(57)【要約】【課題】信号帯域内のＡＳＥノイズを低減する。【解決手段】偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２４は、偏波制御装置２２の出力光を、信号光とノイズ成分を含む第１成分と、ノイズ成分のみを含む第２成分に分離し、第１成分をアーム１に、第２成分をアーム２に供給する。第１アーム上の１／２波長板３２は、第１成分の偏波方向を９０度、回転する。光サーキュレータ３８及び分光遅延器４０は、第２成分の光位相を反転する。合波器４８は、アーム１を伝搬した第１成分とアーム２を伝搬した第２成分を合波する。合波の際に、第１成分に含まれるノイズ成分と第２成分（ノイズ成分）が干渉する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光及び当該信号光の信号波長帯域内のノイズ光を含む入力光を、当該信号光の偏波方向に合致する第１の偏波方向の第１成分と、当該第１の偏波方向に直交する偏波方向の第２成分に分離し、当該第１成分を第１アームに、当該第２成分を第２アームに分配する偏波分離ステップ（２０，２２，２４，２６，２８，３０）と、
当該第２アーム上の当該第２成分の光位相が当該第１アーム上の当該第１成分に対して相対的にπだけ異なるように、当該第２アーム上の当該第２成分の光位相をシフトする光位相シフトステップ（３８，４０）と、
当該第１アームから出力される第１成分と当該第２アームから出力される当該第２成分とを合波し、その際に当該第１成分に含まれるノイズ光と当該第２成分とを干渉させる合波ステップ（４８）
とを具備することを特徴とするノイズ抑圧方法。
【請求項２】
当該偏波分離ステップが、
当該第１アーム上の当該第１成分から基本繰り返し周波数成分の強度を検出する基本繰り返し周波数成分強度検出ステップ（２６，２８）と、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が大きくなるように、当該入力光の偏波を調整する偏波調整ステップ（３０，２２）
とを具備する請求項１に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項３】
当該偏波分離ステップが、当該入力光から当該信号光の信号波長帯域を抽出する信号波長帯抽出ステップ（２０）と、
当該第１アーム上の当該第１成分から基本繰り返し周波数成分の強度を検出する基本繰り返し周波数成分強度検出ステップ（２６，２８）と、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が大きくなるように、当該信号波長帯抽出ステップで抽出された光の偏波を調整する偏波調整ステップ（３０，２２）
とを具備する請求項１に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項４】
当該光位相シフトステップが、波長に応じて遅延量が異なる分光遅延器（４０）により、当該第２アーム上の当該第２成分の光位相を波長に応じてシフトすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項５】
更に、当該合波ステップ（４８）による合波光のＳＮＲが最大になるように、当該第２アーム上の当該第２成分の偏波を調整する偏波調整ステップ（５２，５０，４６）を具備する請求項１乃至４の何れか１項に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項６】
当該偏波制御ステップが、当該合波ステップ（４８）による合波光から、当該合波光に含まれる信号光の偏波方向とは直交する偏波方向の成分を抽出し、その成分の強度が最小になるように当該第２アーム上の当該第２成分の偏波を調整する請求項５に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項７】
当該偏波制御ステップが、当該合波ステップ（４８）による合波光の偏光度を測定し、その偏光度が最大になるように当該第２アーム上の当該第２成分の偏波の方向を調整する請求項５に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項８】
更に、
当該合波ステップ（４８）による合波光を、当該合波光に含まれる信号光の偏波方向と同じ偏波方向の第３成分と直交する偏波方向の第４成分とに分離し、
