(57)【要約】【課題】偏波スクランブラによって高速な偏波スクランブル状態になった光信号を、偏波スクランブル周波数に関係なく、偏波依存光受信機で受信可能にする。【解決手段】光送信部１１０の光信号を、偏波スクランブル部１４０によって高速な偏波スクランブル状態にし、光送信機１０からの光信号として光ファイバ伝送路１５０に伝送させる。光ファイバ伝送路１５０を通過した光信号は、光受信機２０に入力される。光受信機２０に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０で電気信号に変換される。変換された電気信号は、偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す偏波スクランブルキャンセル部を有するディジタル信号処理部５２０に入力される。ディジタル信号処理部５２０では、電気信号の偏波スクランブル状態が打消され、データ信号が出力される。【選択図】図８
2011155579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムであって、
前記光送信機は、
光信号を発生させる光送信部と、
該光信号を偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル部と
を有し、
前記光受信機は、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する偏波依存光電検出部と、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの時間的な変動パターンに基づく前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列についてその逆行列を求め、前記偏波依存光電検出部で変換された電気信号に該逆行列を乗算して偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す偏波スクランブルキャンセル部を有するディジタル信号処理部と
を有する光送受信システム。
【請求項２】
光信号を送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムであって、
前記光送信機は、
光信号を発生させる光送信部と、
該光信号を偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル部と
を有し、
前記光受信機は、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、かつ、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、前記光送信機から受信した光信号に偏波スクランブルを行うことで受信した光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル部と、
前記偏波スクランブルキャンセル部によって偏波スクランブル状態が打ち消された光信号を受信する偏波依存光受信部と
を有する光送受信システム。
【請求項３】
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と偏波スクランブルの向きと変動パターンとを含む設定情報を送信する偏波スクランブル情報取得部と、
前記偏波スクランブル情報取得部からの該設定情報を入力し、該設定情報内の偏波スクランブル周波数と偏波スクランブルの向きと変動パターンとに従い、前記偏波スクランブルキャンセル部を制御する偏波スクランブルキャンセル制御部と
をさらに備える請求項１又は２に記載の光送受信システム。
【請求項４】
前記偏波スクランブル情報取得部から前記偏波スクランブルキャンセル制御部へ、制御ネットワークを介して、又は、制御ネットワークのデータベースを介して該設定情報が送信される請求項３に記載の光送受信システム。
【請求項５】
前記偏波スクランブル情報取得部は、監視制御光信号に該設定情報を含めて光ファイバに出力し、
前記偏波スクランブルキャンセル制御部は、該光ファイバからの監視制御光信号を光検出部で受信する請求項３に記載の光送受信システム。
【請求項６】
前記偏波スクランブルキャンセル部は、前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と偏波スクランブルの向きと変動パターンとを含む予め定められた設定情報に従い駆動される請求項１又は２に記載の光送受信システム。
【請求項７】
前記光受信機は、
受信される光信号の偏波状態をモニタリングし、その偏波状態の変動から前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と偏波スクランブルの向きと変動パターンとを読み取る偏波状態観測部
をさらに有する請求項１又は２に記載の光送受信システム。
【請求項８】
前記光受信機は、
ビット誤り率又はアイパターンのアイ開口劣化を前記偏波依存光受信部で計測し、前記偏波スクランブルキャンセル部に受け渡し、これらの値が小さくなるように、前記偏波スクランブルキャンセル部の偏波スクランブル周波数を調整する請求項１又は２に記載の光送受信システム。
【請求項９】
前記偏波スクランブルキャンセル部の後に偏波状態制御部を具備し、
該光信号の偏波状態の変動分を検出して時間平均をとり、その時間平均を利用して、該光信号の偏波状態を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光送受信システム。
【請求項１０】
前記光送信機は、
前記光送信部と前記偏波スクランブル部をそれぞれ複数有し、
複数の前記偏波スクランブル部から出力される光信号を合波して波長多重光信号を生成し、前記光ファイバへ出力する合波器をさらに有し、
前記光受信機は、
前記偏波スクランブルキャンセル部と前記偏波依存光受信部をそれぞれ複数有し、
前記光ファイバを介して受信した波長多重光信号を分波して複数の前記偏波スクランブルキャンセル部に出力する分波器をさらに有する請求項２に記載の光送受信システム。
【請求項１１】
前記光送信機は、
前記光送信部と前記偏波スクランブル部をそれぞれ複数有し、
複数の前記偏波スクランブル部から出力される光信号を合波して波長多重光信号を生成し、前記光ファイバへ出力する合波器をさらに有し、
前記光受信機は、
前記偏波依存光電検出部と前記ディジタル信号処理部をそれぞれ複数有し、
前記光ファイバを介して受信した波長多重光信号を分波して複数の前記偏波依存光電検出部に出力する分波器をさらに有する請求項１に記載の光送受信システム。
【請求項１２】
前記光送信機は、
前記光送信部を複数有し、
複数の前記送信部から出力される光信号を合波して波長多重光信号を生成する合波器をさらに有し、
前記偏波スクランブル部は、前記合波器で生成された波長多重光信号を偏波スクランブル状態にして前記光ファイバへ出力し、
前記光受信機は、
前記偏波依存光受信部を複数有し、
入力される波長多重光信号を分波して複数の前記偏波依存光受信部に出力する分波器をさらに有し、
前記偏波スクランブルキャンセル部は、前記光ファイバを介して受信した波長多重光信号の偏波スクランブル状態を打ち消し、前記分波器に出力する請求項２に記載の光送受信システム。
【請求項１３】
前記光送信機は、
前記光送信部を複数有し、
複数の前記送信部から出力される光信号を合波して波長多重光信号を生成する合波器をさらに有し、
前記偏波スクランブル部は、前記合波器で生成された波長多重光信号を偏波スクランブル状態にして前記光ファイバへ出力し、
前記光受信機は、
前記偏波依存光電検出部と前記ディジタル信号処理部をそれぞれ複数有し、
前記光ファイバを介して受信した波長多重光信号を分波して複数の前記偏波依存光電検出部に出力する分波器をさらに有する請求項１に記載の光送受信システム。
【請求項１４】
光信号を偏波スクランブル部で偏波スクランブル状態にして送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムにおける前記光受信機であって、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する偏波依存光電検出部と、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの時間的な変動パターンに基づく前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列についてその逆行列を求め、前記偏波依存光電検出部で変換された電気信号に該逆行列を乗算して偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す偏波スクランブルキャンセル部を有するディジタル信号処理部と
を有する光受信機。
【請求項１５】
光信号を偏波スクランブル部で偏波スクランブル状態にして送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムにおける前記光受信機であって、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、かつ、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、前記光送信機から受信した光信号に偏波スクランブルを行うことで受信した光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル部と、
前記偏波スクランブルキャンセル部によって偏波スクランブル状態が打ち消された光信号を受信する偏波依存光受信部と
を有する光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送受信システム及び光受信機に係り、特に、偏波スクランブラを備えた光送信機と、その光送信機からの光信号の高速な偏波スクランブル状態を打消す光受信機を具備する光送受信システム及び光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットトラフィックが急激に増加し続けており、基幹ネットワークの伝送容量の大容量化に対する需要が高まっている。これに対応して、既存の１０Ｇｂｉｔ／ｓ波重多重伝送システムにおける、１０Ｇｂｉｔ／ｓ信号から４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号または１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号へのアップグレードが求められている。
【０００３】
この変調信号の高速化の要求に伴い、光伝送技術に対する様々な取組みが行われている。その中でも、既存の波長多重伝送システムで利用されている強度変調方式に代わる新たな変調方式として、光多値伝送技術に注目が集まっている。光の多値伝送技術は、光の位相や振幅を利用することで大容量の情報伝送を可能にする技術であり、４値以上の位相変調方式（ＰＳＫ、Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や直交振幅変調方式（ＱＡＭ、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）など、様々な変調方式の研究が行われている。これに伴い、受信方式においても、既存の波長多重伝送システムで用いられている直接検波だけでなく、コヒーレント受信方式や非コヒーレント受信方式など、様々な変調方式と組合せた検討が行われている。最近では、４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号の変調方式としては非コヒーレント受信方式を用いたＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）が主流となっており、その光送受信器及び光伝送装置が開発されている。１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号の変調方式においても、コヒーレント受信方式を用いたＰＭ−ＱＰＳＫ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｑｕａｔｅｎａｒｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）が注目を浴びており、光送受信機の研究開発が実施されている。
【０００４】
また、偏波多重技術の採用にも注目が集まっている。偏波多重技術は、同一の波長の互いに直交する二つの偏波状態を利用して、それぞれ二つの独立した信号情報を伝送する方式である。この技術を用いることで、変調速度を半分にすることができ、上述の光多値伝送技術と組合せることで、低シンボルレートで高速な変調信号を実現できると同時に、さらなる伝送速度の大容量化を実現することができる。このような偏波多重技術に関しては、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−０２４７３１号公報
【特許文献２】特開２００３−１５８４８８号公報
【特許文献３】特開２００５−６５２７３号公報
【特許文献４】特開２００８−２６３５９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｄ．  ｖａｎ  ｄｅｎ  Ｂｏｒｎｅ、  ｅｔ  ａｌ、  “Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ＰＭＤ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｉｎ  ４３−Ｇｂ／ｓ  ＰＯＬＭＵＸ−ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫ  ｅｎａｂｌｅｄ  ｂｙ  Ｃｏｈｅｒｅｎt Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ”、  ＥＣＯＣ  ２００７、  ｐａｐｅｒ  ０８．３．１．
