(57)【要約】【課題】伝送性能を改善することができる光伝送システムおよび光伝送方法を提供する。【解決手段】送信装置１０では、位相変調手段１２が信号源１１からの信号光をデータに基づいて位相変調する。偏波変調手段１３は、位相変調手段１２で差動位相変調された信号光を、時間的に隣接する単位データの偏波方向が互いに直交するように偏波変調する。受信装置３０では、干渉手段３１が、送信装置１０から送出された信号光を受信し、その信号光と、その信号光を単位データの偶数個分だけ遅延させた信号光とを干渉させる。強度検出手段３２は、干渉手段３１の干渉によって得られた信号光の光強度を検出することによりデータを検出する。【選択図】図１
2009027525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的なデータを光信号で伝送する光伝送システムであって、
信号源と、前記信号源からの信号光を前記データに基づいて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段で位相変調された信号光を、時間的に隣接する単位データの偏波方向が互いに直交するように偏波変調する偏波変調手段とを有し、前記偏波変調手段によって偏波変調した信号光を送出する送信装置と、
前記送信装置から送出された信号光を受信し、該信号光と、該信号光を単位データの偶数個分だけ遅延させた信号光とを干渉させる干渉手段と、該干渉手段の干渉によって得られた信号光の光強度を検出する強度検出手段とを有する受信装置と、を有する光伝送システム。
【請求項２】
前記受信装置の干渉手段は、前記信号光と、該信号光を単位データ２個分だけ遅延させた信号光とを干渉させる、請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記送信装置の前記位相変調手段は、前記単位データを１つおきの演算で差分符号化し、得られた符号列を用いて前記信号源からの信号光を位相変調する、請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記送信装置が、位相変調の前または後に前記信号光の各タイムスロットの中央部分を残して前後の部分を削るようなパルス変調を行う強度変調手段を更に有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記位相変調手段の変調方式は、２相の差動位相変調方式、４相の差動位相変調方式、あるいは更に多相の差動位相変調方式である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光伝送システム。
【請求項６】
連続的なデータを光信号で送信装置から受信装置に伝送するための光伝送方法であって、
前記送信装置にて、
信号源からの信号光を前記データに基づいて位相変調し、
位相変調された前記信号光を、時間的に隣接する単位データの偏波方向が互いに直交するように偏波変調し、
偏波変調した前記信号光を送出し、
前記受信装置にて、
前記送信装置から送出された前記信号光を受信し、
該信号光と、該信号光を単位データの偶数個分だけ遅延させた信号光とを干渉させ、
干渉によって得られた信号光の光強度を検出する、光伝送方法。
【請求項７】
前記受信装置にて、前記信号光と、該信号光を単位データ２個分だけ遅延させた信号光とを干渉させる、請求項６に記載の光伝送方法。
【請求項８】
前記送信装置にて、前記単位データを１つおきの演算で差分符号化し、得られた符号列を用いて前記信号源からの信号光を位相変調する、請求項７に記載の光伝送方法。
【請求項９】
前記送信装置にて、位相変調の前または後に前記信号光の各タイムスロットの中央部分を残して前後の部分を削るようなパルス変調を行う、請求項６から８のいずれか１項に記載の光伝送方法。
【請求項１０】
前記送信装置の変調方式は、２相の差動位相変調方式、４相の差動位相変調方式、あるいはさらに多相の作動位相変調方式である、請求項６から９のいずれか１項に記載の光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおける信号伝送技術に関し、特に、光伝送システムの伝送性能を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは大容量の信号を長距離にわたって中継無しで伝送することが要求される。無中継の長距離伝送を実現するには伝送路上での信号の劣化をできるだけ低減することが求められる。これまでにも長距離大容量の光伝送を実現するために様々な提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、光源から発せられた信号光を送信データに基づいて強度変調し、さらに隣接するビットの偏波方向が直交するように偏波変調して送信する技術が開示されている。また特許文献２には、光源から発せられた信号光を送信データに基づいて位相変調し、さらに隣接するビットの偏波方向が直交するように偏波変調して送信する技術が開示されている。特許文献１あるいは特許文献２に開示された技術よれば、時間的に前後に隣り合ったビットの偏波方向が互いに直交するので、光ファイバ伝送路上における隣り合ったビット同士の相互作用が小さくなり、光ファイバ伝送路の非線形光学効果の影響を受けにくくなる。
【特許文献１】特開平１１−３５５２１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６０６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に開示された技術によれば、光伝送システムによって中継無しで信号を伝送することのできる距離は長くなる。しかし、光通信の分野では長距離化の要求は強く、更なる長距離化が求められている。また特許文献１、２では主に送信機側の技術が着目されており、受信機側の検波方式等については何ら言及されていない。それ故、特許文献１、２は光伝送システム全体として適切なシステムを提案するには至っていない可能性がある。