当該第３成分及び当該第４成分を電気信号に変換し、
当該第３成分の電気信号から信号の基本繰り返し周波数成分の強度を検出し、
当該第４成分の電気信号から低周波数成分の強度を検出し、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が最大になるように当該第１アーム上の当該第１成分の偏波の方向を制御し、
当該低周波数成分の強度が最小になるように当該第２アーム上の当該第２成分の偏波の方向を調整する
各ステップを具備する請求項１に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項９】
信号光及び当該信号光の信号波長帯域内のノイズ光を含む入力光を、当該信号光の偏波方向に合致する第１の偏波方向の第１成分と、当該第１の偏波方向に直交する偏波方向の第２成分に分離し、当該第１成分を第１アームに、当該第２成分を第２アームに分配する偏波分離装置（２０，２２，２４，２６，２８，３０）と、
当該第２アーム上に配置される光位相シフト装置（３８，４０）であって、当該第２アーム上の当該第２成分の光位相が当該第１アーム上の当該第１成分に対して相対的にπだけ異なるように、当該第２アーム上の当該第２成分の光位相をシフトする光位相シフト装置と、
当該第１アームから出力される第１成分と当該第２アームから出力される当該第２成分とを合波し、当該第１成分に含まれるノイズ光と当該第２成分とを干渉させる合波器（４８）
とを具備することを特徴とするノイズ抑圧装置。
【請求項１０】
当該偏波分離装置が、
当該第１アーム上の当該第１成分から基本繰り返し周波数成分の強度を検出する基本繰り返し周波数成分強度検出装置（２６，２８）と、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が大きくなるように、当該入力光の偏波を調整する偏波調整装置（３０，２２）
とを具備する請求項９に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１１】
当該偏波分離装置が、当該入力光から当該信号光の信号波長帯域を抽出する帯域制限光フィルタ（２０）と、
当該第１アーム上の当該第１成分から基本繰り返し周波数成分の強度を検出する基本繰り返し周波数成分強度検出装置（２６，２８）と、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が大きくなるように、当該帯域制限光フィルタの出力光の偏波を調整する偏波調整装置（３０，２２）
とを具備する請求項９に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１２】
当該光位相シフト装置が、波長に応じて遅延量が異なる分光遅延器（４０）と、当該第２アーム上の当該第２成分を当該分光遅延器（４０）に供給し、当該分光遅延器（４０）の出力光を当該第２アーム上に戻す光サーキュレータ（３８）とを具備する請求項９乃至１１の何れか１項に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１３】
更に、当該合波器（４８）による合波光のＳＮＲが最大になるように、当該第２アーム上の当該第２成分の偏波を調整する偏波調整装置（５２，５０，４６）を具備する請求項９乃至１２の何れか１項に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１４】
当該偏波調整装置が、当該第２アーム上に配置され、当該第２成分の偏波を制御する偏波制御装置（４６）と、当該合波器（４８）による合波光から、当該合波光に含まれる信号光の偏波方向とは直交する偏波方向の成分を抽出し、その成分の光強度が最小になるように当該偏波制御装置（４６）を制御する制御装置（５０）とからなる請求項１２に記載のノイズ抑圧方法。
【請求項１５】
当該偏波調整装置が、当該第２アーム上に配置され、当該第２成分の偏波を制御する偏波制御装置（４６）と、当該合波器（４８）による合波光の偏光度を測定し、その偏光度が最大になるように当該偏波制御装置（４６）を制御する制御装置（５０）とからなる請求項１２に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１６】
