｇ］ずつ変化させ、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏが１に最も近くなる角度に調整する（ステップＳ２００２）。これにより、λ／２板１９１１の角度を、最適な角度からのずれが１８０［ｄｅｇ］未満となるように調整することができる。
【０１７７】
つぎに、強度比制御部１１８は、偏波回転部１９１０のλ／２板１９１１の角度を１０［ｄｅｇ］ずつ変化させ、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏが１に最も近くなる角度に調整する（ステップＳ２００３）。これにより、λ／２板１９１１の角度を、最適な角度からのずれが１０［ｄｅｇ］未満となるように調整することができる。
【０１７８】
つぎに、強度比制御部１１８は、偏波回転部１９１０のλ／４板１９１２の角度を１０［ｄｅｇ］ずつ変化させ、ＴＸｒａｔｉｏ×ＲＸｒａｔｉｏが１に最も近くなる角度に調整する（ステップＳ２００４）。これにより、λ／４板１９１２の角度を、最適な角度からのずれが１０［ｄｅｇ］未満となるように調整することができる。ステップＳ２００４の後、強度比制御部１１８は、ステップＳ２００３へ戻る。
【０１７９】
このように、強度比制御部１１８は、まず、λ／２板１９１１およびλ／４板１９１２のそれぞれについて、偏波角を大きい変化単位量（図２０に示す例では９０［ｄｅｇ］および１８０［ｄｅｇ］）で変化させることにより調整すべき偏波状態を設定する。つぎに、強度比制御部１１８は、λ／２板１９１１およびλ／４板１９１２のそれぞれについて、偏波角を小さい変化単位量（図２０に示す例では１０［ｄｅｇ］）で変化させることにより最適な偏波角を設定する。
【０１８０】
（光送受信装置の具体例）
図２１は、図１に示した光送受信装置の具体例を示す図である。図２１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、光送信装置１１０の出射端には、分岐部２１０１が設けられていてもよい。そして、光送信装置１１０は、図１に示した構成に加えて強度取得部２１０２を備えている。
【０１８１】
分岐部２１０１は、光送信装置１１０から送出された信号光を分岐し、分岐した各信号光をそれぞれ光ネットワーク１２０および強度取得部２１０２へ出射する。強度取得部２１０２は、分岐部２１０１から出射された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比を示す送信強度比情報を取得し、取得した送信強度比情報を強度比制御部１１８へ出力する送信側取得部である。強度取得部２１０２は、上述した強度取得部１３３の各構成と同様の構成によって実現することができる。
【０１８２】
強度比制御部１１８は、強度取得部２１０２から出力される送信強度比情報が示す強度比と、受信部１１７から出力される受信強度比情報が示す強度比と、の積が一定値になるように、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙの操作量を調整する。これにより、光送信装置１１０から送信される信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比と、光受信装置１３０において受信された信号光に含まれるＸ偏波成分とＹ偏波成分の強度比と、の積をより確度よく一定値に制御することが可能になる。
【０１８３】
図２１に示す例においては、各偏波の主信号の強度と重畳信号による強度変調の振幅［Ｗ］の比を定義する。Ｘ偏波およびＹ偏波それぞれにおいて、主信号の光電力１［Ｗ］当りの重畳信号による光強度変調の振幅を振幅Ｎ［Ｗ］とする（Ｎ＜＜１）。また、Ｘ偏波とＹ偏波でＮの値は同一とする。
【０１８４】
これにより、ある偏波の信号光強度を変化させると、その変化に比例して重畳信号の強度変調振幅も変化することになる。これにより、Ｘ偏波およびＹ偏波に重畳された光強度の振幅を検出して、その振幅比を算出した結果は、Ｘ偏波の光主信号強度とＹ偏波の信号光強度の比とみなすことができる。
【０１８５】
