(57)【要約】【課題】使用する変調方式に係らず、受信側においてデジタル信号処理による偏波トラッキングを可能とする偏波多重光通信方法を提供する。【解決手段】送信側光通信装置において、一定振幅の正弦波である第１の基準信号を含む信号を搬送する第１の光信号と、第２の光信号とを偏波多重して偏波多重光信号を生成するステップと、受信側光通信装置において、偏波多重光信号を、偏波が直交する第３の光信号と第４の光信号に分離するステップと、第３の光信号を同期検波して第３の電気信号を出力し、第４の光信号を同期検波して第４の電気信号を出力するステップと、第３の電気信号に含まれる第１の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１の基準信号成分に基づき、第１及び第２の光信号の偏波面と、第３及び第４の光信号の偏波面とのずれを検出するステップとを備えている。【選択図】図４
2009278304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側光通信装置において、一定振幅の正弦波である第１の基準信号を含む信号を搬送する第１の光信号と、第２の光信号とを偏波多重して偏波多重光信号を生成するステップと、
受信側光通信装置において、
偏波多重光信号を、偏波が直交する第３の光信号と第４の光信号に分離するステップと、
第３の光信号を同期検波して第３の電気信号を出力し、第４の光信号を同期検波して第４の電気信号を出力するステップと、
第３の電気信号に含まれる第１の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１の基準信号成分に基づき、第１及び第２の光信号の偏波面と、第３及び第４の光信号の偏波面とのずれを検出するステップと、
を備えている光通信方法。
【請求項２】
第１の光信号は第１の送信情報を搬送し、第２の光信号は第２の送信情報を搬送し、
受信側光通信装置において、検出したずれに基づき、第３の電気信号及び第４の電気信号から、第１の送信情報に対応する第１の電気信号と、第２の送信情報に対応する第２の電気信号を生成するステップと、
を更に備えている光通信方法。
【請求項３】
第１の光信号又は第２の光信号は、振幅波形が一定ではない変調方法で変調されている請求項２に記載の光通信方法。
【請求項４】
前記同期検波は、ホモダイン検波であり、
第１、第２、第３及び第４の電気信号は、それぞれ、同相信号と、直交信号の２つの信号からなる、
請求項３に記載の光通信方法。
【請求項５】
第２の光信号は、一定振幅の正弦波である第２の基準信号を含み、
受信側光通信装置において、
検出したずれに基づき、第３の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分から、第１及び第２の基準信号を再生するステップと、
再生した第１の基準信号に基づき、第１の光信号と同期検波に使用した局発光との相対的な周波数変動を検出して、第１の電気信号を補償するステップと、
再生した第２の基準信号に基づき、第２の光信号と同期検波に使用した局発光との相対的な周波数変動を検出して、第２の電気信号を補償するステップと、
を更に備えている請求項２から４のいずれか１項に記載の光通信方法。
【請求項６】
第１の光信号は、
第１の送信情報から直交周波数分割多重変調に従い、同相及び直交ベースバンド信号を生成し、
同相及び直交ベースバンド信号に直流オフセットを加え、
同相及び直交ベースバンド信号を直交変調して、無線周波数帯の信号に変換し、
前記無線周波数帯の信号で、連続光を変調することで、
生成する請求項２から５のいずれか１項に記載の光通信方法。
【請求項７】
一定振幅の正弦波である第１の基準信号を含む信号を搬送する第１の光信号と、第２の光信号とを偏波多重して生成した偏波多重光信号を受信する光通信装置であって、
偏波多重光信号を、互いに偏波が直交する第３の光信号と第４の光信号に分離する第１の手段と、
第３の光信号を同期検波して第３の電気信号を出力し、第４の光信号を同期検波して第４の電気信号を出力する第２の手段と、
第３の電気信号に含まれる第１の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１の基準信号成分に基づき、第１の手段に入力される偏波多重光信号の偏波面と、第１の手段が分離する光信号の偏波面とのずれを検出する第３の手段と、
を備えている光通信装置。
【請求項８】
第１の光信号は第１の送信情報を搬送し、第２の光信号は第２の送信情報を搬送し、
検出したずれに基づき、第３の電気信号及び第４の電気信号から、第１の送信情報に対応する第１の電気信号と、第２の送信情報に対応する第２の電気信号を生成する第４の手段を更に備えている、
請求項７に記載の光通信装置。
【請求項９】
第１の光信号又は第２の光信号は、振幅波形が一定ではない変調方法で変調されている請求項８に記載の光通信装置。
【請求項１０】