更に、
当該第１アーム上に配置され、当該第１成分の偏波を制御する第１の偏波制御装置（９０）と、
当該第２アーム上に配置され、当該第２成分の偏波を制御する第２の偏波制御装置（４６）と、
当該合波器（４８）による合波光を、当該合波光に含まれる信号光の偏波方向と同じ偏波方向の第３成分と直交する偏波方向の第４成分とに分離する偏光ビームスプリッタ（９２）と、
当該第３成分及び当該第４成分をそれぞれ電気信号に変換する光／電器変換器（９４ａ，９４ｂ）と、
当該第３成分の電気信号から信号の基本繰り返し周波数成分の強度を検出するバンドパスフィルタ（９６ａ）と、
当該第４成分の電気信号から低周波数成分の強度を検出するローパスフィルタ（９６ｂ）と、
当該基本繰り返し周波数成分の強度が最大になるように当該第１の偏波制御装置（９０）を制御し、当該低周波数成分の強度が最小になるように当該第２の偏波制御装置（４６）を制御する制御装置（１０２）
とを具備する請求項９に記載のノイズ抑圧装置。
【請求項１７】
当該第１アーム及び第２アームの少なくとも一方に配置され、偏波を回転する位相板（３２）を具備する請求項９に記載のノイズ抑圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号帯域内のノイズ光成分を抑圧する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システム、特に、光増幅伝送システムでは、光伝送途中での光増幅によりＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズが信号光に蓄積される。信号波長帯域とは異なる帯域のＡＳＥノイズは、帯域制限光フィルタにより容易に除去できる。しかし、この種の帯域制限光フィルタでは、信号波長帯域に重なる帯域のＡＳＥノイズを除去できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
信号帯域内に蓄積されたＡＳＥノイズは、信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を劣化させる。図２は、ＡＳＥノイズの蓄積した信号光のスペクトル例を示す。横軸が波長を示し、縦軸が強度を示す。実線が信号成分の強度を示し、破線がノイズ成分の強度を示す。但し、実線で示す強度から破線で示すノイズ成分を除去したものが、実質的な信号成分となる。信号帯域内のノイズ光は、信号の符号誤り率（ＢＥＲ）を劣化させる。
【０００４】
本発明は、信号帯域内のノイズ光成分を抑圧する方法及び装置を提示することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、信号光及び当該信号光の信号波長帯域内のノイズ光を含む入力光を、当該信号光の偏波方向に合致する第１の偏波方向の第１成分と、当該第１の偏波方向に直交する偏波方向の第２成分に分離し、当該第１成分を第１アームに、当該第２成分を第２アームに分配する。第２アーム上の当該第２成分の光位相が、第１アーム上の第１成分に対して相対的にπだけ異なるように、即ち、第２アーム上の第２成分（ノイズ成分）が、第１アーム上の第１成分に含まれるノイズ成分とが互いに逆の光位相になるように、第２アーム上の第２成分の光位相をシフトする。そして、第１アームから出力される第１成分と第２アームから出力される当該第２成分とを合波する。合波の際に、当該第１成分に含まれるノイズ光と当該第２成分とを干渉させる。
【０００６】
基本的に、第１アーム上の第１成分は、信号光とノイズ成分の半分からなり、第２アーム上の第２成分は、ノイズ成分の残りからなる。第２成分の光位相を反転して、第１成分に合波することにより、信号帯域内のノイズ成分が干渉して、弱くなる。このようにして、信号帯域内のノイズ光を抑圧できる。
【０００７】
入力光を当該信号光の偏波方向に合致する第１の偏波方向の第１成分と、当該第１の偏波方向に直交する偏波方向の第２成分とに分離する前処理として、入力光の偏波を調整することが好ましい。これにより、信号光を精度良く第１成分として分離できる。
【０００８】
第２成分の光位相をシフトするために、波長に応じて遅延量が異なる分光遅延器を使用することにより、信号帯域内で、ノイズ成分の光位相を各波長について所望量だけシフトできる。この結果、合波の際のノイズ成分の干渉をより有効なものにできる。
