(57)【要約】【課題】励起光を、任意の位相状態のＰＣＴＷｓ信号に光位相同期させる。【解決手段】ＰＣＴＷｓ信号は、光信号と光信号の位相共役光との対であり、水平偏波であるＸ偏波信号と、水平偏波と直交する垂直偏波であるＹ偏波信号とを有し、Ｘ偏波信号とＹ偏波信号とのそれぞれに異なる位相を有する光信号が多重化され、Ｘ偏波信号の位相とＹ偏波信号の位相とが任意の位相差を有している、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号であり、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号が入力され、Ｘ偏波信号またはＹ偏波信号の角周波数の２倍の値の角周波数を有する第１の二倍波を出力するキャリア抽出部を備える、励起光位相同期ループ回路と、第１の二倍波が入力され、第１の二倍波と励起光の２倍の値の角周波数を有する第２の二倍波とを干渉させる光位相同期ループ部とを備える励起光位相同期ループ回路を提供する。【選択図】図２
2019174558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光をＰＣＴＷｓ信号に光位相同期させるための励起光位相同期ループ回路であって、
前記ＰＣＴＷｓ信号は、
光信号と前記光信号の位相共役光との対であり、
水平偏波であるＸ偏波信号と、前記水平偏波と直交する垂直偏波であるＹ偏波信号とを有し、前記Ｘ偏波信号と前記Ｙ偏波信号とのそれぞれに異なる位相情報を有する光信号が多重化され、前記Ｘ偏波信号と前記Ｙ偏波信号とが任意の偏波状態を有している、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号であり、
前記偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号が入力され、前記Ｘ偏波信号または前記Ｙ偏波信号の角周波数の２倍の値の角周波数を有する第１の二倍波を出力するキャリア抽出部を備える、励起光位相同期ループ回路。
【請求項２】
前記第１の二倍波が入力され、前記第１の二倍波と前記励起光の２倍の値の角周波数を有する第２の二倍波とを干渉させる光位相同期ループ部を備える、請求項１に記載の励起光位相同期ループ回路。
【請求項３】
前記キャリア抽出部は、
任意の偏波状態の前記偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号の片方の偏波軸の信号のみを選択偏波信号として選択的に通過させる偏光子と、
前記選択偏波信号の角周波数および前記選択偏波信号の位相共役光の角周波数を、前記選択偏波信号の角周波数と前記選択偏波信号の位相共役光の角周波数との平均の値である平均角周波数にそれぞれ変換し、角周波数が前記平均角周波数に変換された前記選択偏波信号と前記選択偏波信号の位相共役光とを干渉させ、平均角周波数偏波信号を生成する光周波数変換器と、
前記平均角周波数偏波信号のみを選択的に通過させる光帯域通過フィルタと、
前記平均角周波数偏波信号の信号空間図における直交成分を圧搾して、二値位相偏移変調信号である変調偏波信号を生成する光位相圧搾器と、
前記変調偏波信号の角周波数を２倍の値にして、前記第１の二倍波を生成する第１の二倍波光発生器と、
を備える、請求項１に記載の励起光位相同期ループ回路。
【請求項４】
前記光位相同期ループ部は、
前記励起光を生成する光電圧制御発振器と、
前記励起光の周波数を２倍の値にして、前記第２の二倍波を生成する第２の二倍波光発生器と、
前記第１の二倍波と前記第２の二倍波とを干渉させる光カプラと、
前記第１の二倍波と前記第２の二倍波との間の位相誤差を抽出して、位相誤差信号を生成するバランス光検出器と、
前記位相誤差信号に含まれる高周波雑音を取り除くループフィルタと、
を備える、請求項２に記載の励起光位相同期ループ回路。
【請求項５】
励起光をＰＣＴＷｓ信号に光位相同期させるための励起光位相同期方法であって、
前記ＰＣＴＷｓ信号は、
光信号と前記光信号の位相共役光との対であり、
水平偏波であるＸ偏波信号と、前記水平偏波と直交する垂直偏波であるＹ偏波信号とを有し、前記Ｘ偏波信号と前記Ｙ偏波信号とのそれぞれに異なる位相情報を有する光信号が多重化され、前記Ｘ偏波信号と前記Ｙ偏波信号とが任意の偏波状態を有している、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号であり、
キャリア抽出部に前記偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号を入力し、前記Ｘ偏波信号または前記Ｙ偏波信号の角周波数の２倍の値の角周波数を有する第１の二倍波を出力する行程と、
光位相同期ループ部に前記第１の二倍波を入力し、前記第１の二倍波と前記励起光の二倍波である第２の二倍波とを干渉させる行程と、
を含む、励起光位相同期方法。
【請求項６】
前記キャリア抽出部において、
