(57)【要約】    光送信装置（１０）は、伝達用光信号の基となる送信光を光受信装置（２０）に向けて出力する。光受信装置（２０）の第１光信号生成部（２１０）は、伝達用光信号を受信し、受信した伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する。光受信装置（２０）の第２光信号生成部（２２０）は、送信光を受信し、受信した送信光と局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する。光受信装置（２０）の第１光電変換部（２３０）は、第１光信号を光電変換して受信信号を生成する。第２光電変換部（２４０）は、ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する。ノイズ除去部（２５０）は、ノイズ信号を用いて受信信号からノイズ成分を除去する。
2014142115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝達用光信号を生成して外部に出力する光送信装置と、
前記伝達用光信号を受信する光受信装置と、
を備え、
前記光送信装置は、
前記伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記伝達用光信号を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備え、
前記光受信装置は、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光送信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光送信システムにおいて、
前記光送信装置の前記光信号生成手段は、前記送信光を偏波多重かつ多値変調することにより、前記伝達用光信号を生成し、
前記光受信装置の前記第１光信号生成手段は、前記伝達用光信号と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第１光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第１光信号を、偏波ごとに生成し、
前記光受信装置の前記第２光信号生成手段は、前記送信光と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第２光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第２光信号を、偏波ごとに生成し、
前記第２光電変換手段は、前記偏波ごとに生成された前記第１の第２光信号を光電変換することにより複数の第１の前記ノイズ信号を生成すると共に、前記偏波ごとに生成された前記第２の第２光信号を光電変換することにより複数の第２の前記ノイズ信号を生成し、
前記光受信装置は、さらに、前記複数の第１のノイズ信号を合成して第１の合成後ノイズ信号を生成すると共に、前記複数の第２のノイズ信号を合成して第２の合成後ノイズ信号を生成する合成手段を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記第１の合成後ノイズ信号を用いて前記第１の第１光信号のノイズ成分を除去し、かつ前記第２の合成後ノイズ信号を用いて前記第２の第１光信号のノイズ成分を除去する光送信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の光送信システムにおいて、
前記合成手段は、最大比合成方式で前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号を生成する光送信システム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光送信システムにおいて、
前記ノイズ除去手段がノイズ成分を除去した後の前記受信信号をデジタル処理するデジタル処理手段を備え、
前記合成手段の処理周波数は、前記デジタル処理手段の処理周波数よりも小さく、
前記合成手段と前記ノイズ除去手段の間に設けられ、前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号の周波数を前記デジタル処理手段の処理周波数に変更するリサンプリング手段を備える光送信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光送信システムにおいて、
前記光分岐手段は、前記送信光を３つ以上に分岐し、
前記光送信装置は、分岐後の２つ以上の前記送信光のそれぞれに対して前記光信号生成手段を有しており、
前記光受信装置は、
前記複数の前記光信号生成手段それぞれに対応して、前記第１光信号生成手段、前記第２光電変換手段、及び前記ノイズ除去手段を複数組有している光送信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の光送信システムにおいて、
前記複数の光信号生成手段は、前記送信光の光源を共有しており、
前記複数の第１光信号生成手段及び前記第２光信号生成手段は、前記局発光の光源を共有している光送信システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光送信システムにおいて、
前記光送信装置と前記光受信装置はマルチコアファイバを用いて接続されており、
前記送信光は、前記伝達用光信号とは異なるコアを用いて前記光送信装置から前記光受信装置に伝送される光送信システム。
【請求項８】
光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記光信号生成手段を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備える光送信装置。
