(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定光位相のパイロット信号光と、位相変調によりデータを搬送する１以上のデータ信号光とからなるフレームであって、当該パイロット信号光と当該１以上のデータ信号光が所定時間間隔のタイムスロット上に配置されたフレームを伝送単位とするデータ伝送システムにおいて、当該データを受信する方法であって、
光伝送路（３０）から入力する信号光から当該フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号を生成するフレームタイミング信号生成ステップ（６２，６４，６６，６８）と、
当該光伝送路（３０）から入力する当該信号光の当該パイロット信号光から、当該所定時間間隔の整数倍、時間的に離れた複数のパイロット信号光からなる位相レファレンス信号光を生成する位相レファレンス信号生成ステップ（４８）と、
当該光伝送路（３０）から入力する当該信号光を、当該位相レファレンス信号に従って強度変調信号光に変換する変換ステップと、
当該強度変調信号光を電気信号に変換する光／電気変換ステップと、
当該光伝送路（３０）から入力する当該信号光から当該データ信号光に同期したクロックを生成するクロック生成ステップ（５８；５７，５８ａ）と、
当該クロック及び当該フレームタイミング信号に従い、当該電気信号から当該データを抽出する抽出ステップ（５６，６０，７０）
とを具備することを特徴とするデータ受信方法。
【請求項２】
当該クロック生成ステップ（５８）は、当該電気信号から当該データ信号光に同期したクロックを生成することを特徴とする請求項１に記載のデータ受信方法。
【請求項３】
当該クロック生成ステップ（５７，５８ａ）は、当該光伝送路（３０）から入力する当該信号光から当該データ信号光に同期したクロックを生成することを特徴とする請求項１に記載のデータ受信方法。
【請求項４】
当該フレームタイミング生成ステップは、
第１及び第２のアームを具備するマッハツェンダ干渉計であって、一方のアーム上に当該フレームの１周期に相当する遅延時間を有する光遅延器を配置された第１のマッハツェンダ干渉計により、光伝送路（３０）から入力する信号光から当該パイロット信号光を分離する分離ステップと、
当該分離ステップで分離された当該パイロット信号光を電気パイロット信号に変換するステップと、
当該電気パイロット信号から当該フレームタイミング信号を生成するステップ
とを具備することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のデータ受信方法。
【請求項５】
当該位相レファレンス信号生成ステップが、
当該光伝送路（３０）から入力する当該信号光からパイロット信号光を選択的に分離するパイロット信号光分離ステップ（４６）と、
当該パイロット信号光分離ステップで分離された当該パイロット信号光を複製して、当該所定時間間隔の整数倍、時間的に離れた複数のパイロット信号光からなる位相レファレンス信号光を生成する複製ステップ（４８）
とを具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のデータ受信方法。
【請求項６】
当該変換ステップが、
当該光伝送路から入力する当該信号光を所定期間、遅延する遅延ステップと、
当該遅延ステップにより当該所定期間、遅延した当該信号光を当該位相レファレンス信号と干渉させる干渉ステップ
とを具備することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のデータ受信方法。
【請求項７】
所定光位相のパイロット信号光と、位相変調によりデータを搬送する１以上のデータ信号光とからなるフレームであって、当該パイロット信号光と当該１以上のデータ信号光が所定時間間隔のタイムスロット上に配置されたフレームを伝送単位とするデータ伝送システムにおけるデータ受信装置であって、
光伝送路（３０）から入力する信号光を複数の分割光に分波する光分波器（４２）と、
当該光分波器（４２）の第１の分割光から当該フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号を生成するフレームタイミング信号生成装置（６２，６４，６６，６８）と、