偏光子が、任意の偏波状態の前記偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号の片方の偏波軸の信号のみを選択偏波信号として選択的に通過させる工程と、
光周波数変換器が、前記選択偏波信号の角周波数および前記選択偏波信号の位相共役光の角周波数を、前記選択偏波信号の角周波数と前記選択偏波信号の位相共役光の角周波数との平均の値である平均角周波数に変換し、角周波数が前記平均角周波数に変換された前記選択偏波信号と前記選択偏波信号の位相共役光とを干渉させ、平均角周波数偏波信号を生成する工程と、
光帯域通過フィルタが、前記平均角周波数偏波信号のみを選択的に通過させる工程と、
光位相圧搾器が、前記平均角周波数偏波信号の信号空間図における直交成分を圧搾して、二値位相偏移変調信号である変調偏波信号を生成する工程と、
第１の二倍波発生器が、前記変調偏波信号の角周波数を２倍の値にして、前記第１の二倍波を生成する工程と、
を含む、請求項５に記載の励起光位相同期方法。
【請求項７】
前記光位相同期ループ部において、
光電圧制御発振器が、前記励起光を生成する工程と、
第２の二倍波発生器が、前記励起光の周波数を２倍の値にして、前記第２の二倍波を生成する工程と、
光カプラが、前記第１の二倍波と前記第２の二倍波とを干渉させる工程と、
バランス光検出器が、前記第１の二倍波と前記第２の二倍波との間の位相誤差を抽出して、位相誤差信号を生成する工程と、
ループフィルタが、前記位相誤差信号に含まれる高周波雑音を取り除き、前記光電圧制御発振器に帰還させる工程と、
を含む、請求項５または６に記載の励起光位相同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおけるパラメトリック位相感応型光増幅中継のための励起光位相同期ループ回路および励起光位相同期法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、増加しつづける通信トラフィックに対応するために、基幹通信網である光通信システムの高速・大容量化が必須である。それに対して、信号形式は、現在実用化されている１００Ｇｂｉｔ／ｓの伝送システムで用いられている２ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌの四値位相偏移変調（以下、ＱＰＳＫという）方式から２ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌを超えるＭ次の直交振幅変調（以下、ＱＡＭという）方式への代替が検討されている。
【０００３】
信号を長距離伝送させるために、ＱＡＭのＭの次数、すなわちＱＡＭの多値度に応じて高い信号対雑音電力比（以下、ＳＮＲという）と、光ファイバ伝送路中で生ずる光非線形劣化に対する耐力が要求される。光ファイバ伝送路における損失を補償するために、エルビウム添加光ファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡという）が増幅中継器として用いられている。この増幅中継器において信号の増幅時に発生する自然放出光（ＡＳＥ）雑音が、Ｍ−ＱＡＭ信号のＳＮＲを低下させ、結果として信号の伝送距離が制約される。
【０００４】
これに対して、低雑音性と非線形位相雑音抑圧効果を有し、かつＭ−ＱＡＭ信号の多波長一括増幅が可能である周波数非縮退型位相感応型光増幅中継器（以下、ＰＳＡという）が注目されている。このＰＳＡを増幅中継器として光通信システムに適用することにより、従来のＥＤＦＡリンクに比べてＭ−ＱＡＭ信号の伝送距離を飛躍的に延伸できる可能性がある。
【０００５】
ここで、ＰＳＡを実現するために、信号光とその位相共役光とを対とする位相共役ツイン波（以下、ＰＣＴＷｓ信号という）と、それらの平均位相に同期した励起光とを光非線形媒質へと入射して、光パラメトリック相互作用を発生させる位相同期励起光生成法を行う必要がある。
【０００６】
この位相同期励起光生成法には、（１）ＰＣＴＷｓ信号に光位相同期したパイロット光とＰＣＴＷｓ信号とを共に伝送し、パイロット光を光注入同期する方法(非特許文献１)、(２)光位相同期ループ回路により励起光をＰＣＴＷｓ信号に光位相同期する方法が知られている。（１）の方法は、パイロット光に起因する波長チャネル間クロストークが生ずるのに対し、（２）の方法は、パイロット光を伝送しないため、信号の伝送性能の観点から有望である（非特許文献２）。
【０００７】
これまでに、ＰＳＡによる増幅中継のための励起光位相同期ループ回路として和周波光発生（以下、ＳＦＧという）と二倍波光発生（以下、ＳＨＧという）とを利用したキャリア抽出型光位相同期ループ回路（以下、ＳＳ−ＯＰＬＬという）が提案されている（非特許文献３）。
【０００８】