【請求項９】
送信光を変調することにより生成された伝達用光信号を外部から受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を外部から受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光受信装置。
【請求項１０】
光送信装置において、
伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐し、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成し、生成した前記伝達用光信号を光受信装置に向けて出力し、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに前記光受信装置に向けて出力し、
前記光受信装置において、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成し、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成し、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成し、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成し、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去する光送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信システム、光送信装置、光受信装置、及び光送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及に伴い、通信されるデータの量が増大している。これに対応するためには、伝送路の容量を増大させる必要がある。大容量化を実現する ための技術の一つとして、多値変調方式（Quadrature Amplitude Modulation：ＱＡＭ）がある。送信器でＱＡＭ方式で変調を施された光信号は、デジタルコヒーレント方式の光受信器で復調される。【０００３】
一方、非特許文献１には、光信号の基となる送信光を分岐した上で、一方の分岐光を変調して光信号を生成し、生成した光信号を受信側に送信し、他方の分岐光を変調せずに受信側に送信することが記載されている。受信側では、変調せずに送信されてきた送信光を局発光として使用している。この方法によれば光源の数を少なくすることができる。また非特許文献１において、光信号と送信光は、同一のマルチコアファイバを用いて送信されている。【０００４】
なお、特許文献１には、光ヘテロダイン検波において、局発光に光信号を作用させることにより、光信号に含まれる位相ゆらぎを検出し、検出した位相ゆらぎを用いて光信号のノイズを除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１０９３６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Benjamin J. Puttnam et al., "Investigating Self-Homodyne Coherent Detection in a 19-core Spatial-Division-multiplexed Transmission Link", Tu.3.C.3, ECOC2012, Amsterdam, 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光通信において、光信号に含まれるノイズが大きな問題となる。光フィルタを使用することにより、伝送路中で付加されるノイズ成分はある程度除去することができる。ただし、光フィルタの通過帯域の狭窄化には限度がある。また、伝送路中で加わるノイズに加え、デジタルコヒーレント方式では位相変調が使用されるため、変調前の送信光及び局発光が有するノイズ（位相雑音）も信号品質劣化の要因となる。【０００８】
本発明の目的は、変調前の送信光及び局発光のそれぞれに起因したノイズを除去することができる光送信システム、光送信装置、光受信装置、及び光送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、伝達用光信号を生成して外部に出力する光送信装置と、
前記伝達用光信号を受信する光受信装置と、
を備え、
前記光送信装置は、
前記伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記伝達用光信号を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備え、
前記光受信装置は、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光送信システムが提供される。【００１０】
本発明によれば、光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記光信号生成手段を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備える光送信装置が提供される。【００１１】
本発明によれば、送信光を変調することにより生成された伝達用光信号を外部から受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を外部から受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光受信装置が提供される。【００１２】
本発明によれば、光送信装置において、
伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐し、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成し、生成した前記伝達用光信号を光受信装置に向けて出力し、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに前記光受信装置に向けて出力し、
前記光受信装置において、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成し、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成し、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成し、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成し、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去する光送信方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、変調前の送信光及び局発光のそれぞれに起因したノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。
【図２】光送信装置の機能構成を示す図である。
【図３】光受信装置の機能構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。
【図７】第５の実施形態におけるノイズ除去信号生成部の機能構成を示す図である。
【図８】第５の実施形態における光信号処理部の機能構成を示す図である。
【図９】第６の実施形態におけるノイズ除去信号生成部の機能構成を示す図である。
【図１０】第６の実施形態における光信号処理部の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る光送信システムは、光送信装置１０及び光受信装置２０を有している。光送信装置１０と光受信装置２０は、伝送路３０を用いて互いに接続されている。伝送路３０は、例えば光ファイバーを用いて構成されている。光送信装置１０は、伝達用光信号を生成して外部に出力する。光受信装置２０は、伝送路３０を介して伝達用光信号を受信する。光送信装置１０と光受信装置２０の間の通信は、例えばデジタルコヒーレント方式を用いて行われる。
【００１８】
図２は、光送信装置１０の機能構成を示す図である。光送信装置１０は、光送信部１０２を少なくとも一つ備えている。光送信部１０２は、光信号生成部１１０、光分岐部１２０、第１光出力部１３０、及び第２光出力部１４０を有している。光分岐部１２０は、伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する。光信号生成部１１０は、分岐後の送信光の少なくとも一つを変調することにより、伝達用光信号を生成する。本図に示す例では、光分岐部１２０は、送信光を２つに分岐している。そして分岐後の送信光の一方は光信号生成部１１０によって変調される。光信号生成部１１０は、送信すべき複数の信号を用いて送信光を変調することにより、偏波多重かつ多値変調された伝達用光信号を生成する。
【００１９】
第１光出力部１３０は、伝達用光信号を外部に出力する。第２光出力部１４０は、分岐後の送信光の一つを変調することなしに外部に出力する。なお、ここで出力される送信光は、単一偏波光である。
【００２０】
なお、伝送路３０がマルチコアの光ファイバーを用いて形成されている場合、伝送用光信号と送信光は、互いに異なるコアを介して送信されるのが好ましい。
【００２１】
図３は、光受信装置２０の機能構成を示す図である。光受信装置２０は、第１光信号生成部２１０、第２光信号生成部２２０、第１光電変換部２３０、第２光電変換部２４０、及びノイズ除去部２５０を備えている。第１光信号生成部２１０、第１光電変換部２３０、及びノイズ除去部２５０は、光信号処理部２０６の少なくとも一部であり、第２光信号生成部２２０及び第２光電変換部２４０はノイズ除去信号生成部２０８の少なくとも一部である。
【００２２】
第１光信号生成部２１０は、伝達用光信号を受信し、受信した伝達用光信号と局発光（局所光）とを干渉させて第１光信号を生成する。第２光信号生成部２２０は、送信光（信号光）を受信し、受信した送信光と局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する。第２光信号生成部２２０で用いられる局発光は、第１光信号生成部２１０で用いられる局発光と同一の光源から発せられている。
【００２３】
第１光電変換部２３０は、第１光信号を光電変換して受信信号を生成する。第２光電変換部２４０は、ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する。ノイズ除去部２５０は、ノイズ信号を用いて受信信号からノイズ成分を除去する。
【００２４】
なお、光送信システムは、光送信部１０２及び送信光源１０４の組み合わせを、複数の波長別に有していても良い。この場合、光送信装置１０は、第１光出力部１３０と伝送路３０の間、及び第２光出力部１４０と伝送路３０の間のそれぞれには、波長合波器が設けられる。また、第１光信号生成部２１０と伝送路３０の間、及び第２光信号生成部２２０と伝送路３０の間のそれぞれには、波長分離器が設けられる。
【００２５】