【非特許文献２】Ｋ．  Ｐｉｙａｗａｎｎｏ、  ｅｔ  ａｌ、  “Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＷＤＭ  ＤＰ−ＱＰＳＫ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、  Ｖｏｌ．２０、  Ｎｏ．２４、  ２００８、  ｐｐ．  ２０９０−２０９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光信号が光ファイバ伝送路を通過することで、波長分散（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）や偏波モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などといった信号波形の劣化が生じる。これらの波形劣化は、伝送におけるビット誤りを増大させる要因となり、通信の妨げとなる。しかし、受信側において、光学補償器やディジタル信号処理技術による補償回路などを用意することで、これらを補償することが可能である。
【０００８】
一方で、非線形光学効果や偏波依存損失（ＰＤＬ、Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ）という信号波形劣化がある。非線形光学効果は、伝送される光信号自身の光強度もしくは隣接する光信号の光強度に応じて屈折率が変化する現象であり、これによって伝送される光信号の光位相が変化し、波形が劣化する。特に、波長多重伝送においては、隣接光チャネル間のクロストークの影響（ＸＰＭ、Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を受けてしまうため、受信感度が劣化する。また、ＰＤＬはある特定の偏波軸に対して発生する光信号の偏波成分の減衰であり、特に偏波多重光信号の伝送に対しての妨げとなる。偏波多重光信号に対しＰＤＬが発生すると、偏波多重光信号の一つの偏波成分が減衰されてしまい、偏波多重光信号間の二つの偏波成分の直交性が保持されずに受信されてしまうため、受信感度が劣化する。これらの波形劣化は光デバイスやディジタル信号処理回路でも補償が困難であり、光伝送システムにおいて課題となっている。上述のディジタル信号処理技術で、ＰＤＬや非線形光学効果に関しては補償が困難である様子は、例えば非特許文献１、非特許文献２に示されている。
【０００９】
従来の光通信システムによれば、ＰＤＬや非線形光学効果を低減する光デバイスとして知られている偏波スクランブラ（ＰＳ、Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ）と、伝送による誤りビットを訂正する方法の一つである順方向誤り訂正（ＦＥＣ、Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路を備えた偏波無依存光受信機による適用例がある。偏波スクランブラは、特定の周波数でスクランブルするように、光信号の偏波を時間的に変動させる機能を持つ。また、ＦＥＣ回路は、情報ビットに冗長ビットを付加して伝送し、伝送中でビット誤りが生じたときに冗長ビットを利用し、受信側で誤ったビットを訂正する機能を持つ。そこで、このＦＥＣ回路の誤り訂正ブロックコード長の一周期の逆数である固有周波数よりも、高い周波数で偏波スクランブル（偏波の高速な時間変動）を行うことにより、ＰＤＬが発生する偏波軸及び隣接光チャネルの偏波面に一致する確率が低くなる。これによって、ＰＤＬや非線形光学効果の影響が平均化され、低減が可能となる。偏波スクランブラとＦＥＣ回路の動作原理及び、これらを備えた偏波無依存光受信機による適用例については、例えば特許文献２、特許文献３に記載されている。
【００１０】
一方で、コヒーレント光受信機や、偏波多重光受信機といった、偏波依存光受信機がある。コヒーレント光受信機は、光信号と局発光源の無変調光の偏波状態を一致させる必要があり、偏波多重光受信機も、偏波分離器の偏波軸に合うように、偏波多重光信号の偏波状態の制御を行う必要があることから、偏波依存光受信機は光信号の偏波状態に依存するという特徴がある。
【００１１】
そのため、光送信機に偏波スクランブラを導入し、高速な偏波スクランブル状態にした光信号を、偏波依存光受信機で受信すると、偏波スクランブル周波数に追従できなくなり、受信が困難となる。特に、偏波多重光信号の場合は、偏波が変動した状態で光信号を検波してしまうため、光信号のＸ偏波成分とＹ偏波成分がうまく分離できずに混合され、受信できなくなる。
【００１２】
本発明の目的は、偏波スクランブラによる高速な偏波スクランブル状態の光信号を、偏波スクランブル周波数に関係なく、偏波依存光受信機で受信することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、上記課題は、次の手段によって解決される。
上記課題は、光送信機と光送信機に光ファイバ伝送路で接続された光受信機とを含み、前記光送信機は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる光送信手段と、前記光送信手段から発生した当該光信号を、高速な偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル手段とを備え、前記光受信機は、偏波依存光電検出手段と、前記光送信機から伝送された、偏波スクランブル状態の当該光信号に対して、当該光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル手段とを具備することを特徴とする光送受信機により、解決できる。
【００１４】
本発明に係る第１の光送受信システムは、第１の光伝送装置と前記第１の光伝送装置に光ファイバで接続された第２の光伝送装置とを有する光送受信システムであって、前記第１の光伝送装置は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる光送信手段と、前記光送信手段から発生した当該光信号を、偏波スクランブル駆動信号に基づいて偏波スクランブルを行う偏波スクランブル手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブル駆動手段と、前記偏波スクランブル手段関連情報を取得し転送を行う、偏波スクランブル手段関連情報転送手段とを具備し、前記第２の光伝送装置は、前記偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった当該光信号に対して、偏波スクランブルキャンセル駆動信号に基づいて偏波スクランブルキャンセルを行う偏波スクランブルキャンセル手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブルキャンセル駆動手段と、前記偏波スクランブルキャンセル駆動手段を当該偏波スクランブル手段関連情報に基づいて制御する偏波スクランブルキャンセル手段制御手段と、偏波スクランブルキャンセル手段によって偏波スクランブル状態をキャンセルした当該光信号を受信する偏波依存光受信手段とを、具備することを特徴とする光送受信システムである。
【００１５】
本発明に係る第２の光送受信システムは、第１の光伝送装置と前記第１の光伝送装置に光ファイバで接続された第２の光伝送装置とを有する光送受信システムであって、前記第１の光伝送装置は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる光送信手段と、前記光送信手段から発生した当該光信号を、偏波スクランブル駆動信号に基づいて偏波スクランブルを行う偏波スクランブル手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブル駆動手段と、前記偏波スクランブル手段関連情報を取得し転送を行う、偏波スクランブル手段関連情報転送手段とを具備し、前記第２の光伝送装置は、前記偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった当該光信号を検波して電気信号に変換する偏波依存光検波手段と、偏波依存光検波手段で変換された当該電気信号に対して、偏波スクランブル状態をキャンセルするための信号処理を行う信号処理手段とを、具備する偏波依存光受信手段と、前記信号処理手段を当該偏波スクランブル手段関連情報に基づいて制御する偏波スクランブルキャンセル手段制御手段とを、具備することを特徴とする光送受信システムである。
【００１６】
本発明に係る第３の光送受信システムは、第１の光伝送装置と前記第１の光伝送装置に光ファイバで接続された第２の光伝送装置とを有する光波長多重送受信システムであって、前記第１の光伝送装置は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる第１から第ｎまでの光送信手段と、前記第１から第ｎまでの光送信手段から発生した第１から第ｎまでの当該光信号を、第１から第ｎまでの偏波スクランブル駆動信号に基づいて偏波スクランブルを行う前記第１から第ｎまでの偏波スクランブル手段と、第１から第ｎまでの当該偏波スクランブル駆動信号である第１から第ｎまでの異なる所定の周波数に設定された信号を発生させる前記第１から第ｎまでの偏波スクランブル駆動手段と、第１から第ｎまでの前記偏波スクランブル手段関連情報を取得し転送を行う、偏波スクランブル手段関連情報転送手段と、第１から第ｎまでの当該光信号を波長多重光信号として合波させる光合波手段を具備し、前記第２の光伝送装置は、前記第１の光伝送装置から伝送された当該波長多重光信号を第１から第ｎまでの当該光信号として分波させる光分波手段と、前記第１から第ｎまでの偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった第１から第ｎまでの当該光信号を検波して第１から第ｎまでの電気信号に変換する第１から第ｎまでの偏波依存光検波手段と、前記第１から第ｎまでの偏波依存光検波手段で変換された第１から第ｎまでの当該電気信号に対して、偏波スクランブル状態をキャンセルするための信号処理を行う第１から第ｎまでの信号処理手段とを、具備する第１から第ｎまでの偏波依存光受信手段と、前記第１から第ｎまでの信号処理手段を第１から第ｎまでの当該偏波スクランブル手段関連情報に基づいて制御する偏波スクランブルキャンセル手段制御手段とを、具備することを特徴とする光送受信システムである。
【００１７】
本発明に係る第４の光送受信システムは、第１の光伝送装置と前記第１の光伝送装置に光ファイバで接続された第２の光伝送装置とを有する光波長多重伝送システムであって、
前記第１の光伝送装置は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる第１から第ｎまでの光送信手段と、第１から第ｎまでの当該光信号を波長多重光信号として合波させる光合波手段と、当該波長多重光信号を、偏波スクランブル駆動信号に基づいて偏波スクランブルを行う偏波スクランブル手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブル駆動手段と、偏波スクランブル手段関連情報を取得し転送を行う、偏波スクランブル手段関連情報転送手段とを具備し、
前記第２の光伝送装置は、前記偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった当該波長多重光信号に対して、偏波スクランブルキャンセル駆動信号に基づいて偏波スクランブルキャンセルを行う偏波スクランブルキャンセル手段と、偏波スクランブルキャンセル手段によって偏波スクランブル状態をキャンセルした波長多重光信号を第１から第ｎまでの当該光信号として分波させる光分波手段と、前記第１から第ｎまでの当該光信号を検波して第１から第ｎまでの電気信号に変換する第１から第ｎまでの偏波依存光検波手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブルキャンセル駆動手段と、前記偏波スクランブルキャンセル駆動手段を当該偏波スクランブル手段関連情報に基づいて制御する偏波スクランブルキャンセル手段制御手段と、を具備することを特徴とする光送受信システムである。
【００１８】
本発明に係る第５の光送受信システムは、第１の光伝送装置と前記第１の光伝送装置に光ファイバで接続された第２の光伝送装置とを有する光波長多重送受信システムであって、
前記第１の光伝送装置は、単一偏波の光信号もしくは偏波多重光信号を発生させる第１から第ｎまでの光送信手段と、第１から第ｎまでの当該光信号を波長多重光信号として合波させる光合波手段と、当該波長多重光信号を、偏波スクランブル駆動信号に基づいて偏波スクランブルを行う偏波スクランブル手段と、当該偏波スクランブル駆動信号である所定の周波数に設定された信号を発生させる偏波スクランブル駆動手段と、偏波スクランブル手段関連情報を取得し転送を行う、偏波スクランブル手段関連情報転送手段とを具備し、
前記第２の光伝送装置は、前記第１の光伝送装置から伝送された当該波長多重光信号を第１から第ｎまでの当該光信号として分波させる光分波手段と、前記第１から第ｎまでの偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった第１から第ｎまでの当該光信号を検波して第１から第ｎまでの電気信号に変換する第１から第ｎまでの偏波依存光検波手段、及び、前記第１から第ｎまでの偏波依存光検波手段で変換された第１から第ｎまでの当該電気信号に対して、偏波スクランブル状態をキャンセルするための信号処理を行う第１から第ｎまでの信号処理手段を具備する第１から第ｎまでの偏波依存光受信手段と、前記第１から第ｎまでの信号処理手段を偏波スクランブル手段関連情報に基づいて制御する偏波スクランブルキャンセル手段制御手段とを、具備することを特徴とする光送受信システムである。
【００１９】
本発明の第１の解決手段によると、
光信号を送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムであって、
前記光送信機は、
光信号を発生させる光送信部と、
該光信号を偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル部と
を有し、
前記光受信機は、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する偏波依存光電検出部と、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの時間的な変動パターンに基づく前記偏波スクランブル部での偏波スクランブルのＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列についてその逆行列を求め、前記偏波依存光電検出部で変換された電気信号に該逆行列を乗算して偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す偏波スクランブルキャンセル部を有するディジタル信号処理部と
