(57)【要約】【課題】光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを精度良く抽出すること。【解決手段】光位相ノイズ抽出装置は、第１の測定部、第２の測定部、生成部及び抽出部を備える。第１の測定部は、光位相変調方式によって変調されて光伝送路へ送出された光信号である未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定する。第２の測定部は、光伝送路によって伝送された光信号である伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定する。生成部は、第１の位相データと、第２の位相データとの差分データを生成する。抽出部は、差分データを用いて、光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを伝送済み信号から抽出する。【選択図】図４
2016100654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光位相変調方式によって変調されて光伝送路へ送出された光信号である未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定する第１の測定部と、
前記光伝送路によって伝送された前記光信号である伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定する第２の測定部と、
前記第１の位相データと、前記第２の位相データとの差分データを生成する生成部と、
前記差分データを用いて、前記光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを前記伝送済み信号から抽出する抽出部と
を備えたことを特徴とする光位相ノイズ抽出装置。
【請求項２】
前記第１の位相データに遅延量を付与する遅延部さらに備え、
前記生成部は、前記遅延部によって遅延量が付与された前記第１の位相データと、前記第２の位相データとの差分データを生成し、
前記抽出部は、前記遅延部によって前記第１の位相データに付与される遅延量を調整しつ前記生成部によって生成される前記差分データを監視し、該差分データの振幅が最小となった場合に、該差分データの符号を反転することによって、前記光位相ノイズを抽出することを特徴とする請求項１に記載の光位相ノイズ抽出装置。
【請求項３】
前記未伝送信号を入力信号を用いて位相変調する光変調部と、
前記未伝送信号に遅延量を付与する光遅延部と、
前記光遅延部によって前記未伝送信号に付与される遅延量を調整することによって、前記未伝送信号と前記入力信号とを位相同期させる位相同期部と、
前記未伝送信号と前記入力信号とが位相同期された状態で、前記光変調部に入力される前記入力信号に前記抽出部によって抽出された前記光位相ノイズの電気信号を設定し、該光位相ノイズの電気信号を用いて前記光変調部に前記未伝送信号を位相変調させることによって、前記光位相ノイズが重畳された前記伝送済み信号を模擬する模擬部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光位相ノイズ抽出装置。
【請求項４】
前記位相同期部は、前記光変調部に入力される前記入力信号に前記第１の位相データの符号が反転されて得られる反転データの電気信号を設定し、該反転データの電気信号を用いて前記光変調部に前記未伝送信号を位相変調させ、前記光変調部からの出力光信号と被干渉光とを光干渉計を用いて干渉させ、前記光干渉計から出力される干渉光の強度を用いて、前記未伝送信号と前記入力信号とが位相同期されているか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の光位相ノイズ抽出装置。
【請求項５】
前記位相同期部は、前記光干渉計から出力される干渉光の強度に、前記未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれていない場合に、前記未伝送信号と前記入力信号とが位相同期されていると判定することを特徴とする請求項４に記載の光位相ノイズ抽出装置。
【請求項６】
光位相変調方式によって変調されて光伝送路へ送出された光信号である未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定し、
前記光伝送路によって伝送された前記光信号である伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定し、
前記第１の位相データと、前記第２の位相データとの差分データを生成し、
前記差分データを用いて、前記光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを前記伝送済み信号から抽出する
処理を実行する光位相ノイズ抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光位相ノイズ抽出装置及び光位相ノイズ抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）光伝送システムは、各種の変調方式により変調した信号光を多重化することで、大容量の情報を伝送することができる。このＷＤＭ光伝送システムにおける信号光の変調方式には、光位相変調方式等が存在する。光位相変調方式は、光の位相を変化させることで情報を送受信する方式であり、ビットレートが４０Ｇｂｐｓ程度の送受信器に使用される。
