(57)【要約】【課題】光信号の偏波依存損失に起因する信号品質劣化を抑制可能な偏波状態を検出できるようにする。【解決手段】光送信器から、第１の信号と、前記光送信器において前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を含む光信号を送信し、光受信器において、前記第２の信号の受信特性を解析し、前記解析の結果に基づいて、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態を検出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信器から、第１の信号と、前記光送信器において前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を含む光信号を受信し、前記第２の信号の受信特性を解析する解析部と、
前記解析部による解析結果に基づいて、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態を検出する検出部と、を備えた、偏波状態検出装置。
【請求項２】
前記第２の信号は、前記光送信器との間で既知の信号である、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第２の信号は、前記第１の信号に対して周期的に挿入される、請求項１又は２に記載の偏波状態検出装置。
【請求項４】
前記第２の信号は、ストークスベクトル変調された信号である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏波状態検出装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の信号は、異なる変調方式で変調された信号であり、
前記第１の信号と前記第２の信号との間に、前記第１の信号の変調方式と同じ変調方式で変調されたダミー信号が挿入される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏波状態検出装置。
【請求項６】
光送信器から、第１の信号と、前記光送信器において前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を含む光信号を送信し、
光受信器において、前記第２の信号の受信特性を解析し、前記解析の結果に基づいて、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態を検出する、偏波状態検出方法。
【請求項７】
第１の信号と、前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を含む光信号を送信する光送信器と、
請求項１に記載の偏波状態検出装置と、を備え、
前記光送信器は、
前記偏波状態検出装置で検出された偏波状態に前記第１の信号の偏波状態を制御する偏波制御部を備えた、光通信システム。
【請求項８】
前記偏波状態検出装置で検出された偏波状態は、前記光送信器へ送信される監視制御光を用いて前記光送信器に通知される、請求項７に記載の光通信システム。
【請求項９】
前記第２の信号は、前記光送信器と前記偏波状態検出装置との間で既知の信号である、請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１０】
前記光送信器は、
前記第２の信号を、前記第１の信号に対して周期的に挿入する、請求項８又は９に記載の光通信システム。
【請求項１１】
前記光送信器は、
前記第２の信号をストークスベクトル変調するストークスベクトル変調部を備えた、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項１２】
第１の信号と、前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を生成する信号処理部と、
前記信号処理部で生成された前記第１及び第２の信号を用いて送信光を変調することにより送信光信号を生成する光変調部と、を備えた、光送信器。
【請求項１３】
前記信号処理部が生成する前記第２の信号は、前記送信光信号を受信する光受信器との間で既知の信号である、請求項１２に記載の光送信器。
【請求項１４】
前記信号処理部は、
前記第２の信号を、前記第１の信号に対して周期的に挿入する、請求項１２又は１３に記載の光送信器。
【請求項１５】
前記信号処理部は、
前記第２の信号をストークスベクトル変調によって生成するストークスベクトル変調部を備えた、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１６】
前記信号処理部は、
前記第１及び第２の信号を、異なる変調方式で変調し、かつ、前記第１の信号と前記第２の信号との間に、前記第１の信号の変調方式と同じ変調方式で変調されたダミー信号を挿入する、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１７】
前記信号処理部は、
前記送信光信号を受信する光受信器において検出され前記光受信器から通知される、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態に、前記第１の信号の偏波状態を制御する偏波制御部を備えた、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の光送信器。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の光送信器から送信された前記送信光信号を受信し、前記第２の信号の受信特性を解析する解析部と、
前記解析部による解析結果に基づいて、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態を検出する検出部と、を備えた、光受信器。
【請求項１９】
前記検出部で検出された偏波状態は、前記光送信器へ送信される監視制御光を用いて前記光送信器に通知される、請求項１８に記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波状態検出装置及び方法、並びに、光通信システム、光送信器及び光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速かつ大容量の光伝送を実現する技術の一例として、偏波多重技術や多値変調技術が知られている。偏波多重技術では、直交する２つの偏波に別々の信号を重畳して伝送する。多値変調技術では、ＱＰＳＫ等の位相偏移変調や、２Ｍ−ＱＡＭ（Ｍは、多値度を表し、２以上の整数である）の直角位相振幅変調等の、１シンボル時間で多ビットの情報を伝送可能な変調方式を用いて、光を変調して伝送する。