また、ＱＰＳＫ変調方式の送信器において生成した振幅変調の振幅を用いてもよい。この場合は、たとえばその振幅変調を数百［ＭＨｚ］で帯域制限した後の振幅変調の強度や振幅を、偏波信号ごとに検出してその振幅比を算出することにより、Ｘ偏波の光主信号強度とＹ偏波の信号光強度の比を得ることができる。
【０１８６】
なお、振幅Ｎは、個別の部品特性をふまえて算出された値であってもよい。このような場合は、たとえば図２１の強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙを信号光が通過した箇所を定義点としてもよい。この場合は、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙより後段の光回路部（たとえばカプラ１１６ｂ）は、光ネットワーク１２０に含まれるものとみなしてもよい。また、この場合は、つぎに示す光送信装置１１０の光出力部におけるＸ偏波とＹ偏波の信号強度を算出する構成がなくてもよい。
【０１８７】
図２１に示す例においては、光送信装置１１０の光出力部に分岐部２１０１を設置して、Ｘ偏波とＹ偏波の信号強度の比を算出する構成を示した。分岐部２１０１を設置することによって、光送信装置１１０の光出力部におけるＸ偏波とＹ偏波の信号強度の比を実測した結果から算出することができ、よりよい確度での補償が可能となる。
【０１８８】
（光受信装置の構成例１）
図２２−１は、図２１に示した光受信装置の構成例１を示す図である。図２２−１において、図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２−１に示すように、光受信装置１３０は、図１３に示した偏波回転器７１０、偏光子１３１０および制御演算部７６０に代えて、演算部２２１１を備えていてもよい。ＰＤ７３１は、ＰＤ７３１から出射された信号光を電気信号に変換する。したがって、ＴＩＡ７４１から出力される信号Ｐには、Ｘ偏波成分とＹ偏波成分とが含まれる。
【０１８９】
同期検波回路７５１は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｘの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｘとして演算部２２１１へ出力する。同期検波回路７５２は、ＴＩＡ７４２から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｙの信号成分を同期検波によって抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｙとして演算部２２１１へ出力する。同期検波回路７５１，７５２には、それぞれ図１４−１，図１４−２に示した各構成を用いることができる。
【０１９０】
演算部２２１１は、同期検波回路７５１，７５２から出力される信号Ｖｘ，Ｖｙに基づいて、光受信装置１３０が受信した信号光に含まれるＸ偏波とＹ偏波の強度比の算出を行う。具体的には、演算部２２１１は、信号Ｖｘ，Ｖｙに基づく比Ｖｘ／Ｖｙを算出し、算出した比Ｖｘ／Ｖｙを受信強度比情報として送信部１３４へ出力する。
【０１９１】
同期検波回路７５１，７５２の同期検波により、ノイズや他の信号成分を除去（低減）することができる。このため、光ネットワーク１２０の伝送後に光ノイズが増加して信号品質の劣化が発生した信号からも、確度のよい受信強度比情報を得ることができる。
【０１９２】
また、たとえばＸ偏波の信号光のみを周波数ｆｘで強度変調した場合は、Ｘ偏波の信号光に重畳された強度変調の振幅の検出は、図２２−１に示した同期検波回路７５１によって行うことができる。たとえば、同期検波回路７５１から出力された信号Ｖｘを１／Ｎ倍することによりＸ偏波の信号光の強度を得ることができる。
【０１９３】
Ｙ偏波の信号光の強度については、たとえば、ＰＤ７３１およびＴＩＡ７４１によって線形増幅された信号Ｐの平均強度から、Ｘ偏波の信号光の強度を減算した強度によって得ることができる。これにより、Ｘ偏波の信号光のみを周波数ｆｘで強度変調した場合においても受信強度比情報を得ることができる。
【０１９４】
（光受信装置の構成例２）