当該光分波器（４２）の第２の分割光が入力する第１のマッハツェンダ干渉計（４４）であって、第１及び第２のアームを具備し、当該第２のアーム（４４ｃ）上に、パイロット信号光を選択的に通過する光ゲート（４６）と、当該光ゲート（４６）の出力光を時間軸上で複製することにより、当該所定時間間隔の整数倍、時間的に離れた複数のパイロット信号光からなる位相レファレンス信号光を生成するパイロット信号光複製装置（４８）とが配置されたマッハツェンダ干渉計（４４）と、
当該マッハツェンダ干渉計の干渉出力を電気信号に変換する光／電気変換器（５４）と、
当該データ信号光に同期したクロックを再生するクロック再生装置（５８；５７，５８ａ）と、
当該電気信号から当該データを抽出するデータ抽出装置（５６，７０）と、
当該クロック及び当該フレームタイミング信号に従い、当該データ抽出装置（５６，７０）及び当該光ゲート（４６）を制御する制御装置（６０）
とを具備することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項８】
当該クロック再生装置（５８）は、当該電気信号から当該クロックを再生することを特徴とする請求項７に記載のデータ受信装置。
【請求項９】
当該光分波器（４２）が第３の分割光を出力し、
当該クロック再生装置（５７，５８ａ）は、当該第３の分割光から当該クロックを再生する
ことを特徴とする請求項７に記載のデータ受信装置。
【請求項１０】
当該フレームタイミング信号生成装置は、
第１及び第２のアームを具備するマッハツェンダ干渉計であって、一方のアーム上に当該フレームの１周期に相当する遅延時間を有する光遅延器（６４）を配置された第２のマッハツェンダ干渉計（６２）と、
当該第２のマッハツェンダ干渉計（６２）の干渉出力光を電気信号に変換する第２の光／電気変換器（６６）
とを具備することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項１１】
当該パイロット信号光複製装置（４８）が、
それぞれ異なる、当該所定時間間隔の整数倍の光遅延時間を具備し、当該光ゲートの出力光を遅延する複数の光遅延器（５０ａ〜５０ｄ）と、
当該複数の光遅延器（５０ａ〜５０ｄ）の各出力光を合波する光合波器（５２）
とを具備することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項１２】
当該光合波器（５２）が、当該光ゲートの出力光と当該複数の光遅延器（５０ａ〜５０ｄ）の各出力光を合波することを特徴とする請求項１１に記載のデータ受信装置。
【請求項１３】
当該マッハツェンダ干渉計（４４）が、当該第１のアーム（４４ｂ）上に、当該所定時間間隔の整数倍の光遅延時間を具備する光遅延器（４５）を具備することを特徴とする請求項７乃至１２の何れか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項１４】
当該光／電気変換器（５４）が、バランスト光受信器からなることを特徴とする請求項７乃至１３の何れか１項に記載のデータ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ伝送方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送では、偏波モード分散及び波長分散等の光ファイバ伝送路による影響を避けがたく、これらが、信号品質を劣化させ、受信感度を低下させる。
【０００３】
変調方式に応じて、種々の受信方式が提案されている。例えば、基準搬送波をもとにしたへテロダイン検波方式が、非特許文献１に記載されている。この方法は、現在の無線通信と同様に，受信信号から搬送波を再生し，光ＰＬＬ（位相同期ループ）により周波数の安定化を図る。差動符号化などの処理が不要で、理論限界までの伝送容量と受信感度を得ることができる。但し、基準搬送波と受信信号との偏波を合わせる制御が必要である。光ＰＬＬの実現が難しいなどの問題がある。また、基準搬送波の位相雑音の影響を抑える必要がある。
【０００４】
また、非特許文献２には、ＤＱＰＳＫ信号に対する遅延検波方式が記載されている。ＤＱＰＳＫは、ビット間の位相差で情報を搬送するものであり、直前ビット間の干渉により容易にＡＳＫ（Amplitude Shift keying）信号に変換でき、そのＡＳＫ信号から既存の復調装置でデータを復調する。この遅延検波方式は、1ビット前の信号を局所発振光とみなして検波していることに相当する。搬送波を再生する必要が無いので、実現性、実用性が高い。しかし，多値変調になると、送信側で複雛なプレコーディングが必要である。また、変調方式の変更への対応が難しいという問題もある。