を有する光送受信システムが提供される。
【００２０】
本発明の第２の解決手段によると、
光信号を送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムであって、
前記光送信機は、
光信号を発生させる光送信部と、
該光信号を偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル部と
を有し、
前記光受信機は、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、かつ、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、前記光送信機から受信した光信号に偏波スクランブルを行うことで受信した光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル部と、
前記偏波スクランブルキャンセル部によって偏波スクランブル状態が打ち消された光信号を受信する偏波依存光受信部と
を有する光送受信システムが提供される。
【００２１】
本発明の第３の解決手段によると、
光信号を偏波スクランブル部で偏波スクランブル状態にして送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムにおける前記光受信機であって、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する偏波依存光電検出部と、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの時間的な変動パターンに基づく前記偏波スクランブル部での偏波スクランブルのＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列についてその逆行列を求め、前記偏波依存光電検出部で変換された電気信号に該逆行列を乗算して偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す偏波スクランブルキャンセル部を有するディジタル信号処理部と
を有する光受信機が提供される。
【００２２】
本発明の第４の解決手段によると、
光信号を偏波スクランブル部で偏波スクランブル状態にして送信する光送信機と、光ファイバを介して該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信システムにおける前記光受信機であって、
前記偏波スクランブル部での偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、かつ、前記偏波スクランブル部の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、前記光送信機から受信した光信号に偏波スクランブルを行うことで受信した光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル部と、
前記偏波スクランブルキャンセル部によって偏波スクランブル状態が打ち消された光信号を受信する偏波依存光受信部と
を有する光受信機が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高速な偏波スクランブル状態の光信号に対して、偏波スクランブル周波数に関係なく、偏波スクランブル状態をキャンセルすることができ、偏波依存光受信機で受信可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光送受信システムの構成を示す図。
【図２】光変調信号が単一偏波の場合の光送信機の構成を示す図。
【図３】光変調信号が偏波多重の場合の光送信機の構成を示す図。
【図４】光変調信号が単一偏波でアナログＰＬＬによるコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部の構成を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における、光変調信号が単一偏波でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部の構成を示す図。
【図６】光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式以外の受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部の構成を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における、光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部の構成を示す図。
【図８】本発明の第２の実施の形態における光送受信システムの構成を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態における、光変調信号が単一偏波でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の光受信機の構成を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における、光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の光受信機の構成を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における光送受信システムの構成を示す図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における光送受信システムの構成を示す図。
【図１３】本発明の第５の実施の形態における光送受信システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る光送受信システムの実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
１．第１の実施の形態
まず、本発明の第１の実施の形態における光送受信システムについて説明する。
図１は、第１の実施の形態における光送受信システムの構成図である。同図に示すように、第１の実施の形態における光送受信システムは、光信号を送信する光送信機１０と光信号を受信する光受信機２０と、偏波スクランブル部情報取得部１２０と、偏波デスクランブル部制御部１６０と、光ファイバ伝送路１５０と、制御ネットワーク３０を有する。光送信機１０と光受信機２０は、光ファイバ伝送路１５０及び制御ネットワーク３０で接続されている。
【００２７】
光送信機１０は、光送信部１１０と、偏波スクランブル部駆動部１３０と、偏波スクランブル部１４０とを有する。
光送信部１１０は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。図２で送信光信号が単一偏波である場合、図３で送信光信号が偏波多重である場合の構成について説明する。
【００２８】
図２は、単一偏波の場合の光送信部１１０の構成図である。
同図に示すように、光送信部１１０は、レーザ光源２１０と、光変調器２２０とを有する。レーザ光源２１０から発生した無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光は、光変調器２２０に入力される。光変調器２２０にもう一方で入力される入力データ信号Ｉ１に伴って、ＣＷ光に変調がかかり、光変調信号は光変調器２２０から出力される。変調方式としては、光の位相を変化させる位相変調方式、光の周波数を変化させる周波数変調方式、光の強度を変化させる強度変調方式のいずれを採用してもよい。また、入力データ信号Ｉ１は、一つのデータ信号を二つに分離した信号であってもよいし、全く関係のない別々のデータであってもよい。光変調器２２０は、例えば、ＬＮ位相変調器、マッハツェンダ（ＭＺ、Ｍａｃｈ  Ｚｅｎｄｅｒ）型変調器、ＭＺ型変調器２台を並列に構成した直交（ＩＱ）変調器であってよい。ｍ−ＰＳＫ及びｍ−ＱＡＭ（ｍは４以上）の伝送を想定している場合、ＩＱ変調器がふさわしい。
【００２９】
図３は、偏波多重の場合の光送信部１１０の構成図である。
同図に示すように、光送信部１１０は、レーザ光源２１０と、光分岐器３１０と、光変調器２２０ａ、２２０ｂと、偏波多重器３２０とを有する。光変調器２２０ａ、光変調器２２０ｂと偏波多重器３２０は、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ、Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）で接続されている。
【００３０】
レーザ光源２１０から発生したＣＷ光は、光分岐器３１０に入力され、二方向に分かれ、光変調器２２０ａ、光変調器２２０ｂにそれぞれ入力される。光変調器２２０ａにはもう一方で入力される入力データ信号Ｉ１に伴ってＣＷ光に変調がかかり、光変調器２２０ｂにはもう一方で入力される入力データ信号Ｉ２に伴ってＣＷ光に変調がかかり、光変調器２２０ａと光変調器２２０ｂからそれぞれ光変調信号が出力される。変調方式としては、光の位相を変化させる位相変調方式、光の周波数を変化させる周波数変調方式、光の強度を変化させる強度変調方式のいずれかを採用してもよい。また、入力データ信号Ｉ１、Ｉ２は、一つのデータ信号を二つに分離した信号であってもよいし、全く関係のない別々のデータであってもよい。入力データ信号Ｉ１、Ｉ２のビットレートは同一であっても、異なっていてもよい。
【００３１】
偏波多重器３２０は、光変調器２２０ａによって変調された光変調信号と、光変調器２２０ｂによって変調された光変調信号とを互いに直交する偏波状態（例えば、ＴＥ偏波とＴＭ偏波）で合成し、偏波多重光信号を生成する。偏波多重器３２０から出力された偏波多重光信号が出力される。
【００３２】
図１の光送信部１１０から出力された光信号は、偏波スクランブル部１４０に入力される。この偏波スクランブル部１４０は、偏波スクランブラのような光信号の偏波を高速回転させる光デバイスがふさわしい。偏波スクランブル部１４０は、偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号に伴って、入力される光信号の偏波スクランブルを行い、偏波スクランブル部１４０から偏波スクランブルされた光信号が出力され、光送信機１０の送信光信号として、光ファイバ伝送路１５０を通過する。
【００３３】
偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数が偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当する。このとき、偏波スクランブル周波数は、どのような値であってもよいが、偏波スクランブルによるＰＤＬ及び非線形光学効果の低減効果が出る、ＦＥＣ回路の固有の周波数よりも高い周波数に設定するのがふさわしい。偏波スクランブル部情報取得部１２０は、偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）を偏波スクランブル部１４０から取得し、その設定情報を制御ネットワーク３０に通して転送する。
【００３４】
図１の光受信機２０は、偏波デスクランブル部駆動部１７０と、偏波デスクランブル部（偏波スクランブルキャンセル部）１８０と、偏波依存光受信部１９０とを有する。
図１の光受信機２０に、光送信機１０から送信されて光ファイバ伝送路１５０を通過した光信号が入力され、偏波デスクランブル部１８０に入力される。偏波デスクランブル部は、偏波スクランブル部１４０とは逆向きに、光信号の偏波を高速に時間変動させる偏波スクランブラのような光デバイスがふさわしい。偏波デスクランブル部１８０は、偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブルされた光信号に対し、偏波スクランブル部１４０での偏波スクランブルの回転向きとは逆向きに、偏波スクランブル部１４０と同一の偏波スクランブル周波数で偏波スクランブルさせて、偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブルされた光信号の偏波スクランブル状態を打消す。偏波デスクランブル部１８０で偏波スクランブル状態が打消された光信号は、偏波依存光受信部１９０で受信される。
【００３５】
偏波デスクランブル部駆動部１７０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数は偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当するが、偏波スクランブル部１４０の時間的な変動の向きとは逆向きで偏波スクランブルするように、設定される。偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）は偏波スクランブル部情報取得部１２０から、制御ネットワーク３０を通して転送され、偏波デスクランブル部制御部１６０でそれを受信する。偏波デスクランブル部制御部１６０は、その設定情報を基に偏波デスクランブル部駆動部１７０を動作させる。
【００３６】
偏波スクランブル部１４０の設定情報は、制御ネットワーク３０上に、設定情報を格納するためのデータベースを用意し、偏波デスクランブル部制御部１６０がアクセスできるようにしてもよいし、偏波スクランブル部１４０の設定情報を、偏波スクランブル部情報取得部１２０から、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  Ｃａｌｌ）で光ファイバ伝送路１５０に入力し、光ファイバ伝送路１５０からの監視制御光信号を、光検出部を備えた偏波デスクランブル部制御部１６０で受信して、設定情報を取得してもよい。また、偏波デスクランブル部駆動部１７０にあらかじめ偏波スクランブル部１４０の情報を設定して、偏波デスクランブル部１８０を動作させてもよいし、光信号の偏波状態をモニタリングする偏波状態観測部を設置して、その偏波状態の変動から偏波スクランブル部１４０の設定情報を読み取ってもよい。さらに、偏波スクランブル部１４０の設定情報を取得せずに、ビット誤り率（ＢＥＲ、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）またはアイパターンのアイ開口劣化などを偏波依存光受信部１９０で計測しながら、偏波デスクランブル部１７０に受け渡し、これらの値が小さくなるように、偏波デスクランブル部１８０の偏波スクランブル周波数を調整してもよい。このとき、偏波デスクランブル部１８０の回転向きは、偏波スクランブル部１４０とは逆向きに設定する必要がある。