図２２−２は、図２１に示した光受信装置の構成例２を示す図である。図２２−２において、図２２−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２−２に示すように、光受信装置１３０は、図２２−１に示した同期検波回路７５１，７５２に代えてＢＰＦ２２２１，２２２２を備えていてもよい。ＴＩＡ７４１は、信号ＰをＢＰＦ２２２１，２２２２へ出力する。
【０１９５】
ＢＰＦ２２２１（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｘの帯域のみを抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｘとして演算部２２１１へ出力する。ＢＰＦ２２２２は、ＴＩＡ７４１から出力された信号Ｐに含まれる周波数ｆｙの帯域のみを抽出し、抽出した信号成分を信号Ｖｙとして演算部２２１１へ出力する。このように、ＢＰＦ２２２１，２２２２を用いて、光受信装置１３０によって受信されたＸ偏波の信号成分とＹ偏波の信号成分の各強度を取得してもよい。
【０１９６】
（低周波信号の周波数）
つぎに、光送信装置１１０において重畳する低周波信号の周波数ｆｘ，ｆｙについて説明する。強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙにおける強度を調整するフィードバック制御などによって、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙの制御信号の周波数ｆｘ，ｆｙにおける振幅が影響を受けないように周波数ｆｘ，ｆｙを設定することが望ましい。たとえば、強度調整素子１１５ｘ，１１５ｙのフィードバック制御が１０［ｋＨｚ］までの強度変調を打ち消すよう補償している場合は、その１桁上の１００［ｋＨｚ］以上の周波数を周波数ｆｘ，ｆｙとして選択することが望ましい。
【０１９７】
また、周波数ｆｘ，ｆｙは、光送信装置１１０の出力から光受信装置１３０の入力までの強度変調周波数として固有の周波数にする。たとえば、光送信装置１１０の内部の制御のためにある周波数で強度変調している場合は、その周波数と周波数ｆｘ，ｆｙは干渉しないようにズラして設定することが望ましい。ただし、制御が時分割で実施され制御間で干渉しない場合は、この限りではない。
【０１９８】
（高速な偏波変動が発生した場合について）
つぎに、フィードバック制御中に、フィードバック制御の応答速度に対して高速な偏波変動が光ネットワーク１２０において発生した場合について説明する。
【０１９９】
光ネットワーク１２０の偏波状態やＰＤＬは、特に光ファイバの形状が変化すると変動することが知られている。たとえば、光ネットワーク１２０において、たとえば温度変化によるファイバの膨張または収縮や、人や物からの物理的衝撃や振動などによる光ファイバの変形があると、光ファイバの変形の速度に応じて偏波角θの変動（ｄθ／ｄｔ）が発生する。そして、偏波角θの変動した光ネットワーク１２０を通過した信号光には偏波依存の損失変動（−ｄＧ／ｄｔ）が発生する。
【０２００】
通常、光伝送路が敷設された環境は安定した状態でありｄθ／ｄｔおよび−ｄＧ／ｄｔは環境の温度変化を考慮する程度で変化するが、光送受信装置１００のフィードバック制御はその速度に十分追随する程度の応答速度とすることが望ましい。たとえば、数秒〜数十秒オーダの状態変化に対する補償が望ましい。
【０２０１】
しかしながら、人や物によって物理的衝撃や振動が過渡的に加えられた場合などは、数秒オーダで構成されたフィードバック制御の応答は追随できず、誤動作する可能性がある。たとえば、人がファイバにふれた場合（たとえば、約３１４［ｒａｄ／ｍｓｅｃ］程度）、ｄθ／ｄｔや−ｄＧ／ｄｔは誤動作を誘発しうる。
【０２０２】
たとえば、上述の同期検波回路７５１，７５２やＢＰＦ２２２１，２２２２を用いた検出構成において、検出値の変化ｄＶ／ｄｔを監視し、安定していない場合はその検出値を無効とする制御を行ってもよい。光送信装置１１０は、この場合に、たとえばフィードバック制御の操作値の更新を一時停止（一時操作値を保持）する誤動作防止機能を有していてもよい。これにより、誤動作を回避することができる。
【０２０３】