第２の手段は、第３の光信号をホモダイン検波して、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第３の電気信号を出力する手段と、第４の光信号をホモダイン検波して、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第４の電気信号を出力する手段とを備えており、
第４の手段は、第３及び第４の電気信号から、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第１の電気信号と、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第２の電気信号を生成する、
請求項９に記載の光通信装置。
【請求項１１】
第２の光信号は、一定振幅の正弦波である第２の基準信号を含み、
第３の手段は、第３の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分に基づき、前記ずれを検出する、
請求項７から１０のいずれか１項に記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波多重された光信号から各偏波の信号を再生する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおける伝送容量の増大のため、例えば、非特許文献１においては、偏波多重システムが開示されている。非特許文献１によると、偏波ビームスプリッタが偏波多重された光信号を、直交する２つの偏波の光信号に分離し、９０°ハイブリッドが、分離された各光信号を局発光と混合して、それぞれ、同相成分及び直交成分に対応する光信号を出力し、フォトダイオードが、各９０°ハイブリッドの出力光信号を電気信号に変換している。非特許文献１においては、９０°ハイブリッドを３×３カップラのカップリング比を調整することで実現している。
【０００３】
また、非特許文献１においては、偏波トラッキングをデジタル信号処理で実現している。つまり、偏波多重された光信号の偏波面を、偏波ビームスプリッタの基準軸、つまり、偏波ビームスプリッタが分岐する偏波の偏波面と一致する様に調整することは行っていない。このため、各フォトダイオードが出力する電気信号は、各偏波で搬送された信号成分をそれぞれ含むことになるが、各電気信号と、各信号成分との関係を示すフィルタ係数を求め、各電気信号から各信号成分をデジタル領域にて復元している。非特許文献１において、このフィルタ係数の算出は、使用している変調方式であるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）の振幅が一定であることを利用している。
【０００４】
【非特許文献１】Ｓｅｂ  Ｊ．Ｓａｖｏｒｙ  ｅｔ  ａｌ．、“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ”、ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ２１２０、Ｖｏｌ.１５、Ｎｏ．５、２００７年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光通信システムにおける更なる伝送容量の増大のために、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を光通信システムに適用することが検討されている。非特許文献１に開示のデジタル信号処理による偏波トラッキングは、光学的な偏波面の調整を必要とせず、安価で信頼性の高いシステムとなるが、ＯＦＤＭ変復調技術により処理された信号の様に、信号振幅が一定ではない変調方式には適用できないという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、使用する変調方式に係らず、受信側においてデジタル信号処理による偏波トラッキングを可能とする偏波多重光通信方法を提供することを目的とする。また、該方法用の光通信装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における光通信方法によれば、
送信側光通信装置において、一定振幅の正弦波である第１の基準信号を含む信号を搬送する第１の光信号と、第２の光信号とを偏波多重して偏波多重光信号を生成するステップと、受信側光通信装置において、偏波多重光信号を、偏波が直交する第３の光信号と第４の光信号に分離するステップと、第３の光信号を同期検波して第３の電気信号を出力し、第４の光信号を同期検波して第４の電気信号を出力するステップと、第３の電気信号に含まれる第１の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１の基準信号成分に基づき、第１及び第２の光信号の偏波面と、第３及び第４の光信号の偏波面とのずれを検出するステップとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光通信方法における他の実施形態によれば、