【０００３】
また、光信号の受信側には、デジタル信号処理を用いたデジタルコヒーレント受信技術が適用されることがある。デジタルコヒーレント受信技術では、局発光源と信号光とを９０度光ハイブリッドで混合することで、局発光源を基準とした光信号の振幅と位相情報とを抽出し、抽出した信号をアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）によりデジタル化し、デジタル信号処理技術を用いて復調する。デジタル信号処理技術により、光伝送路の波長分散や偏波モード分散等に起因する受信信号光の波形歪み（別言すると、信号品質の劣化）を補償することができる。
【０００４】
これに対し、光伝送路や光中継器等において発生する、偏波依存損失（ＰＤＬ）に起因する信号品質の劣化は、伝送される光信号の偏波状態が時間経過に伴って変動するため、受信側のデジタル信号処理によって補償することは困難である。そのため、ＰＤＬは、光信号の伝送性能を制限する主な要因となりつつある。
【０００５】
ＰＤＬに起因する信号品質の劣化を緩和するために、送信光信号の偏波状態を平均化する方式（あるいは、平均化処理に相当する方式）が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００６】
特許文献１には、伝送するデータを直交する２つの偏波間でインターリーブすることが記載されている。したがって、特許文献１によれば、光伝送路や光中継器等においてＰＤＬが存在する場合でも、偏波間のビットエラーレート（ＢＥＲ）を平均化することができる。
【０００７】
また、特許文献２には、偏波スクランブル処理をデジタル信号処理によって実現することで、高速な偏波スクランブル処理を実施することが記載されている。したがって、特許文献２によれば、特許文献１と同様に、光伝送路や光中継器等においてＰＤＬが存在する場合でも、偏波間のＢＥＲを平均化することができる。
【０００８】
なお、ＰＤＬをモニタする技術の一例として、特許文献３及び４に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−８９１９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０９７０５号公報
【特許文献３】特開２００９−１３３８４０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２２６４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されているような、送信光信号の偏波状態をスクランブル処理して平均化する手法では、送信光信号のＰＤＬに起因する最大ペナルティは緩和されるものの、あくまでも平均化であるためＢＥＲの改善量が小さい。また、特許文献２のような技術を適用した場合では、ＢＥＲの改善量を大きくするために、送信側において偏波を変化させる速度を高速化すると、受信側において偏波の変化に追従できなくなるおそれがある。そのため、光信号の受信特性に対する影響が大きい。
【００１１】
なお、特許文献３及び４は、光伝送路のＰＤＬを測定（モニタ）する技術に関して記載するに過ぎない。
【００１２】
本発明の目的の１つは、光信号の偏波依存損失に起因する信号品質劣化を抑制可能な偏波状態を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
偏波状態検出装置の一態様は、光送信器から、第１の信号と、前記光送信器において前記第１の信号の偏波状態に対して偏波状態を変化させた第２の信号と、を含む光信号を受信し、前記第２の信号の受信特性を解析する解析部と、前記解析部による解析結果に基づいて、前記第１の信号の信号品質が相対的に高くなる前記第１の信号の偏波状態を検出する検出部と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
光信号の偏波依存損失に起因する信号品質劣化を抑制可能な偏波状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に例示する光通信システムにおいて伝送される偏波多重信号光が受けるＰＤＬの影響について説明する図である。
【図３】ＰＤＬ媒体への入力偏波状態（角度）に対するＱペナルティの変化の一例を示す図である。
【図４】図１に例示する光通信システムで用いる送信信号フォーマット例を示す図である。
【図５】図１に例示する光送信器のデジタル信号処理部（送信信号処理部）構成例を示すブロック図である。
【図６】図５に例示する検出用信号挿入部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図１に例示する光受信器のデジタル信号処理部（受信信号処理部）の構成例を示すブロック図である。
【図８】図１に例示する光送信器のデジタル信号処理部（送信信号処理部）構成例を示すブロック図である。
【図９】図５に例示する送信信号処理部の第１変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に例示する送信信号処理部による検出用信号に対するストークスベクトル変調を説明するための図である。
【図１１】図９に例示する送信信号処理部に対応する受信信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に例示する受信信号処理部の変形例を示すブロック図である。
【図１３】一実施形態の第２変形例に係る送信信号フォーマットの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１７】
（一実施形態）
図１は、一実施形態に係る光通信システム１の構成例を示すブロック図である。図１に示す光通信システム１は、デジタルコヒーレント伝送技術を採用した光通信システムの一例であり、例示的に、光信号を光伝送路５０へ送信する光送信器１０と、光伝送路５０を伝送されてきた光信号を受信する光受信器３０と、を、備える。光伝送路５０には、光ファイバを用いてよい。また、光伝送路５０には、光信号の伝送距離に応じて、１又は複数の光増幅器を有する光中継器が備えられてよい。
【００１８】
なお、図１には、一方向の光伝送に着目した光通信システム１の構成例を示しているが、光通信システム１は、双方向の光通信が可能な構成を有していてもよい。例えば、光送信器１０が備えられる第１の光伝送装置と、光受信器３０が備えられる対向の第２の光伝送装置と、が双方向の光伝送路５０を介して接続されてよい。
【００１９】