また、たとえば図１９−１，図１９−２に示した光送信装置１１０においては、偏波角の操作速度（ｄθ／ｄｔ）によって発生する損失変動（−ｄＧ／ｄｔ）とは異なる高速な速度の振幅変化が発生するかどうか監視する構成を設けてもよい。これにより、誤動作を回避することができる。また、高速な偏波角の変動が発生したことを検出して、状態監視の警報として管理者へ通知する構成としてもよい。
【０２０４】
（具体的なＯＳＮＲ補償の例）
つぎに、光送受信装置１００において、一般に想定されるＰＤＬの範囲内における具体的なＯＳＮＲの補償の例について説明する。
【０２０５】
たとえば、光ネットワーク１２０が８スパンの光増幅システムであり、ＰＤＬが１スパン当り０．８［ｄＢ］発生しており、光送信装置１１０の偏波間強度のズレは発生していないとする。また、光ネットワーク１２０のＰＤＬは、Ｘ偏波において小さい（たとえば０［ｄＢ］）がＹ偏波においては常に大きい（たとえば０．８［ｄＢ］）とする。
【０２０６】
また、Ｘ偏波およびＹ偏波それぞれの初段の光増幅器２１１（図２参照）への入力信号強度をＰｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎとし、Ｐｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎ＝−１６．０［ｄＢｍ］とする。Ｎ（Ｎ＝２，３，４…）段目の光増幅器２１１への入力信号強度をＰｉｎ＿ＡＭＰ＿Ｎ＿ｉｎとする。また、Ｘ偏波のＰｉｎ＿ＡＭＰ＿Ｎ＿ｉｎを＝−１６．０［ｄＢｍ］＋０×Ｎ［ｄＢｍ］＝−１６．０［ｄＢｍ］（一定）とする。また、Ｙ偏波のＰｉｎ＿ＡＭＰ＿Ｎ＿ｉｎを−１６．０［ｄＢｍ］−０．８×Ｎ［ｄＢｍ］とする。また、ＮＦ＝５．０［ｄＢ］、Ｂｏ＝０．１［ｎｍ］とする。
【０２０７】
また、ｈ≒６．６２６０６８×１０-34［ｍ2×ｋｇ／ｓ］、ｖ＝Ｃ／λ≒２．９９７９２４５８×１０8／１．５５×１０-6［Ｈｚ］Δｆ＝（Ｃ／λ2）×Ｂｏより、−１０＊ＬＯＧ（ｈ×ｖΔｆ／１０-3）≒５７．９［ｄＢｍ］とする。なお、８スパンの光ネットワーク１２０のモデルは、図２の光ネットワークモデル２００においてＮ＝８とした構成に相当する。
【０２０８】
＜フィードバック制御による補償前＞
光送受信装置１００のフィードバック制御を実施しない場合においては、光受信装置１３０の入力端において、Ｘ偏波のＯＳＮＲ≒約２７．９［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−１６．０［ｄＢｍ］となる。また、Ｙ偏波のＯＳＮＲ≒２４．７［ｄＢ］、Ｙ偏波の強度≒−２２．４［ｄＢｍ］となる。このため、Ｙ偏波の方がＸ偏波よりＯＳＮＲが３［ｄＢ］程度劣化していることになる。
【０２０９】
＜フィードバック制御による補償例１＞
つぎに、光送信装置１１０における偏波多重された信号光強度の総和は保持したまま、光送受信装置１００によるフィードバック制御を行う場合について説明する。上記（８）式により、Ｘ≒−０．１５７という値が導かれる。Ｘ≒−０．１５７を光送信装置１１０のＸ偏波強度とＹ偏波強度の操作に適用すると、Ｐｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎは、Ｘ偏波については−１７．６［ｄＢｍ］、Ｙ偏波については−１４．８［ｄＢｍ］となる。これが光送受信装置１００によるフィードバック制御の制御目標となる。
【０２１０】
なお、光送信装置１１０での操作は、Ｘ偏波の強度を−１．６［ｄＢ］、Ｙ偏波の強度を１．２［ｄＢ］、元の状態からそれぞれ強度を減少または増加することになる。このため、Ｘ偏波のＯＳＮＲ≒２６［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−１７．６［ｄＢｍ］となる。また、Ｙ偏波のＯＳＮＲ≒２６［ｄＢ］、Ｙ偏波の強度≒−２１．２［ｄＢｍ］となる。
【０２１１】
この結果、光送受信装置１００によるフィードバック制御の適用前後では、Ｘ偏波のＯＳＮＲは２７．９［ｄＢ］から２６［ｄＢ］へと劣化するものの、ＯＳＮＲリミットを決定していたＹ偏波のＯＳＮＲは２４．７［ｄＢ］から２６［ｄＢ］に改善されている。
【０２１２】