第１の光信号は第１の送信情報を搬送し、第２の光信号は第２の送信情報を搬送し、受信側光通信装置において、検出したずれに基づき、第３の電気信号及び第４の電気信号から、第１の送信情報に対応する第１の電気信号と、第２の送信情報に対応する第２の電気信号を生成するステップとを更に備えていることも好ましい。
【０００９】
また、本発明の光通信方法における他の実施形態によれば、
第１の光信号又は第２の光信号は、振幅波形が一定ではない変調方法で変調されていることも好ましい。
【００１０】
更に、本発明の光通信方法における他の実施形態によれば、
前記同期検波は、ホモダイン検波であり、第１、第２、第３及び第４の電気信号は、それぞれ、同相信号と、直交信号の２つの信号からなることも好ましい。
請求項３に記載の光通信方法。
【００１１】
更に、本発明の光通信方法における他の実施形態によれば、
第２の光信号は、一定振幅の正弦波である第２の基準信号を含み、受信側光通信装置において、検出したずれに基づき、第３の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分から、第１及び第２の基準信号を再生するステップと、再生した第１の基準信号に基づき、第１の光信号と同期検波に使用した局発光との相対的な周波数変動を検出して、第１の電気信号を補償するステップと、再生した第２の基準信号に基づき、第２の光信号と同期検波に使用した局発光との相対的な周波数変動を検出して、第２の電気信号を補償するステップとを更に備えていることも好ましい。
【００１２】
更に、本発明の光通信方法における他の実施形態によれば、
第１の光信号は、第１の送信情報から直交周波数分割多重変調に従い、同相及び直交ベースバンド信号を生成し、同相及び直交ベースバンド信号に直流オフセットを加え、同相及び直交ベースバンド信号を直交変調して、無線周波数帯の信号に変換し、前記無線周波数帯の信号で、連続光を変調することで生成することも好ましい。
【００１３】
本発明における光通信装置によれば、
一定振幅の正弦波である第１の基準信号を含む信号を搬送する第１の光信号と、第２の光信号とを偏波多重して生成した偏波多重光信号を受信する光通信装置であって、偏波多重光信号を、互いに偏波が直交する第３の光信号と第４の光信号に分離する第１の手段と、第３の光信号を同期検波して第３の電気信号を出力し、第４の光信号を同期検波して第４の電気信号を出力する第２の手段と、第３の電気信号に含まれる基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる基準信号成分に基づき、第１の手段に入力される偏波多重光信号の偏波面と、第１の手段が分離する光信号の偏波面とのずれを検出する第３の手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
第１の光信号は第１の送信情報を搬送し、第２の光信号は第２の送信情報を搬送し、検出したずれに基づき、第３の電気信号及び第４の電気信号から、第１の送信情報に対応する第１の電気信号と、第２の送信情報に対応する第２の電気信号を生成する第４の手段を更に備えていることも好ましい。
【００１５】
また、本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
第１の光信号又は第２の光信号は、振幅波形が一定ではない変調方法で変調されていることも好ましい。
【００１６】
更に、本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
第２の手段は、第３の光信号をホモダイン検波して、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第３の電気信号を出力する手段と、第４の光信号をホモダイン検波して、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第４の電気信号を出力する手段とを備えており、第４の手段は、第３及び第４の電気信号から、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第１の電気信号と、同相信号と、直交信号との２つの信号からなる第２の電気信号を生成することも好ましい。
【００１７】
更に、本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
第２の光信号は、一定振幅の正弦波である第２の基準信号を含み、第３の手段は、第３の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分と、第４の電気信号に含まれる第１及び第２の基準信号成分に基づき、前記ずれを検出することも好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