【０００３】
光位相変調方式には、差動位相偏移（ＤＰＳＫ：Differential  Phase  Shift  Keying）変調方式や差動４値位相偏移（ＤＱＰＳＫ：Differential  Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調方式が含まれる。更に近年では、偏波多重（ＤＰ−ＱＰＳＫ：Dual  Polarization  Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調方式と呼ばれる変調方式が開発された。このＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式では、偏波を多重化させることで、１００Ｇｂｐｓ程度で情報を送受信することができる。
【０００４】
ここで、光位相変調方式を採用した光伝送システムでは、光位相変調方式によって変調された光信号が光送信器から光伝送路へ送出されると、光伝送路によって伝送される光信号は、種々の要因によって劣化することが知られている。例えば、光伝送路に設けられた光アンプのＡＳＥ（Amlified  Spontaneous  Emission）光によって光信号が劣化する。また、波長分散、偏波モード分散、偏波依存性損失及び偏波回転等によって光信号が劣化する。さらに、光伝送路の非線形光学効果によって光信号が劣化することが知られている。なお、光伝送路の非線形光学効果としては、例えば、自己位相変調（ＳＰＭ：Self  Phase  Modulation）、相互位相変調（ＸＰＭ：Cross  Phase  Modulation）及び四光波混合等が存在する。
【０００５】
これら光信号を劣化させる要因のうちＡＳＥ光、波長分散、偏波モード分散、偏波依存損失及び偏波回転等に起因して発生する光強度ノイズを既知の伝達関数を用いて抽出する従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを抽出することまでは考慮されていない。このため、光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを精度良く抽出することが望まれていた。
【０００８】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを精度良く抽出することができる光位相ノイズ抽出装置及び光位相ノイズ抽出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の開示する光位相ノイズ抽出装置は、一つの態様において、第１の測定部、第２の測定部、生成部及び抽出部を備える。第１の測定部は、光位相変調方式によって変調されて光伝送路へ送出された光信号である未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定する。第２の測定部は、前記光伝送路によって伝送された前記光信号である伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定する。生成部は、前記第１の位相データと、前記第２の位相データとの差分データを生成する。抽出部は、前記差分データを用いて、前記光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを前記伝送済み信号から抽出する。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示する光位相ノイズ抽出装置の一つの態様によれば、非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを精度良く抽出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式によって変調された光信号を説明するための図である。
【図２】図２は、光位相変調方式によって変調された光信号を劣化させる要素を説明するための図である。
【図３】図３は、光信号で発生するノイズを説明するための図である。
【図４】図４は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置を含む伝送システムの構成例を示す図である。
【図５】図５は、第１の位相データと第２の位相データとの関係を示す図である。
【図６】図６は、差分データの振幅が最小となっていない状態を示す図である。
【図７】図７は、差分データの振幅が最小となった状態を示す図である。
【図８】図８は、補間処理が施された差分データの一例を示す図である。
【図９】図９は、光干渉計の構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、光干渉計の構成の他の例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの一例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの一例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの他の例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの他の例を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置による光位相ノイズ抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置による伝送済み信号模擬処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本願の開示する光位相ノイズ抽出装置及び光位相ノイズ抽出方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。