本実施形態によれば、光送信装置１０は、伝達用光信号の基となる送信光を光受信装置２０に向けて出力する。光受信装置２０は、局発光と送信光を干渉させてノイズ除去用光信号を生成する。送信光は伝送路３０を介して送信されている。このため、ノイズ除去用光信号には、伝送光及び伝送路３０のそれぞれに起因したノイズ成分が含まれている。また、ノイズ除去用光信号の生成には、局発光も用いられている。従って、ノイズ除去用光信号には、局発光に起因したノイズ成分も含まれている。従って、ノイズ除去用光信号を用いてノイズ除去を行うと、伝送路に起因したノイズ、伝送光に起因したノイズ、及び局発光に起因したノイズを除去することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る光送信システムは、以下の点を除いて、第１の実施形態に示した光送信システムと同様の構成である。
【００２７】
まず、光送信装置１０は複数の光送信部１０２を有している。また光受信装置２０は、複数の光受信部２０２を有している。光送信部１０２の各々は、互いに異なる光受信部２０２と互いに異なる伝送路３０を介して接続している。
【００２８】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る光送信システムは、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る光送信システムと同様の構成である。
【００３０】
まず伝送路３０は、マルチコアの光ファイバーを用いて形成されている。そして複数の光送信部１０２のそれぞれから、伝達用光信号及び送信光が出力されるが、これら複数の伝達用光信号及び送信光は、互いに異なるコアを介して光受信装置２０に送信される。
【００３１】
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、伝送路３０をマルチコアの光ファイバーを用いて形成しているため、伝送路３０を構成する光ファイバーの数を少なくすることができる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係る光送信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る光送信システムは、以下の点を除いて、第２又は第３の実施形態に係る光送信システムと同様の構成である。本図は、第３の実施形態と同様の場合を示している。
【００３３】
まず、光送信装置１０の複数の光送信部１０２は、一つの送信光源１０４を共有している。具体的には、複数の光送信部１０２は、いずれも光分岐部１２０を有していない。そして光分岐部１２０は、光送信部１０２の外部に設けられている。光分岐部１２０は、送信光源１０４が発光した送信光を、複数の送信光に分岐する。この分岐数は、少なくとも３つ以上であり、光送信部１０２の数より一つ多い。そして分岐後の送信光は、一つを除いて、互いに異なる光送信部１０２に入射する。
【００３４】
また、複数の光送信部１０２は、一つの光送信部１０２を除いて、第２光出力部１４０を有していない。言い換えると、第２光出力部１４０は、一つの光送信部１０２にのみ設けられている。そして分岐後の送信光の残りの一つは、第２光出力部１４０を有する光送信部１０２に入射し、第２光出力部１４０を介して伝送路３０に出力される。
【００３５】
また、光受信装置２０の光受信部２０２は、一つの局発光源２０４を共有している。具体的には、局発光源２０４が発光した局発光は、光分岐部２０５によって複数の局発光に分岐する。この分岐数は、光受信部２０２の数に等しい。そして、そして分岐後の局発光は、互いに異なる光受信部２０２に入射する。各光受信部２０２の内部では、さらに局発光が２つに分岐し、第１光信号生成部２１０及び第２光信号生成部２２０のそれぞれに入力される。
【００３６】
本実施形態によっても、第２又は第３の実施形態と同様の効果が得られる。また、送信光源１０４及び局発光源２０４を共用することができるため、光送信システムのコストを低くすることができる。
【００３７】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る光送信システムは、光受信装置２０の光信号処理部２０６及びノイズ除去信号生成部２０８の構成を除いて、第１〜第４の実施形態のいずれかと同様の構成を有している。
【００３８】
図７は、本実施形態におけるノイズ除去信号生成部２０８の機能構成を示す図である。本実施形態に係るノイズ除去信号生成部２０８は、光９０°ハイブリッド２７２、第２光電変換部２４０、ＡＤ変換部２７４、及び合成部２７６を備えている。
【００３９】
光９０°ハイブリッド２７２は、伝送路３０から入力された送信光と、局発光が入力される。光９０°ハイブリッド２７２は、送信光と局発光とを位相差０で干渉させて第１の第２光信号（ＸＩ成分）を生成し、送信光と局発光とを位相差π／２で干渉させて第２の第２光信号（ＸＱ成分）を生成する。また光９０°ハイブリッド２７２は、送信光と局発光とを位相差０で干渉させて第３の第２光信号（ＹＩ成分）を生成し、送信光と局発光とを位相差π／２で干渉させて第４の第２光信号（ＹＱ成分）を生成する。すなわち光９０°ハイブリッド２７２は、偏波ごとに、ノイズのＩ成分を示す光信号（第１の第２光信号、第３の第２光信号）とＱ成分を示す光信号（第２の第２光信号、第４の第２光信号）を生成する。
【００４０】
第２光電変換部２４０は、光９０°ハイブリッド２７２が生成した４つのノイズ光信号を光電変換して、４つのアナログ信号を生成する。これらのアナログ信号は、信号光用および局発光用の光源の周波数差、およびそれぞれの位相雑音に起因するノイズ信号である。
【００４１】
ＡＤ変換部２７４は、第２光電変換部２４０が生成した４つのノイズ信号（第１〜第４のノイズ信号）を、それぞれデジタル信号に変換する（量子化）。伝送路ファイバの偏波不安定性へ対応するため、第２光電変換部２４０は４つの光電変換部を持つが、偏波多重を行っている信号光とは異なりこのノイズ信号は１つの偏波成分しかもともと有していない。このため、ＡＤ変換部２７４の後ろに位置する合成部２７６により、これら４つのノイズ信号は１組のＩ／Ｑ成分にまとめることが出来る。ここで合成部２７６は、例えば最大比合成方式を使用する。具体的には、合成部２７６は、第１のノイズ信号（ＸＩ成分）と第３のノイズ信号（ＹＩ成分）を合成することにより、第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）を生成する。また合成部２７６は、第２のノイズ信号（ＸＱ成分）と第４のノイズ信号（ＹＱ成分）を合成することにより、第１の合成後ノイズ信号（Ｑ）を生成する。