送信側において一定振幅の基準信号を追加し、受信側においては基準信号に基づきフィルタ係数を算出して送信信号を復元することにより、変調方式に係らず、安価で信頼性の高いデジタル領域での偏波トラッキングを行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明による光通信システムのシステム構成図である。図１によると、光通信システムは、光送信部１０及び１１と、偏波合成器２と、偏波ビームスプリッタ３と、局発光生成部４と、光受信部５とを備えている。ここで、光送信部１０及び１１と、偏波合成器２が、本発明による光通信装置の送信側に対応し、偏波ビームスプリッタ３と、局発光生成部４と、光受信部５とが本発明による光通信装置の受信側に対応している。
【００２１】
光送信部１０と光送信部１１は出力する光信号の偏波が互いに９０°異なっている点を除き同一であり、偏波合成器２は、光送信部１０からの光信号Ｈと、光送信部１１からの光信号Ｖを偏波多重して光伝送路に出力する。既に述べたように光信号Ｈと光信号Ｖの偏波は直交関係にある。
【００２２】
図２は、光送信部１０及び１１のブロック図である。図２によると、光送信部は、加算部１０１と、基準信号生成部１０２と、光変調部１０３と、光フィルタ１０４とを備えている。
【００２３】
基準信号生成部１０２は、一定振幅の正弦波信号である基準信号５０を生成し、加算部１０１は、ＯＦＤＭ信号３０と基準信号５０を加算する。ＯＦＤＭ信号３０は、例えば、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｍ）演算により、送信情報から生成される同相（Ｉ：Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）及び直交（Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）ベースバンド信号を、ＩＱ多重後、即ち、直交変調後に無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号に周波数変換したものである。基準信号５０の周波数は、ＯＦＤＭ信号３０の妨害とならないもの、例えば、帯域外となるものを使用する。なお、基準信号５０は、ＯＦＤＭ信号３０と同期する必要はなく、ＯＦＤＭ信号３０とは無関係に生成することができる。図３（ａ）は、加算部１０１が出力する電気信号の概略的なスペクトラムである。
【００２４】
また、ＯＦＤＭ信号３０内のサブキャリアの１つを、基準信号５０に割り当てることも可能である。図３（ｂ）は、ＯＦＤＭ信号３０のサブキャリアの１つを基準信号５０として使用する場合の、加算部１０１が出力する電気信号の周波数スペクトラムであり、ＯＦＤＭ信号３０の帯域の中心、すなわち、ＯＦＤＭベースバンド信号の直流成分の位置を基準信号５０として使用している。この場合、同相及び／又は直交ベースバンド信号に直流オフセットを加えることで基準信号５０をＯＦＤＭ信号３０に加算することができ、この場合には加算部１０１を省略することができる。また、ＩＦＦＴ演算の、基準信号５０に割り当てたサブキャリアに対応する入力に固定値を用いることで基準信号５０を加えることも、当然、可能であり、この場合にも加算部１０１を省略することができる。
【００２５】
なお、ＯＦＤＭ信号３０といった、送信情報に対応する電気信号に対する基準信号５０の追加をベースバンドで行い、まとめてＲＦ帯に周波数変換する等、基準信号５０を加算する方法は上述した形態に限定されない。
【００２６】
光変調部１０３は、例えば、マッハツェンダ変調器であり、図示しない連続光生成部が生成する光信号を、加算部１０１が出力する信号で、例えば、振幅変調する。
【００２７】
光フィルタ１０４は、片側側波帯（ＳＳＢ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｉｄｅ  Ｂｎａｄ）方式を使用する場合に設けられ、一方の側波帯を抑圧した光信号を光伝送路に出力する。なお、光変調部１０３が、ＳＳＢ光信号を、直接、生成しても良い。
【００２８】
以上、説明した様に、本発明による光通信装置は、互いに偏波が直交する光信号Ｈと、光信号Ｖを生成し、偏波多重して送信する。光信号Ｈ及び光信号Ｖは、それぞれ、送信情報で変調した電気信号と、一定振幅の正弦波信号である基準信号を搬送しており、前記光信号の変調方式としては、振幅波形が一定とはならないＯＦＤＭ変調が使用されている。
【００２９】
図１に戻り、偏波ビームスプリッタ３は、光伝送路から受信する偏波多重された光信号を、偏波が互いに直交する光信号Ｘと光信号Ｙに分離する。本発明においては、受信側にて偏波多重された光信号の偏波面を制御することは行わないため、偏波ビームスプリッタ３が出力する光信号Ｘ及びＹは、それぞれ、送信側における光信号Ｈ及びＶの成分の両方を含んでいる。局発光生成部４は、例えば、分布帰還型レーザダイオードであり、連続光を出力する。
【００３０】