また、光送信装置１１０の出力部や光受信装置１３０の入力部それぞれにおいて、Ｘ偏波とＹ偏波の強度は異なっているが、光受信装置１３０の入力部のＯＳＮＲは、Ｘ偏波とＹ偏波でほぼ等しい値になっている。また、光送受信装置１００によるフィードバック制御の適用後は、光ネットワーク１２０におけるＸ偏波とＹ偏波の強度の分布は均等化しており、同時に非線形現象による信号品質の劣化が誘発されにくい状態となっている。
【０２１３】
＜フィードバック制御による補償例２＞
つぎに、光送受信装置１００によるＯＳＮＲの別の補償例２について説明する。上述の補償例１は、光送信装置１１０のＸ偏波の強度を減少させ、Ｙ偏波の強度を増加させて、偏波多重信号強度の総和を補償前後で同じとした場合の例である。これに対して、補償例２においては、光送信装置１１０では光を増加させる構成を有しておらず、減衰のみ可能である場合について説明する。
【０２１４】
この場合、Ｐｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎは、Ｘ偏波については−１９．２［ｄＢｍ］となり、Ｙ偏波については−１６．０［ｄＢｍ］となる。また、光受信装置１３０の入力部においては、Ｘ偏波のＯＳＮＲ≒２４．７［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−１９．２［ｄＢｍ］となる。また、Ｙ偏波のＯＳＮＲ≒２４．７［ｄＢ］、Ｙ偏波の強度≒−２２．４［ｄＢｍ］となる。
【０２１５】
この例においては、Ｙ偏波の強度操作が行われていないために、光受信装置１３０の入力部のＯＳＮＲおよび強度は変化していない、Ｘ偏波ではＯＳＮＲは劣化してＹ偏波のＯＳＮＲと同じ値になり、かつ強度は減少したことになる。
【０２１６】
また、この補償例２は、ＯＳＮＲリミットとなっていたＹ偏波のＯＳＮＲと同じになるようにＸ偏波の強度を減少させたことになるが、偏波多重信号光全体のＯＳＮＲは劣化するものの、偏波信号ごとのＯＳＮＲリミットは２４．７［ｄＢ］と変わっていない。このため、補償前後でＯＳＮＲリミットによる伝送可能な距離に大きな差は発生しないが、Ｘ偏波の強度を減少させたことにより、非線形現象による信号品質の劣化は誘発されにくい状態になっている。
【０２１７】
上述の補償例１，２は、いずれも非線形現象による信号品質の劣化が誘発されにくい状態となるようにするものである。一方、光受信装置１３０における信号光全体のＯＳＮＲを改善するためには、光送信装置１１０において、Ｘ偏波もしくはＹ偏波の強度を増加させるような構成を有していることが望ましい。
【０２１８】
（異常なＰＤＬが光伝送路中で発生している場合の例）
つぎに、上述の補償例１において、一般に想定されるＰＤＬの範囲ではない、異常なＰＤＬが光伝送路中で発生している場合について説明する。たとえば、８スパンの光伝送路の途中の４スパン目のＰＤＬが０．８［ｄＢ］に加えて異常な値として６［ｄＢ］発生したとする。
【０２１９】
＜フィードバック制御による補償例３＞
この場合に上述の補償例１を実施すると（補償例３）、Ｐｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎは、Ｘ偏波については−１８．６［ｄＢｍ］となり、Ｙ偏波については−１４．４［ｄＢｍ］となる。そして、光受信装置１３０の入力部においては、Ｘ偏波のＯＳＮＲ≒２５．３［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−１８．６［ｄＢｍ］となる。また、Ｙ偏波のＯＳＮＲ≒２６．３［ｄＢ］、Ｙ偏波の強度≒−２０．８［ｄＢｍ］となる。
【０２２０】
これに対して、光送受信装置１００によるフィードバック制御の適用前は、Ｐｉｎ＿ＡＭＰ＿１＿ｉｎは、Ｘ偏波については−１６．０［ｄＢｍ］となり、Ｙ偏波については−１６．０［ｄＢｍ］となる。また、光受信装置１３０の入力部において、Ｘ偏波のＯＳＮＲ≒２７．９［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−１６．０［ｄＢｍ］となる。また、Ｙ偏波のＯＳＮＲ≒１９．９［ｄＢ］、Ｘ偏波の強度≒−２８．４［ｄＢｍ］となる。
【０２２１】
光送受信装置１００のフィードバック制御による補償例３の前後を比較すると、補償例３は、ある偏波（ここではＹ偏波）のＯＳＮＲを改善していることがわかる（２４．７［ｄＢ］や１９．９［ｄＢ］から２５．３［ｄＢ］）。