【０００９】
更には、合波光のＯＳＮＲが最大になるように、第２アーム上の当該第２成分の偏波を調整するのが好ましい。第２アーム上での第２成分の偏波変動の影響を低減できる。より具体的には、合波光に含まれる信号光の偏波方向とは直交する偏波方向の成分の強度が最小になるように第２アーム上の第２成分の偏波を調整する。又は、合波光の偏光度が最大になるように第２アーム上の第２成分の偏波の方向を調整する。
【００１０】
また、合波光に含まれる信号光の偏波方向と同じ偏波方向の第３成分と直交する偏波方向の第４成分とに分離し、第３成分から得られる信号の基本繰り返し周波数成分の強度が最大になるように当該第１アーム上の当該第１成分の偏波を調整し、第４成分から得られる低周波成分の強度が最小になるように当該第２アーム上の当該第２成分の偏波を調整するのが好ましい。これより、第１アーム及び第２アーム上での偏波変動の影響を低減できる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例の概略厚生ブロック図を示す。光送信装置１０は直線偏波の信号光を光ファイバ伝送路１２に出力する。光ファイバ伝送路１２は代表的には、光増幅器を含む光中継増幅伝送路である。光ファイバ伝送路１２を伝搬した信号光は、光受信装置１４に入力する。理解を容易にするために、光受信装置１４として、単一波長の受信構成を図示してある。
【００１３】
光受信装置１４の構成と動作を説明する。光バンドパスフィルタ（ＯＢＰＦ）２０は、光ファイバ伝送路１２から入力する光から、信号波長帯域成分を抽出する。ＯＢＰＦ２０の出力光は偏波制御装置２２に印加される。ＯＢＰＦ２０の出力光のスペクトルは、図２に示すように、信号波長帯域内にＡＳＥノイズが蓄積したスペクトルになっている。ＯＢＰＦ２０の通過帯域幅は、例えば、１ｎｍ程度である。
【００１４】
偏波制御装置２２は、ＯＢＰＦ２０の出力光の偏波方向、特に、ＯＢＰＦ２０の出力光に含まれる信号光の偏波方向が偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２４の特定の偏波方向に合致するように、ＯＢＰＦ２０の出力光の偏波を制御する。ＰＢＳ２４は偏波制御装置２２の出力光を互いに直交する２つの偏波成分に分離し、一方の偏波成分（例えば、Ｐ波）、即ち第１成分をアーム１に、他方の偏波成分（例えば、Ｓ波）、即ち第２成分をアーム２に供給する。
【００１５】
アーム１上の分波器２６は、ＰＢＳ２４からのＰ波成分の一部を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器２８に供給し、残りを１／２波長板３２に供給する。１／２波長板３２は、分波器２８からのＰ波をこれに直交するＳ波に変換する。
【００１６】
制御装置３０は、光／電気変換器２８の出力に従い、光／電気変換器２８の出力が最大になるように偏波制御装置２２を制御する。このような偏波制御の結果、偏光ビームスプリッタ２４は、アーム１に信号光及び信号光と同じ偏波方向（Ｐ波）のＡＳＥノイズ成分からなる第１成分を供給し、アーム２には、信号光に直交する偏波方向（Ｓ波）のＡＳＥノイズ成分からなる第２成分を供給する。
【００１７】
光伝送路１２において信号波長帯内に蓄積されるＡＳＥノイズは、その偏波が一定しない。従って、偏光ビームスプリッタ２４により分離されるアーム１上のＡＳＥノイズ成分（Ｐ波）とアーム２上のＡＳＥノイズ成分（Ｓ波）は、常に同じ強度にはならない。アーム１上のＡＳＥノイズ成分とアーム２上のＡＳＥノイズ成分の割合は、時間と共に変動する。但し、長期の平均では、アーム１上のＡＳＥノイズ成分とアーム２上のＡＳＥノイズ成分は、ほぼ同じ強度になる。
【００１８】
ここまでの構成により、信号波長帯域内のＡＳＥノイズを２分割して、一方をアーム１に、残りをアーム２に分配したことになる。図３は、アーム１上の偏波成分のスペクトル例を示し、図４は、アーム２上の偏波成分のスペクトル例を示す。図３及び図４で、横軸は波長、縦軸は強度を示す。長期の平均では、アーム１，２上のＡＳＥノイズの強度は共に、ＯＢＰＦ２０の出力光に含まれるＡＳＥノイズの半分になる。
【００１９】
アーム１上には、更に、レベル調整用の減衰器３４と、時間調整用の遅延器３６を配置してある。１／２波長板３２、減衰器３４及び遅延器３６の順序は、図示例に限定されない。