【００１３】
まず、図１〜図３を参照して、本願の開示する光位相ノイズ抽出装置の前提となる技術について説明する。図１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式によって変調された光信号を説明するための図である。図１に示すように、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式によって変調された光信号は、偏波状態が互いに直交する２つの光である偏波９０１及び偏波９０２を含む。偏波９０１及び偏波９０２は、それぞれ、Ｘ偏波及びＹ偏波と呼ばれる。偏波９０１及び偏波９０２は、それぞれ、位相が遷移されており、異なる情報を伝送することができる。このようなＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式を含む光位相変調方式を採用した光伝送システムでは、光位相変調方式によって変調された光信号が光伝送路へ送出されると、光伝送路によって伝送される光信号は、種々の要因によって劣化することが知られている。
【００１４】
図２は、光位相変調方式によって変調された光信号を劣化させる要素を説明するための図である。図２に示すように、光位相変調方式によって変調された光信号（以下単に「光信号」という）９１１が光送信装置から光送信装置と光受信装置とを結ぶ光伝送路へ送出されると、光伝送路によって伝送される光信号９１１は、要素９２１〜９２６によって劣化する。要素９２１は、偏波回転（ＳＯＰ（State  of  Polarization）  Rotation）である。要素９２２は、偏波依存性損失（ＰＤＬ：Polarization  Depending  Loss）である。要素９２３は、光伝送路に設けられた光アンプからのＡＳＥ（Amlified  Spontaneous  Emission）光である。要素９２４は、偏波モード分散（ＰＭＤ：Polarization  Mode  Dispersion）である。要素９２５は、波長分散（ＣＤ：Chromatic  Dispersion）である。要素９２６は、光伝送路の非線形光学効果（Nonlinear  Optical  Effect）である。なお、光伝送路の非線形光学効果としては、例えば、自己位相変調（ＳＰＭ：Self  Phase  Modulation）、相互位相変調（ＸＰＭ：Cross  Phase  Modulation）及び四光波混合等が存在する。光伝送路によって伝送される光信号９１１には、これらの要素９２１〜９２６に起因して種々のノイズが重畳される。
【００１５】
図３は、光信号で発生するノイズを説明するための図である。図３の（ａ）は、光位相変調方式によって変調されて光伝送路へ送出された光信号である未伝送信号の信号点を２次元の複素平面上に表した図である。図３の（ｂ）は、光伝送路によって伝送された光信号である伝送済み信号の信号点を２次元の複素平面上に表した図である。なお、光位相変調方式としては、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式が用いられたものとする。また、図３に表される信号点は、光信号に含まれるＸ偏波の信号点であるものとする。
【００１６】
図３の（ａ）に示すように、未伝送信号には、複素平面に描かれた円上に配置された４つの信号点９３１〜９３４が含まれる。これに対して、図３の（ｂ）に示すように、伝送済み信号には、４つの信号点９３１〜９３４の各々の周囲に発生した複数のノイズ９４１が含まれる。複数のノイズ９４１のうち、複素平面に描かれた円の径方向に沿って信号点から離れた位置に発生するノイズは、「光強度ノイズ」と呼ばれる。また、複数のノイズ９４１のうち、複素平面に描かれた円の周方向に沿って信号点から離れた位置に発生するノイズは、「光位相ノイズ」と呼ばれる。光強度ノイズは、光信号を劣化させる要素のうち、主として、ＡＳＥ光、波長分散、偏波モード分散、偏波依存損失及び偏波回転等に起因して発生する。光位相ノイズは、光信号を劣化させる要素のうち、主として、光伝送路の非線形光学効果に起因して発生する。なお、図３の（ｂ）では、光信号に含まれるＸ偏波の信号点の周囲に発生した光位相ノイズ及び光強度ノイズを示したが、Ｙ偏波の信号点の周囲にも同様に光位相ノイズ及び光強度ノイズが発生する。
【００１７】
ここで、ＡＳＥ光、波長分散、偏波モード分散、偏波依存損失及び偏波回転等に起因して発生する光強度ノイズを既知の伝達関数を用いて抽出する従来技術は既に存在する。しかしながら、この従来技術では、非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを抽出することまでは考慮されていない。そこで、本実施例では、非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを抽出する手法を提示する。