【０００５】
パイロットキャリアとして、変調信号の帯域の中にキャリア信号を重畳し，再生搬送波をフィルタで切り出す方式も知られている。この方式では、フィルタで搬送波を分離抽出するので、安定受信には、複雑なフィルタ制御系が必要になる。
【０００６】
無線通信システムでは、フエージング補償方式として、パイロットシンボルにより準同期検波を行う方式が知られている（特許文献１）。この方式は、受信局のローカルな基準信号発生源により仮検波を行い、パイロットシンボルにより補正する方式である。この方式を光伝送に応用する場合には、基準搬送光と受信信号との偏波を一致させる必要がある。
【０００７】
データを伝送する周波数帯以外にパイロットキャリアを置き、自己へテロダイン検波を行う伝送方式がある。しかし、パイロットキャリアをデータ伝送周波数帯から充分に離す必要があり、周波数利用効率が悪い。
【０００８】
パイロット信号と再生クロック信号を用いる方式が、非特許文献３に記載されている。しかし、この方式には、電気回路での伝送速度の限界がある。
【特許文献１】米国特許第４８９９３６７号公報
【非特許文献１】K. Kikuchi, T．Okoshi, M．Nagamatsu, and N. Henmi, "Degradation of Bit-Error Rate in Coherent Optical Communications Due to Spectral Spread of the Transmitter and the Local Oscillator," IEEE／USA J. Lightwave Technol．, Vol. LT-2, pp. 1024-1033, Dec. 1984.
【非特許文献２】R. A. Giffin, R. I. Johnston, R. G． Walker, J. Hall, S. D. Wadsworth, K. Berry, A. C. Carter, M. J. Wale, Jhughes, P. A. Jerram, and N. J. Parsons, "10Gb／s Optical Differential Quadrature Phase Shift Key (DQPSK) Transmission using GaAs/AlGaAs Integration," Proc of OFC2002, FD6, March 2002．
【非特許文献３】B. WANDERNOTH: 1064nm, 565 Mbit/s PSK TRANSMISSION EXPEPIMENT WITH HOMODYNE RECEIVER USING SYNCHRONISATION BITS, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 27, No. 19, September 1991.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
同期検波では、高感度の受信が可能になる。高速レートのデジタル伝送、例えば、高速の光デジタル伝送において、同期検波を実現できれば、データレートをより高速にすることが可能になる。
【００１０】
ＤＰＳＫは複雑な処理のプレコーディングが必須であり、送信装置の構成が複雑になるが、受信装置の構成は簡略になる。これに対し、ＰＳＫは、送信装置の構成は簡易になるが、受信装置では、光位相を検出できなければならず、受信が困難である。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するデータ受信方法及び装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るデータ受信方法は、所定光位相のパイロット信号光と、位相変調によりデータを搬送する１以上のデータ信号光とからなるフレームであって、当該パイロット信号光と当該１以上のデータ信号光が所定時間間隔のタイムスロット上に配置されたフレームを伝送単位とするデータ伝送システムにおいて、当該データを受信する方法である。