(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力信号の偏光状態によって該光入力信号を複数の経路に分離する光偏波分離部と、
前記複数の経路の光信号をそれぞれ複数の電気信号に変換する複数の光電気変換部と、
前記複数の光電気変換部から出力された複数の電気信号を複数の識別器間で略等しい所定のしきい値に基づいてそれぞれ識別した複数の識別結果を出力する前記複数の識別器と、
前記複数の識別器から出力された複数の識別結果に基づいて前記所定のしきい値に対して受信感度を向上させるような所定の演算を行う演算回路と、
を備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記演算回路に複数の識別結果を出力する前記複数の識別器の所定のしきい値は、標準値と異なる値である
ことを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記演算回路としての論理和回路に複数の識別結果を出力する前記複数の識別器の所定のしきい値は、標準値よりも大きな値であり、
前記演算回路としての論理積回路に複数の識別結果を出力する前記複数の識別器の所定のしきい値は、標準値よりも小さな値である
ことを特徴とする請求項２に記載の光受信装置。
【請求項４】
前記複数の経路の光信号に基づくパワーをそれぞれモニタするパワーモニタ部と、
前記パワーモニタ部でモニタされたパワーが等しくなるような制御を行う制御回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光受信装置。
【請求項５】
光送信装置と、
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光受信装置と、
を備えたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光受信装置に関するものであり、詳細には、超高速・超長距離光伝送システムなどに適用される光受信装置技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、強度変調／直接検出（ＩＭ／ＤＤ：Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式による超高速・超長距離光伝送システムでは、光受信器の受信感度の向上のための手段として主に誤り訂正符号が活用されてきた。しかし、最近の急激な伝送容量／伝送距離の拡大においては、さらなる光受信器の受信感度向上技術の適用が必要不可欠であり、誤り訂正符号以外の簡易な受信感度向上技術が望まれている。
【０００３】
従来、この種の受信感度向上技術として、下記特許文献１に示される開示例がある。
【０００４】
この特許文献１では、同一のしきい値を有する複数ｎ個の識別器を１組として互いにしきい値の異なるｋ組（ｎ×ｋ個）の識別器と、受信信号をこれらの各識別期に分配する光分配回路と、各識別器の識別結果の１つを選択して出力する選択回路とを備え、選択回路により多数決判別を行い、各識別器の識別結果からより確度の高い識別結果を選択することにより、受信感度の向上を果たしている。
【０００５】
また、下記に示す非特許文献１では、例えば、特許文献１に示される受信技術の適用例として、受信段で一つの光信号を波長分離し、その各々の光信号に対して識別器を設け、各識別器での識別結果からより確からしい方のデータを採用することで受信器の感度向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３４６９９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｍａｓａｈｉｔｏ  Ｔｏｍｉｚａｗａ，  Ｙｏｓｈｉａｋｉ  Ｋｉｓａｋａ，  Ａｋｉｒａ  Ｈｉｒａｎｏ，  ａｎｄ  Ｙｕｔａｋａ  Ｍｉｙａｍｏｔｏ，  “Ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｂｙ  ｎｏｖｅｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｗｉｔｈ  ｄｉｖｅｒｓｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，”  ｉｎ  ＯＳＡ  Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｎｉｓｃ  （ＴＯＰＳ）  ｖｏｌ．７０，  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，  Ｐｏｓｔ−ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  （Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  ＤＣ，  ２００２），  ＷＸ７，  ｐｐ．  ３６８−３７０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、超高速・超長距離光伝送システムの実現においては、光受信装置の感度向上が重要な要素であり、簡易で装置構成の容易な技術が必要不可欠となる。
【０００９】