【００３７】
また、偏波スクランブル部１４０または偏波デスクランブル部１８０の偏波スクランブル周波数の変動が生じてしまい、偏波デスクランブル部１８０から出力された光信号の偏波スクランブル状態が打消されずに、偏波依存光受信部１９０に入力されることがある。その解決策として、ビット誤り率（ＢＥＲ、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）またはアイパターンのアイ開口劣化などを計測しながら、偏波デスクランブル部制御部１６０に受け渡し、これらの値が小さくなるように、偏波デスクランブル部制御部１６０が偏波デスクランブル部１８０の偏波スクランブル周波数を調整するなど、いろいろな方法で実現できる。
【００３８】
図１の偏波依存光受信部１９０は、受信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。図４で光変調信号が単一偏波であり、電気信号をフィードバックして、局発光源の波長を調整するアナログ位相ロックループ（ＰＬＬ、Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）によるコヒーレント受信方式を採用している場合、図５で光変調信号が単一偏波でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合、図６で光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式以外の受信方式を採用している場合、図７で光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の構成について説明する。
【００３９】
図４は、光変調信号が単一偏波でアナログ位相ロックループによるコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部１９０の構成図である。
同図に示すように、偏波依存光受信部１９０は、偏波依存光電検出部５１０ａと、アナログ位相ロックループ４８０と、識別部４４０とを有する。偏波依存光電検出部５１０ａは、光周波数混合器４１０と、光電検出器４２０ａと、光電検出器４２０ｂと、局発光源４７０とを有し、アナログ位相ロックループ４８０は、位相比較器４５０と、ループフィルタ４６０とを有する。
【００４０】
図４の偏波依存光受信部１９０に入力された光信号は、光周波数混合器４１０に入力される。光周波数混合器４１０に入力された光信号は、他方で光周波数混合器４１０に入力される局発光源４７０の無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光と光周波数混合され、光周波数混合器４１０からＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力される。光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力された光信号はそれぞれＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、二分岐される。二分岐された信号の片方の信号は識別部４４０でデータ信号Ｏ１に変換される。
【００４１】
二分岐されたもう片方の信号はそれぞれアナログ位相ロックループ４８０に入力されて位相比較器４５０に入力され、Ｉ相成分及びＱ相成分の電気信号の位相差を検出する。検出後の信号は、ローパスフィルタの役割を持ち、位相差の急激な変動を抑圧するループフィルタ４６０に入力される。ループフィルタ４６０から出力された信号は、局発光源４７０に入力され、位相差がゼロになるように（光送信機内のレーザ光源の波長と同一になるように）局発光源４７０の波長が制御される。この一連の動作により、データの受信を実現できる。
【００４２】
図５は、光変調信号が単一偏波でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部１９０の構成図である。
同図に示すように、偏波依存光電検出部５１０ｂと、ディジタル信号処理部５２０ａとを有する。偏波依存光電検出部５１０ｂは、光周波数混合器４１０と、光電検出器４２０ａと、光電検出器４２０ｂと、アナログ・ディジタル変換器４３０ａと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｂと、局発光源４７０とを有する。ディジタル信号処理部５２０ａは、タイミング抽出部５２１と、分散補償部５２２と、位相推定部５２３と、データ復元部５２４とを有する。
【００４３】
図５の偏波依存光受信部１９０に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０ｂに入力される。偏波依存光電検出部５１０ｂに入力された光信号は、光周波数混合器４１０に入力され、他方で光周波数混合器４１０に入力される局発光源４７０の無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光と光周波数混合される。光周波数混合器４１０からはＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力される。光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力された光信号はそれぞれＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述の複素数シンボル列に変換される。この複素数シンボル列はディジタル信号処理部５２０に入力される。
【００４４】
ディジタル信号処理部５２０ａに入力された複素数シンボル列は、タイミング抽出部５２１に入力され、周波数領域でのバンドパスフィルタの処理などによるタイミング抽出の処理が行われる。タイミング抽出部５２１からの出力は分散補償部５２２に入力され、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどを用いた波長分散補償の処理が行われる。分散補償部５２２からの出力は位相推定部５２３に入力され、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ  ＆  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの位相推定アルゴリズムを用いた位相オフセット及び周波数オフセットの補償が行われる。位相推定部５２３からの出力はデータ復元部５２４に入力され、ディジタルデータへの復元が行われる。データ復元部５２４からは、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２が出力される。
【００４５】
図６は、光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式以外の受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部１９０の構成図である。同図に示すように、偏波依存光受信部１９０は、偏波制御器６１０と、偏波分離器６２０と、光受信部６３０ａと、光受信部６３０ｂとを有する。
【００４６】
図６の偏波依存光受信部１９０に入力された偏波多重光信号は、偏波制御器６１０に入力される。偏波制御器６１０は、偏波分離器６２０の偏波軸に合うように、入力された偏波多重光信号の偏波状態の制御を行う。偏波制御器６１０への制御信号は、光受信部６３０ａと光受信部６３０ｂからの出力を基にして生成するなど、いろいろな方法で実現できる。
【００４７】
偏波制御器６１０から出力された偏波多重光信号は、偏波分離器６２０に入力され、直交する二つの偏波成分であるＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分へとそれぞれ抽出して分離される。偏波分離器６２０から出力された光信号は、光受信部６３０ａ、光受信部６３０ｂへと入力され、それぞれ出力データ信号Ｏ１、Ｏ２を出力する。
【００４８】
図６の光受信部６３０は、図４に示した光変調信号が単一偏波でアナログＰＬＬによるコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光電検出部５１０ａと、アナログ位相ロックループ４８０と、識別部４４０とを有する構成であってもいいし、ＮＲＺやＲＺなどの強度変調方式を採用した光電検出部や、差動位相変調方式（ＤＰＳＫ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を採用した光電検出部、差動４値位相変調方式（ＤＱＰＳＫ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を採用した光電検出部などといった偏波無依存光電検出部と、識別部４４０とを有する構成であってもよい。前述した偏波無依存光電検出部の構成は、例えば特許文献４に示されている。
【００４９】
図７は、光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の偏波依存光受信部１９０の構成図である。
同図に示すように、偏波依存光電検出部５１０ｃと、ディジタル信号処理部５２０ｂとを有する。偏波依存光電検出部５１０ｃは、偏波分離器６２０と、光周波数混合器４１０ａと、光周波数混合器４１０ｂと、光電検出器４２０ａと、光電検出器４２０ｂと、光電検出器４２０ｃと、光電検出器４２０ｄと、アナログ・ディジタル変換器４３０ａと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｂと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｃと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｄと、局発光源４７０とを有する。ディジタル信号処理部５２０ｂは、タイミング抽出部５２１と、分散補償部５２２と、偏波分離部５２５と、位相推定部５２３と、データ復元部５２４とを有する。
【００５０】
図７の偏波依存光受信部１９０に入力された偏波多重光信号は、偏波依存光電検出部５１０ｃに入力される。偏波依存光電検出部５１０ｃに入力された偏波多重光信号は、偏波分離器６２０に入力され、直交する二つの偏波成分へと抽出され、光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂへそれぞれ入力される。光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂにそれぞれ入力された光信号は、他方で光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂに入力される局発光源４７０の無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光と光周波数混合される。光周波数混合器４１０ａからはＴＥ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力される。光周波数混合器４１０ｂからはＴＭ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ｃと光電検出器４２０ｄに入力される。光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力された光信号はそれぞれＴＥ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂにそれぞれ入力される。光電検出器４２０ｃと光電検出器４２０ｄに入力された光信号はそれぞれＴＭ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ｃとアナログ・ディジタル変換器４３０ｄにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述のＴＥ偏波における複素数シンボル列に変換される。アナログ・ディジタル変換器４３０ｃとアナログ・ディジタル変換器４３０ｄに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述のＴＭ偏波における複素数シンボル列に変換される。これらの各偏波における複素数シンボル列はディジタル信号処理部５２０ｂに入力される。
【００５１】
ディジタル信号処理部５２０ｂに入力された各複素数シンボル列は、タイミング抽出部５２１に入力され、それぞれの各偏波において、周波数領域でのバンドパスフィルタの処理などによるタイミング抽出の処理が行われる。タイミング抽出部５２１からの出力は分散補償部５２２に入力され、それぞれの各偏波において、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどを用いた波長分散補償の処理が行われる。分散補償部５２２からの出力は偏波分離部５２５に入力され、ＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの偏波分離アルゴリズムを用いた偏波多重信号の偏波分離と伝送路で生じたＰＭＤの補償などが行われる。偏波分離部５２５からの出力は位相推定部５２３に入力され、それぞれの各偏波において、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ  ＆  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの位相推定アルゴリズムを用いた位相オフセット及び周波数オフセットの補償などが行われる。位相推定部５２３からの出力はデータ復元部５２４に入力され、それぞれの各偏波において、ディジタルデータへの復元が行われる。データ復元部５２４からは、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４が出力される。
【００５２】