その場合、第１の光伝送装置には、受信系の一例として、対向の第２の光伝送装置が備える光受信器３０と同等の構成を有する光受信器を備えてよい。また、第２の光伝送装置は、送信系の一例として、対向の第１の光伝送装置が備える光送信器１０と同等の構成を有する光送信器を備えてよい。
【００２０】
（光送信器）
光送信器１０は、例示的に、デジタル信号処理部１１と、光源１２と、４つのデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１３と、４つのドライバ１４と、２つのＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙと、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）１６と、を備える。
【００２１】
デジタル信号処理部１１は、電気信号である送信データ信号に対してデジタル信号処理を施す。デジタル信号処理部１１は、例示的に、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、大規模集積回路（ＬＳＩ）等を用いて実現可能である。
【００２２】
デジタル信号処理には、直交する２つの偏波Ｘ及びＹについての偏波制御や、位相偏移変調（ＰＳＫ）や直角位相振幅変調（ＱＡＭ）等の変調方式に応じたデジタル変調処理が含まれてよい。
【００２３】
デジタル変調処理によって、例えば、直交する２つの偏波Ｘ及びＹのそれぞれに同相成分（Ｉ成分）及び直交成分（Ｑ）成分として重畳されるデータＸＩ，ＸＱ，ＹＩ，ＹＱを生成することができる。
【００２４】
データＸＩ及びＸＱは、それぞれ、一方の偏波Ｘに重畳されるＩ成分データ及びＱ成分データを表し、データＹＩ及びＹＱは、それぞれ、他方の偏波Ｙに重畳されるＩ成分データ及びＱ成分データを表す。
【００２５】
光源１２は、送信用の光（連続光）を生成し、各ＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙへ入力する。
【００２６】
ＤＡＣ１３は、それぞれ、デジタル信号処理部１１から入力されるデータＸＩ，ＸＱ，ＹＩ及びＹＱをデジタル信号からアナログ信号に変換して対応するドライバ１４に入力する。４つのＤＡＣ１３のうち、２つのＤＡＣ１３はＸ偏波に対応し、残りの２つのＤＡＣ１３は、Ｙ偏波に対応する。
【００２７】
Ｘ偏波に対応する２つのＤＡＣ１３の一方は、Ｘ偏波に重畳されるＩ成分データＸＩをアナログ信号に変換し、他方のＤＡＣ１３は、Ｘ偏波に重畳されるＱ成分データＸＱをアナログ信号に変換する。また、Ｙ偏波に対応する２つのＤＡＣ１３の一方は、Ｙ偏波に重畳されるＩ成分データＹＩをアナログ信号に変換し、他方のＤＡＣ１３は、Ｙ偏波に重畳されるＱ成分データＹＱをアナログ信号に変換する。
【００２８】
ドライバ１４は、それぞれ、ＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙの駆動信号を生成する。例示的に、４つのドライバ１４のうち、２つのドライバ１４がＸ偏波に対応し、残りの２つのドライバ１４がＹ偏波に対応する。
【００２９】
Ｘ偏波に対応する２つのドライバ１４の一方は、アナログ信号に変換されたＩ成分データＸＩに応じた、Ｘ偏波用のＩＱ変調器１５Ｘの駆動信号を生成する。また、Ｘ偏波に対応する２つのドライバ１４の他方は、アナログ信号に変換されたＱ成分データＸＱに応じた、Ｘ偏波用のＩＱ変調器１５Ｘの駆動信号を生成する。
【００３０】
Ｙ偏波に対応する２つのドライバ１４の一方は、アナログ信号に変換されたＩ成分データＹＩに応じた、Ｙ偏波用のＩＱ変調器１５Ｙの駆動信号を生成する。また、Ｙ偏波に対応する２つのドライバ１４の他方は、アナログ信号に変換されたＱ成分データＹＱに応じた、Ｙ偏波用のＩＱ変調器１５Ｘの駆動信号を生成する。
【００３１】
なお、Ｘ偏波に対応するＩ成分データＸＩに応じて生成される駆動信号を、便宜的に「駆動信号ＸＩ」と表記し、Ｘ偏波に対応するＱ成分データＸＱに応じて生成される駆動信号を、便宜的に、「駆動信号ＸＱ」と表記することがある。同様に、Ｙ偏波に対応するＩ成分データＹＩ及びＱ成分データＹＱのそれぞれに応じて生成される駆動信号を、便宜的に、それぞれ「駆動信号ＹＩ」及び「駆動信号ＹＱ」と表記することがある。
【００３２】
ＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙは、それぞれ、マッハツェンダ光変調器等の光変調器であり、光源１２から入力される連続光を２つのドライバ１４から入力される駆動信号によって変調し、Ｘ偏波の送信変調信号光及びＹ偏波の送信変調信号光を生成する。
【００３３】
例示的に、Ｘ偏波用のＩＱ変調器１５Ｘは、光源１２からの連続光を２つのドライバ１４から入力される駆動信号ＸＩ及びＸＱによって変調することにより、Ｘ偏波の送信変調信号光を生成する。
【００３４】
Ｙ偏波用のＩＱ変調器１５Ｙは、光源１２からの連続光を２つのドライバ１４から入力される駆動信号ＹＩ及びＹＱによって変調することにより、Ｘ偏波の送信変調信号光を生成する。
【００３５】
ＰＢＣ１６は、一方のＩＱ変調器１５Ｘで生成されたＸ偏波の送信変調信号光と、他方のＩＱ変調器１５Ｙで生成されたＹ偏波の送信変調信号光を偏波合成する。偏波合成された送信変調信号光（「偏波多重信号光」と称してもよい。）は、光伝送路５０へ送信される。
【００３６】
なお、上述した光源１２、ドライバ１４、ＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙ、並びに、ＰＢＣ１６は、後述する送信データと検出用信号とを用いて光源１２からの送信光を変調する光変調部の一例に相当すると捉えてよい。
【００３７】
（光受信器）
一方、図１に示す光受信器３０は、例示的に、デジタルコヒーレント受信を行なう光受信器である。そのため、光受信器３０は、例示的に、コヒーレント光検波部の一例を成す、局発光源３１と、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３２及び３３と、２つの９０度ハイブリッド３４と、を備える。また、光受信器３０は、４つの光電変換器（ＯＥ）３５、４つのアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３６、及び、デジタル信号処理部３７を備える。
【００３８】
局発光源３１は、各９０度ハイブリッド３４での光検波に用いられる局部発振光を出力する光源の一例であり、ＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ等のレーザ光源を適用してよい。
【００３９】