しかしながら、上記非特許文献１に示された発明は、光信号のスペクトラムを光フィルタによって分離するという手法を用いているため、光フィルタでの分離ペナルティが発生しやすく、十分な感度向上が見込めないという問題点を有していた。
【００１０】
また、実装上も光フィルタを使用しているため、信号変調方式の依存性や温度に対する安定性などの点で装置構成上の制約が生じるという問題点もあった。
【００１１】
さらに、最も少ない個数で実現したとしても２個２組（計４個）の識別器を用意して識別しきい値を制御する必要があるため、識別器の制御、あるいは実装上の観点から考えても簡便な手法ではなかった。
【００１２】
このような状況に鑑み、本発明は、光分離部による分離ペナルティの発生を防止し、変調方式に対する依存性をなくし、実装上の容易性を確保した光受信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明にかかる光受信装置にあっては、光入力信号を複数の経路に分離する光分離部と、分離後の光入力信号を電気信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部から出力された電気信号を所定のしきい値に基づいて識別した識別結果を出力する識別器と、前記識別器から出力された識別結果に基づいて所定の演算を行う演算回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、光分離部は、光入力信号を複数の経路に分離し、光電気変換部は、分離後の光入力信号を電気信号に変換し、識別器は、光電気変換部から出力された電気信号を所定のしきい値に基づいて識別した識別結果を出力し、演算回路は、識別器から出力された識別結果に基づいて所定の演算を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１図は、この発明の実施の形態１にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２−１】第２−１図は、第１図に示した光受信装置の識別結果の流れを説明するための図である。
【図２−２】第２−２図は、論理和回路の真理値表を示す図表である。
【図２−３】第２−３図は、論理積回路の真理値表を示す図表である。
【図３】第３図は、しきい値変化に対するビット誤り率特性を示す図である。
【図４】第４図は、この発明の実施の形態２にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第５図は、この発明の実施の形態３にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第６図は、この発明の実施の形態４にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第７図は、この発明の実施の形態５にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
第１図は、この発明の実施の形態１にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、光入力信号を増幅する光増幅器１０と、光入力信号を２つの経路である経路１および経路２に分離する光分離部１１と、分離後の光入力信号を電気信号に変換する光電気変換部１２ａ，１２ｂと、光電気変換部１２ａ，１２ｂから出力されたアナログ電気信号を所定のしきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２に基づいて識別した識別結果（ディジタルデータ信号）を出力する識別器１３ａ，１３ｂと、各経路のディジタル信号に基づいて論理演算を行う演算回路１４と、を備えている。なお、演算回路１４は、例えば、論理和（ＯＲ）回路または論理積（ＡＮＤ）回路などで構成することができる。
【００１８】
つぎに、第１図に示した光受信装置の動作について説明する。同図において、図示しない光送信装置などから送信された光信号は、この光受信装置に入力される。受信された光入力信号は、光増幅器１０により増幅された後、光分離部１１によって２つの経路である経路１および経路２に分離される。２つの経路に分離された光入力信号が光電気変換部１２ａ，１２ｂにて電気信号に変換され、識別器１３ａ，１３ｂに出力される。識別器１３ａ，１３ｂは、アナログ電気信号を所定のしきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２に基づいて識別した識別結果（ディジタルデータ信号）を演算回路１４に出力する。演算回路１４は所定の処理を行った処理結果を出力する。
【００１９】
つぎに、２つの経路に分離された光信号が、それぞれ同程度の符合間干渉を有し、同程度の出力レベルのガウス雑音を有する場合の光受信装置の出力（識別結果）について検討する。
【００２０】
なお、この検討にあたり、識別器１３ａ，１３ｂの特性や、識別感度のばらつきなどは無視できるものとする。また、任意のアナログ電気信号に関する識別結果が誤りである確率は、識別器１３ａ，１３ｂの間の相互独立性が保持されるように、各経路の光信号に含有されるガウス雑音が互いに無相関であるものとする。
【００２１】
まず、演算回路１４が論理和（ＯＲ）回路で構成されている場合について検討する。