このデータ受信方法は、光伝送路から入力する信号光から当該フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号を生成するフレームタイミング信号生成ステップと、当該光伝送路から入力する当該信号光の当該パイロット信号光から、当該所定時間間隔の整数倍、時間的に離れた複数のパイロット信号光からなる位相レファレンス信号光を生成する位相レファレンス信号生成ステップと、当該光伝送路から入力する当該信号光を、当該位相レファレンス信号に従って強度変調信号光に変換する変換ステップと、当該強度変調信号光を電気信号に変換する光／電気変換ステップと、当該光伝送路から入力する当該信号光から当該データ信号光に同期したクロックを生成するクロック生成ステップと、当該クロック及び当該フレームタイミング信号に従い、当該電気信号から当該データを抽出する抽出ステップとを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るデータ受信装置は、所定光位相のパイロット信号光と、位相変調によりデータを搬送する１以上のデータ信号光とからなるフレームであって、当該パイロット信号光と当該１以上のデータ信号光が所定時間間隔のタイムスロット上に配置されたフレームを伝送単位とするデータ伝送システムにおけるデータ受信装置である。当該データ受信装置は、光伝送路から入力する信号光を複数の分割光に分波する光分波器と、当該光分波器の第１の分割光から当該フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号を生成するフレームタイミング信号生成装置と、当該光分波器の第２の分割光が入力する第１のマッハツェンダ干渉計であって、第１及び第２のアームを具備し、当該第２のアーム上に、パイロット信号光を選択的に通過する光ゲートと、当該光ゲートの出力光を時間軸上で複製することにより、当該所定時間間隔の整数倍、時間的に離れた複数のパイロット信号光からなる位相レファレンス信号光を生成するパイロット信号光複製装置とが配置されたマッハツェンダ干渉計と、当該マッハツェンダ干渉計の干渉出力を電気信号に変換する光／電気変換器と、当該データ信号光に同期したクロックを再生するクロック再生装置と、当該電気信号から当該データを抽出するデータ抽出装置と、当該クロック及び当該フレームタイミング信号に従い、当該データ抽出装置及び当該光ゲートを制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光伝送路上の光位相変動による影響をあまり受けずに、ＰＳＫ信号を受信できる。これにより、ＰＳＫを使った高速なデータ伝送を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調による光伝送システムに適用した本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、タイミングチャートを示す。この実施例では、光段階では、２進値の０が相対光位相０で表され、２進数１が相対光位相πで表され、データ光に挿入又は時分割多重するパイロット信号が相対光位相０で表されるものとする。
【００１７】
光送信装置１０のレーザダイオード１２は、搬送波となるコヒーレントな連続レーザ光を発生する。光分波器１４は、レーザダイオード１２の出力レーザ光を２分割し、一方の分割光を位相変調器１６に、他方の分割光をパイロット信号として多重装置１８に供給する。
【００１８】
タイミング制御装置２０は、入力データＤｉｎを、後述するパイロット信号を挿入できるようにタイミング調整して、位相変調器１６に印加する。位相変調器１６は、タイミング制御装置２０からのデータに従い、光分波器１４からの連続レーザ光の光位相を２値変調する。ここでは、位相変調器１６は、２進値の０に対して、入力レーザ光をそのまま出力し、２進数１に対して、入力レーザ光の光位相をπだけシフトして出力する。
【００１９】
タイミング制御装置２０はまた、位相変調器１６の出力信号の所定ビット数毎に、光分波器１４からのパイロット信号Ｐを多重するように、多重装置１８を制御する。多重装置１８は、位相変調器１６からの位相変調されたデータ光と、光分波器１４からのパイロット信号を図２（ａ）に示すように時間軸上で多重し、多重信号光を光伝送路２２に出力する。図２（ａ）は、多重装置１８から出力される多重信号光の信号配置を示す。ビットｂ０〜ｂ１４，・・・は、入力データＤｉｎの各ビットを示す。
【００２０】
本実施例では、入力データＤｉｎの４ビット毎にパイロット信号Ｐを挿入している。１つのフレームが５タイムスロット、即ち５Ｔｓからなり、１フレーム内には、１つのパイロット信号Ｐと、４ビット分のデータ光が配置される。１フレームに収容するデータビット数は、例示であり、適宜に選択され得る。説明の都合上、パイロット信号がフレームの先頭に位置するとする。