図１は、ＳＳ−ＯＰＬＬの回路構成を示したものである。まず、信号光とその位相共役光のスペクトルが光角周波数ωcに対して等しい周波数間隔に配置されたＰＣＴＷｓ信号が、和周波光発生器１１に入射される。和周波光発生器１１におけるＳＦＧにより、信号光とその位相共役光との位相情報が相殺され、光角周波数２ωcにＰＣＴＷｓ信号の平均位相を有するキャリアが抽出される。抽出されたキャリアと、ＰＳＡの励起光源である光電圧制御発振器１６から出力され二倍波光発生器１２でのＳＨＧによる二倍波とを光カプラ１３により干渉させる。ここで得られた干渉光をバランス光検出器１４により光電変換をする事により、ＰＣＴＷｓ信号と励起光と間における位相誤差信号が得られる。この位相誤差信号をループフィルタ１５を介して光電圧制御発振器１６に帰還させることによって、ＰＣＴＷｓ信号に対して励起光を光位相同期させる事ができる。
【０００９】
これまでに、ＳＳ−ＯＰＬＬを用いて、長さ８０ｋｍの光ファイバ内を伝送したＱＰＳＫ方式のＰＣＴＷｓ信号を用いた励起光位相同期が、実証されている（非特許文献４）。
【００１０】
現在の基幹系光伝送システムにおいて、互いに直交する水平偏波（以下、Ｘ偏波という）と垂直偏波（以下、Ｙ偏波という）とのそれぞれに異なる信号を多重化して、信号を伝送する偏波多重化が適用されている。非特許文献１乃至４において参照光として用いたＰＣＴＷｓ信号は、全て偏波多重化がされておらず、単一偏波であった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】S. L. I. Olsson, B. Corcoran, C. Lundstrom, E. Tipsuwannakul, S. Sygletos, A. D. Ellis, Z. Tong, M. Karlsson, and P. a. Andrekson, "Injection locking-based pump recovery for phase-sensitive amplified links," Opt. Express 21, Vol.21, No. 12, 14512-14529, ２０１３年
【非特許文献２】Yasuhiro Okamura, Shingo Seki and Atsushi Takada “Pump Phase-Locking Method Dependence of ND- PSA Repeaters on Multi-Span Transmission of QPSK-PCTWs in Dispersion Compensated Links,” 2017 Opto-Electronics and Communications Conference (OECC) and Photonics Global Conference (PGC), P3-040, Singapore, Aug. ２０１７年
【非特許文献３】Yasuhiro Okamura, Masashi Abe, Kotaro Kondo, Yuya Ohmichi, Takushi Kazama, Takeshi Umeki, Masafumi Koga and Atsushi Takada “Optical pump phase locking to a carrier wave extracted from phase-conjugated twin waves for phase-sensitive optical amplifier repeaters,” Optics Express, Vol.24, No.23, 26300-26306, ２０１６年
【非特許文献４】Yasuhiro Okamura, Masashi Abe, Kotaro Kondo, Takumi Okabe, Takushi Kazama, Akihide Sano, Takeshi Umeki, Ryoichi Kasahara and Atsushi Takada “Pump phase-locking to fiber-transmitted QPSK phase-conjugated twin waves for non-degenerate phase-sensitive amplifier repeaters,” IEICE Communications Express, Vol.6, No.10, 566-571, ２０１７年
【非特許文献５】社領 真介、岡村 康弘、高田 篤“偏波多重化された信号光位相共役対信号の和周波光 キャリア抽出における伝送路偏波変動の影響”、電気関係学会四国支部連合大会講演論文集、四国支部、２０１６年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