【００２２】
これらの条件下において、演算回路１４の出力結果に誤りが生じるのは、以下のような場合となる。
【００２３】
すなわち、（ａ）光信号に論理“０”が入力された場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果のいずれか一方が誤りである場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果がともに誤りである場合（ｂ）光信号に論理“１”が入力された場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果がともに誤りである場合
【００２４】
つぎに、第２−１図，第２−２図を用いて、演算回路１４が論理和回路のときの出力結果の誤り率ＢＥＲＯＲについて考察する。なお、第２−１図は、第１図に示した光受信装置の識別結果の流れを説明するための図であり、第２−２図は、論理和回路の真理値表を示す図表である。
【００２５】
第２−１図において、識別器１３ａの出力端に示したＰ１（１／０）は、識別器１３ａに論理“０”が入力された場合に識別結果を論理“１”と誤る確率であり、Ｐ１（０／１）は、識別器１３ａに論理“１”が入力された場合に識別結果を論理“０”と誤る確率である。
【００２６】
同様に、識別器１３ｂの出力端に示したＰ２（１／０）は、識別器１３ｂに論理“０”が入力された場合に識別結果を論理“１”と誤る確率であり、Ｐ２（０／１）は、識別器１３ｂに論理“１”が入力された場合に識別結果を論理“０”と誤る確率である。
【００２７】
また、第２−１図において、演算回路１４の出力端に示したＰｏｕｔ（１／０）は、識別器１３ａ，１３ｂの識別結果に基づいて演算回路１４が処理した識別結果のうち、光受信装置の入力端に論理“０”が入力された場合に識別結果を論理“１”と誤る確率である。同様に、Ｐｏｕｔ（０／１）は、光受信装置の入力端に論理“１”が入力された場合に演算回路１４が識別結果を論理“１”と誤る確率である。
【００２８】
したがって、演算回路１４が論理和回路のときの誤り率ＢＥＲＯＲは、次式のように表すことができる。
【００２９】
【数１】
0005260710.tif 000002
【００３０】
なお、式（１）において、入力信号“０”および“１”の所定の伝送時間内の占有時間比であるマーク率を５０％（１／２）と仮定した。
【００３１】
さらに、検討の容易性のため、識別器１３ａ，１３ｂの各しきい値同士が等しいものと仮定する。このとき、Ｖｔｈ１＝Ｖｔｈ２＝Ｖｔｈと置くことができ、Ｐ１（０／１），Ｐ１（１／０），Ｐ２（０／１）およびＰ２（１／０）の間には、
Ｐ１（１／０）＝Ｐ２（１／０）＝Ｐ（１／０）
Ｐ１（０／１）＝Ｐ２（０／１）＝Ｐ（０／１）
の関係が成り立つので、式（１）は次式のように簡単化することができる。
【００３２】
【数２】
0005260710.tif 000003
【００３３】
式（２）から分かるように、論理和回路を用いた場合、識別しきい値を調節しＰ（１／０）が小さくなるようにすると、Ｐ（０／１）が誤りの主要因となるが、式（２）に示されるようにＰ（０／１）はＢＥＲＯＲに対し、２乗のオーダーでしか効いてこないので、ＢＥＲＯＲ〜Ｐ（０／１）２〜ＢＥＲＲＡＷ２となる。ここで、ＢＥＲＲＡＷは単一の識別器を用いて通常の光受信を行った場合の誤り率である。
【００３４】
つぎに、演算回路１４が論理積（ＡＮＤ）回路で構成されている場合についても検討する。なお、第２−３図に論理積回路の真理値表を示す図表を示している。
【００３５】
まず、演算回路１４が論理和回路で構成されている場合と同一の条件下において、論理積回路で構成されている演算回路１４の出力結果に誤りが生じるのは、以下のような場合となる。
【００３６】
すなわち、（ａ）光信号に論理“０”が入力された場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果がともに誤りである場合（ｂ）光信号に論理“１”が入力された場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果のいずれか一方が誤りである場合
・識別器１３ａ，１３ｂの識別結果がともに誤りである場合
【００３７】
このとき、つぎに、演算回路１４が論理和回路のときに式（１）を導き出したときと同様のアプローチを行えば、演算回路１４が論理積回路のときの式（２）に対応する誤り率ＢＥＲＡＮＤは、次式のように表すことができる。
【００３８】
【数３】
0005260710.tif 000004
【００３９】
なお、マーク率の条件や、しきい値レベルなどの条件は、論理和回路のときと同一である。
【００４０】
第３図は、しきい値変化に対するビット誤り率特性を示す図である。より詳細には、識別器１３ａ，１３ｂへ入力される電気信号の信号振幅を“１”とし、論理“０”および論理“１”の標準偏差（雑音成分に相当）をσ０＝σ１＝０．１としたときの、識別出力のビット誤り率を計算した結果を示す図である。同図において、横軸にしきい値をとり、縦軸にビット誤り率をとっている。
【００４１】