【００２０】
アーム２には、光サーキュレータ３８が配置されている。偏光ビームスプリッタ２４からのＡＳＥノイズ成分（Ｓ波）は、光サーキュレータ３８のポートＡに入力し、ポートＢから、波長に依存した遅延特性を具備する分光遅延器４０に印加される。分光遅延器４０は、分光レンズ４２と、分光レンズ４２により分光された各波長の光を分光レンズ４２に戻すミラー４４とを具備する。分光レンズ４２とミラー４４との間の光路長を波長に依存して異ならせてあるので、分光遅延器４０は、波長に依存した遅延を入力光に与えることができる。分光遅延器４０の波長に依存した遅延量、即ち光位相シフト量は、後述する合波器４８においてアーム２から出力される第２成分（ＡＳＥノイズ）の光位相がアーム１から出力される第１成分に含まれるＡＳＥノイズの光位相に対してπだけ異なるように、設定される。分光遅延器４０は、光サーキュレータ３８からのＡＳＥノイズの光位相をその波長に応じてシフトし、このように光位相をシフトされたＡＳＥノイズを光サーキュレータ３８に戻す。
【００２１】
分光遅延器４０のこのような作用を奏する光デバイスとして、例えば、Ｈ．  Ｏｏｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  ”４０−Ｇｂ／ｓ  ＷＤＭ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ  （ＶＩＰＡ）  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｖｏｌ．  ２０，  Ｎｏ．  １２，  ２００２に記載されるＶＩＰＡ可変分散補償器がある。
【００２２】
分光遅延器４０の分光レンズ４２とミラー４４との間の距離Ｌ（λ）は、
Ｌ（λ）＝（（λ−λ０）／２＋Ｌ０）／２
但し、
Ｌ０＝０．５λ０＋ΔＬ
であり、ΔＬは、光ビームスプリッタ２４から合波器４８までのアーム１の光路長と、分光遅延器４０の分光レンズ４２とミラー４４との間の光路長を除いた、偏光ビームスプリッタ２４から合波器４８までのアーム２の光路長との差である。λ０は、分光遅延器４０の基準の波長であり、例えば、信号波長λｓに等しい。このように、分光レンズ４２とミラー４４との間の距離Ｌ（λ）を波長λに依存して調整した状態で、後述するようにアーム１とアーム２の伝搬光を合波すると、信号波長帯に重なるＡＳＥノイズを、平均的には６ｄＢ、低減できる。
【００２３】
分光遅延器４０により波長に依存した遅延量を与えられたＡＳＥノイズ成分は、光サーキュレータ３８のポートＢに入力し、ポートＣから偏波制御装置４６に印加される。偏波制御装置４６の機能自体は、偏波制御装置２２と同じであり、制御装置５０の制御下で光サーキュレータ３８のポートＣの出力光の偏波を制御する。
【００２４】
合波器４８は、遅延器３６の出力光、即ちアーム１から出力される第１成分に、偏波制御装置４６の出力光、即ちアーム２から出力される第２成分を合波する。アーム１上の１／２波長板３２により、第１成分の偏波方向は、基本的には、アーム２上の第２成分の偏波と同じ方向になっている。従って、合波器４８の合波により、第１成分に含まれるノイズ成分と第２成分（ノイズ成分）が干渉可能である。分光遅延器４０によりアーム２上のＡＳＥノイズの光位相を反転させ、又はπだけシフトしているので、合波器４８の合波後では、ＡＳＥノイズ成分が低減する。平均的には、ＡＳＥノイズが６ｄＢだけ少なくなる。図５は、合波器４８の出力光のスペクトル例を示す。横軸は波長、縦軸は強度を示す。干渉により、信号波長帯域内のＡＳＥノイズが大幅に、平均で６ｄＢ程度、低減する。
【００２５】
分波器５２は、合波器４８の出力光の２分割し、一方を光／電気変換器５４に印加し、他方を制御装置５０に印加する。光／電気変換器５４は、分波器５２からのＡＳＥノイズを含む信号光を電気信号に変換する。データ復調器５６は、光／電気変換器５４から出力される電気信号からデータを復調する。
【００２６】
光時分割多重が利用されている場合、時分割多重された光信号を分離する分離装置が、光／電気変換器５４の前段に配置される。
【００２７】
制御装置５０は、分波器５２からのＡＳＥノイズを抑圧された信号光に従い、そのＯＳＮＲが最大になるように偏光制御装置４６を制御する。
【００２８】