【実施例】
【００１８】
まず、図４を用いて、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置を含む伝送システムの構成例を説明する。図４は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置を含む伝送システムの構成例を示す図である。図４に示す伝送システムは、光送信装置１、光受信装置２、光伝送路３及び光位相ノイズ抽出装置１０を有する。
【００１９】
光送信装置１は、光位相変調方式によって光信号を位相変調し、位相変調された光信号を光伝送路３へ送出する。なお、本実施例では、光位相変調方式として、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式が用いられるものとする。また、以下では、光送信装置１によって位相変調された光信号を単に「光信号」と呼ぶこととする。また、本実施例の光信号は、予め定められた周期性を有する光信号であるものとする。予め定められた周期性を有する光信号とは、例えば、擬似ランダム・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ：Pseudo-Random Bit Sequence）信号である。
【００２０】
光受信装置２は、光送信装置１によって送出された光信号を光伝送路３を介して受信する。
【００２１】
光伝送路３は、光送信装置１と光受信装置２とを結ぶ光伝送路であり、光送信装置１から送出された光信号を光受信装置２へ伝送する。光伝送路３は、光ファイバや、光ファイバに設けられた光アンプ等を含む。光伝送路３の光送信装置１側の端部には、光分岐器３ａが設けられ、光伝送路３の光受信装置２側の端部には、光分岐器３ｂが設けられる。光分岐器３ａは、光送信装置１から光伝送路３へ送出された光信号である未伝送信号を光位相ノイズ抽出装置１０へ分岐する。光分岐器３ｂは、光伝送路３によって伝送された光信号である伝送済み信号を光位相ノイズ抽出装置１０へ分岐する。
【００２２】
光位相ノイズ抽出装置１０は、第１の測定器１１、第２の測定器１２、遅延器１３、減算器１４、抽出器１５、符号反転器１６及びセレクタ１７を有する。また、光位相ノイズ抽出装置１０は、電気信号源１８、電気信号源１９、光遅延器２０、偏波分離器２１、位相変調器２２、位相変調器２３、偏波多重器２４、光分岐器２５、出力ポート２６、光干渉計２７、光電変換器２８及び模擬制御部２９を有する。
【００２３】
第１の測定器１１は、光分岐器３ａで分岐された未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定する。第１の測定器１１は、測定した第１の位相データを遅延器１３及び符号反転器１６へ出力する。
【００２４】
第２の測定器１２は、光分岐器３ｂで分岐された伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定する。第２の測定器１２は、測定した第２の位相データを減算器１４へ出力する。
【００２５】
図５は、第１の位相データと第２の位相データとの関係を示す図である。図５において、上側の図表が第１の位相データ１０１であり、下側の図表が第２の位相データ１０２である。第１の位相データ１０１及び第２の位相データ１０２において、横軸は、時間を示し、縦軸は、位相を示す。図５に示すように、第１の位相データ１０１における位相の時間変動１１１と、第２の位相データ１０２における位相の時間変動１１２とは、周期Ｔが同一である。また、第２の位相データ１０２における位相の時間変動１１２は、第１の位相データ１０１における位相の時間変動１１１に対して、遅延量ΔＴだけ遅延している。さらに、第２の位相データ１０２における位相の時間変動１１２には、伝送済み信号に重畳された光位相ノイズの位相の時間変動１１３が現れている。
【００２６】
図４の説明に戻る。遅延器１３は、第１の測定器１１で測定された第１の位相データに遅延量を付与する。遅延器１３によって第１の位相データに付与される遅延量は、後述する抽出器１５によって調整される。遅延器１３は、遅延量が付与された第１の位相データを減算器１４へ出力する。
【００２７】
減算器１４は、第１の位相データと、第２の位相データとの差分データを生成する。具体的には、減算器１４は、遅延器１３によって遅延量が付与された第１の位相データから第２の位相データを減算することによって、差分データを生成する。減算器１４は、生成部の一例である。減算器１４は、生成した差分データを抽出器１５へ出力する。
【００２８】
抽出器１５は、差分データを用いて、光伝送路３の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを伝送済み信号から抽出する。具体的には、抽出器１５は、遅延器１３によって第１の位相データに付与される遅延量を調整しつつ、減算器１４から入力される差分データを監視する。そして、抽出器１５は、差分データの振幅が最小となった場合に、差分データの符号を反転することによって、光位相ノイズを抽出する。抽出器１５は、抽出した光位相ノイズをセレクタ１７へ出力する。
【００２９】