ＰＢＳ３２は、局発光源３１からの局部発振光を２つの直交する偏波成分に分離して、一方の偏波成分を一方の９０度ハイブリッド３４に入力し、他方の偏波成分を他方の９０度ハイブリッド３４に入力する。
【００４０】
ＰＢＳ３３は、光伝送路５０を通じて受信される、光送信器１０が送信した偏波多重信号光を直交する２つの偏波成分に分離し、同じ偏波成分の局部発振光が入力される９０度ハイブリッド３４に入力する。
【００４１】
９０度ハイブリッド３４は、それぞれ、ＰＢＳ３３から入力される偏波成分をＰＢＳ３２から入力される局部発振光により検波することにより、検波結果としてＩ成分及びＱ成分の検波光を出力する。
【００４２】
例えば、一方の９０度ハイブリッド３４は、光伝送路５０から受信した信号光を、直交する一方の偏波Ｘの成分（以下「Ｘ偏波成分」とも称する。）の局部発振光で検波することにより、Ｉ成分及びＱ成分の検波光を出力する。
【００４３】
同様に、他方の９０度ハイブリッド３４は、光伝送路５０から受信した信号光を、他方の偏波Ｙの成分（以下「Ｙ偏波成分」とも称する。）で検波することにより、Ｉ成分及びＱ成分の検波光を出力する。
【００４４】
４つの光電変換器３５は、それぞれ、９０度ハイブリッド３４から入力される検波光を電気信号に変換する。例示的に、４つの光電変換器３５のうち、２つの光電変換器３５がＸ偏波成分に対応し、残りの２つの光電変換器３５がＹ偏波成分に対応する。
【００４５】
Ｘ偏波成分に対応する２つの光電変換器３５は、それぞれ、Ｘ偏波成分に対応する検波光のＩ成分及びＱ成分を電気信号に変換する。Ｙ偏波成分に対応する２つの光電変換器３５は、それぞれ、Ｙ偏波成分に対応する検波光のＩ成分及びＱ成分を電気信号に変換する。
【００４６】
ＡＤＣ３６は、それぞれ、対応する光電変換器３５から入力されるアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。なお、光電変換器３５とＡＤＣ３６との間には、コンデンサ等のＡＣ結合素子が備えられてもよい。
【００４７】
デジタル信号処理部３７は、各ＡＤＣ３６から入力される、Ｘ偏波成分及びＹ偏波成分のそれぞれについての検波結果であるＩ成分及びＱ成分のデジタル信号に対してデジタル信号処理を施す。
【００４８】
例えば、デジタル信号処理部３７は、入力されるデジタル信号を用いて、光送信器１０のＩＱ変調器１５Ｘ及び１５Ｙにて偏波Ｘ及びＹ毎に変調された送信データを分離し、光送信器１０から送信されたデータを受信データとして再生する。デジタル信号処理部３７は、例示的に、ＤＳＰや、ＦＰＧＡ、ＬＳＩ等を用いて実現可能である。
【００４９】
（ＰＤＬ損失）
次に、図２及び図３を参照して、図１により上述したような光通信システム１において伝送される偏波多重信号光が受ける偏波依存損失（ＰＤＬ）の影響について説明する。
【００５０】
光伝送路５０や光増幅器等のＰＤＬが存在する媒体（以下「ＰＤＬ媒体」と称することがある。）を偏波多重信号光が伝送した場合、ＰＤＬ媒体に信号光が入力されるときの偏波の状態によって、信号光の偏波成分間にパワー差が生じることがある。
【００５１】
例えば図２（Ａ）に模式的に示すように、偏波多重信号光が、光送信器１０と光受信器３０との間において、光伝送路５０や光増幅器７０等のＰＤＬ媒体を複数ステージ（あるいはスパン）にわたって伝送される場合を想定する。
【００５２】
この場合、例えば図２（Ｂ）に模式的に示すように、ＰＤＬ媒体がもつ直交する２つの偏波主軸に偏波多重信号光の各偏波成分の軸が一致する状態でＰＤＬ媒体に偏波多重信号光が入力されると、偏波成分間で信号光にパワー差が生じる。図２（Ｂ）には、例示的に、Ｘ偏波成分に対してＹ偏波成分の信号光パワーが劣化する様子を示している。ただし、両者の関係が逆転する場合もある。なお、ＰＤＬ媒体の偏波主軸とは、ＰＤＬ媒体の偏波間の損失差が最大になる軸と捉えてよい。
【００５３】
一方、例えば図２（Ｃ）に模式的に示すように、偏波多重信号光の各偏波成分の軸がＰＤＬ媒体の偏波主軸に対して４５度ずれた状態でＰＤＬ媒体に偏波多重信号光が入力された場合には、偏波成分間のパワー差は最小になる。
【００５４】
図３に、ＰＤＬ媒体への入力偏波状態（角度）に対するＱペナルティの変化の一例を示す。図３には、偏波多重信号光が伝送される過程で経由する複数のＰＤＬ媒体の合計ＰＤＬが６ｄＢであると仮定した場合の、信号品質（Ｑ値）の劣化（Ｑペナルティ）の変化を例示している。
【００５５】
図３に例示するように、ＰＤＬ媒体の主軸と偏波多重信号光の各偏波成分の軸とが一致する状態（図２（Ｂ）に例示した主軸に対する入力偏波のずれ角度が０度の場合）では、Ｑペナルティは約２．７ｄＢだけ劣化する。なお、ＰＤＬ媒体の主軸に対する入力偏波のずれ角度を「入力偏波角度」と称することがある。入力偏波角度０度から大きくなるほど、Ｑペナルティが劣化し、ずれ角度が４５度でＱペナルティは最小（例示的に、１．２ｄＢの劣化）となる。別言すると、偏波多重信号光の偏波状態を制御して、入力偏波角度を０度から４５度に変更（制御）すると、Ｑペナルティを約１．５ｄＢ改善することができる。
【００５６】
このように偏波多重信号光のＰＤＬ媒体への入力偏波状態（別言すると、送信信号光の偏波状態）に依存して、偏波成分（以下「偏波チャネル」とも称する。）間に信号光の伝送特性（例えば、ペナルティ）に差が生じ得る。このことは、例えば、下記の参考文献１にも記載されている。
【００５７】
参考文献１：O. Vassilieva et. al，“Impact of Polarization Dependent Loss and Cross-Phase Modulation on Polarization Multiplexed DQPSK Signals”，OFC/NFOEC 2008, paper OThU6, 2008
【００５８】
偏波チャネル間のパワー差が生じると、偏波チャネル間の信号品質（例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ））にも差が生じるため、一方の偏波成分の信号品質が所定の品質を満たさないために、光受信器３０での受信信号品質が大きく劣化するおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施形態では、ＰＤＬに起因する信号品質劣化が相対的に小さい、光送信器１０の送信偏波状態を例えば光受信器３０において検出（あるいはモニタ）し、検出した送信偏波状態で偏波多重信号が送信されるように光送信器１０を制御する。これにより、ＰＤＬに起因する偏波多重信号の信号品質劣化を抑制することが可能となる。
【００６０】
（送信信号フォーマット例）