図１に示す構成では、１／２波長板３２をアーム１上に配置したが、同様の１／２波長板をアーム２上に配置しても良い。アーム２上の１／２波長板の機能を偏波制御装置４６に担わせても良い。更には、合波器４８において第１成分と第２成分の偏波方向が基本的に同方向となるように、アーム１，２のそれぞれにファラデー回転子のような偏波回転装置を配置してもよい。
【００２９】
図６は、偏波制御装置２２の帰還制御系の概略構成ブロック図を示す。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６０は、光／電気変換器２８の出力から信号光の基本繰り返し周波数成分、即ちクロック周波数成分を抽出する。電気強度検出器６２はＢＰＦ６０により抽出されたクロック周波数成分の振幅を検出し、その振幅を示す電圧信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器６４は電気強度検出器６２の出力電圧をデジタル信号に変換してコンピュータ６６に印加する。コンピュータ６６は、Ａ／Ｄ変換器６４の出力値がより大きくなるような、偏波制御装置２２に対するデジタル制御信号を発生しＤ／Ａ変換器６８に印加する。Ｄ／Ａ変換器６８はコンピュータ６６からのデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、そのアナログ制御信号を偏波制御装置２２に印加する。
【００３０】
このような帰還制御ループにおいて、コンピュータ６６は、Ａ／Ｄ変換器６４の出力電圧が最大になるように、即ち、アーム１上の信号光の強度が最大になるように、偏波制御装置２２を制御する。この結果、ＯＢＰＦ２０の出力光に含まれる信号光は、その偏波が直線に保たれている限り、全てがアーム１に流れ込む。
【００３１】
図７は、偏波制御装置４６を制御する第１の帰還制御系の概略構成ブロック図を示す。偏光子７０は、分波器５２からのＡＳＥノイズを抑圧された信号光から、信号光の偏波に直交する偏波成分を抽出する。合波器４８の出力における信号光の偏波方向は既知であるので、その偏波方向の直交する偏波方向を抽出できるように偏光子７０を配置することは容易である。
【００３２】
光強度検出器７２は、偏光子７０の出力光の強度を検出する。Ａ／Ｄ変換器７４は、光強度検出器７２のアナログ出力をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をコンピュータ７６に印加する。コンピュータ７６は、光強度検出器７２の検出光強度が小さくなるような、偏波制御装置４６に対するデジタル制御信号を生成する。そのデジタル制御信号が、Ｄ／Ａ変換器７８によりアナログ制御信号に変換されて、偏波制御装置４６の制御端子に印加される。偏波制御装置４６は、Ｄ／Ａ変換器７８からの制御信号に従い入力信号の偏波を制御する。
【００３３】
このような帰還制御ループにより、コンピュータ７６は、合波器４８の出力において信号光の偏波に直交する偏波のＡＳＥノイズが最小になるように、偏波制御装置４６によりアーム２上のＡＳＥノイズの偏波方向を制御する。
【００３４】
図７に示す構成により、合波器４８の出力光のＯＳＮＲが最大になるように、偏波制御装置４６が制御される理由は以下の通りである。即ち、制御光強度検出器７２により検出される成分は、アーム２上の信号光の、アーム１上の信号光と直交する偏波の成分であり、また、合波器４８における両アーム間の干渉（ノイズ抑圧処理）に寄与しない成分である。従って、光強度検出器７２は、最終的にノイズとして残留する成分を検出する。この成分が最小となるように偏波制御装置４６を制御することは、合波器４８での合波の際にアーム２上の信号光の偏波とアーム１上の信号光の偏波を平行に調整すること、従って、最大の干渉効果が得られることを意味し、従って、合波器４８の出力光に含まれるノイズが最大に抑圧されることを意味する。
【００３５】
図８は、偏波制御装置４６を制御する第２の帰還制御系の概略構成ブロック図を示す。偏光度（ＤＯＰ）測定装置８０が、分波器５２の出力光、即ち、合波器４８の出力光の偏光度（ＤＯＰ）を測定する。ＤＯＰ測定装置８０の測定結果は、Ａ／Ｄ変換器８２によりデジタル信号に変換されて、コンピュータ８４に印加される。コンピュータ８４は、ＤＯＰ測定装置８０により測定されるＤＯＰ値が大きくなるような、偏波制御装置４６に対するデジタル制御信号を発生する。このデジタル制御信号は、Ｄ／Ａ変換器８６によりアナログ制御信号に変換されて、偏波制御装置４６の制御端子に印加される。偏波制御装置４６は、Ｄ／Ａ変換器８６からの制御信号に従い入力信号の偏波を制御する。