【００２１】
光送信装置１０では、光段階でデータ信号光とパイロット信号光を多重しているが、電気段階でデータ信号とパイロット信号を多重し、その多重信号に従い、レーザ光の位相を変調してもよい。
【００２２】
光伝送路３０を伝送した光信号は、光受信装置４０に入力する。光分波器４２は、光伝送路３０からの光信号を２つに分割する。一方の分割光信号は、データの分離検出に使用され、他方の分割光信号は、パイロット信号の分離検出に使用される。
【００２３】
光分波器４２による一方の分割光信号は、マッハツェンダ干渉計４４の光分波器４４ａに入射する。マッハツェンダ干渉計４４は、光分波器４４ａの他に、光分波器４４ａで分割された２つの光をそれぞれ伝搬する２つのアーム４４ｂ，４４ｃと、アーム４４ｂ，４４ｃからの光を合分波する光合分波器４４ｄとを具備する。
【００２４】
一方のアーム４４ｃ上には、パイロット信号光のみを通過する光ゲート４６と、光ゲート４６から出力されるパイロット信号光を複製するパイロット信号複製装置４８が配置されている。パイロット信号複製装置４８は、光ゲート４６の出力光を１Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ａ、光ゲート４６の出力光を２Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ｂ、光ゲート４６の出力光を３Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ｃ、光ゲート４６の出力光を４Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ｄ、及び、光ゲート４６の出力光及び光遅延器５０ａ〜５０ｄを合波する光合波器５２とからなる。
【００２５】
後述するゲート制御回路６０が、光ゲート４６を制御して、光ゲート４６にパイロット信号光のみを通過させる。図２（ｂ）は、光ゲート装置４６の出力信号光のタイミング図を示す。本実施例では、１フレームが５Ｔｓからなるので、Ｔｓ〜４Ｔｓの４種類の光遅延器５０ａ〜５０ｄを設けている。パイロット信号複製装置４８は、光ゲート４６で分離されたパイロット信号光を、これに続く４つのタイムスロット上に複製した信号光を出力する。即ち、パイロット信号複製装置４８は、１フレーム内の各タイムスロットを時間的に近いパイロット信号で埋めた信号を生成する。図２（ｃ）は、パイロット信号複製装置４８の出力信号を示す。パイロット信号複製装置４８の出力信号光は、後述するように、位相変調されたデータ信号光の位相レファレンスを提供する位相レファレンス信号として使用される。この位相レファレンス信号は、データ信号光と同じ伝送路を伝送しているので、データ信号光と同じ影響を光伝送路から受けている。
【００２６】
光合分波器４４ｄは、第１のアーム４０ｂからのデータ信号光にパイロット信号複製装置４８からの位相レファレンス信号光を合分波する。データ信号光と位相レファレンス信号光が共に、光伝送路での同じ位相変動の影響を受けているので、干渉により、光伝送路での位相変調の影響を軽減できる。合分波器４４ｄでの干渉により、位相変調信号光、即ちＰＳＫ（Phase Shift Keying）信号光が、振幅変調信号光、即ちＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）信号光に変換される。光合分波器４４ｄは、２つの入力光を同相で合波した信号光と、逆相で合波した信号光を出力する。
【００２７】
図２（ｄ）は、光合分波器４４ｄの逆相合波出力信号光のビット列を示す。光合分波器４４ｄの逆相合波出力は、実質的に、図２（ａ）に示す光信号と、図２（ｃ）に示す位相レファレンス光信号とを干渉させた結果であり、各ビットｂ０，ｂ１．．の強度変調信号光になっている。但し、光合分波器４４ｄの２つの入力光で、同じタイミングにパイロット信号光が存在するとき、逆相合波出力値は、干渉により光強度０になる。
【００２８】
バランスト光受信器５４の受光器５４ａは、光合分波器４４ｄの同相合波出力光と逆相合波出力光の一方を電気信号に変換し、受光器５４ｂは、他方を電気信号に変換する。減算器５４ｃは、受光器５４ａの出力電気信号から受光器５４ｂの出力電気信号を減算する。このようなバランスト受信により、受信感度を高めることができる。充分な信号対雑音比を得られる場合には、光合分波器４４ｄの代わりに光合波器を配置し、当該光合波器の出力信号光を単一の受光器で電気信号に変換しても良い。