ここで、抽出器１５による光位相ノイズの抽出の一例を説明する。図６は、差分データの振幅が最小となっていない状態を示す図であり、図７は、差分データの振幅が最小となった状態を示す図である。抽出器１５が第１の位相データ１０１に付与される遅延量を調整すると、図６に示すように、第２の位相データ１０２の第１の位相データ１０１に対する遅延量ΔＴが減少する。第２の位相データ１０２の第１の位相データ１０１に対する遅延量ΔＴが０ではない場合、第１の位相データ１０１と第２の位相データ１０２との差分データ１２１は、光位相ノイズの位相の時間変動１１３と、第２の位相データ１０２の残留成分とを含む。このため、差分データ１２１の振幅は、比較的に大きい値となり、最小となっていない。
【００３０】
これに対して、図７に示すように、第２の位相データ１０２の第１の位相データ１０１に対する遅延量ΔＴが０となった場合、第２の位相データ１０２における位相の時間変動１１２は、第１の位相データ１０１における位相の時間変動１１１によって相殺される。すると、差分データ１２１は、光位相ノイズの位相の時間変動１１３のみを含むこととなる。このとき、差分データ１２１の振幅は、最小となる。したがって、抽出器１５は、差分データ１２１の振幅が最小となった場合に、差分データ１２１の符号を反転することによって、光位相ノイズのみを抽出することができる。
【００３１】
なお、抽出器１５は、差分データのサンプリング点の個数が所定数よりも少ない場合には、差分データに補間処理を施すことによって、サンプリング点どうしの隙間を新たなサンプリング点で埋めても良い。補間処理としては、スプライン補間処理等の公知の補間処理が用いられる。
【００３２】
図８は、補間処理が施された差分データの一例を示す図である。差分データに補間処理が施されると、図８に示すように、差分データの元のサンプリング点ｔ０〜ｔ５とは別に、新規のサンプリング点ｔ´０〜ｔ´５が追加され、サンプリング点の個数が増大する。このように、補間処理によって差分データのサンプリング点の個数が増大することによって、抽出器１５は、差分データの振幅が最小となったか否かを精度良く判定することができ、結果として、光位相ノイズの抽出精度が向上する。
【００３３】
図４の説明に戻る。符号反転器１６は、第１の測定器１１から入力される第１の位相データの符号を反転する。符号反転器１６は、第１の位相データの符号が反転されて得られる反転データをセレクタ１７へ出力する。
【００３４】
セレクタ１７は、光位相ノイズの入力を抽出器１５から受ける。セレクタ１７は、反転データの入力を符号反転器１６から受ける。そして、セレクタ１７は、模擬制御部２９の後述する位相同期部２９１又は模擬部２９２からの選択指令に基づいて、光位相ノイズ及び反転データのいずれか一方を選択し、選択したデータを電気信号源１８及び電気信号源１９へ出力する。
【００３５】
電気信号源１８は、セレクタ１７から入力される光位相ノイズ又は反転データの電気信号を生成し、生成した電気信号を位相変調器２２へ出力する。
【００３６】
電気信号源１９は、セレクタ１７から入力される光位相ノイズ又は反転データの電気信号を生成し、生成した電気信号を位相変調器２３へ出力する。
【００３７】
光遅延器２０は、光分岐器３ａで分岐された未伝送信号に遅延量を付与する。光遅延器２０によって未伝送信号に付与される遅延量は、模擬制御部２９の位相同期部２９１によって調整される。光遅延器２０は、遅延量が付与された未伝送信号を偏波分離器２１へ出力する。
【００３８】
偏波分離器２１は、光遅延器２０によって遅延量が付与された未伝送信号を偏波状態が互いに直交する２つの光信号に分離する。以下では、偏波状態が互いに直交する２つの光の一方をＸ偏波の未伝送信号、他方をＹ偏波の未伝送信号と呼ぶことがある。偏波分離器２１は、Ｘ偏波の未伝送信号を位相変調器２２へ出力し、Ｙ偏波の未伝送信号を位相変調器２３へ出力する。
【００３９】
位相変調器２２は、Ｘ偏波の未伝送信号の入力を偏波分離器２１から受ける。位相変調器２２は、光位相ノイズ又は反転データの電気信号の入力を電気信号源１８から受ける。電気信号源１８から入力される、光位相ノイズ又は反転データの電気信号を、以下では「入力信号」と呼ぶことがあるものとする。位相変調器２２は、電気信号源１８から入力される入力信号を用いてＸ偏波の未伝送信号を位相変調する。位相変調器２２は、光変調部の一例である。
【００４０】
位相変調器２３は、Ｙ偏波の未伝送信号の入力を偏波分離器２１から受ける。位相変調器２３は、光位相ノイズ又は反転データの電気信号の入力を電気信号源１９から受ける。電気信号源１９から入力される、光位相ノイズ又は反転データの電気信号を、以下では「入力信号」と呼ぶことがあるものとする。位相変調器２３は、電気信号源１９から入力される入力信号を用いてＹ偏波の未伝送信号を位相変調する。位相変調器２３は、光変調部の一例である。
【００４１】
偏波多重器２４は、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とを互いに偏波状態が直交した状態で合成し、得られた出力光信号を光分岐器２５へ出力する。
【００４２】
光分岐器２５は、偏波多重器２４から入力される出力光信号を出力ポート２６と光干渉計２７とへ分岐する。出力ポート２６は、光分岐器２５で分岐された出力光信号を外部へ出力する。
【００４３】
光干渉計２７は、光分岐器２５で分岐された出力光信号と被干渉光との干渉光を生成し、生成した干渉光を光電変換器２８へ出力する。
【００４４】