【００３６】
このような帰還制御ループにより、コンピュータ８４は、合波器４８の出力光の偏光度が最大になるように、偏波制御装置４６によりアーム２上のＡＳＥノイズの偏波方向を制御する。例えば、アーム１上の光の偏波が変化すると、合波器４８の出力光の偏波状態もそれに応じて変化してしまう。合波器４８の出力光の偏光度が最大になるようにアーム２上の光（ＡＳＥノイズ）の偏波を制御することで、アーム１上の光（信号光とＡＳＥノイズ）の偏波状態が変動したとしても、合波器４８の出力光のＯＳＮＲを最大に制御することができる。
【００３７】
図８に示す構成により、合波器４８の出力光のＯＳＮＲが最大になるように、偏波制御装置４６が制御される理由は以下の通りである。即ち、両アーム１，２上の光はＰＢＳ２４で互いに直交する直線偏波成分に分けられている。偏光状態は直線偏波であるので、それぞれの偏光度（ＤＯＰ）は、ほぼ１００％である。従って、合波器４８が両アーム１，２の（直線）偏波の偏波面が互いに平行な状態で両アーム１，２からの光を合波した場合、即ち、最大の干渉効果が得られる場合、合波後の信号光の偏光度（ＤＯＰ）もほぼ１００％となる。しかし、両アーム１，２の偏波面が互いに平行でない状態でアーム１，２の光が合波された場合、合波後の信号光は、直交する２つの偏波成分を有することになり、偏光度（ＤＯＰ）が低下する。従って、偏光度（ＤＯＰ）が最大になるように偏波制御装置４６を制御することは、アーム２上の光の偏光をアーム１上の光の偏波と平行にすることを意味し、最大の干渉効果が得られることを意味する。これは更に、合波器４８の出力信号光のノイズが最大に抑圧されることを意味する。
【００３８】
図９は、偏波制御装置４６を制御する第３の帰還制御系の概略構成ブロック図を示す。この構成は、アーム１上の、信号光とＡＳＥノイズからなる第１成分の偏波状態の変動を無視できない場合に、有効である。アーム１上の第１成分の偏波状態の変動の影響を低減するためにアーム１上にも偏波制御装置９０を配置してある。制御装置５０ａは、偏波制御装置４６を制御する機能と、偏波制御装置９０を制御する機能を具備する。
【００３９】
偏光ビームスプリッタ９２は、分波器５２で分割された光を、信号光の偏波成分とこれに直交する偏波成分に分離し、前者を光／電気変換器９４ａに供給し、後者を光／電気変換器９４ｂに供給する。光／電気変換器９４ａ，９４ｂはそれぞれ、入力光をこれに対応する強度の電気信号に変換する。
【００４０】
光／電気変換器９４ａの出力は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９６ａに印加され、光／電気変換器９４ｂの出力はローパスフィルタ（ＬＰＦ）９６ｂに印加される。ＢＰＦ９６ａは、光／電気変換器９４ａの出力から、光送信装置１０から光受信装置１４に送信される信号の基本繰り返し周波数（クロック周波数）成分を抽出する。電気強度検出器９８ａは、ＢＰＦ９６ａの出力からその電気強度、即ち振幅を検出する。他方、ＬＰＦ９６ｂは、光／電気変換器９４ｂの出力から、ＤＣ又は低域周波数成分、即ちノイズ成分を抽出する。電気強度検出器９８ｂは、ＬＰＦ９６ｂの出力からその電気強度、即ち振幅を検出する。
【００４１】
光／電気変換器９４ａ、ＢＰＦ９６ａ及び電気強度検出器９８ａにより、ＡＳＥノイズ抑制後の信号成分の強さを検出できる。また、光／電気変換器９４ｂ、ＬＰＦ９６ｂ及び電気強度検出器９８ｂにより、ＡＳＥノイズ抑制後に残存するノイズの強さを検出できる。
【００４２】
光強度検出器９８ａの検出結果は、Ａ／Ｄ変換器１００ａによりデジタル信号に変換されて、コンピュータ１０２に印加される。同様に、光強度検出器９８ｂの検出結果も、Ａ／Ｄ変換器１００ｂによりデジタル信号に変換されて、コンピュータ１０２に印加される。
【００４３】