【００４２】
そして合成部２７６が生成した第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）及び第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）は、光信号処理部２０６に出力される。
【００４３】
図８は、光信号処理部２０６の機能構成を示す図である。光信号処理部２０６は、光９０°ハイブリッド２１２、第１光電変換部２３０、ＡＤ変換部２３２、波長分散補償部２２６、ノイズ除去部２５０、偏光分離部２６０、偏差補償部２６２、及びシンボル識別部２６４を備えている。
【００４４】
光９０°ハイブリッド２１２は、伝送路からの信号光と、局発光が入力される。光９０°ハイブリッド２１２は、光信号と局発光とを位相差０で干渉させて第１の第１光信号（ＸＩ）を生成し、光信号と局発光とを位相差π／２で干渉させて第２の第１光信号（ＸＱ）を生成する。また光９０°ハイブリッド２１２は、光信号と局発光とを位相差０で干渉させて第３の第１光信号（ＹＩ）を生成し、光信号と局発光とを位相差π／２で干渉させて第４の第１光信号（ＹＱ）を生成する。第１の第１光信号及び第２の第１光信号は、一組の信号を形成し、また第３の第１光信号及び第４の第１光信号も、一組の信号を形成する。
【００４５】
第１光電変換部２３０は、光９０°ハイブリッド２１２が生成した４つの第１光信号を光電変換して、４つのアナログ信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を生成する。
【００４６】
ＡＤ変換部２３２は、第１光電変換部２３０が生成した４つのアナログ信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を、それぞれデジタル信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）に変換する（量子化）。
【００４７】
波長分散補償部２２６は、ＡＤ変換部２３２が生成した４つのデジタル信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）に対して、伝送路３０において送信用光信号に加わった波長分散を補償する処理を行う。
【００４８】
偏光分離部２６０は、４つのデジタル信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を用いて、送信されてきた情報を示す信号を生成する。詳細には、偏光分離部２６０は、波長分散補償部２２６が出力したデジタル信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を用いて、２チャンネルの信号Ｅｘｉｎ（ｔ）＝ＸＩ＋ｊＸＱ、及びＥｙｉｎ（ｔ）＝ＹＩ＋ｊＹＱを生成する。Ｅｘｉｎ（ｔ）及びＥｙｉｎ（ｔ）は、それぞれ光送信装置１０が送信してきた信号を示している。
【００４９】
偏差補償部２６２は、送信用光信号と局所光との間の周波数偏差と光位相偏差を補償する。これにより、光位相の回転に起因した信号のノイズが補償される。シンボル識別部２６４は、偏差補償部２６２によって補償された後の信号を用いて、シンボル判定を行う。これにより、送信された信号が復調される。
【００５０】
そしてノイズ除去部２５０は、波長分散補償部２２６と偏光分離部２６０の間に位置する。具体的には、ノイズ除去部２５０において、デジタル信号（ＸＩ）と第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）の差分が算出され、デジタル信号（ＸＩ）として偏光分離部２６０に入力される。また、デジタル信号（ＹＩ）と第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）の差分が算出され、デジタル信号（ＹＩ）として偏光分離部２６０に入力される。また、デジタル信号（ＸＱ）と第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）の差分が算出され、デジタル信号（ＸＱ）として偏光分離部２６０に入力される。また、デジタル信号（ＹＱ）と第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）の差分が算出され、デジタル信号（ＹＱ）として偏光分離部２６０に入力される。
【００５１】
なお、ノイズ除去信号生成部２０８が合成部２７６を有していない場合、ノイズ除去部２５０は、第１のノイズ信号を用いてデジタル信号（ＸＩ）のノイズ除去処理を行い、第２のノイズ信号を用いてデジタル信号（ＸＱ）のノイズ除去処理を行い、第３のノイズ信号を用いてデジタル信号（ＹＩ）のノイズ除去処理を行い、第４のノイズ信号を用いてデジタル信号（ＹＱ）のノイズ除去処理を行う。
【００５２】
以上、本実施形態によっても、第１〜第４の実施形態のいずれかと同様の効果が得られる。また、送信光は、単一偏波光であるため、４つのノイズ信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）及び第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）にまとめることができる。これにより、ノイズ信号の伝達経路を簡略化できる。
【００５３】
（第６の実施形態）