光干渉計２７としては、図９に示した光干渉計又は図１０に示した光干渉計が用いられる。図９は、光干渉計の構成の一例を示す図である。図９に示す光干渉計２７は、イントラダイン検波方式を採用した光干渉計であり、局発光源２７１及び９０  ｄｅｇ  Ｈｙｂｒｉｄ２７２を有する。局発光源２７１は、光分岐器２５で分岐された出力光信号の周波数と同一の周波数を有する局発光を生成し、生成した局発光を被干渉光として９０  ｄｅｇ  Ｈｙｂｒｉｄ２７２へ出力する。９０  ｄｅｇ  Ｈｙｂｒｉｄ２７２は、光分岐器２５で分岐された出力光信号と局発光との干渉光を生成し、生成した干渉光を光電変換器２８へ出力する。
【００４５】
図１０は、光干渉計の構成の他の例を示す図である。図１０に示す光干渉計２７は、セルフホモダイン検波方式を採用した光干渉計である。光干渉計２７は、光分岐器２５で分岐された出力光信号を２つの出力光信号に分離し、分離により得られた一方の出力光信号を遅延素子２７３で遅延させ、遅延させた一方の出力光信号と遅延させていない他方の出力光信号との干渉光を生成する。そして、光干渉計２７は、生成した干渉光を光電変換器２８へ出力する。
【００４６】
光電変換器２８は、光干渉計２７から入力される干渉光を電気信号へ変換し、干渉光の電気信号を模擬制御部２９へ出力する。
【００４７】
模擬制御部２９は、位相同期部２９１及び模擬部２９２を有する。
【００４８】
位相同期部２９１は、光遅延器２０によって未伝送信号に付与される遅延量を調整することによって、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とを位相同期させる。
【００４９】
また、位相同期部２９１は、光遅延器２０によって未伝送信号に付与される遅延量を調整しつつ、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されているか否かを判定する。具体的には、位相同期部２９１は、反転データを選択する旨の選択指令をセレクタ１７へ出力することによって、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号に反転データの電気信号を設定する。そして、位相同期部２９１は、反転データの電気信号を用いて位相変調器２２及び位相変調器２３に未伝送信号を位相変調させる。位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、偏波多重器２４で合成されて光分岐器２５へ出力される。そして、位相同期部２９１は、光分岐器２５で分岐された出力光信号と被干渉光とを光干渉計２７を用いて干渉させる。光干渉計２７から出力される干渉光は、光電変換器２８で電気信号に変換され、電気信号に変換された干渉光は、位相同期部２９１へ入力される。そして、位相同期部２９１は、干渉光の強度を用いて、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されているか否かを判定する。
【００５０】
ここで、干渉光の強度を用いた位相同期判定の一例について、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの一例を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示される各グラフにおいて、横軸は、周波数を示し、縦軸は、干渉光の強度を示している。なお、ここでは、光干渉計２７としては、図９に示した光干渉計２７が用いられたものとする。また、局発光源２７１から出力される局発光の中心周波数をｆ０とし、光分岐器２５で分岐された出力光信号の中心周波数をｆ１とする。
【００５１】
未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されていない場合、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、未伝送信号に対応する周波数成分を含む。このため、位相同期部２９１へ入力される干渉光の強度には、図１１Ａに示すように、局発光の中心周波数と出力光信号の中心周波数との差分（ｆ１−ｆ０）に対応する周波数成分の強度１３１と、未伝送信号に対応する周波数成分の強度１３２とが含まれる。
【００５２】
これに対して、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されている場合、未伝送信号に対応する周波数成分は、入力信号として設定された反転データの電気信号によって相殺される。このため、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、未伝送信号に対応する周波数成分を含まない。すなわち、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、位相変調されていない連続（ＣＷ：Continuous  Wave）光のような光となる。したがって、位相同期部２９１へ入力される干渉光の強度には、図１１Ｂに示すように、局発光の中心周波数と出力光信号の中心周波数との差分（ｆ１−ｆ０）に対応する周波数成分の強度１３１のみが含まれる。そこで、位相同期部２９１は、干渉光の強度に、未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれていない場合に、伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されていると判定する。