光送信器１０の送信偏波状態を検出するために、光送信器１０のデジタル信号処理部１１（以下「送信信号処理部１１」と称することもある。）は、例えば図４に示すように、送信データに対して検出用信号を挿入する。検出用信号は、送信データに対して周期的に挿入してよい。検出用信号を周期的に挿入することで、送信偏波状態の検出の確実性を向上できる。
【００６１】
なお、送信データは、主信号データと称してもよいし、ペイロードデータと称してもよい。また、検出用信号は、モニタ信号あるいはモニタデータと称してもよい。送信データは、第１の信号の一例であり、検出用信号は、第２の信号の一例である。
【００６２】
検出用信号は、光送信器１０と光受信器３０との間において既知の信号としてよい。既知の信号とすることで、光受信器３０において光送信器１０の送信偏波状態を検出する精度を向上できる。
【００６３】
検出用信号の一例は、送信データの偏波状態に対して時間的に偏波状態を変化させた信号である。非限定的な一例として、検出用信号は、送信データと同じ偏波多重信号とし、送信データの２つの直交する偏波成分の軸の交点を中心に、図４において枠１００に例示するように、送信データに対して、検出用信号の直交する２つの偏波成分を異なる時間に異なる回転角度で回転させた信号とすることができる。
【００６４】
光受信器３０では、上述のごとく時間的に偏波状態を変化させた検出用信号の各偏波状態での受信特性（信号品質と称してもよい）をデジタル信号処理部３７にて解析する。そして、光受信器３０は、当該解析結果に基づいて、送信データの信号品質が相対的に高くなる光送信器１０の送信偏波状態を検出する。送信データの信号品質が相対的に高くなる偏波状態は、別言すると、送信データのＰＤＬに起因する信号品質劣化が相対的に小さくなる偏波状態である。
【００６５】
例示的に、デジタル信号処理部３７は、各偏波状態での検出用信号の受信特性のうち最良となる偏波状態を光送信器１０の最適な送信偏波状態として検出する。光受信器３０は、デジタル信号処理部３７（以下「受信信号処理部３７」と称することもある。）で検出した最適な送信偏波状態を示す情報を光送信器１０に送信（フィードバック）する。
【００６６】
光送信器１０の送信信号処理部１１は、光受信器３０からフィードバックされた情報に基づいて、送信データの偏波状態を光受信器３０で検出された最適な送信偏波状態に制御する。これにより、ＰＤＬに起因する偏波多重信号の信号品質劣化を抑制することが可能となる。
【００６７】
なお、検出用信号及び送信データの変調方式は、特に限定されない。非限定的な一例として、検出用信号の変調方式には、ＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の位相偏移変調方式や、２Ｍ−ＱＡＭ（Ｍは多値度を表し、Ｍ＝３，４，５，６等である）と称される直角位相振幅変調方式等を適用してよい。送信データの変調方式には、図４において枠２００に例示するように、デュアル偏波（ＤＰ）−ＱＰＳＫや、ＤＰ−８ＱＡＭ、ＤＰ−１６ＱＡＭ等の偏波多重変調方式を適用してよい。検出用信号は、偏波多重変調方式で変調してもよいし、単一偏波（Single polarization；SP）であってもよい。
【００６８】
検出用信号は、送信データが、コンスタレーションとも称される複素平面（ＩＱ平面）のシンボル（電界情報）にマッピングされた後の信号に対してアナログデータとして挿入してよい。その一例を図５及び図６に示す。
【００６９】
図５は、送信信号処理部１１の構成例を示すブロック図であり、図６は、図５に例示する検出用信号挿入部１１２の構成例を示すブロック図である。
【００７０】
図５に示す送信信号処理部１１は、例示的に、コンスタレーションマッパ（以下「マッパ」と略称することがある。）１１１と、検出用信号挿入部１１２と、送信波形信号処理部１１３と、を備える。
【００７１】
図５に例示する構成において、コンスタレーションマッパ１１１は、送信データをＩＱ平面における変調方式に応じたシンボルにマッピングする。
【００７２】
検出用信号挿入部１１２は、ＩＱ平面におけるシンボルにマッピングされた送信データに対してアナログデータである検出用信号を挿入する。
【００７３】
送信波形信号処理部１１３は、検出用信号挿入部１１２にて検出用信号が挿入された送信データに対して、例示的に、ナイキスト波形整形等のスペクトル整形処理や、スキュー補償処理、帯域補償処理等を施す。
【００７４】
検出用信号挿入部１１２は、図６に示すように、例示的に、検出用信号生成・挿入部１１２ａと、検出用信号偏波制御部１１２ｂと、を備える。
【００７５】
検出用信号生成・挿入部１１２ａは、検出用信号を生成してマッパ１１１の出力に対して検出用信号を挿入する。
【００７６】
検出用信号偏波制御部１１２ｂは、検出用信号生成・挿入部１１２ａにて挿入された検出用信号について偏波成分毎に偏波状態を制御することにより、検出用信号の偏波状態を時間的に変化させる。非限定的な一例として、検出用信号偏波制御部１１２ｂは、下記の式（１）及び式（２）に例示する演算式によって表される係数Ｗｘｘ，Ｗｘｙ，Ｗｘｙ及びＷｙｙを制御することにより、検出用信号の偏波状態を制御する。
【００７７】
【数１】
2015186230.tif 000003
【００７８】
【数２】
2015186230.tif 000004
【００７９】
上記の式（１）及び式（２）で表される演算式は、図６において枠３００で例示するように、４つの乗算器と２つの加算器とを用いて実現できる。なお、上記の数式１において、Ｅｘ’及びＥｙ’は、それぞれ、検出用信号生成・挿入部１１２ａの出力信号におけるＸ偏波成分及びＹ偏波成分の電場を表すデータ（電界情報）を表し、例えば基準となる送信データと同じ偏波軸をもつ検出用信号の電界情報を表す。また、式（２）において、θ及びφは、検出用信号の偏波状態を制御するパラメータを表す。したがって、係数Ｗｘｘ，Ｗｘｙ，Ｗｘｙ及びＷｙｙは、θ及びφを制御することで制御可能である。
【００８０】
上述した例では、式（１）及び式（２）によって表される演算式によって検出用信号の偏波状態を制御するが、演算式によらない偏波状態の制御も可能である。例えば、検出用信号として、偏波状態の異なる複数のパターンを送信信号処理部１１に備えられたメモリ等の記憶部（図示省略）に予め記憶しておき、いずれかのパターンを時間に応じて選択する（切り替える）ようにしてもよい。
【００８１】
（受信信号処理部）
次に、図７に、図１に例示した光受信器３０の受信信号処理部（デジタル信号処理部）３７に着目した構成例を示す。図７に示す受信信号処理部３７は、偏波分離・波形歪み補償部３７１と、搬送波周波数・位相同期部３７２と、検出用信号除去部３７３と、を備える。これらの各部３７１〜３７３は、受信データを再生する受信データ再生部の一例を成す。
【００８２】