図９は、第６の実施形態におけるノイズ除去信号生成部２０８の機能構成を示す図である。図１０は、第６の実施形態における光信号処理部２０６の機能構成を示す図である。本実施形態に係る光送信システムは、以下の点を除いて第５の実施形態に係る光送信システムと同様の構成である。
【００５４】
まず、ノイズ除去信号生成部２０８は、合成部２７６より後にフィルタリング部２７８を有している。フィルタリング部２７８は、第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）及び第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）のうちノイズ成分として有効な周波数帯のみを通す。この周波数帯は、例えば送信光源１０４及び局発光源２０４に起因したノイズが発生しやすい周波数帯、例えば１ＭＨｚ以下の周波数帯を含むように設定される。
【００５５】
また、光信号処理部２０６では、信号はシンボル周期（例えば５０ＧＨｚ以上）の周波数で処理が行われているが、ノイズ除去信号生成部２０８では、このような高い周波数での処理は必要としない。すなわちノイズ除去信号生成部２０８における信号の処理周波数は、光信号処理部２０６における信号の処理周波数よりも低くすることができる。このようにすると、ノイズ除去信号生成部２０８の回路構成が簡単になる。
【００５６】
そして、光信号処理部２０６は、リサンプリング部２５２を有している。リサンプリング部２５２は、第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）及び第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）を、光信号処理部２０６における信号処理の周波数でリサンプリングする。ノイズ除去部２５０は、リサンプリング後の第１の合成後ノイズ信号（Ｉ）及び第２の合成後ノイズ信号（Ｑ）を用いて処理を行う。
【００５７】
本実施形態によっても、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、リサンプリング部２５２を設けることにより、ノイズ除去信号生成部２０８における信号の処理周波数を低くすることができる。これにより、ノイズ除去信号生成部２０８の回路構成が簡単になる。
【００５８】
また、ノイズ除去信号生成部２０８はフィルタリング部２７８を備えている。このため、不要なノイズ信号がデジタル信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）に加わることを抑制できる。
【００５９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００６０】
なお、参考形態の一例を、以下に記載する。
１．伝達用光信号を生成して外部に出力する光送信装置と、
前記伝達用光信号を受信する光受信装置と、
を備え、
前記光送信装置は、
前記伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記伝達用光信号を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備え、
前記光受信装置は、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光送信システム。
２．上記１に記載の光送信システムにおいて、
前記光送信装置の前記光信号生成手段は、前記送信光を偏波多重かつ多値変調することにより、前記伝達用光信号を生成し、
前記光受信装置の第１光信号生成手段は、前記伝達用光信号と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第１光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第１光信号を、偏波ごとに生成し、
前記光受信装置の前記第２光信号生成手段は、前記送信光と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第２光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第２光信号を、偏波ごとに生成し、
前記第２光電変換手段は、前記偏波ごとに生成された前記第１の第２光信号を光電変換することにより複数の第１の前記ノイズ信号を生成すると共に、前記偏波ごとに生成された前記第２の第２光信号を光電変換することにより複数の第２の前記ノイズ信号を生成し、
前記光受信装置は、さらに、前記複数の第１のノイズ信号を合成して第１の合成後ノイズ信号を生成すると共に、前記複数の第２のノイズ信号を合成して第２の合成後ノイズ信号を生成する合成手段を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記第１の合成後ノイズ信号を用いて前記第１の第１光信号のノイズ成分を除去し、かつ前記第２の合成後ノイズ信号を用いて前記第２の第１光信号のノイズ成分を除去する光送信システム。
３．上記２に記載の光送信システムにおいて、
前記合成手段は、最大比合成方式で前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号を生成する光送信システム。
４．上記２又は３に記載の光送信システムにおいて、
前記ノイズ除去手段がノイズ成分を除去した後の前記受信信号をデジタル処理するデジタル処理手段を備え、
前記合成手段の処理周波数は、前記デジタル処理手段の処理周波数よりも小さく、
前記合成手段と前記ノイズ除去手段の間に設けられ、前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号の周波数を前記デジタル処理手段の処理周波数に変更するリサンプリング手段を備える光送信システム。