光受信部５は、局発光生成部４が生成する連続光を用い、光信号Ｘ及びＹをホモダイン検波してベースバンド信号Ｘ及びＹに変換し、ベースバンド信号Ｘ及びＹから、光送信部１０の送信情報に対応するベースバンド信号Ｈ及び光送信部１１の送信情報に対応するベースバンド信号Ｖを生成して復調処理を行う。
【００３１】
図４は、光受信部５のブロック図である。図５によると、光受信部５は、９０°ハイブリッド６１及び６２と、光電気変換部７１、７２、７３及び７４と、偏波再生部８と、復調処理部９１及び９２とを備えている。
【００３２】
９０°ハイブリッド６１は、光信号Ｘと局発光を受信して、同相成分及び直交成分に対応する光信号をそれぞれ出力し、光電気変換部７１は、光信号Ｘの同相成分に対応する光信号を受信して同相ベースバンド信号ＸＩを出力し、光電気変換部７２は、光信号Ｘの直交成分に対応する光信号を受信して直交ベースバンド信号ＸＱを出力する。同様に、９０°ハイブリッド６２は、光信号Ｙと局発光を受信して、同相成分及び直交成分に対応する光信号をそれぞれ出力し、光電気変換部７３は、光信号Ｙの同相成分に対応する光信号を受信して同相ベースバンド信号ＹＩを出力し、光電気変換部７４は、光信号Ｙの直交成分に対応する光信号を受信して直交ベースバンド信号ＹＱを出力する。
【００３３】
偏波再生部８は、各ベースバンド信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ及びＹＱを受信し、それぞれに含まれる基準信号成分に基づき、偏波ビームスプリッタ３の基準軸と、受信する偏波多重された光信号の偏波面とのずれ、つまり、偏波ビームスプリッタ３が出力する光信号Ｘ及びＹと、偏波ビームスプリッタ３が受信する偏波多重光信号に含まれる光信号Ｈ及びＶとの偏波面とのずれを検出する。より具体的には、後に説明する様に、検出したずれはフィルタ係数ｈｘｘ、ｈｘｙ、ｈｙｘ、ｈｙｙとして表現される。
【００３４】
偏波再生部８は、検出したずれに基づき光送信部１０の送信情報に対応する同相ベースバンド信号ＨＩ及び直交ベースバンド信号ＨＱと、光送信部１１の送信情報に対応する同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱを再生し、復調処理部９１は、同相ベースバンド信号ＨＩ及び直交ベースバンド信号ＨＱを復調処理して光送信部１０が送信した情報を取り出し、復調処理部９２は、同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱを復調処理して光送信部１１が送信した情報を取り出す。
【００３５】
図５は、偏波再生部８のブロック図である。図５によると、偏波再生部８は、基準信号選択部８１及び８２と、係数算出部８３と、再生処理部８４とを備えている。
【００３６】
基準信号選択部８１は、同相ベースバンド信号ＸＩ及び直交ベースバンド信号ＸＱそれぞれから基準信号成分ｘｉ及びｘｑを抽出し、基準信号選択部８２は、同相ベースバンド信号ＹＩ及び直交ベースバンド信号ＹＱそれぞれから基準信号成分ｙｉ及びｙｑを抽出し、係数算出部８３は、基準信号選択部８１及び８２が出力する信号からフィルタ係数ｈｘｘ、ｈｘｙ、ｈｙｘ、ｈｙｙを求め、再生処理部８４は、求めたフィルタ係数に基づき同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱ、同相ベースバンド信号ＶＩ及び直交ベースバンド信号ＶＱを出力する。
【００３７】
基準信号５０は、固定振幅の正弦波信号であるため、係数算出部８３は、従来技術と同じアルゴリズム、例えば、確率的勾配アルゴリズムを使用して各フィルタ係数を求めることが可能となる。一例として、以下の式で表される誤差εｘ及びεｙを最小にするフィルタ係数を係数算出部８３は求める。
【００３８】
【数１】
2009278304.tif 000003
ここで、ｈ及びｖは、それぞれ、
ｈ＝ｈｘｘ×ｘ＋ｈｘｙ×ｙ            （１）
ｖ＝ｈｙｘ×ｘ＋ｈｙｙ×ｙ            （２）
で表される複素数であり、ｘ及びｙは、抽出した基準信号成分の複素表現、すなわち、
ｘ＝ｘｉ＋ｊｘｑ
ｙ＝ｙｉ＋ｊｙｑ
である。
【００３９】
再生処理部８４は、係数算出部８３が求めたフィルタ係数に基づき、複素信号Ｈ及びＶを、
Ｈ＝ｈｘｘ×Ｘ＋ｈｘｙ×Ｙ
Ｖ＝ｈｙｘ×Ｘ＋ｈｙｙ×Ｙ
により求め、複素信号Ｈの実部及び虚部を、それぞれ、同相ベースバンド信号ＨＩ、直交ベースバンド信号ＨＱとして出力し、複素信号Ｖの実部及び虚部を、それぞれ、同相ベースバンド信号ＶＩ、直交ベースバンド信号ＶＱとして出力する。
なお、Ｘ及びＹは、光電気変換により得たベースバンド信号の複素表現、すなわち、
Ｘ＝ＸＩ＋ｊＸＱ
Ｙ＝ＹＩ＋ｊＹＱ
である。
【００４０】