【００５３】
次に、干渉光の強度を用いた位相同期判定の他の例について、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、干渉光の強度と周波数との関係を示すグラフの他の例を示す図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに示される各グラフにおいて、横軸は、周波数を示し、縦軸は、干渉光の強度を示している。なお、ここでは、光干渉計２７としては、図１０に示した光干渉計２７が用いられたものとする。
【００５４】
未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されていない場合、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、未伝送信号に対応する周波数成分を含む。このため、位相同期部２９１へ入力される干渉光の強度には、図１２Ａに示すように、未伝送信号に対応する周波数成分の強度１４１が含まれる。
【００５５】
これに対して、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されている場合、未伝送信号に対応する周波数成分は、入力信号として設定された反転データの電気信号によって相殺される。このため、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、未伝送信号に対応する周波数成分を含まない。すなわち、位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、位相変調されていない連続（ＣＷ：Continuous  Wave）光のような光となる。したがって、位相同期部２９１へ入力される干渉光の強度には、図１２Ｂに示すように、未伝送信号に対応する周波数成分の強度１４１が含まれない。そこで、位相同期部２９１は、干渉光の強度に、未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれていない場合に、伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されていると判定する。
【００５６】
図４の説明に戻る。模擬部２９２は、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期された状態で、光位相ノイズを選択する旨の選択指令をセレクタ１７へ出力することによって、入力信号に光位相ノイズの電気信号を設定する。そして、模擬部２９２は、光位相ノイズの電気信号を用いて位相変調器２２及び位相変調器２３に未伝送信号を位相変調させることによって、光位相ノイズが重畳された伝送済み信号を模擬する。未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されているため、光位相ノイズの電気信号を用いて未伝送信号が精度良く位相変調され、結果として、光位相ノイズが重畳された伝送済み信号が精度良く模擬される。なお、模擬部２９２によって模擬された伝送済み信号は、位相変調器２２及び位相変調器２３からＸ偏波の出力信号及びＹ偏波の出力信号として出力され、偏波多重器２４及び光分岐器２５を経由して、出力ポート２６から出力される。
【００５７】
次に、図１３を用いて、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置１０による光位相ノイズ抽出処理について説明する。図１３は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置による光位相ノイズ抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００５８】
図１３に示すように、第１の測定器１１は、未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データを測定する（ステップＳ１０１）。第２の測定器１２は、伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データを測定する（ステップＳ１０２）。
【００５９】
減算器１４は、第１の位相データと、第２の位相データとの差分データを生成する（ステップＳ１０３）。
【００６０】
抽出器１５は、遅延器１３によって第１の位相データに付与される遅延量を調整しつつ、減算器１４から入力される差分データを監視する（ステップＳ１０４）。抽出器１５は、差分データの振幅が最小となっていない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理をステップＳ１０４に戻す。
【００６１】
一方、抽出器１５は、差分データの振幅が最小となった場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、差分データの符号を反転し（ステップＳ１０６）、反転された差分データを光位相ノイズとして抽出し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。
【００６２】