したがって、上述してきたように、本実施の形態１における光送受信システムにおいては、偏波スクランブル部１４０の設定情報を取得し、偏波スクランブル部１４０と同じ偏波スクランブル周波数で、偏波スクランブル部１４０とは逆向きに偏波スクランブルを実施する、偏波デスクランブル部１８０を偏波依存光受信部１９０の前に設置することで、光信号の偏波スクランブル状態を打消すことが可能となる。
【００５３】
２．第２の実施の形態
つぎに、第２の実施の形態における光送受信システムについて説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態における光送受信システムの構成図である。同図に示すように、第２の実施の形態における光送受信システムは、光信号を送信する光送信機１０と光信号を受信する光受信機２０と、偏波スクランブル部情報取得部１２０と、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部（偏波スクランブルキャンセル制御部）５３０と、光ファイバ伝送路１５０と、制御ネットワーク３０を有する。光送信機１０と光受信機２０は、光ファイバ伝送路１５０及び制御ネットワーク３０で接続されている。
【００５４】
光送信機１０は、光送信部１１０と、偏波スクランブル部駆動部１３０と、偏波スクランブル部１４０とを有する。
光送信部１１０は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図２のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図３のような構成になる。詳細は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
図８の光送信部１１０から出力された光信号は、偏波スクランブル部１４０に入力される。偏波スクランブル部１４０は、偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号に伴って、入力される光信号の偏波スクランブルを行い、偏波スクランブル部１４０から偏波スクランブルされた光信号が出力され、光送信機１０の送信光信号として、光ファイバ伝送路１５０を通過する。
【００５６】
偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数が偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当する。このとき、偏波スクランブル周波数は、どのような値であってもよいが、偏波スクランブルによるＰＤＬ及び非線形光学効果の低減効果が出る、ＦＥＣ回路の固有の周波数よりも高い周波数に設定するのがふさわしい。偏波スクランブル部情報取得部１２０は、偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）を偏波スクランブル部１４０から取得し、その設定情報を制御ネットワーク３０に通して転送する。
【００５７】
図８の光受信機２０は、偏波依存光電検出部５１０と、後述する偏波スクランブル状態のキャンセルを行う偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を持つディジタル信号処理部５２０とを有する。ここで、偏波依存光電検出部５１０は、コヒーレント受信方式を採用した構成を用いることができる。
【００５８】
図８の光受信機２０に、光送信機１０から送信されて光ファイバ伝送路１５０を通過した光信号が入力される。光受信機２０に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０に入力され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、ディジタル信号処理部５２０に入力され、図５、図７で説明したディジタル信号処理部５２０の一連の動作に、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を追加して、偏波スクランブル状態のキャンセルを行い、出力データ信号を出力する。
【００５９】
偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報は偏波スクランブル部情報取得部１２０から、制御ネットワーク３０を通して転送され、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０でそれを受信する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０は、偏波スクランブル部１４０の設定情報をディジタル信号処理部５２０内の後述する偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６に転送する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６は、偏波スクランブル部１４０の設定情報を基にして、偏波スクランブル状態のキャンセルを行う。
【００６０】
偏波スクランブル部１４０の設定情報は、制御ネットワーク３０上に、設定情報を格納するためのデータベースを用意し、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０がアクセスできるようにしてもよいし、偏波スクランブル部１４０の設定情報を、偏波スクランブル部情報取得部１２０から、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  Ｃａｌｌ）で光ファイバ伝送路１５０に入力し、光ファイバ伝送路１５０からの監視制御光信号を、光検出部を備えた偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０で受信して、設定情報を取得してもよい。また、ディジタル信号処理部５２０内の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６にあらかじめ偏波スクランブル部１４０の情報を設定して、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を動作させてもよいし、光信号の偏波状態をモニタリングする偏波状態観測部を設置して、その偏波状態の変動から偏波スクランブル部１４０の設定情報を読み取ってもよい。
【００６１】
図９は、光変調信号が単一偏波でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の光受信機２０の構成図である。
同図に示すように、光受信機２０は、偏波依存光電検出部５１０ｂと、ディジタル信号処理部５２０ｃとを有する。偏波依存光電検出部５１０ｂは、光周波数混合器４１０と、光電検出器４２０ａと、光電検出器４２０ｂと、アナログ・ディジタル変換器４３０ａと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｂと、局発光源４７０とを有する。ディジタル信号処理部５２０ｃは、タイミング抽出部５２１と、分散補償部５２２と、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６と、位相推定部５２３と、データ復元部５２４とを有する。
【００６２】
図９の光受信機に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０ｂに入力される。偏波依存光電検出部５１０ｂに入力された光信号は、光周波数混合器４１０に入力され、片方で光周波数混合器４１０に入力される局発光源４７０の無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光と光周波数混合される。光周波数混合器４１０からはＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力される。光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力された光信号はそれぞれＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述の複素数シンボル列に変換される。この複素数シンボル列はディジタル信号処理部５２０ｃに入力される。
【００６３】
ディジタル信号処理部５２０ｃに入力された複素数シンボル列は、タイミング抽出部５２１に入力され、周波数領域でのバンドパスフィルタの処理などによるタイミング抽出の処理が行われる。タイミング抽出部５２１からの出力は分散補償部５２２に入力され、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどを用いた波長分散補償の処理が行われる。分散補償部５２２からの出力は偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６に入力され、後述する動作により、信号の偏波スクランブル状態のキャンセルを行う。偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６からの出力は、位相推定部５２３に入力され、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ  ＆  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの位相推定アルゴリズムを用いた位相オフセット及び周波数オフセットの補償が行われる。位相推定部５２３からの出力はデータ復元部５２４に入力され、ディジタルデータへの復元が行われる。データ復元部５２４からは、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２が出力される。
【００６４】
偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の動作について詳細に説明する。簡単のため一方向に偏波回転を行う場合で述べる。まず、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６は、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０から偏波スクランブル部１４０の設定情報を受信し、その設定情報を基にして、信号の偏波スクランブル状態をキャンセルするためのＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列を生成する。Ｊｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列は、光信号の伝達関数及び偏波状態を表現するための行列である。
【００６５】
光信号の偏波回転の状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列は、
【数１】
2011155579.tif 000003
となる。このとき、θは反時計回りに回転した時の光信号の偏波回転角度を表している。数式から、偏波スクランブル部１４０による光信号の偏波スクランブル状態をＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列で表現すると、偏波回転角度は、時系列で変化するため、
【数２】
2011155579.tif 000004
となる。ここで、Ｓは偏波スクランブル部１４０による偏波スクランブル状態を表現したＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列であり、ｆは偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数、ｔは信号を偏波依存光電検出部５１０で検出したときの時間、θ0は初期位相である。したがって、偏波スクランブル状態のキャンセルは、偏波スクランブル状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列Ｓの逆行列を用意し、受信信号に値する複素数シンボルに乗算することで、実施できる。これらのことから、偏波スクランブル状態のキャンセルを行うＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列は、
【数３】
2011155579.tif 000005
となる。ここで、Ｔは偏波スクランブル状態のキャンセルを行うＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列であると同時に、偏波スクランブル部１４０による偏波スクランブル状態を表現したＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列の逆行列である。ここで、偏波スクランブル周波数ｆなどは、偏波スクランブル部１４０の設定情報から取得すればよい。
【００６６】
上記では、簡単のため一方向に偏波回転を行う場合で述べたが、偏波の時間的な変動はこれに限定されるものではなく、ｓｉｎ波のような周期関数などのいろいろな変動パターンがある。偏波スクランブル部１４０はあらゆる変動パターンを実現することができ、それらの変動パターンに応じたＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列を用いて、偏波スクランブル状態をキャンセルすることができる。
【００６７】
したがって、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６への入力は、以上の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の動作原理によって、偏波スクランブルの状態をキャンセルされる。そして、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の出力は、偏波スクランブルが打消された状態のままで出力されることになる。
【００６８】
偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６では、偏波スクランブル状態をキャンセルするＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列計算を開始するタイミングを必要とするため、このタイミングを取得する必要がある。その解決策として、偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数の逆数に相当する、偏波スクランブル周期の間で、ビット誤り率（ＢＥＲ、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の時間平均を計測しながら、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０に受け渡し、これらの値が小さくなったタイミングで、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の計算を、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０が偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６に開始させるなど、いろいろな方法で実現できる。
【００６９】
また、偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数の変動が生じた場合もしくは偏波スクランブル部１４０の設定情報を取得していない状態で偏波スクランブルキャンセルを行った場合、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の偏波スクランブルキャンセルを行うタイミングのズレが発生することがある。その解決策として、ビット誤り率（ＢＥＲ、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）またはアイパターンのアイ開口劣化などを計測しながら、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０に受け渡し、これらの値が小さくなるように、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６のタイミングのズレを調整するなど、いろいろな方法で実現できる。なお、ビット誤り率、アイパターンのアイ開口の計測は、適宜の装置で実現できる。
【００７０】
図１０は、光変調信号が偏波多重でディジタルコヒーレント受信方式を採用している場合の光受信機２０の構成図である。
同図に示すように、偏波依存光電検出部５１０ｃと、ディジタル信号処理部５２０ｄとを有する。偏波依存光電検出部５１０ｃは、偏波分離器６２０と、光周波数混合器４１０ａと、光周波数混合器４１０ｂと、光電検出器４２０ａと、光電検出器４２０ｂと、光電検出器４２０ｃと、光電検出器４２０ｄと、アナログ・ディジタル変換器４３０ａと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｂと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｃと、アナログ・ディジタル変換器４３０ｄと、局発光源４７０とを有する。ディジタル信号処理部５２０ｄは、タイミング抽出部５２１と、分散補償部５２２と、偏波分離部５２５と、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６と、位相推定部５２３と、データ復元部５２４とを有する。
【００７１】
図１０の光受信機２０に入力された偏波多重光信号は、偏波依存光電検出部５１０ｃに入力される。偏波依存光電検出部５１０ｃに入力された偏波多重光信号は、偏波分離器６２０に入力され、直交する二つの偏波成分へと抽出され、光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂへそれぞれ入力される。光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂにそれぞれ入力された光信号は、他方で光周波数混合器４１０ａ、光周波数混合器４１０ｂに入力される局発光源４７０の無変調（ＣＷ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光と光周波数混合される。光周波数混合器４１０ａからはＴＥ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力される。光周波数混合器４１０ｂからはＴＭ偏波におけるＩ相成分の光信号とＱ相の光信号として出力され、それぞれ光電検出器４２０ｃと光電検出器４２０ｄに入力される。光電検出器４２０ａと光電検出器４２０ｂに入力された光信号はそれぞれＴＥ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂにそれぞれ入力される。光電検出器４２０ｃと光電検出器４２０ｄに入力された光信号はそれぞれＴＭ偏波におけるＩ相成分の電気信号とＱ相成分の電気信号に変換され、アナログ・ディジタル変換器４３０ｃとアナログ・ディジタル変換器４３０ｄにそれぞれ入力される。アナログ・ディジタル変換器４３０ａとアナログ・ディジタル変換器４３０ｂに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述のＴＥ偏波における複素数シンボル列に変換される。アナログ・ディジタル変換器４３０ｃとアナログ・ディジタル変換器４３０ｄに入力された電気信号は、それぞれディジタル電気信号として出力され、Ｉ＋ｊＱのような記述のＴＭ偏波における複素数シンボル列に変換される。これらの各偏波における複素数シンボル列はディジタル信号処理部５２０ｄに入力される。
【００７２】
ディジタル信号処理部５２０ｄに入力された各複素数シンボル列は、タイミング抽出部５２１に入力され、それぞれの各偏波において、周波数領域でのバンドパスフィルタの処理などによるタイミング抽出の処理が行われる。タイミング抽出部５２１からの出力は分散補償部５２２に入力され、それぞれの各偏波において、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどを用いた波長分散補償の処理が行われる。分散補償部５２２からの出力は偏波分離部５２５に入力され、ＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの偏波分離アルゴリズムを用いた偏波多重信号の偏波分離と伝送路で生じたＰＭＤの補償が行われる。偏波分離部５２５からの出力は偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６に入力され、前述した偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の動作により、信号の偏波スクランブル状態のキャンセルを行う。偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６からの出力は位相推定部５２３に入力され、それぞれの各偏波において、ＶＶＡ（Ｖｉｔｅｒｂｉ  ＆  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの位相推定アルゴリズムを用いた位相オフセット及び周波数オフセットの補償が行われる。位相推定部５２３からの出力はデータ復元部５２４に入力され、それぞれの各偏波において、ディジタルデータへの復元が行われる。データ復元部５２４からは、出力データ信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４が出力される。
【００７３】
ここで、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６の動作を、偏波分離部５２５の動作の後に実施する理由について説明する。光送信機１０から出力された光信号の偏波状態を表したＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列をＡとし、偏波スクランブル部１４０による偏波スクランブル状態を表したＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列をＳ、光ファイバ伝送路１５０による波長分散やＰＭＤなどによる光信号の劣化を表したＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列をＨとおく。すると、光受信機２０に入力される光信号の偏波状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列は、
【数４】
2011155579.tif 000006
となる。ここで、Ｐは、光受信機２０に入力される光信号の偏波状態を表すＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列である。そして、受信側において、光ファイバ伝送路１５０による光信号の劣化と、偏波スクランブル状態を打消し、元の光送信機１０からの出力を得るには、数学的に考慮して、
【数５】
2011155579.tif 000007
の行列を乗算する必要がある。ここで、Ｑは、光受信機２０に入力される光信号の光ファイバ伝送路１５０による劣化と、偏波スクランブルの状態を打消すためのＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列である。そのため、この数式から、光ファイバ伝送路１５０による劣化を先に打消してから、偏波スクランブルの状態を打消す必要があることがわかる。以上のことから、波長分散の補償を行う分散補償部５２２及びＰＭＤの補償、偏波分離を行う偏波分離部５２５の後に、偏波スクランブルの状態をキャンセルする偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を設置する。
【００７４】
また、偏波多重光信号に対しＰＤＬが発生すると、偏波多重光信号の一つの偏波成分が減衰されてしまい、偏波多重光信号間の二つの偏波成分の直交性が保持されずに受信されるが、このＰＤＬによって生じる誤差信号分をディジタル信号処理部５２０ｄ内で検出し、偏波スクランブル周波数の逆数に相当する偏波スクランブル周期の間だけ時間平均を取り、その時間平均値を利用して偏波分離部５２５の制御を行ってもよい。これによって、偏波多重光信号におけるＰＤＬの影響を緩和できる。
【００７５】
したがって、上述してきたように、本実施の形態２における光送受信システムにおいては、偏波スクランブル状態のキャンセルは、ディジタル信号処理部５２０内において、偏波スクランブル部１４０の設定情報を取得し、偏波スクランブルの状態をキャンセルするＪｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ行列を計算し用意することで、実現が可能となる。
【００７６】
３．第３の実施の形態
つぎに、本発明の第３の実施の形態における波長多重光送受信システムについて説明する。
図１１は、本発明の第３の実施の形態における波長多重光送受信システムの構成図である。同図に示すように、第３の実施の形態における波長多重光送受信システムは、波長多重光信号を送信する波長多重光送信機４０と、波長多重光信号を受信する波長多重光受信機５０と、偏波スクランブル部情報取得部１２０と、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０と、光ファイバ伝送路１５０と、制御ネットワーク３０を有する。波長多重光送信機４０と波長多重光受信機５０は、光ファイバ伝送路１５０と制御ネットワーク３０で接続されている。 
【００７７】
波長多重光送信機４０は、複数の光送信機１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、光合波器７１０とを有する。光送信機１０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、偏波スクランブル部駆動部１３０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）とを有する。
【００７８】
光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図２のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図３のような構成になる。
【００７９】
図１１の光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）から出力された光信号は、それぞれ偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）に入力される。偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、偏波スクランブル部駆動部１３０（−１、−２、・・・、−ｎ）から発生する制御信号に伴って、入力される光信号の偏波スクランブルを行い、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）から偏波スクランブルされた光信号が、光送信機１０（−１、−２、・・・、−ｎ）の光信号として出力される。光送信機１０（−１、−２、・・・、−ｎ）からそれぞれ出力された光信号は、光合波器７１０で波長多重され、波長多重光送信機４０の送信波長多重光信号として、光ファイバ伝送路１５０を通過する。
【００８０】
偏波スクランブル部駆動部１３０（−１、−２、・・・、−ｎ）から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数が偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の偏波スクランブル周波数に相当する。このとき、それぞれの偏波スクランブル周波数は、どのような値であってもよいが、偏波スクランブルによるＰＤＬ及び非線形光学効果の低減効果が出る、ＦＥＣ回路の固有の周波数よりも高い周波数に設定するのがふさわしい。偏波スクランブル部情報取得部１２０は、偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）を各偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）から取得し、その設定情報を制御ネットワーク３０に通して転送する。受信側で偏波スクランブルをキャンセルする構成は、送信側の偏波スクランブルに対応させることができる。例えば、偏波スクランブル部１４０−１の設定情報はディジタル信号処理部５２０−１に通知され、偏波スクランブル部１４０−２の設定情報はディジタル信号処理部５２０−２に通知されるようにしてもよい。
【００８１】