同図において、単一の識別器を用いて通常の光受信を行った場合には、しきい値が標準値（０．５）のときにビット誤り率が極小値をとる。一方、演算回路１４に論理和回路を用いた場合には、しきい値が標準値より高め（同図中では０．６付近）の値で極小値をとり、しかも極小値の値は単一の識別器を用いた場合と比較して１０−２のオーダーで小さくなっており、識別の感度が改善されていることが明らかである。
【００４２】
この感度改善効果は、識別のしきい値を標準値より高めに設定すること、つまり、論理“０”を論理“１”と誤る確率であるＰ（１／０）を小さくすることにより達成される。
【００４３】
同様に、演算回路１４に論理積回路を用いた場合にも、しきい値が標準値より高め（同図中では０．４付近）の値で極小値をとり、極小値の値が単一の識別器を用いた場合と比較して１０−２のオーダーで小さくなっており、識別の感度が改善されている。
【００４４】
論理積回路の場合の感度改善効果は、論理和回路のときと逆になり、識別のしきい値を標準値より低めに設定すること、つまり、論理“１”を論理“０”と誤る確率であるＰ（０／１）を小さくすることにより達成される。
【００４５】
なお、第３図に示した特性は、計算結果の一例を示したものである。もし、雑音分布が第３図の計算結果と異なる場合や、あるいは雑音分布が非対称な分布の場合（σ０≠σ１）などにおいても、Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を所定の値に選ぶことにより、単一の識別器を用いて通常の光受信を行った場合に比して受信感度を改善させることができる。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態によれば、光入力信号が複数の経路に分離され、分離後の光入力信号が電気信号に変換され、光電気変換部から出力された電気信号を所定のしきい値に基づいて識別した識別結果に基づいて論理和回路または論理積回路などの所定の演算が行われるので、光受信装置の受信感度を向上させることができる。
【００４７】
なお、この実施の形態では、光入力信号を光分離部で２つの経路に分離しているが、２つに限定されるものではなく、３つ以上の任意の経路に分離してもよい。
【００４８】
実施の形態２．
第４図は、この発明の実施の形態２にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、第１図に示した光受信装置の構成に加え、光分離部１１と光電気変換部１２ａ，１２ｂとの間に、光レベルの低下を補償するための光増幅器４０ａ，４０ｂをそれぞれ備えている。なお、その他の構成については実施の形態１と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００４９】
つぎに、第４図に示した光受信装置の動作について説明する。同図において、図示しない光送信装置などから送信された光信号は、当該光受信装置に入力される。受信された光入力信号は、光増幅器１０により増幅された後、光分離部１１によって２つの経路である経路１および経路２に分離される。２経路に分離された光信号は、光増幅器４０ａ，４０ｂにてそれぞれ増幅される。このとき、光増幅器１０により光パワーが十分増幅されているので、光分離部１１による光損失小さければ、光増幅器４０ａ，４０ｂによる光ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の劣化はほとんど生じない。なお、その後の動作については実施の形態１の動作と同一なので、説明を省略する。
【００５０】
ところで、光増幅器４０ａ，４０ｂによって付与される雑音は無相関であるため、前述の２つの経路に分離された光信号は無相関な雑音分布をなす。
【００５１】
したがって、２つの経路に分離された光信号のレベル低下を補償するための光増幅器４０ａ，４０ｂが、光分離部１１と光電気変換部１２ａ，１２ｂとの間に存在する場合であっても、光電気変換部１２ａ，１２ｂ、識別器１３ａ，１３ｂ，演算回路１４によって、実施の形態１の場合と同様に光受信装置の受信感度を向上させることができる。
【００５２】
以上説明したように、この実施の形態によれば、２つの経路に分離された光信号のレベル低下を補償するための光増幅器を備えていたとしても、光ＳＮＲを劣化させることなく、光受信装置の受信感度を向上させることができる。
【００５３】
なお、光増幅器１０，４０ａ，４０ｂとしては、希土類添加ファイバ増幅器や、半導体増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などのいずれの光増幅器を用いてもよい。
【００５４】
また、この実施の形態では、光入力信号を光分離部で２つの経路に分離しているが、２つに限定されるものではなく、３つ以上の任意の経路に分離してもよいことは実施の形態１と同様である。
【００５５】
実施の形態３．
第５図は、この発明の実施の形態３にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、第１図に示した光受信装置の構成において、演算回路１４とは機能の異なる演算回路５０が備えられ、演算回路５０の出力をモニタするビット誤り率モニタ部５１と、ビット誤り率モニタ部５１の出力に基づいて識別器１３ａ，１３ｂの識別しきい値を制御する識別しきい値制御回路５２と、が備えられる。なお、その他の構成については実施の形態１と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００５６】