また、受信信号処理部３７は、検出用信号抽出部３７４と、偏波分離・波形歪み補償部３７５と、搬送波周波数・位相同期部３７６と、検出用信号品質解析部３７７と、最適偏波状態検出部３７８と、を備える。これらの各部３７４〜３７８は、光送信器１０において既述のように送信データに挿入された検出用信号の受信特性に基づいて、光送信器１０の最適な送信偏波状態を検出（モニタ）する偏波状態モニタの一例を成す。偏波状態モニタは、偏波状態検出装置と称してもよい。
【００８３】
偏波分離・波形歪み補償部３７１は、ＡＤＣ３６から入力される受信デジタル信号を偏波成分毎に分離し、例えば、各偏波成分の波形歪みを補償する。当該補償は、例示的に、偏波モード分散（ＰＭＤ）に起因する波形歪みの補償（適応等化）である。適応等化は、例示的に、複数の線形フィルタを用い、各線形フィルタのパラメータを光ファイバ中の信号光の偏光変動よりも十分高速かつ適応的に更新することで、高速な時間変化を伴う偏波変動やＰＭＤ波形歪みを補償することができる。
【００８４】
搬送波周波数・位相同期部３７２は、偏波分離・波形歪み補償部３７１にて偏波成分毎に波形歪みを補償された受信デジタル信号から雑音成分を除去し、正しい搬送波（キャリア）位相を推定し、受信デジタル信号の位相を推定したキャリア位相に同期させる。雑音成分には、例示的に、自然放出光（ＡＳＥ）雑音や光送信器１０に用いられる光源１２のレーザ位相雑音等が含まれる。キャリア位相の推定には、例示的に、デジタルループフィルタを用いて雑音の影響を除去するフィードバック法や、位相検出器で検出した推定位相差を平均化することで雑音の影響を除去するフィードフォワード法等を適用してよい。
【００８５】
偏波分離・波形歪み補償部３７１と搬送波周波数・位相同期部３７２との間には、１又は複数の他の処理部が備えられてもよい。他の処理部の一例としては、周波数オフセット補償部が挙げられる。
【００８６】
周波数オフセット補償部は、光伝送路５０から受信した信号光と、局発光源３１（図１参照）が出力する局発光との周波数オフセットを補償（補正）する。周波数オフセットの推定には、例示的に、累乗法と呼ばれる推定方式や、累乗法よりも周波数オフセットの推定可能範囲を拡大化できるＰＡＤＥ（Pre-decision based Angle Differential frequency offset Estimator）法と呼ばれる推定方式等を適用してよい。
【００８７】
検出用信号除去部３７３は、キャリア位相に同期した各偏波成分から検出用信号に相当する信号成分を除去し、受信データを出力する。
【００８８】
検出用信号除去部３７３の前段あるいは後段には、受信デジタル信号の非線形歪みを補償する非線形歪み補償部を設けてもよい。
【００８９】
検出用信号抽出部３７４は、ＡＤＣ３６から入力される受信デジタル信号に含まれる検出用信号を抽出する。
【００９０】
偏波分離・波形歪み補償部３７５は、検出用信号抽出部３７４にて抽出された検出用信号に対して、偏波分離・波形歪み補償部３７１と同様に、偏波成分の分離と各偏波成分の波形歪み補償とを施す。なお、以下において、偏波分離・波形歪み補償部３７１及び３７５は、それぞれ、単に「補償部３７１及び３７５」と略記することがある。
【００９１】
搬送波周波数・位相同期部３７６は、偏波分離・波形歪み補償部３７５にて偏波成分毎の波形歪み補償が施された検出用信号に対して、搬送波周波数・位相同期部３７２と同様に、雑音成分の除去、キャリア位相推定、キャリア位相同期等の処理を施す。
【００９２】
検出用信号品質解析部３７７は、キャリア位相に同期した検出用信号の品質を解析する。当該解析は、例示的に、時間的に変化する偏波状態毎（例えばシンボル毎）に実施される。偏波状態毎の解析結果は、例示的に、検出用信号品質解析部３７７に備えられたメモリ等の記憶部（図示省略）に記憶される。ただし、当該記憶部は、検出用信号品質解析部３７７の外部に備えられても構わない。
【００９３】
検出用信号の信号品質解析は、例示的に、エラーベクトルやビットエラーレート（ＢＥＲ）等を求めることで実施してよい。エラーベクトルは、例示的に、シンボル番号をｋ（ｋは１以上の整数）と表した場合に、「受信検出用信号Ｒ（ｋ）−送信検出用信号Ｔ（ｋ）」によって求めることができる。例示的に、エラーベクトル振幅の標準偏差を、受信信号特性として用いることができる。
【００９４】
送信検出用信号Ｔ（ｋ）は、既述のように光送信器１０が送信する既知の信号の一例である検出用信号であり、例示的に、上述した偏波状態の解析結果を記憶する記憶部に予め記憶しておいてよい。送信検出用信号Ｔ（ｋ）を記憶する記憶部は、偏波状態の解析結果を記憶する記憶部とは別の記憶部であってもよい。
【００９５】
また、送信検出用信号Ｔ（ｋ）は、例示的に、光送信器１０から光受信器３０に対して予め通知するようにしてもよい。当該通知には、例示的に、ＳＶ（Supervisory）光あるいはＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）光とも称される監視制御信号光を用いてよい。すなわち、送信検出用信号Ｔ（ｋ）は、光送信器１０が備えられた光伝送装置から光受信器１０が備えられた対向の光伝送装置へ送信される監視制御光に重畳してよい。
【００９６】
最適偏波状態検出部３７８は、補償部３７１及び３７５で得られる送信データ及び検出用信号の各偏波状態と、検出用品質解析部３７７で得られる時間毎（例えば、シンボル毎）の解析結果（検出用信号の受信品質）とに基づいて、最適な偏波状態を検出する。例えば、時間毎の複数の送信データの偏波状態と検出用信号の偏波状態との関係のうち、検出用信号の受信信号品質が最良となる偏波状態の関係を検出する。
【００９７】
検出結果は、例示的に、最適偏波状態情報として光送信器１０に送信（フィードバック）される。最適偏波状態情報のフィードバック（通知）には、例示的に、ＯＳＣ光等の監視制御信号光を用いてよい。すなわち、最適偏波状態情報は、光受信器３０が備えられた光伝送装置から光送信器１０が備えられた対向の光伝送装置へ送信される監視制御光に重畳してよい。
【００９８】
なお、検出用信号品質解析部３７７及び最適偏波状態検出部３７８は、検出用信号の受信特性に基づいて、送信データの信号品質が相対的に高くなる光送信器１０の送信偏波状態を検出する偏波状態検出装置に相当すると捉えてよい。
【００９９】
次に、図８に、上述のごとく光受信器３０で検出され光受信器３０から通知される最適偏波状態情報に基づいて、送信光信号の偏波状態を制御する光送信器１０（送信信号処理部１１）の構成例を示す。図８に示す送信信号処理部１１は、例示的に、図５に例示した構成における送信波形信号処理部１１３に、偏波制御部１１３ａを備える。
【０１００】