このとき、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の偏波スクランブル周波数は、同一の周波数であってもよいし、それぞれ異なる周波数であってもよい。それぞれ異なる周波数であれば、偏波スクランブル周波数が同一の周波数のときよりも、各光信号における隣接チャネルの偏波が一致する確率が低くなるため、非線形光学効果の低減を強めることができる。
【００８２】
図１１の波長多重光受信機５０は、複数の光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、光分波器７２０とを有する。光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、偏波依存光電検出部５１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、偏波スクランブル状態のキャンセルを行う偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を持つディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）とを有する。
【００８３】
光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図９のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図１０のような構成になる。
【００８４】
図１１の波長多重光受信機５０に、波長多重光送信機４０から送信されて光ファイバ伝送路１５０を通過した波長多重光信号が入力され、光分波器７２０に入力される。光分波器７２０を通過した波長多重光信号は分波され、光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）にそれぞれ入力される。光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０に入力され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、ディジタル信号処理部５２０に入力され、図９、図１０で説明した偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６を持つディジタル信号処理部５２０の一連の動作を行い、出力データ信号を出力する。
【００８５】
偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報は偏波スクランブル部情報取得部１２０から、例えば、制御ネットワーク３０を通して転送され、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０でそれを受信する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０は、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報をディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）内の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）に転送する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）は、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報を基にして、偏波スクランブル状態のキャンセルを行う。
【００８６】
偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報は、制御ネットワーク３０上に、設定情報を格納するためのデータベースを用意し、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０がアクセスできるようにしてもよいし、偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報を、偏波スクランブル部情報取得部１２０から、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  Ｃａｌｌ）で光ファイバ伝送路１５０に入力し、光ファイバ伝送路１５０からの監視制御光信号を、光検出部を備えた偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０で受信して、設定情報を取得してもよい。また、ディジタル信号処理部５２０内の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）にあらかじめ偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の情報を設定して、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）を動作させてもよいし、光信号の偏波状態をモニタリングする偏波状態観測部を設置して、その偏波状態の変動から偏波スクランブル部１４０（−１、−２、・・・、−ｎ）の設定情報を読み取ってもよい。
【００８７】
本実施の形態では、第２の実施の形態で示された光受信機を用いた波長多重光送受信機の構成を示したが、第１の実施の形態で示された光受信機を用いた波長多重光送受信機の構成にしてもよい。
【００８８】
したがって、上述してきたように、本実施の形態３における波長多重光送受信システムは、異なる偏波スクランブル周波数で偏波スクランブルしている光送信機１０（−１、−２、・・・、−ｎ）からの光信号を光合波器７１０で合波させて、波長多重光送信機４０からの波長多重光信号として送信することで、非線形光学効果の低減を強めることができる。
【００８９】
４．第４の実施の形態
続いて、本発明の第４の実施の形態における波長多重光送受信システムについて説明する。
図１２は、本発明の第４の実施の形態における波長多重光送受信システムの構成図である。同図に示すように、第４の実施の形態における波長多重光送受信システムは、波長多重光信号を送信する波長多重光送信機４０と、波長多重光信号を受信する波長多重光受信機５０と、偏波スクランブル部情報取得部１２０と、偏波デスクランブル部制御部１６０と、光ファイバ伝送路１５０と、制御ネットワーク３０とを有する。波長多重光送信機４０と波長多重光受信機５０は、光ファイバ伝送路１５０と制御ネットワーク３０で接続されている。 
【００９０】
波長多重光送信機４０は、複数の光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、光合波器７１０と、偏波スクランブル部駆動部１３０と、偏波スクランブル部１４０とを有する。
【００９１】
光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図２のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図３のような構成になる。
【００９２】
図１２の光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）から出力された光信号は、それぞれ光合波器７１０に入力され、波長多重光信号が出力される。この光合波器７１０から出力された波長多重光信号は、偏波スクランブル部１４０に入力される。偏波スクランブル部１４０は、偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号に伴って、入力される光信号の偏波スクランブルを行い、偏波スクランブル部１４０から偏波スクランブルされた波長多重光信号が出力され、波長多重光送信機４０の送信光信号として、光ファイバ伝送路１５０を通過する。
【００９３】
偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数が偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当する。このとき、偏波スクランブル周波数は、どのような値であってもよいが、偏波スクランブルによるＰＤＬ及び非線形光学効果の低減効果が出る、ＦＥＣ回路の固有の周波数よりも高い周波数に設定するのがふさわしい。偏波スクランブル部情報取得部１２０は、偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）を偏波スクランブル部１４０から取得し、その設定情報を制御ネットワーク３０に通して転送する。
【００９４】
図１２の波長多重光受信機５０は、偏波デスクランブル部駆動部１７０と、偏波デスクランブル部１８０と、光分波器７２０と、複数の偏波依存光受信部１９０（−１、−２、・・・、−ｎ）とを有する。
【００９５】
偏波依存光受信部１９０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図４及び図５のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図６及び図７のような構成になる。
【００９６】
図１２の波長多重光受信機５０に、波長多重光送信機４０から送信されて光ファイバ伝送路１５０を通過した波長多重光信号が入力され、偏波デスクランブル部１８０に入力される。偏波デスクランブル部１８０は、偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブルされた波長多重光信号に対し、偏波スクランブル部１４０での偏波スクランブルの回転向きとは逆向きに、偏波スクランブル部１４０で設定された偏波スクランブル周波数で偏波スクランブルさせて、偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブルされた波長多重光信号の偏波スクランブル状態を打消す。偏波デスクランブル部１８０で偏波スクランブル状態が打消された波長多重光信号は光分波器７２０で分波され、分波された光信号はそれぞれ偏波依存光受信部１９０（−１、−２、・・・、−ｎ）で受信される。
【００９７】
偏波デスクランブル部駆動部１７０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数は偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当するが、偏波スクランブル部１４０の時間的な変動の向きとは逆向きで偏波スクランブルするように、設定される。偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）は偏波スクランブル部情報取得部１２０から、制御ネットワーク３０を通して転送され、偏波デスクランブル部制御部１６０でそれを受信する。偏波デスクランブル部制御部１６０は、その設定情報を基に偏波デスクランブル部駆動部１７０を動作させる。
【００９８】
偏波スクランブル部１４０の設定情報は、制御ネットワーク３０上に、設定情報を格納するためのデータベースを用意し、偏波デスクランブル部制御部１６０がアクセスできるようにしてもよいし、偏波スクランブル部１４０の設定情報を、偏波スクランブル部情報取得部１２０から、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  Ｃａｌｌ）で光ファイバ伝送路１５０に入力し、光ファイバ伝送路１５０からの監視制御光信号を、光検出部を備えた偏波デスクランブル部制御部１６０で受信して、設定情報を取得してもよい。また、偏波デスクランブル部駆動部１７０にあらかじめ偏波スクランブル部１４０の情報を設定して、偏波デスクランブル部１８０を動作させてもよいし、光信号の偏波状態をモニタリングする偏波状態観測部を設置して、その偏波状態の変動から偏波スクランブル部１４０の設定情報を読み取ってもよい。さらに、偏波スクランブル部１４０の設定情報を取得せずに、ビット誤り率（ＢＥＲ、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）またはアイ開口劣化などを偏波依存光受信部１９０（−１、−２、・・・、−ｎ）で計測しながら、偏波デスクランブル部１７０に受け渡し、これらの値が小さくなるように、偏波デスクランブル部１８０の偏波スクランブル周波数を調整してもよい。このとき、偏波デスクランブル部１８０の回転向きは、偏波スクランブル部１４０とは逆向きに設定する必要がある。
【００９９】
したがって、上述してきたように、本実施の形態４における波長多重光送受信システムは、光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）からのそれぞれの光信号を、光合波器７１０で合波させた波長多重光信号をまとめて、一つの偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブル状態にし、その後に一つの偏波デスクランブル部１８０で偏波スクランブル状態を打消すことで、偏波スクランブル部１４０及び偏波デスクランブル部１８０の個数を削減することができる。
【０１００】
５．第５の実施の形態
つぎに、本発明の第５の実施の形態における波長多重光送受信システムについて説明する。
図１３は、本発明の第５の実施の形態における波長多重光送受信システムの構成図である。同図に示すように、第５の実施の形態における波長多重光送受信システムは、波長多重光信号を送信する波長多重光送信機４０と、波長多重光信号を受信する波長多重光受信機５０と、偏波スクランブル部情報取得部１２０と、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０と、光ファイバ伝送路１５０と、制御ネットワーク３０とを有する。波長多重光送信機４０と波長多重光受信機５０は、光ファイバ伝送路１５０と制御ネットワーク３０で接続されている。 
【０１０１】
波長多重光送信機４０は、複数の光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、光合波器７１０と、偏波スクランブル部駆動部１３０と、偏波スクランブル部１４０とを有する。
【０１０２】
光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図２のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図３のような構成になる。