次に、図１４を用いて、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置１０による伝送済み信号模擬処理について説明する。図１４は、本実施例に係る光位相ノイズ抽出装置による伝送済み信号模擬処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６３】
図１４に示すように、位相同期部２９１は、反転データを選択する旨の選択指令をセレクタ１７へ出力することによって、位相変調器２２及び位相変調器２３に入力される入力信号に反転データの電気信号を設定する（ステップＳ２０１）。
【００６４】
位相同期部２９１は、反転データの電気信号を用いて位相変調器２２及び位相変調器２３に未伝送信号を位相変調させる（ステップＳ２０２）。位相変調器２２から出力されるＸ偏波の出力光信号と、位相変調器２３から出力されるＹ偏波の出力光信号とは、偏波多重器２４で合成されて光分岐器２５へ出力される。位相同期部２９１は、光分岐器２５で分岐された出力光信号と被干渉光とを光干渉計２７を用いて干渉させる。光干渉計２７から出力される干渉光は、光電変換器２８で電気信号に変換され、電気信号に変換された干渉光は、位相同期部２９１へ入力される。
【００６５】
位相同期部２９１は、光干渉計２７から出力される干渉光の強度を取得する（ステップＳ２０３）。
【００６６】
位相同期部２９１は、干渉光の強度に、未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。位相同期部２９１は、干渉光の強度に、未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれる場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されていないと判定する（ステップＳ２０５）。そして、位相同期部２９１は、光遅延器２０によって未伝送信号に付与される遅延量を調整し（ステップＳ２０６）、処理をステップＳ２０３に戻す。
【００６７】
一方、位相同期部２９１は、干渉光の強度に、未伝送信号に対応する周波数成分の強度が含まれない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号とが位相同期されたと判定する（ステップＳ２０７）。
【００６８】
続いて、模擬部２９２は、光位相ノイズを選択する旨の選択指令をセレクタ１７へ出力することによって、位相変調器２２及び位相変調器２３へ入力される入力信号に光位相ノイズの電気信号を設定する（ステップＳ２０８）。
【００６９】
模擬部２９２は、光位相ノイズの電気信号を用いて位相変調器２２及び位相変調器２３に未伝送信号を位相変調させることによって、光位相ノイズが重畳された伝送済み信号を模擬する（ステップＳ２０９）。
【００７０】
以上、本実施例の光位相ノイズ抽出装置１０は、未伝送信号の位相の時間変動を示す第１の位相データと、伝送済み信号の位相の時間変動を示す第２の位相データとの差分データを用いて、光伝送路３の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを抽出する。このため、本実施例によれば、光伝送路３の非線形光学効果に起因して発生する光位相ノイズを精度良く抽出することができる。また、本実施例によれば、光伝送路３における光信号の伝送を中断することなく光位相ノイズを抽出することができるので、光信号を用いたサービスの停止に伴う損失を回避することができる。
【００７１】
また、本実施例の光位相ノイズ抽出装置１０は、未伝送信号と、位相変調器２２及び位相変調器２３への入力信号とが位相同期された状態で、入力信号に光位相ノイズの電気信号を設定し、位相変調器２２及び位相変調器２３に未伝送信号を位相変調させる。このため、本実施例によれば、光位相ノイズの電気信号と未伝送信号とを用いて、伝送済み信号を精度良く模擬することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  光位相ノイズ抽出装置
１１  第１の測定器
１２  第２の測定器
１３  遅延器
１４  減算器
１５  抽出器
１６  符号反転器
１７  セレクタ
１８  電気信号源
１９  電気信号源
２０  光遅延器
２１  偏波分離器
２２  位相変調器
２３  位相変調器
２４  偏波多重器
２５  光分岐器
２６  出力ポート
２７  光干渉計
２８  光電変換器
２９  模擬制御部
２９１  位相同期部
２９２  模擬部
【図１】
2016100654.tif 000003
【図２】
2016100654.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016100654.tif 000008
【図７】
2016100654.tif 000009
【図８】
2016100654.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016100654.tif 000012
【図１１Ａ】
2016100654.tif 000013
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2016100654.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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