つぎに、第５図に示した光受信装置の動作について説明する。なお、識別器１３ａ，１３ｂの特性や、識別感度のばらつき、さらに、各経路の光信号に含有されるガウス雑音の無相関性や、識別器１３ａ，１３ｂの間の識別結果に対する相互独立性などの条件については、実施の形態１のときと同一であるものとする。
【００５７】
第５図において、図示しない光送信装置などから送信された光信号は、当該光受信装置に入力される。受信された光入力信号は、光増幅器１０により増幅された後、光分離部１１によって２つの経路である経路１および経路２に分離される。２つの経路に分離された光入力信号が光電気変換部１２ａ，１２ｂにて電気信号に変換され、識別器１３ａ，１３ｂに出力される。識別器１３ａ，１３ｂは、アナログ電気信号を所定のしきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２に基づいて識別した識別結果（ディジタルデータ信号）を演算回路５０に出力する。演算回路５０は、識別器１３ａ，１３ｂの識別結果に基づいて所定の演算を施した演算結果を出力する。一方、ビット誤り率モニタ部５１は、演算回路５０の出力に基づいてビット誤り率をモニタし、モニタ結果をビット誤り率モニタ部５１に出力する。識別しきい値制御回路５２は、ビット誤り率が小さくなるように識別器１３ａ，１３ｂの識別しきい値を制御する。
【００５８】
なお、実施の形態１または２では、前述のように演算回路１４が論理和回路であるか、論理積回路であるかによって識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値を決定していた。一方、この実施の形態では、識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値をビット誤り率に基づいて決定する。つまり、識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値が先に決定され、演算回路５０は、この決定されたしきい値に基づいて最適な演算処理が施される。
【００５９】
簡単な例を挙げるとすれば、演算回路５０は論理和回路の機能と、論理積回路の機能を有しているとき、識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値が標準値よりも小さく設定された場合には、演算回路５０の機能を論理積回路の機能に切り替えればよい。一方、識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値が標準値よりも大きく設定された場合には、演算回路５０の機能を論理和回路の機能に切り替えればよい。
【００６０】
なお、上述した手法の他にも、例えば、識別しきい値を何ポイントか掃引させて、誤り率が最小になるポイントを決定するような手法であってもよい。あるいは、識別しきい値を試行錯誤的に掃引させてもよい。また、識別器１３ａ，１３ｂに付与するしきい値を必ずしも等しくとる必要はない。
【００６１】
これらの手法は、特に、信号の雑音分布がガウス雑音でない場合や、非対称雑音である場合、あるいは識別器間の識別感度差が大きい場合に効果的である。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態によれば、モニタされた演算回路の出力結果の誤り率情報に基づいて可変された識別器のしきい値レベルに基づいて演算回路の機能を、例えば、論理和積回路または論理積回路に切り替えるようにしているので、光信号の入力条件が変化した場合であっても、所定の受信感度を維持することができる。
【００６３】
なお、この実施の形態では、光入力信号を光分離部で２つの経路に分離しているが、２つに限定されるものではなく、３つ以上の任意の経路に分離してもよいことは他の実施の形態と同様である。
【００６４】
実施の形態４．
第６図は、この発明の実施の形態４にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置には、第１図に示した光受信装置の構成において、光分離部１１に代えて光偏波分離部６１が備えられ、光偏波分離部６１と光増幅器１０との間に光信号の偏波面を制御する光偏波制御部６０が備えられ、また、光偏波分離部６１と光電気変換部１２ａ，１２ｂとの間の各経路に設けられた光カプラ６２ａ，６２ｂを介して光信号の光パワーをモニタするパワーモニタ部６３ａ，６３ｂが備えられている。なお、その他の構成については実施の形態１と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００６５】
つぎに、第６図に示した光受信装置の動作について説明する。同図において、図示しない光送信装置などから送信された光信号は、当該光受信装置に入力される。受信された光入力信号は、光増幅器１０により増幅された後、光偏波制御部６９にて偏波制御を受け、光偏波分離部６１によって２つの経路である経路１および経路２に分離される。
【００６６】
経路１および経路２に分離された光信号は、光カプラ６２ａ，６２ｂによりタッピングされ、パワーモニタ部６３ａ，６３ｂにて経路１および経路２の光パワーＰ１およびＰ２がモニタされる。また、制御回路６４は、パワーモニタからの情報に基づいて、常に、Ｐ１＝Ｐ２となるように光偏波制御部６０を制御する。