偏波制御部１１３ａは、光受信器３０から通知（フィードバック）された最適偏波状態情報に基づいて、送信データの偏波状態を最適化制御する。例示的に、偏波制御部１１３ａは、図６に例示した検出用信号挿入部１１２による検出用信号の偏波制御と同様に、既述の数式２に例示した演算式によって表される係数Ｗｘｘ，Ｗｘｙ，Ｗｘｙ及びＷｙｙを制御することにより、送信データの偏波状態を光受信器３０から通知された最適な送信偏波状態に制御する。
【０１０１】
別言すると、光受信器３０のデジタル信号処理部３７は、既述のように検出用信号の受信特性を基に検出した最適な送信偏波状態となるように、光送信器３０の送信偏波状態を制御する制御装置に相当すると捉えてよい。この点は、後述する第１及び第２変形例においても同様である。
【０１０２】
以上のように、上述した実施形態によれば、光送信器１０において、送信データの偏波状態に対して検出用信号の偏波状態を相対的に（時間的に）変化させて光信号を送信する。光受信器３０は、検出用信号の受信特性を解析し、その解析結果に基づいて、送信データの最適な偏波状態を検出し、検出した情報を光送信器１０に通知する。光送信器１０は、通知された情報に基づいて送信データの偏波状態を最適化制御する。したがって、光送信器１０から送信された偏波多重信号光が光伝送路５０や光増幅器７０等のＰＤＬ媒体を伝送されても、ＰＤＬに起因する光信号品質の劣化を抑制し、最小化することが可能になる。
【０１０３】
（第１変形例）
図５に例示した送信信号処理部１１では、検出用信号挿入部１１２がマッパ１１１の後段に備えられているが、図９に例示するように、検出用信号挿入部１１２は、マッパ１１１の前段に備えられてもよい。別言すると、検出用信号は、ＩＱ平面にマッピングされる前の送信データに対して、時間的に（非限定的な一例として、シンボル毎に）、偏波状態が変化するデータパターンとして挿入してもよい。
【０１０４】
図９に例示する構成において、検出用信号挿入部１１２は、ＩＱ平面におけるシンボルにマッピングされる前の送信データに対して、例えばシンボル毎に偏波状態が変化するデータパターンを挿入する。
【０１０５】
時間的に偏波状態が変化するデータパターンは、例示的に、ストークスベクトル変調等を適用することで生成可能である。したがって、本例の検出用信号挿入部１１２は、ストークスベクトル変調部１１２と称してもよい。
【０１０６】
コンスタレーションマッパ１１１は、シンボル毎に偏波状態が変化するデータパターンが挿入された送信データをＩＱ平面におけるシンボルにマッピングする。
【０１０７】
送信波形信号処理部１１３は、マッパ１１１にてＩＱ平面のシンボルにマッピングされた、検出用信号が挿入された送信データに対して、例示的に、ナイキスト波形整形等のスペクトル整形処理や、スキュー補償処理、帯域補償処理等を施す。
【０１０８】
図１０に、検出用信号に対してストークスベクトル変調を適用する例を模式的に示す。図１０には、枠４００内に例示するように、ストークスベクトルＳ１，Ｓ２及びＳ３によって規定される３つの直交軸をもつ３次元空間（ポアンカレ球あるいはストークス空間と称される。）において信号が電界情報にマッピングされる様子を模式的に例示している。ポアンカレ球の３つの軸は、それぞれ、Ｓ１軸，Ｓ２軸及びＳ３軸と称してよい。
【０１０９】
Ｓ１軸とポアンカレ球面との２つ交点は、互いに直交する偏波を表す。例示的に、Ｓ１軸の正方向の交点はＸ偏波を表し、Ｓ１軸の負方向の交点はＸ偏波に直交するＹ偏波を表す。
【０１１０】
Ｓ２軸とポアンカレ球面との２つ交点は、互いに符号が反対の４５度直線偏波を表す。例えば、Ｓ２軸の正方向の交点は４５度直線偏波を表し、Ｓ２軸の負方向の交点は−４５度直線偏波を表す。
【０１１１】
Ｓ３軸とポアンカレ球面との２つ交点は、互いに回転方向が逆の円偏波を表す。例えば、Ｓ３軸の正方向の交点は右回り円偏波を表し、Ｓ３軸の負方向の交点は左回り円偏波を表す。
【０１１２】
送信データは、例示的に、Ｓ１軸を偏波の主軸としてＳ１軸とポアンカレ球の球面との２つ交点に相当する電界情報（シンボル）にマッピングしてよい。これに対し、検出用信号は、ポアンカレ球において表象される任意の偏波に相当する電界情報にマッピングしてよい。マッピングパターンは、ポアンカレ球において均等となるパターンでもよいし、非均等のパターンでもよい。
【０１１３】
図１０の枠４００内に（Ａ）で示す例では、検出用信号は、Ｓ１軸とポアンカレ球面との２つ交点、Ｓ２軸とポアンカレ球面との２つ交点、及び、Ｓ３軸とポアンカレ球面との２つ交点のいずれかに、時間的に異なるマッピングパターンとなるようにマッピングしてよい。
【０１１４】
図１０の枠４００内に（Ｂ）で示す例では、検出用信号は、ポアンカレ球の赤道に相当する円上の、円の中心に対して対象な位置関係にある２つの点に相当する電界情報に、時間的に異なるマッピングパターンとなるようにマッピングしてよい。このとき、検出用信号がマッピングされる各シンボルは、ポアンカレ球の赤道に相当する円上で均等に配置されてよい。
【０１１５】
図１０の枠４００内に（Ｃ）で示す例では、検出用信号は、ポアンカレ球において点線で例示する直方体の各頂点に相当する電界情報のいずれかに、時間的に異なるマッピングパターンとなるようにマッピングしてよい。
【０１１６】
なお、検出用信号は、送信データの最適な偏波状態を検出するために用いられる信号であるから、必ずしもデータレートを最適化するフォーマットでなくてもよい。
【０１１７】
上述のようなストークスベクトル変調を用いることで、検出用信号の偏波状態を送信データとは独立して時間的に（例えば、シンボル毎に）異ならせることができ、送信データの受信品質特性に対する影響を低減できる。また、光信号のストークスベクトルは、直交する２つの偏波間の位相差と振幅比とで決定されるから、光の絶対位相に依存しない。
【０１１８】
別言すると、ストークスベクトル変調は、搬送波の絶対位相を用いない。したがって、光受信器３０での処理を簡易化して受信信号処理の負荷を軽減することが可能である。例えば、光受信器３０では、図１１に例示するように、検出用信号についての既述の搬送波周波数・位相同期部３７６（図７参照）を不要にできる。
【０１１９】
図１１は、ストークスベクトル変調を行なう光送信器１０に対応する光受信器３０に用いられる受信信号処理部３７の構成例を示すブロック図である。
【０１２０】
図１１に示す受信信号処理部３７は、図７に例示した構成に比して、検出用信号について、ストークスベクトル計算部３７６Ａ、シンボル単位特性解析部３７７Ａ、及び、最適偏波状態検出部３７８Ａを備える点が異なる。これらの各部３７６Ａ〜３７８Ａは、既述の偏波状態検出装置に相当すると捉えてよい。
【０１２１】