５．上記１〜４のいずれか一つに記載の光送信システムにおいて、
前記光分岐手段は、前記送信光を３つ以上に分岐し、
前記光送信装置は、分岐後の２つ以上の前記送信光のそれぞれに対して前記光信号生成手段を有しており、
前記光受信装置は、
前記複数の前記光信号生成手段それぞれに対応して、前記第１光信号生成手段、前記第２光電変換手段、及び前記ノイズ除去手段を複数組有している光送信システム。
６．上記５に記載の光送信システムにおいて、
前記複数の光信号生成手段は、前記送信光の光源を共有しており、
前記複数の第１光信号生成手段及び前記第２光信号生成手段は、前記局発光の光源を共有している光送信システム。
７．上記１〜６のいずれか一つに記載の光送信システムにおいて、
前記光送信装置と前記光受信装置はマルチコアファイバを用いて接続されており、
前記送信光は、前記伝達用信号とは異なるコアを用いて前記光信号装置から前記光受信装置に伝送される光送信システム。
８．光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐する光分岐手段と、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、伝達用光信号を生成する光信号生成手段と、
前記光信号生成手段を外部に出力する第１光出力手段と、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに外部に出力する第２光出力手段と、
を備える光送信装置。
９．上記８に記載の光送信装置において、
光分岐手段は、前記送信光を３つ以上に分岐する光送信装置。
１０．上記９に記載の光送信装置において、
前記複数の光信号生成手段は、前記送信光の光源を共有している光送信装置。
１１．送信光を変調することにより生成された伝達用光信号を外部から受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成する第１光信号生成手段と、
前記送信光を外部から受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成する第２光信号生成手段と、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成する第１光電変換手段と、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成する第２光電変換手段と、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
を備える光受信装置。
１２．上記１１に記載の光受信装置において、
前記第１光信号生成手段は、前記伝達用光信号と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第１光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第１光信号を、偏波ごとに生成し、
前記第２光信号生成手段は、前記送信光と前記局発光とを光９０°ハイブリッドを用いて干渉させることにより、第１の第２光信号及び前記第１の光信号に位相が直交している第２の第２光信号を、偏波ごとに生成し、
前記第２光電変換手段は、前記偏波ごとに生成された前記第１の第２光信号を光電変換することにより複数の第１の前記ノイズ信号を生成すると共に、前記偏波ごとに生成された前記第２の第２光信号を光電変換することにより複数の第２の前記ノイズ信号を生成し、
さらに、前記複数の第１のノイズ信号を合成して第１の合成後ノイズ信号を生成すると共に、前記複数の第２のノイズ信号を合成して第２の合成後ノイズ信号を生成する合成手段を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記第１の合成後ノイズ信号を用いて前記第１の第１光信号のノイズ成分を除去し、かつ前記第２の合成後ノイズ信号を用いて前記第２の第１光信号のノイズ成分を除去する光受信装置。
１３．上記１２に記載の光受信装置において、
前記合成手段は、最大比合成方式で前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号を生成する光受信装置。
１４．上記１２又は１３に記載の光受信装置において、
前記ノイズ除去手段がノイズ成分を除去した後の前記受信信号をデジタル処理するデジタル処理手段を備え、
前記合成手段の処理周波数は、前記デジタル処理手段の処理周波数よりも小さく、
前記合成手段と前記ノイズ除去手段の間に設けられ、前記第１の合成後ノイズ信号及び前記第２の合成後ノイズ信号の周波数を前記デジタル処理手段の処理周波数に変更するリサンプリング手段を備える光受信装置。
１５．光送信装置において、
伝達用光信号を生成するための送信光を少なくとも２つに分岐し、
分岐後の前記送信光の少なくとも一つを変調することにより、前記伝達用光信号を生成し、生成した前記伝達用光信号を光受信装置に向けて出力し、
分岐後の前記送信光の一つを変調することなしに前記光受信装置に向けて出力し、
前記光受信装置において、
前記伝達用光信号を受信し、受信した前記伝達用光信号と局発光とを干渉させて第１光信号を生成し、
前記送信光を受信し、受信した前記送信光と前記局発光とを干渉させてノイズ除去用光信号を生成し、
前記第１光信号を光電変換して受信信号を生成し、
前記ノイズ除去用光信号を光電変換してノイズ信号を生成し、
前記ノイズ信号を用いて前記受信信号からノイズ成分を除去する光送信方法。
【００６１】
この出願は、２０１３年３月１４日に出願された日本出願特願２０１３−０５１８４２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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