【０１０３】
図１３の光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）から出力された光信号は、光合波器７１０で合波され、波長多重光信号となる。この光合波器７１０から出力される波長多重光信号は、偏波スクランブル部１４０に入力される。偏波スクランブル部１４０は、偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号に伴って、入力される波長多重光信号の偏波スクランブルを行い、偏波スクランブル部１４０から偏波スクランブルされた波長多重光信号が出力される。偏波スクランブル部１４０から出力された波長多重光信号は、波長多重光送信機４０の送信波長多重光信号として、光ファイバ伝送路１５０を通過する。
【０１０４】
偏波スクランブル部駆動部１３０から発生する制御信号は、所定の周波数を持つ制御信号であり、この周波数が偏波スクランブル部１４０の偏波スクランブル周波数に相当する。このとき、偏波スクランブル周波数は、どのような値であってもよいが、偏波スクランブルによるＰＤＬ及び非線形光学効果の低減効果が出る、ＦＥＣ回路の固有の周波数よりも高い周波数に設定するのがふさわしい。偏波スクランブル部情報取得部１２０は、偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報（例えば、偏波スクランブル周波数や、偏波スクランブルの時間的な変動の向き及びその変動パターンなど）を偏波スクランブル部１４０から取得し、その設定情報を制御ネットワーク３０に通して転送する。
【０１０５】
図１３の波長多重光受信機５０は、光分波器７２０と、複数の光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）とを有する。光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、偏波依存光電検出部５１０（−１、−２、・・・、−ｎ）と、偏波スクランブル状態のキャンセルを行う偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）を持つディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）とを有する。
【０１０６】
光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）は、送信する光変調信号が単一偏波であるか、偏波多重であるかによって、構成が異なる。送信光信号が単一偏波である場合は、前述した図９のような構成、送信光信号が偏波多重である場合は、前述した図１０のような構成になる。
【０１０７】
図１３の波長多重光受信機５０に、波長多重光送信機４０から送信されて光ファイバ伝送路１５０を通過した波長多重光信号が入力され、光分波器７２０に入力される。光分波器７２０を通過した波長多重光信号は分波され、光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）にそれぞれ入力される。光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）に入力された光信号は、偏波依存光電検出部５１０（−１、−２、・・・、−ｎ）に入力され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、ディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）に入力され、図９、図１０で説明した偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）を持つディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）の一連の動作を行い、出力データ信号を出力する。
【０１０８】
偏波スクランブルを行っている偏波スクランブル部１４０の設定情報は偏波スクランブル部情報取得部１２０から、制御ネットワーク３０を通して転送され、偏波スクランブルキャンセル部制御部１６０でそれを受信する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０は、偏波スクランブル部１４０の設定情報をディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）内の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）に転送する。偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）は、偏波スクランブル部１４０の設定情報を基にして、偏波スクランブル状態のキャンセルを行う。
【０１０９】
偏波スクランブル部１４０の設定情報は、制御ネットワーク３０上に、設定情報を格納するためのデータベースを用意し、偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０がアクセスできるようにしてもよいし、偏波スクランブル部１４０の設定情報を、偏波スクランブル部情報取得部１２０から、監視制御光信号（ＯＳＣ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  Ｃａｌｌ）で光ファイバ伝送路１５０に入力し、光ファイバ伝送路１５０からの監視制御光信号を、光検出部を備えた偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部５３０で受信して、設定情報を取得してもよい。また、ディジタル信号処理部５２０内の偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）にあらかじめ偏波スクランブル部１４０の情報を設定して、偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）を動作させてもよいし、光信号の偏波状態をモニタリングする偏波状態観測部を設置して、その偏波状態の変動から偏波スクランブル部１４０の設定情報を読み取ってもよい。
【０１１０】
したがって、上述してきたように、本実施の形態５における波長多重光送受信システムは、光送信部１１０（−１、−２、・・・、−ｎ）からのそれぞれの光信号を、光合波器７１０で合波させた波長多重光信号をまとめて、一つの偏波スクランブル部１４０で偏波スクランブル状態にし、伝送後に偏波スクランブルキャンセル信号処理部５２６（−１、−２、・・・、−ｎ）を持つディジタル信号処理部５２０（−１、−２、・・・、−ｎ）を備えた光受信機２０（−１、−２、・・・、−ｎ）で受信することで、偏波スクランブル部１４０の個数を削減することができる。
【０１１１】
６．構成例
上述の各実施の形態により、例えば以下の光送受信機、光送受信システムが構成できる。
例えば、光信号を送信する光送信機と、当該光信号を受信する光受信機とを有する光送受信機において、上記光送信機は、当該光信号を発生させる光送信手段と、当該光信号を偏波スクランブル状態にする偏波スクランブル手段を具備し、上記光受信機は、偏波依存光受信手段と、当該光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル手段を具備する。
【０１１２】
上記偏波依存光受信手段は、偏波依存光電検出手段と、上記偏波依存光電検出手段で変換された電気信号を、ディジタル信号処理技術でデータ信号に復元するディジタル信号処理手段とを具備し、上記偏波スクランブルキャンセル手段は、当該電気信号に対し、上記ディジタル信号処理手段内で、当該光信号の偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す。
【０１１３】
上記偏波スクランブルキャンセル手段は、上記偏波スクランブル手段で設定されている偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、上記偏波スクランブル手段の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、偏波スクランブルを行う偏波デスクランブル手段であることを特徴のひとつとする。
【０１１４】
上述の光送受信機を複数個分用いた波長多重光送受信機において、波長多重光送信機は、異なる波長の当該光信号を出力する複数個の上記光送信手段と、異なる波長の当該光信号に対し、異なる偏波スクランブル周波数で偏波スクランブル状態にする、複数個の偏波スクランブル手段とを備えた複数個の上記光送信機と、異なる波長の当該光信号を合波し、波長多重光信号を出力する光合波手段とを具備し、波長多重光受信機は、波長多重光信号を異なる波長の当該光信号に分波する光分波手段と、異なる偏波スクランブル周波数で偏波スクランブル状態になった当該光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル手段を備えた、複数個の上記光受信機とを具備する。
【０１１５】
上述の光送受信機を複数個分用いた波長多重光送受信機において、波長多重光送信機は、異なる波長の当該光信号を出力する複数個の上記光送信手段と、異なる波長の当該光信号を合波し、波長多重光信号を出力する上記光合波手段と、当該波長多重光信号を偏波スクランブル状態にする上記偏波スクランブル手段とを具備し、波長多重光受信機は、当該波長多重光信号の偏波スクランブル状態を打消す偏波スクランブルキャンセル手段と、当該波長多重光信号を異なる波長の当該光信号に分波する光分波手段と、複数個の上記偏波依存光受信手段とを具備し、上記偏波スクランブルキャンセル手段は、上記波長多重光送信機の上記偏波スクランブル手段によって偏波スクランブル状態になった当該波長多重光信号に対して、上記偏波スクランブル手段で設定されている偏波スクランブル周波数と同一の偏波スクランブル周波数で、上記偏波スクランブル手段の偏波スクランブルの向きとは逆向きの時間的な変動パターンで、偏波スクランブルを行う偏波デスクランブル手段であることを特徴のひとつとする。
【０１１６】
上述の光送受信機を複数個分用いた波長多重光送受信機において、波長多重光送信機は、異なる波長の当該光信号を出力する複数個の上記光送信手段と、異なる波長の当該光信号を合波し、波長多重光信号を出力する上記光合波手段と、当該波長多重光信号を偏波スクランブル状態にする、上記偏波スクランブル手段とを具備し、波長多重光受信機は、波長多重光信号を異なる波長の当該光信号に分波する光分波手段と、上記偏波スクランブルキャンセル手段を備えた、複数個の上記偏波依存光受信手段とを具備し、上記偏波依存光受信手段は、上記偏波依存光電検出手段と、上記偏波依存光電検出手段で変換された電気信号を、ディジタル信号処理技術でデータ信号に復元する上記ディジタル信号処理手段とを具備し、上記偏波スクランブルキャンセル手段は、当該電気信号に対し、上記ディジタル信号処理手段内で、当該光信号の偏波スクランブル状態をディジタル信号処理演算で打消す、偏波スクランブルキャンセル信号処理手段であることを特徴のひとつとする。
上述の光送受信機において、光受信機は偏波スクランブル状態の当該光信号を受信する。
【０１１７】
光受信機は、上記光送信機の偏波スクランブル周波数の変動もしくはタイミングのズレが生じた場合、または上記光送信機の上記偏波スクランブル手段の設定情報を取得していない場合、偏波スクランブル状態を打消すタイミングを調整する手段を具備する。
光受信機は、上記偏波スクランブルキャンセル手段の後に、偏波状態制御手段を具備し、上記偏波状態制御手段の後で当該光信号の偏波状態の変動分を検出して時間平均をとり、その時間平均分を利用して、当該光信号の偏波状態を制御する。
上述の光送受信機において、上記光送受信機間に光ファイバ伝送路を接続する。
【０１１８】
上記偏波スクランブル手段の設定情報を取得し、上記偏波スクランブルキャンセル手段を制御する偏波スクランブル情報制御手段を具備し、上記偏波スクランブル情報制御手段は、制御ネットワークまたはデータベースまたは光監視制御信号または当該光信号の偏波状態を観測して取得する手段である。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、例えば、光伝送システムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０    光送信機
２０    光受信機
３０    制御ネットワーク
４０    波長多重光送信機
５０    波長多重光受信機
１１０  光送信部
１２０  偏波スクランブル部情報取得部
１３０  偏波スクランブル駆動部
１４０  偏波スクランブル部
１５０  光ファイバ伝送路
１６０  偏波デスクランブル部制御部
１７０  偏波デスクランブル部駆動部
１８０  偏波デスクランブル部
１９０  偏波依存光受信部
２１０  レーザ光源
２２０  光変調器
３１０  光分岐器
３２０  偏波多重器
４１０  光周波数混合器
４２０  光電検出器
４３０  アナログ・ディジタル変換器
４４０  識別部
４５０  位相比較器
４６０  ループフィルタ
４７０  局発光源
４８０  アナログ位相ロックループ
５１０  偏波依存光電検出部
５２０  ディジタル信号処理部
５２１  タイミング抽出部
５２２  分散補償部
５２３  位相推定部
５２４  データ復元部
５２５  偏波分離部
５２６  偏波スクランブルキャンセル信号処理部
５３０  偏波スクランブルキャンセル信号処理部制御部
６１０  偏波制御器
６２０  偏波分離器
６３０  光受信部
７１０  光合波器
７２０  光分波器
【図１】
2011155579.tif 000008
【図２】
2011155579.tif 000009
【図３】
2011155579.tif 000010
【図４】
2011155579.tif 000011
【図５】
2011155579.tif 000012
【図６】
2011155579.tif 000013
【図７】
2011155579.tif 000014
【図８】
2011155579.tif 000015
【図９】
2011155579.tif 000016
【図１０】
2011155579.tif 000017
【図１１】
2011155579.tif 000018
【図１２】
2011155579.tif 000019
【図１３】
2011155579.tif 000020