コンピュータ１０２は、強度検出器９８ａの出力、即ちクロック周波数成分の強度が大きくなるような、偏波制御装置９０に対するデジタル制御信号を発生し、強度検出器９８ｂの出力、即ちノイズ成分の強度が小さくなるような、偏波制御装置４６に対するデジタル制御信号を発生する。各デジタル制御信号は、Ｄ／Ａ変換器１０４，１０６によりアナログ制御信号に変換されて、偏波制御装置４６，９０の制御端子に印加される。偏波制御装置４６，９０はそれぞれ、Ｄ／Ａ変換器１０４，１０６からの制御信号に従い入力信号の偏波を制御する。
【００４４】
このような帰還制御ループにより、コンピュータ１０２は、ＡＳＥノイズの抑圧後においてクロック周波数成分の強度が最大になるように、偏波制御装置９０によりアーム１上の第１成分の偏波を制御し、且つ、ＡＳＥノイズの抑圧後のノイズ強度が最小になるように、偏波制御装置４６によりアーム２上のＡＳＥノイズの偏波方向を制御する。
【００４５】
図９に示す構成では、ＢＰＦ９６ａで検出される信号クロック成分を最大化することにより、合波器４８の出力信号光に含まれる信号成分を一定の偏波状態を保った状態で最大化できる。一方、ＬＰＦ９６ｂで検出される電気強度を最小化することにより、信号成分の偏波方向に一致していないアーム２上のノイズ成分を最小化できる。アーム１，２の両方の光の偏波を制御することで、仮にアーム１，２上の光の偏波が変動しても、合波器４８での合波の際に、両アーム１，２の光の偏波方向を一致させることができる。これらの結果、合波器４８の出力におけるＯＳＮＲを最大化できる。
【００４６】
波長分割多重（ＷＤＭ）伝送の場合でも、個々の信号波長に分離した後の受信構成は、光受信装置１４の構成と同じでよいことは明らかである。但し、光バンドパスフィルタ２０に代えて、又は、光バンドパスフィルタ２０の直前に、ＷＤＭ信号光から各波長の信号光を分離する波長分離装置を配置する。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、信号帯域内に蓄積するノイズを効果的に抑圧でき、ＯＳＮＲを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】信号帯域内にＡＳＥノイズが蓄積した信号光のスペクトル例である。
【図３】ＰＢＳ２４により分離した、アーム１上の光のスペクトル例である。
【図４】ＰＢＳ２４により分離した、アーム２上の光のスペクトル例である。
【図５】合波器４８の出力光のスペクトル例である。
【図６】偏波制御装置２２を制御する帰還制御系の概略構成ブロック図である。
【図７】偏波制御装置４６を制御する第１の帰還制御系の概略構成ブロック図である。
【図８】偏波制御装置４６を制御する第２の帰還制御系の概略構成ブロック図である。
【図９】偏波制御装置４６を制御する第３の帰還制御系の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０：光送信装置
１２：光ファイバ伝送路
１４：光受信装置
２０：光バンドパスフィルタ（ＯＢＰＦ）
２２：偏波制御装置
２４：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
２６：分波器
２８：光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器
３０：制御回路
３２：１／２波長板
３４：減衰器
３６：遅延器
３８：光サーキュレータ
４０：分光遅延器
４２：分光レンズ
４４：ミラー
４６：偏波制御装置
４８：合波器
５０，５０ａ：制御装置
５２：分波器
５４：光／電気変換器
５６：データ復調器
６０：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
６２：電気強度検出器
６４：Ａ／Ｄ変換器
６６：コンピュータ
６８：Ｄ／Ａ変換器
７０：偏光子
７２：光強度検出器
７４：Ａ／Ｄ変換器
７６：コンピュータ
７８：Ｄ／Ａ変換器
８０：偏光度（ＤＯＰ）測定装置
８２：Ａ／Ｄ変換器
８４：コンピュータ
８６：Ｄ／Ａ変換器
９０：偏波制御装置
９２：偏光ビームスプリッタ
９４ａ，９４ｂ：光／電気変換器
９６ａ：バンドパスフィルタ
９６ｂ：ローパスフィルタ
９８ａ，９８ｂ：電気強度検出器
１００ａ，１００ｂ：Ａ／Ｄ変換器
１０２：コンピュータ
１０４，１０６：Ｄ／Ａ変換器
【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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