ストークスベクトル計算部３７６Ａは、補償部３７５によって波形歪みを補償されたＸ偏波及びＹ偏波の各成分に相当する電界情報をそれぞれＥｘ及びＥｙで表した場合に、以下の式（３）〜式（５）で表されるストークスベクトルＳ１〜Ｓ３を計算する。なお、式（４）及び式（５）におけるδは式（６）で表される。
【０１２２】
Ｓ１＝｜Ｅｘ｜２−｜Ｅｙ｜２        …（３）
Ｓ２＝２｜Ｅｘ｜｜Ｅｙ｜ｃｏｓδ  …（４）
Ｓ３＝２｜Ｅｘ｜｜Ｅｙ｜ｓｉｎδ  …（５）
δ＝ａｒｇ（Ｅｙ／Ｅｘ）          …（６）
【０１２３】
シンボル単位特性解析部３７７Ａは、ストークスベクトル計算部３７６Ａで算出されたストークスベクトルＳ１〜Ｓ３に基づいて、検出用信号のシンボル毎の信号品質（受信特性）を解析する。
【０１２４】
検出用信号の信号品質解析は、例示的に、エラーベクトルやＢＥＲ等を求めることで実施してよい。エラーベクトルは、例示的に、シンボル番号をｋ（ｋは１以上の整数）と表した場合に、「受信検出用信号Ｒ（ｋ）−送信検出用信号Ｔ（ｋ）」によって求めることができる。例示的に、エラーベクトル振幅の標準偏差を、受信信号特性として用いることができる。
【０１２５】
最適偏波状態検出部３７８Ａは、シンボル単位特性解析部３７７Ａで得られるシンボル毎の解析結果（検出用信号の受信品質）に基づいて、例えば、検出用信号のシンボル毎の受信特性が最良となる偏波状態を検出する。検出した偏波状態を示す情報は、既述の実施形態と同様に、最適偏波状態情報として光送信器１０にフィードバック（通知）される。
【０１２６】
なお、図１１の枠５００には、図１０（枠４００）に例示したパターン（Ａ）のストークスベクトル変調を検出用信号に適用した場合に、Ｓ２軸とポアンカレ球面との２つの交点に相当する電界情報に送信データをマッピングするのが最適な例を示している。
【０１２７】
また、上述した実施形態及び第１変形例では、検出用信号のパターンをシンボル毎に変更する例について説明したが、検出用信号のパターンはフレーム単位等の他の単位で変更しても構わない。その場合、光受信器３０では、当該変更の単位で検出用信号の受信特性を検出して光送信器１０にとって最適な送信偏波状態を検出すればよい。
【０１２８】
なお、図１１に例示した構成では、送信データ及び検出用信号のそれぞれについて偏波分離・波形歪み補償部３７１及び３７５を備えている。すなわち、送信データ及び検出用信号のそれぞれについて偏波分離と波形歪み補償とを行なっている。
【０１２９】
しかし、ストークスベクトル変調を用いる場合には、受信側での偏波分離により例えば送信データの偏波の主軸（例えばＳ１軸）をロックすることが可能になるため、図１１の枠５００に例示したようなマッピングパターンの識別が容易になる。
【０１３０】
したがって、図１１に例示した偏波分離・波形歪み補償部３７１及び３７５は、例えば図１２に示すように、送信データと検出用信号とに共通の偏波分離・波形歪み補償部３７１ａに置き換えてよい。「偏波分離・波形歪み補償部」の回路規模は、他のブロックに比して大きくなり易いため、このような共通化によって受信信号処理部３７の更なる簡素化や低コスト化を図ることができる。
【０１３１】
（第２変形例）
図１３に例示するように、検出用信号及び送信データには、異なる変調方式を適用してもよい。非限定的な一例として、検出用信号にはストークスベクトル変調を適用し、送信データにはＤＰ−ＱＰＳＫ変調を適用してよい。
【０１３２】
この場合、検出用信号が送信データに対して波形歪み等の影響を与えないようにガード区間を設けてよい。ガード区間には、例示的に、送信データの変調方式と同じ変調方式（図１３の例では、ＤＰ−ＱＰＳＫ）で変調したダミー信号を挿入する。ダミー信号の挿入は、例示的に、既述の検出用信号挿入部１１２において実施してよい。
【０１３３】
これにより、検出用信号と送信データとで異なる変調方式を適用した場合の、送信データの信号品質劣化を抑制することが可能となる。
【０１３４】
（その他）
上述した実施形態及び各変形例において、検出用信号の送信周期は、例示的に、光伝送路５０の特性等の伝送パラメータに応じて可変にしてよい。また、図４や図１０、図１３に例示した送信信号フォーマットにおいて、送信データに対して検出用信号が占める割合は、特に限定されない。ただし、検出用信号の占める割合を増やすほど光送信器１０の最適偏波状態の検出精度は向上するが、送信データの伝送容量は減少する。したがって、両者はトレードオフの関係にあり、必要に応じて最適化してよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１  光通信システム
１０  光送信器
１１  デジタル信号処理部（送信信号処理部）
１１１  コンスタレーションマッパ
１１２  検出用信号挿入部
１１２ａ  検出用信号生成・挿入部
１１２ｂ  検出用信号偏波制御部
１１３  挿入波形信号処理部
１１３ａ  偏波制御部
１２  光源
１３  デジタル−アナログ変換器（ＡＤＣ）
１４  ドライバ
１５Ｘ，１５Ｙ  ＩＱ変調器
１６  偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）
３０  光受信器
３１  局発光源
３２，３３  偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
３４  ９０度ハイブリッド
３５  光電変換器（ＯＥ）
３６  アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
３７  デジタル信号処理部（受信信号処理部）
３７１，３７１ａ  偏波分離・波形歪み補償部
３７２  搬送波周波数・位相同期部
３７３  検出用信号除去部
３７４  検出用信号抽出部
３７５  偏波分離・波形歪み補償部
３７６  搬送波周波数・位相同期部
３７６Ａ  ストークスベクトル計算部
３７７  検出用信号品質解析部
３７７Ａ  シンボル単位特性解析部
３７８，３７８Ａ  最適偏波状態検出部
５０  光伝送路
【図１】
2015186230.tif 000005
【図２】
2015186230.tif 000006
【図３】
2015186230.tif 000007
【図４】
2015186230.tif 000008
【図５】
2015186230.tif 000009
【図６】
2015186230.tif 000010
【図７】
2015186230.tif 000011
【図８】
2015186230.tif 000012
【図９】
2015186230.tif 000013
【図１０】
2015186230.tif 000014
【図１１】
2015186230.tif 000015
【図１２】
2015186230.tif 000016
【図１３】
2015186230.tif 000017