非特許文献５において、ＳＳ−ＯＰＬＬの偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号への適用可能性が、数値計算により検討されている。この検討では、光ファイバ伝送路において生ずる偏波変化によって偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号が、特定の条件の下では、キャリア抽出ができるものの、円偏波としてＳＳ−ＯＰＬＬのＳＦＧキャリア抽出部に入射される場合、ＳＦＧによる出力においてＸ偏波チャネルから生成されたキャリアとＹ偏波チャネルから生成されたキャリアとが互いに逆位相となるため相殺され、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号のキャリアは抽出されないことが示されている。つまり、キャリア抽出の可否が、ＰＣＴＷｓ信号の偏波変動に依存することを示しており、すなわち、任意の偏波状態を有するＰＣＴＷｓ信号を参照光とした場合、従来のＳＳ−ＯＰＬＬの回路構成と方法では、励起光位相同期を確立することができないという課題がある。
【００１３】
本発明は、この課題を解決し、任意の偏波状態を有する偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号に対応した励起光位相同期ループ回路、および励起光位相同期方法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】
【００１４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一実施形態は、ＰＣＴＷｓ信号の位相を変換し圧搾して生成した信号を参照光として用い、その参照光に対して励起光を同期させる励起光位相同期ループ回路および励起光位相同期方法である。
【００１５】
この実施形態では、ＰＣＴＷｓ信号は、光信号と光信号の位相共役光との対であり、水平偏波であるＸ偏波信号と、水平偏波と直交する垂直偏波であるＹ偏波信号とを有し、Ｘ偏波信号とＹ偏波信号とのそれぞれに異なる位相情報を有する(つまりＸ偏波信号とＹ偏波信号が異なるデータをもつ)光信号が多重化され、Ｘ偏波信号とＹ偏波信号とが任意の偏波状態を有している、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号である。
【００１６】
さらに、本発明の一実施形態の励起光位相同期ループ回路は、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号が入力され、Ｘ偏波信号またはＹ偏波信号の角周波数の２倍の値の角周波数を有する第１の二倍波を出力するキャリア抽出部を備える。特定の実施例において、キャリア抽出部は、偏光子、光周波数変換器、帯域通過フィルタ、光位相圧搾器、二倍波光発生器を含むことができる。
【００１７】
また、本発明の一実施形態の励起光位相同期ループ回路は、第１の二倍波が入力され、第１の二倍波と励起光の２倍の値の角周波数を有する第２の二倍波とを干渉させる光位相同期ループ部を備える。
【００１８】
また、本発明の一実施形態の励起光位相同期方法は、キャリア抽出部に偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号を入力し、Ｘ偏波信号またはＹ偏波信号の角周波数の２倍の値の角周波数を有する第１の二倍波を出力する行程を含む。
【００１９】
さらに、本発明の一実施形態の励起光位相同期方法は、光位相同期ループ部に第１の二倍波を入力し、第１の二倍波と励起光の二倍波である第２の二倍波とを干渉させる行程を含む。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明の励起光位相同期ループ回路、および励起光位相同期方法は、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号を二値位相偏移変調（以下、ＢＰＳＫという）信号に変換し、さらに二倍波光発生器により変調成分を消去し、キャリア抽出を行うため、任意の偏波状態の偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号に対して励起光位相同期が確立できる。従来技術のＳＦＧを用いた励起光位相同期では、任意の偏波状態の偏波多重化ＰＣＴＷｓに対して励起光位相同期ができなかったことと比較して、格別の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のキャリア抽出型光位相同期ループ回路（ＳＳ−ＯＰＬＬ）の構成例である。
【図２】本発明の励起光位相同期ループ回路の構成例と、当該励起光位相同期ループ回路において入出力される光信号のスペクトルを示す図である。
【図３】光周波数変換器２０５に入力される光信号のＸ偏波チャネル、Ｙ偏波チャネルおよびそれらの合成信号の信号空間図である。
【図４】光位相圧搾器２０７に入出力される信号の信号空間図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について、本明細書に添付した図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態の励起光位相同期ループ回路の構成例と、この励起光位相同期ループ回路内の各要素の前後において入出力される光信号のスペクトル（２２１乃至２２６）とを示したものである。図２において点線の囲いで示すように、本発明の励起光位相同期ループ回路は、キャリア抽出部２０３と光位相同期ループ部２１４とを含む。