図６は、本発明の動作原理を説明する図である。基準信号５０は、一定振幅の正弦波信号であるため、複素平面上のある一点で表される。偏波ビームスプリッタ３の基準軸と、偏波多重された光信号の偏波面とが一致している場合において、同相ベースバンド信号ＸＩ及び直交ベースバンド信号ＸＱから抽出した基準信号５０を複素平面上に描いていくと、局発光のオフセットの影響があるため一点に収束はしないが、図６（ｂ）に示す様に、総ての点は、同一半径の円上に並ぶことになる。しかしながら、通常、偏波ビームスプリッタ３の基準軸と、偏波多重された光信号の偏波面とは一致していないため、同相ベースバンド信号ＸＩ及び直交ベースバンド信号ＸＱには、光送信部１０のベースバンド信号Ｈと、光送信部１１のベースバンド信号Ｖが混在し、その結果、同相ベースバンド信号ＸＩ及び直交ベースバンド信号ＸＱから抽出した基準信号成分を複素平面上に描いていくと、図６（ａ）に示す様に、各点の原点からの距離も一定ではなくなってしまう。
【００４１】
係数算出部８３は、抽出した基準信号成分の振幅が一定の振幅に変換される様にフィルタ係数を求め、再生処理部８４は、求めたフィルタ係数によりベースバンド信号Ｈ及びベースバンド信号Ｖを再生する。なお、再生したベースバンド信号Ｈ及びベースバンド信号Ｖに含まれる基準信号５０は、復調処理部９１及び９２における復調処理において除去又は無視される。もちろん、再生処理部８４における処理前に除去しても良い。
【００４２】
なお、上述した実施形態においては、光送信部１０及び光送信部１１共に基準信号５０を含む光信号を送信するが、光送信部１０又は光送信部１１のいずれかのみが基準信号５０を含む光信号を送信する形態であっても良い。例えば、光送信部１０のみが基準信号５０を含む光信号を送信している場合、係数算出部８３は、式（１）のｈの絶対値を最大にし、式（２）のｖの絶対値を最小にするフィルタ係数を求める。
【００４３】
しかしながら、基準信号５０は、例えば、光同期検波における局発光の位相雑音や、局発光と送信側光信号との相対的な周波数変動等の補償にも利用することができ、これら補償のためには各偏波で送信される光信号それぞれに基準信号５０を追加することが好ましい。すなわち、求めたフィルタ係数で変換した後の基準信号５０は、図６（ｂ）に示す様に、位相が回転するが、この回転を止めるように更に信号を変換することで、光同期検波における局発光の位相雑音や、局発光と送信側光信号との相対的な周波数変動等を補償することができる。
【００４４】
この場合、本発明による光通信装置は、例えば、復調処理部９１及び９２における復調処理において、求めたフィルタ係数で変換した複素信号ｈを複素平面上の所定の一点に位置させるための変換係数を随時求め、再生したベースバンド信号Ｈを求めた変換係数で変換し、複素信号ｖを複素平面上の所定の一点に位置させるための変換係数を随時求め、再生したベースバンド信号Ｖを求めた変換係数で変換する。
【００４５】
なお、本発明は、ホモダイン検波に限定されるものではなく、図６に示す動作原理から明らかなように、ヘテロダイン検波に対しても適用可能である。この場合、光信号Ｘ及びＹは、それぞれ、局発光と混合後、光電気変換されて、光信号Ｘに対応する中間周波数帯信号及び光信号Ｙに対応する中間周波数帯信号となり、それぞれの中間周波数帯信号に含まれる基準信号成分に基づき、光送信部１０の送信情報に対応するＩＱ多重されたＯＦＤＭ中間周波数帯の信号と、光送信部１１の送信情報に対応するＩＱ多重されたＯＦＤＭ中間周波数帯の信号が再生される。以後の処理は、従来技術によるＯＦＤＭ復調処理と同じである。
【００４６】
また、本発明は、送信側にて挿入された基準信号５０に基づき偏波トラッキングを行うものであり、ＯＦＤＭ変調を用いた光通信システムのみならず、振幅が一定ではない任意の変調方式を使用する光通信システムに対して効果がある。すなわち、使用する変調方式によらず使用することができる。
【００４７】
以上、送信側において固定振幅の基準信号５０を追加し、受信側においては基準信号５０に基づきフィルタ係数を算出して送信信号を復元することにより、変調方式に係らず、安価で信頼性の高いデジタル領域での偏波トラッキングを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明におる光通信システムのシステム構成図である。
【図２】光送信部のブロック図である。
【図３】加算部が出力する電気信号の概略的な周波数スペクトラムである。
【図４】光受信部のブロック図である。
【図５】偏波再生部のブロック図である。
【図６】本発明の動作原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１１  光送信部
２  偏波合成器
３  偏波ビームスプリッタ
４  局発光生成部
５  光受信部
６１、６２  ９０°ハイブリッド
７１、７２、７３、７４  光電気変換部
８  偏波再生部
８１、８２  基準信号選択部
８３  係数算出部
８４  再生処理部
９１、９２  復調処理部
【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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