【０２２２】
しかしながら、上述の補償例１と補償例３を比較すると、補償例１では光受信装置１３０の入力部のＸ偏波とＹ偏波のＯＳＮＲはほぼ同じ値に補償されているが、補償例３では偏波間のＯＳＮＲは１［ｄＢ］程度ズレが生じていることがわかる。これは、あるスパンで異常なＰＤＬが発生したことにより、その次段以降の光増幅器２１１において付加される光ノイズが偏波間で偏りが大きくなり、ＯＳＮＲの偏りが大きくなるためである。
【０２２３】
また、光伝送路中に異常なＰＤＬが発生しているため、補償例１に比べて補償例３では、光送信装置１１０の出力強度の操作量が多い。具体的には、補償例３ではＸ偏波とＹ偏波の強度差は４［ｄＢ］という値に達している。
【０２２４】
光送信装置１１０において、一般に偏波ごとに操作可能な強度のレンジが存在する。たとえば、変調器１１４ｘ，１１４ｙの駆動電圧の設定リミットや、光減衰器４２１，４２２や増幅器の利得設定のリミットである。このレンジは、光伝送路中で通常発生しうるＰＤＬを想定した上で操作可能なレンジを決定すればよいものの、たとえばこのように異常なＰＤＬが光伝送路中で発生した場合は、あらかじめ設定したレンジの上限／下限に達してしまう場合がある。
【０２２５】
これに対して、光送受信装置１００のフィードバック制御において、光送信装置１１０であらかじめ定めた少なくともある一方の偏波の強度操作レンジの上限／下限のしきい値に達したかどうかを検出してもよい。そして、光送信装置１１０における検出結果を光伝送路中のＰＤＬ異常警報として管理者へ通知し、光伝送路の状態監視を行ってもよい。
【０２２６】
また、光送信装置１１０のある偏波の強度操作が、操作可能なレンジの下限に達してしまったが上限には達していない場合、光送受信装置１００のフィードバック制御に加え、その偏波の強度を増加させるようオフセット操作を行ってもよい。これにより、ＯＳＮＲを改善することができる。
【０２２７】
たとえば、フィードバック制御によって光送信装置１１０のＹ偏波の強度の操作が、光減衰器４２２によって下限値（減衰量最大）になった状態から、Ｙ偏波の強度にオフセットをはかせ強度を増加させてもよい。これにより、光受信装置１３０の入力部におけるＹ偏波のＯＳＮＲが改善される。
【０２２８】
以上説明したように、光送受信装置、光伝送方法および光送信装置によれば、送信側における各偏波成分の強度の大小関係を、受信側において測定された各偏波成分の大小関係と反対になるように調整することができる。これにより、各偏波成分のＯＳＮＲの差を小さくし、または非線型現象による信号品質の劣化を抑えることができる。このため、伝送特性を向上させることができる。
【０２２９】
なお、たとえば、光受信器の光入力におけるＸ偏波信号およびＹ偏波信号のＯＳＮＲをそれぞれ測定し、その２つのＯＳＮＲに差がないように補償する構成が考えられる。具体的には、各偏波信号のＯＳＮＲをそれぞれ光スペクトラムアナライザを用いて測定するという構成が考えられる。
【０２３０】
しかし、光伝送路がＷＤＭシステムなどであって、光チャネルをＡＤＤ／ＤＲＯＰする構成を有する場合は、信号光と光ノイズはＤＲＯＰされるものの、信号光の側波帯のノイズは光周波数の帯域制限により除去されることになる。このため、光スペクトラムアナザイザではＯＳＮＲの測定が困難である。
【０２３１】
また、光受信器がコヒーレント光受信器である場合は、光受信器内のＤＳＰ部でＸ，Ｙ偏波ごとにＯＳＮＲを見積もる機能が知られている。しかし、ＯＳＮＲの検出は、光受信器の光入力端ではなく、光入力からＤＳＰまでの光受信器内のＰＤＬやその他の伝達特性での劣化などを含めた検出であり、光受信器の入力端の信号光を補償することはできない。また、ＤＳＰの前段のＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換器）による量子化誤差ありきでの検出という制約もある。
【０２３２】
これに対して、光送受信装置１００によれば、各偏波成分のＯＳＮＲを測定しなくても、各偏波成分のＯＳＮＲの差を小さくすることができる。
【０２３３】
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。