【００２４】
まず、送信器２０１から出射された偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号は、光ファイバ伝送路２０２内を伝送中に偏波変動を受け、任意の偏波状態を有する偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号となり、キャリア抽出部２０３に入力される。
【００２５】
ここで、ＰＣＴＷｓ信号は、２２１に示すように、信号光とその位相共役光とのスペクトルが光角周波数ωcに対して等しい周波数間隔に配置された信号であり、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号の場合には、互いに直交するＸ偏波とＹ偏波とにおいて、ＰＣＴＷｓ信号がそれぞれ異なる位相情報を有している。以下においては、送信器におけるＸ偏波のＰＣＴＷｓ信号をＸ偏波チャネル(もしくはＸ偏波信号)、Ｙ偏波のＰＣＴＷｓ信号をＹ偏波チャネル(もしくはＹ偏波信号)と呼ぶ。
【００２６】
さらに、キャリア抽出部２０３に入力される偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号は、２２２に示すスペクトルを示しており、光ファイバ伝送路２０２において偏波変動を受け、Ｘ偏波チャネルとＹ偏波チャネルが干渉した状態にある。
【００２７】
まず、キャリア抽出部２０３内では、２２３に示すように、偏光子２０４により任意の偏波状態の偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号の片方の偏波軸の信号のみを通過させる。そして、偏光子２０４からの出力を光周波数変換器２０５に入力する。
【００２８】
次いで、光周波数変換器２０５において、Ｘ偏波信号(Ｘ偏波チャネル)とＹ偏波信号(Ｙ偏波チャネル)とが干渉したＰＣＴＷｓ信号の信号光およびその位相共役光の光角周波数をそれぞれ光角周波数ωcに光周波数変換し、それらを干渉させた信号（以下、平均角周波数偏波信号という）を生成する。この平均角周波数偏波信号のスペクトルを２２４に示す。
【００２９】
ここで、光角周波数ωcは、信号光およびその位相共役光のスペクトルのそれぞれの中心周波数から等しい周波数間隔にあり、すなわち、信号光の光角周波数とその位相共役光の光角周波数との平均の値を有する。信号光およびその位相共役光の光角周波数を、それぞれ光角周波数ωcに光周波数変換する手段として、たとえば、光パラメトリック発振器または光パラメトリック増幅器を用いる手段を採用することができる。
【００３０】
また、信号光と位相共役光を同一の光角周波数ωcに光周波数変換を行ったと同時に、変換された信号光と位相共役光は干渉する。
【００３１】
図３は、光周波数変換器２０５に入力される光信号のＸ偏波チャネル、Ｙ偏波チャネルおよびそれらの合成信号の信号空間図である。この信号空間図を用いて、２２４に示す、光角周波数ωcを有する信号光とその位相共役光との干渉信号の位相状態を説明する。図３の上段は、Ｘ偏波チャネルの干渉信号の信号空間図、中段は、Ｙ偏波チャネルの干渉信号の信号空間図、下段は、Ｘ偏波チャネルの干渉信号とＹ偏波チャネルの干渉信号とを合成した信号空間図を示している。なお、ここではＰＣＴＷｓ信号に用いた変調方式をＱＰＳＫと仮定して説明する。
【００３２】
光角周波数ωcを有する信号光とその位相共役光とが干渉した場合、生成した干渉信号は、ＢＰＳＫ信号に変換される。Ｘ偏波チャネルの干渉信号の平均位相を基準（同相）としたとき、Ｙ偏波チャネルの干渉信号は、偏波状態によって位相差が異なり、図３の中段の信号空間図に示すように、Ｘ偏波チャネルの干渉信号に対して（ａ）同相の場合、（ｂ）直交する場合、そして（ｃ）それ以外の場合に大別できる。それらに対応するＸ偏波チャネルの干渉信号とＹ偏波チャネルの干渉信号とを合成した信号は、図３の下段に示すような信号点配置を示す。
【００３３】
（ａ）の場合、Ｘ偏波チャネルの干渉信号とＹ偏波チャネルの合成信号は同相であるため、それらの合成信号の信号点配置は、ＢＰＳＫになる。（ｂ）の場合、Ｘ偏波チャネルの干渉信号とＹ偏波チャネルとの合成信号は、信号空間図において位相差θがθ＝π／２であり、互いの信号点配置が直交関係にあるため、それらの合成信号の信号点配置は、四値位相偏移変調（ＱＰＳＫ）になる。（ｃ）の場合、Ｘ偏波チャネルの干渉信号とＹ偏波チャネルの干渉信号は、信号空間において位相差が０＜θ＜π／２であるため、それらの合成信号の信号点配置は、直交度インバランスを有するＱＰＳＫ信号となる。
【００３４】
各信号の関係を整理すると、合成信号＝Ｘ偏波チャネルの干渉信号＋Ｙ偏波チャネルの干渉信号であり、Ｘ偏波チャネルの干渉信号＝Ｘ偏波チャネルの信号光＋Ｘ偏波チャネルの位相共役光であり、Ｙ偏波チャネルの干渉信号＝Ｙ偏波チャネルの信号光＋Ｙ偏波チャネルの位相共役光、のような関係である。