【００２９】
バランスト光受信器５４の減算器５４ｃの出力電気信号は、ゲート装置５６とクロック再生装置５８に印加される。クロック再生装置５８は、減算器５４ｃの出力電気信号からクロックを再生し、再生したクロックをゲート制御装置６０に供給する。図１では、パイロット信号光複製装置４８において、光合波器５２が光ゲート４６の出力光をも合波している。この構成において、パイロット信号同士の合波結果で必ずバランスト光受信器５４の出力が所定振幅を持つようにすれば、クロック再生装置５８におけるクロック再生が安定化する。
【００３０】
光分波器４２の別の分割光は、別のマッハツェンダ干渉計６２の光分波器６２ａに入射する。マッハツェンダ干渉計６２は、光分波器６２ａの他に、光分波器６２ａで分割された２つの光をそれぞれ伝搬する２つのアーム６２ｂ，６２ｃと、アーム６２ｂ，６２ｃからの光を合波する光合波器６２ｄとを具備する。
【００３１】
一方のアーム６２ｃ上には、フレーム周期に相当する遅延時間５Ｔｓの光遅延器６４が配置されている。図２（ｅ）は、光遅延器６４の出力信号光を示す。マッハツェンダ干渉計６２は、光ブＢンパ器４２からの信号光と、これの５Ｔｓ遅延した信号光とを干渉させる。５Ｔｓの遅延により、光合波器６２ｄの両入力光には、５Ｔｓ毎の同じタイムスロット上に隣接するパイロット信号、例えば、Ｐ１とＰ２が位置する。光合波器６２ｄは、両入力信号光を同相で合波する。従って、光合波器６２ｄは、５Ｔｓ毎に光強度１の信号光を出力する。パイロット信号が位置しないタイムスロットでは、光合波器６２ｄは、データビットを搬送する信号光同士を合波する。このとき、光合波器６２ｄの出力信号光の光強度は不定である。受光器６６は、光合波器６２ｄの出力信号光を電気信号に変換する。図２（ｆ）は、受光器６６の出力信号の振幅（相対値）を示す。値を記載していないタイムスロットの振幅は不定であるが、１よりは小さい。
【００３２】
平均化回路６８は、受光器６６の出力を所定周期、例えばフレームの周期で平均化する。これにより、パイロット信号のタイミング、より具体的には、フレームのタイミングを決定でき、平均化回路６８は、受信フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号をゲート制御装置６０に供給する。
【００３３】
ゲート制御装置６０は、クロック再生装置５８からの再生クロック、及び平均化回路６８からのフレームタイミング信号に従い、パイロット信号光を通過するように光ゲート４６を制御し、また、減算器５４ｃの出力電気信号光から、パイロット信号を除くデータｂ０，ｂ１、・・・のタイムスロット部分のみを通過するようにゲート装置５６を制御する。
【００３４】
ゲート装置５６は、ゲート制御装置６０からの制御信号に従い、減算器５４ｃの出力電気信号（図２（ｄ））から、データ信号部分のみを通過する。弁別回路７０は、ゲート装置５６の出力電気信号からデジタル値を弁別する。減算器５４ｃの出力電気信号から先ずデジタル値を弁別してメモリに一時保存し、当該メモリからデータ信号ｂ０，ｂ１，・・・を取り出すようにしても良い。
【００３５】
図１に示す実施例では、受信装置４０は全データを受信する。１フレーム内の特定のビット位置のデータのみを受信すればよい場合には、光遅延器５０ａ〜５０ｄの内で、希望するビット位置に対応する光遅延器のみを残せば良い。例えば、ｂ１，ｂ５，ｂ９，・・・を受信したい場合には、２Ｔｓの光遅延器５０ｂを残し、光遅延器５０ａ，５０ｃ，５０ｄを除去すれば良い。勿論、ゲート装置５６で選別しても良い。
【実施例２】
【００３６】
図１に示す実施例では、レーザダイオード１２の出力レーザ光は、連続光であるとしたが、各タイムスロットに１パルスのパルスレーザ光であってもよい。パルス光とすることにより、光受信装置４０におけるクロック再生が容易になる。図４は、その変更実施例の概略構成ブロック図を示す。図１に示す実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００３７】
光送信装置１０ａのレーザダイオード１２ａは、パルスレーザ光を出力する。位相変調器１６は、光分波器１４から出力されるパルスレーザ光の各パルスの光位相を、タイミング制御装置２０からのデータに従って変調する。これにより、光送信装置１０ａは、位相変調された光パルス信号とパイロット信号の光パルスを光伝送路３０に出力する。