【０２３４】
（付記１）所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重して送信する光送信装置と、
前記光送信装置から送信されて光伝送路を通過した信号光を受信する光受信装置と、
前記光受信装置によって受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得する取得部と、
前記光送信装置から送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を、前記取得部によって取得された情報が示す大小関係と逆になるように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする光送受信装置。
【０２３５】
（付記２）前記取得部によって取得される情報は、前記受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比を示す情報であり、
前記制御部は、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比と、前記取得部によって取得された情報が示す強度の比と、の積が一定値に近づくように、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の比を制御することを特徴とする付記１に記載の光送受信装置。
【０２３６】
（付記３）前記一定値は１であることを特徴とする付記２に記載の光送受信装置。
【０２３７】
（付記４）前記取得部によって取得される情報は、前記受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の差を示す情報であり、
前記制御部は、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の差と、前記取得部によって取得された情報が示す強度の差と、の和が一定値に近づくように、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の差を制御することを特徴とする付記１に記載の光送受信装置。
【０２３８】
（付記５）前記一定値は０であることを特徴とする付記４に記載の光送受信装置。
【０２３９】
（付記６）前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光および前記第２信号光の少なくとも一方に、前記第１信号光および前記第２信号光と周波数が異なる信号成分を重畳する重畳部を含み、
前記取得部は、前記受信された信号光に含まれる前記信号成分の強度に基づいて前記大小関係を示す情報を取得することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光送受信装置。
【０２４０】
（付記７）前記制御部は、前記光送信装置によって偏波多重される前記第１信号光および前記第２信号光の少なくとも一方の強度を調整することにより、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を制御することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光送受信装置。
【０２４１】
（付記８）前記送出される信号光に対して偏波依存損失を与える素子を含み、
前記制御部は、前記送出される信号光の偏波を回転させることにより、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を制御することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光送受信装置。
【０２４２】
（付記９）前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得する送信側取得部を含み、
前記制御部は、前記取得部によって取得された情報が示す大小関係と、前記送信側取得部によって取得された情報が示す大小関係と、に基づいて、前記送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を制御することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光送受信装置。