【００６７】
上記のような構成により、２つの経路の光信号を安定に受信することができる。
【００６８】
ところで、偏波分離された２つの経路に含まれるＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音成分は、それぞれ直行する偏光状態をなし、光増幅される際もそれぞれ独立に増幅されるため、無相関な雑音分布をなすことが実験的に示されている。
【００６９】
したがって、光偏波制御部６９、光偏波分離部６１および光カプラ６２ａ，６２ｂが光信号の経路上に存在する場合であっても、光電気変換部１２ａ，１２ｂ、識別器１３ａ，１３ｂ，演算回路１４によって、受信感度が改善される効果については、実施の形態１の場合と同様である。
【００７０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、光モニタでモニタされた複数の経路上の光信号パワーの各出力値が略等しくなるように光偏波制御部を制御するようにしているので、複数の経路上の光信号を安定に受信することができる。
【００７１】
なお、この実施の形態では、光入力信号を光分離部で２つの経路に分離しているが、２つに限定されるものではなく、３つ以上の任意の経路に分離してもよいことは他の実施の形態と同様である。
【００７２】
実施の形態５．
第７図は、この発明の実施の形態５にかかる光受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光受信装置は、第５図に示した光受信装置の構成において、識別器１３ａ，１３ｂに代えて軟判定識別器７０ａ，７０ｂが備えられ、複数のしきい値レベルに対応して複数の演算回路７１−１，７１−２，・・・，７１−ｎが備えられ、複数の演算回路出力のビット誤り率をモニタできるビット誤り率モニタ部７２が備えられている。また、複数の演算回路７１−１，７１−２，・・・，７１−ｎの出力結果の中から最適な識別結果を選択する経路選択部７３が新たに備えられている。なお、その他の構成については実施の形態３と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００７３】
つぎに、第７図に示した光受信装置の動作について説明する。なお、識別器１３ａ，１３ｂの特性や、識別感度のばらつき、さらに、各経路の光信号に含有されるガウス雑音の無相関性や、識別器１３ａ，１３ｂの間の識別結果に対する相互独立性などの条件については、実施の形態３のときと同一であるものとする。
【００７４】
第７図において、図示しない光送信装置などから送信された光信号は、当該光受信装置に入力される。受信された光入力信号は、光増幅器１０により増幅された後、光分離部１１によって２つの経路である経路１および経路２に分離される。２つの経路に分離された光入力信号が光電気変換部１２ａ，１２ｂにて電気信号に変換され、軟判定識別器７０ａ，７０ｂに出力される。軟判定識別器７０ａ，７０ｂは、アナログ電気信号を所定のしきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ１，・・・，Ｖｔｈ２に基づいて識別した識別結果（ディジタルデータ信号）を演算回路７１−１，７１−２，・・・，７１−ｎに出力する。演算回路７１−１，７１−２，・・・，７１−ｎのそれぞれは、軟判定識別器７０ａ，７０ｂの識別結果に基づいて所定の演算を施した演算結果を出力する。
【００７５】
一方、ビット誤り率モニタ部７２は、演算回路７１−１，７１−２，・・・，７１−ｎの各出力に基づいてビット誤り率をモニタし、モニタ結果を経路選択部７３に出力する。経路選択部７３は、ビット誤り率がより小さな演算回路出力を選択して出力する。
【００７６】
なお、この実施の形態では、実施の形態４とは異なり、識別器に軟判定識別器を用いるとともに、複数の演算回路の出力の中から最適な識別結果を選択するようにしているので、受信感度を改善させつつ、ビット誤り率をさらに低減させることができる。
【００７７】
以上説明したように、この実施の形態によれば、軟判定識別手段を用いて識別するとともに、ビット誤り率のモニタ情報に基づいて誤り率の低い出力結果を選択するようにしているので、受信感度を改善させつつ、ビット誤り率をさらに低減させることができる。
【００７８】
なお、この実施の形態では、光入力信号を光分離部で２つの経路に分離しているが、２つに限定されるものではなく、３つ以上の任意の経路に分離してもよいことは他の実施の形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかる光受信装置は、超高速・超長距離光伝送システムに適用できる光受信装置として有用であり、特に、これらのシステムの受信感度を向上させたい場合などに適している。
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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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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