【００３５】
次に、図３下段（ａ）、（ｂ）または（ｃ）のいずれかの信号点配置を有する光角周波数ωcの合成信号、すなわち、平均角周波数偏波信号を光帯域通過フィルタ２０６によりフィルタリングしたのち、その信号を信号空間図における直交成分を圧搾する光位相圧搾器２０７に入力する。
【００３６】
ここで、光位相圧搾器２０７は、入力される信号の位相情報に対して、信号空間における直交成分を抑圧するものである。
【００３７】
図４は、光位相圧搾器２０７に入出力される信号の信号空間図である。図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３と同じく、Ｘ偏波チャネルの干渉信号に対して、Ｙ偏波チャネルの干渉信号が、（ａ）同相、（ｂ）直交、（ｃ）それ以外の場合を示している。また、図４の上段の光位相圧搾器２０７への入力信号についての信号空間図は、それぞれ、図３の下段のＸ偏波チャネルとＹ偏波チャネルの合成信号の信号空間図と同じである。ここで、図４の下段に示されるように、光位相圧搾器２０７に入力される合成信号の信号空間図が（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれの場合であっても、それらの直交成分は圧搾され、ＢＰＳＫ信号に変換される。
【００３８】
次いで、２２５に示す光位相圧搾器２０７からの出力信号を、二倍波光発生器２０８に入力し、２２６に示すように、入力信号の光角周波数は２倍の値（２ωc）となる。これと同時に入力信号の位相は２倍され、入力信号が有するθ＝０又はπの位相偏移変調成分が消去され、光角周波数２ωcにおいてキャリアが抽出される。
【００３９】
次に、この抽出されたキャリアと光位相同期ループ部２１４内に設置された光電圧制御発振器２１２の出力光を二倍波発生器２１３により二倍波とされた励起光とを、光カプラ２０９に入力し、干渉させ、光カプラ２０９からの出力光をバランス光検出器２１０に入力し、光電変換をする。バランス光検出器２１０からの出力は、二倍波発生器２１３により二倍波とされた励起光とキャリア抽出部から出力される偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号との位相誤差信号である。この位相誤差信号をループフィルタ２１１を介して光電圧制御発振器２１２に帰還させることにより、キャリア抽出部２０３から出力された偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号と二倍波発生器２１３で二倍波とされた励起光との光位相同期がなされる。
【００４０】
以上で説明するように、本発明の実施形態によれば、参照信号として用いる、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号を二値位相偏移変調（ＢＰＳＫ）信号に変換し、さらに二倍波光発生器により変調成分を消去してキャリア抽出を行うため、偏波多重化ＰＣＴＷｓ信号が任意の偏波状態であっても、励起光に対して、励起光位相同期が確立できる。
【符号の説明】
【００４１】
１１                    和周波光発生器
１２、２０８、２１３    二倍波光発生器
１３、２０９            光カプラ
１４、２１０            バランス光検出器
１５、２１１            ループフィルタ
１６、２１２            光電圧制御発振器
２０１                  送信器
２０２                  光ファイバ伝送路
２０３                  キャリア抽出部
２０４                  偏光子
２０５                  光周波数変換器
２０６                  光帯域通過フィルタ
２０７                  光位相圧搾器
２０８                  二倍波光発生器
２１４                  光位相同期ループ部
２２１                  送信器２０１から出力された光信号のスペクトル
２２２                  光ファイバ伝送路２０２から出力された光信号のスペクトル
２２３                  偏光子２０４から出力された光信号のスペクトル
２２４                  光周波数変換器２０５から出力された光信号のスペクトル
２２５                  光位相圧搾器２０７から出力された光信号のスペクトル
２２６                  二倍波発生器２０８から出力された光信号のスペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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