【０２４３】
（付記１０）前記光伝送路は、偏波依存損失を有する光伝送路であることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光送受信装置。
【０２４４】
（付記１１）所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重して送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信されて光伝送路を通過した信号光を受信する光受信装置と、を含む光送受信装置による光伝送方法において、
前記光受信装置によって受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得し、
前記光送信装置によって送信される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を、取得された前記情報が示す大小関係と逆になるように制御することを特徴とする光伝送方法。
【０２４５】
（付記１２）所定の偏光方向の第１信号光と、前記所定の偏光方向と異なる偏光方向の第２信号光と、を偏波多重して送出する偏波多重部と、
前記偏波多重部から送出され、光伝送路を通過して光受信装置によって受信された信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を示す情報を取得する取得部と、
前記偏波多重部から送出される信号光に含まれる前記第１信号光と前記第２信号光との強度の大小関係を、前記取得部によって取得された情報が示す大小関係と逆になるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【符号の説明】
【０２４６】
１００  光送受信装置
１１０  光送信装置
１１１ａ  光源
１１１ｂ，１３１，８０２ｘ，８０２ｙ，１４０２ｘ，１４０２ｙ，２１０１  分岐部
１１２ｘ，１１２ｙ  データ部
１１３ｘ，１１３ｙ  駆動部
１１４ｘ，１１４ｙ  変調器
１１５ｘ，１１５ｙ  強度調整素子
１１６ａ  偏波調整部
１１６ｂ  カプラ
１１７  受信部
１１８  強度比制御部
１２０  光ネットワーク
１３０  光受信装置
１３２  受信処理部
１３３，２１０２  強度取得部
１３４  送信部
２００  光ネットワークモデル
２１１  光増幅器
２２１，４２１，４２２  光減衰器
２３１  偏波回転素子
２４１，１９２０  ＰＤＬ素子
３１１，３１２，３２１，３２２  光振幅
５１１，５１２，８０３ｘ，８０３ｙ，８０４ｘ，８０４ｙ，１４０３ｘ，１４０３ｙ，１４０４ｘ，１４０４ｙ  発振器
５２１，５２２  重畳部
６１０  信号光
６１１  振幅
７１０  偏波回転器
７２０  ＰＢＳ
７３１，７３２  ＰＤ
７４１，７４２  ＴＩＡ
７５１，７５２  同期検波回路
７６０  制御演算部
８０１ｘ，８０１ｙ，８０５ｘ，８０５ｙ，８０６ｘ，８０６ｙ，１４０１ｘ，１４０１ｙ，１４０５ｘ，１４０５ｙ，１４０６ｘ，１４０６ｙ  コンデンサ
８０７ｘ，８０７ｙ，８０８ｘ，８０８ｙ，１４０７ｘ，１４０７ｙ，１４０８ｘ，１４０８ｙ  乗算部
８０９ｘ，８０９ｙ，８１０ｘ，８１０ｙ，１４０９ｘ，１４０９ｙ，１４１０ｘ，１４１０ｙ  ＬＰＦ
８１１ｘ，８１１ｙ，１４１１ｘ，１４１１ｙ，２２１１  演算部
１００１，１００２  光電界ベクトル
１３１０  偏光子
１９１０  偏波回転部
１９１１  λ／２板
１９１２  λ／４板
２２２１，２２２２  ＢＰＦ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１５】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１６−３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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