【００３８】
光受信装置４０ａの光分波器４２ａは、光伝送路３０からの信号光を３分割し、第１の分割光をマッハツェンダ干渉計４４に、第２の分割光をマッハツェンダ干渉計６２に、第３の分割光を受光器５７に供給する。受光器５７は、第３の分割光を電気信号に変換する。受光器５７の出力電気信号は、レーザダイオード１２ａから出力されるパルスレーザ光の周波数成分を含む。クロック再生装置５８ａは、受光器５７の出力からクロックを再生し、そのクロックをゲート制御装置６０に供給する。
【００３９】
その他の部分の動作は、図１に示す実施例と同じである。
【００４０】
光ゲート装置４６の出力段に、抽出したパイロット信号光パルスのパルス幅を拡張する光パルス幅拡張手段を配置しておくこと、光合分波器４４ｄにおける干渉によるデータ信号の分離性能が向上する。そのような光パルス幅拡張手段として、高非線形ファイバがある。
【実施例３】
【００４１】
光合分波器４４ｄに入力する２つの信号光は、時間的に接近しているのが望ましい。そのために、図４に示すように、光受信装置４０ｂのマッハツェンダ干渉計４４の第１のアーム４４ｂ上に、２Ｔｓの光遅延器４５を配置する。これにより、時間的により近い位相レファレンス信号光を利用できる。図４は、その変更構成の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には、同じ符号を付してある。
【００４２】
図１に示す実施例では、光合分波器４４ｄにおいて、位相レファレンス信号光とデータ信号光との時間差は最大で４Ｔｓになるが、図４に示す実施例では、２Ｔｓになる。
【００４３】
位相レファレンス信号光とデータ信号光との時間差が、図４に示す例より長くなるが、光遅延器４５の遅延時間は、１Ｔｓ又は３Ｔｓでもよい。
（その他）
【００４４】
ＢＰＳＫの実施例を説明したが、本発明は、多値ＰＳＫにも適用可能である。各直交成分を分離する光移相器をマッハ干渉計に配置した受信系を並列に必要数、設ければよい。換言すると、多値ＰＳＫの一要素となるＢＰＳＫの受信に、本発明を適用できる．同様に，本発明は、位相変調と振幅変調を併用する変調方式、例えば、ＱＡＭにも適用可能であり、ＱＡＭの一要素となるＢＰＳＫの受信に、本発明を適用できる．
【００４５】
光送信装置において、パイロット信号の振幅を他の信号の振幅よりも大きくしておくと、受信装置において、フレームタイミングを決定するのが容易になる。
【００４６】
上述の各実施例では、理解を容易にするために、フレームの構成単位を１ビットとしたが、所定数のビットを構成単位としてもよい。即ち、１フレームは、１又は複数のビットからなるシンボルを構成単位として、複数のシンボルからなる。フレーム内の１つのシンボルにパイロット信号を割り当てる。
【００４７】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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】第１実施例のタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図４】本発明の第３実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０ａ：光送信装置
１２，１２ａ：レーザダイオード
１４：光分波器
１６：位相変調器
１８：多重装置
２０：タイミング制御装置
３０：光伝送路
４０，４０ａ，４０ｂ：光受信装置
４２，４２ａ：光分波器
４４：マッハツェンダ干渉計
４４ａ：光分波器
４４ｂ，４４ｃ：アーム
４４ｄ：光合分波器
４５：光遅延器
４６：光ゲート
４８：パイロット信号複製装置
５０ａ〜５０ｄ：光遅延器
５２：光合波器
５４：バランスト光受信器
５４ａ，５４ｂ：受光器
５４ｃ：減算器
５６：ゲート装置
５７：受光器
５８，５８ａ：クロック再生装置
６０：ゲート制御装置
６２：マッハツェンダ干渉計
６２ａ：光分波器
６２ｂ，６２ｃ：アーム
６２ｄ：光合波器
６４：光遅延器
６６：受光器
６８：平均化回路
【図１】
0004601500.tif 000002
【図２】
0004601500.tif 000003
【図３】
0004601500.tif 000004
【図４】
0004601500.tif 000005