【０００５】
また、特許文献１、２はいずれも光ファイバの非線形効果による波形の歪みの影響を低減するものである。しかし、その他、光ファイバ上での信号光の分散や光フィルタによる光スペクトル狭窄化の影響によっても信号光の波形に広がりが生じる。また、光源の位相雑音も伝送性能の劣化の原因となる。
【０００６】
本発明の目的は、伝送性能を改善することができる光伝送システムおよび光伝送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の光伝送システムは、複数連なるデータを伝送する光伝送システムであって、
信号源と、前記信号源からの信号光を前記データに基づいて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段で位相変調された信号光を、時間的に隣接するデータの偏波方向が互いに直交するように偏波変調する偏波変調手段とを有し、前記偏波変調手段によって偏波変調した信号光を送出する送信装置と、
前記送信装置から送出された信号光を受信し、該信号光と、該信号をデータの偶数個分だけ遅延させた信号光とを干渉させる干渉手段と、該干渉手段の干渉によって得られた信号光の光強度を検出する強度検出手段とを有する受信装置と、を有している。
【０００８】
また、本発明の光伝送方法は、複数連なるデータを光信号で送信装置から受信装置に伝送するための光伝送方法であって、
前記送信装置にて、
信号源からの信号光を前記データに基づいて位相変調し、
位相変調された前記信号光を、時間的に隣接するデータの偏波方向が互いに直交するように偏波変調し、
偏波変調した前記信号光を送出し、
前記受信装置にて、
前記送信装置から送出された前記信号光を受信し、
該信号光と、該信号光をデータ２個分だけ遅延させた信号光とを干渉させ、
干渉によって得られた信号光の光強度を検出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、送信装置では、信号光を位相変調し、更に隣接ビット同士の偏波方向を直交させ、受信装置では、受信した信号光とその信号光を偶数データ分だけ遅延させた信号光とを干渉させて遅延検波を行う。波形が広がったことによって隣接するビットから干渉波が発生するが、偶数データ分の遅延検波を行う際、この干渉波の偏波状態が直交しているため雑音として現れないため、伝送性能が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施形態の光伝送システムは送信装置１０および受信装置３０を有している。送信装置１０と受信装置３０は伝送路２０で接続されている。送信装置１０は信号源１１、位相変調部１２、および偏波変調部１３を有している。受信装置３０は干渉部３１および強度検出部３２を有している。
【００１２】
送信装置１０において、信号源１１は送信信号の元となる所定波長の信号光を出力する光源である。
【００１３】
位相変調部１２は、信号源１１からの信号光に対して、送信データに基づく差動位相変調を行う。その際、位相変調部１２は、送信データの全てのビットを時間的な順序で１つずつでなく、１ビットおきの演算で差分符号化し、得られた符号に従って信号光を位相変調する。これにより、受信装置３０は、２ビット遅延の遅延位相検波をすることで、強度変調されたデータの信号を得ることができるようになる。
【００１４】
偏波変調部１３は、位相変調部１２にて差動位相変調された信号光に対して、時間的に隣接するビット同士の偏波方向が直交するように偏波変調を行う。
【００１５】
偏波変調部１３で偏波変調された信号光は送信装置１０から伝送路２０に出力される。伝送路２０は光ファイバの伝送路である。送信装置１０からの信号光は光ファイバの偏波分散や波長分散、光フィルタによる光スペクトル狭窄化の影響を受け、広がった波形となって受信装置３０に到達する。
【００１６】
受信装置３０では、送信装置１０から伝送路２０を経由して受信した信号光が干渉部３１に入力される。
【００１７】
干渉部３１は２ビット遅延のマッハツェンダ型干渉計である。干渉部３１は入力した信号光を２つに分け、一方を２ビット分遅延させた後に両者を干渉させる。干渉させた２つの信号光のビットが同位相であれば強め合い、逆位相であれば弱め合うので、１ビットおきの差分符号で位相変調されていた信号光が強度変調された信号光に変換される。
【００１８】
強度検出部３２は、干渉部３１にて強度変調に変換された信号光の光強度を検出し、受信データとして出力する。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信装置１０は、送信データに基づいて信号光を位相変調し、さらに隣接ビット同士の偏波方向が直交するように偏波変調して送信する。受信装置３０は、送信装置１０からの信号光を受信すると、その信号光を２つに分け、一方を２ビット分遅延させた後に両者を干渉させ、干渉によって得られた信号光の光強度を検出する。したがって、送信装置１０での偏波変調によって、波形が広がったことによって生じる隣接するビットからの雑音の影響が低減され、受信装置３０での２ビット遅延の遅延検波によって位相雑音の影響が低減される。
【００２０】
なお、光通信では、レーザの光源による位相雑音の影響があるため、同期検波よりも比較的位相雑音に強い遅延検波を用いるのがよい。また遅延検波は同期検波に比べて簡易な構成で実現できるため、位相変調を用いた実際の光通信システムではほとんどが遅延検波方式を採用している。光信号の遅延検波は干渉によって実現されるが、本実施形態では、隣接するビット同士は偏波方向が直交しており干渉を起こさないため、受信装置３０が偶数ビット（２ビット）分だけ遅延させることにより、干渉による遅延検波の適用を可能にしている。
【００２１】
また、本実施形態では、送信装置１０がデータを１ビットおきの演算で差分符号化して得た符号で信号光を位相変調するので、受信装置３０が偶数ビット（２ビット）遅延の遅延検波をすることで、強度変調されたデータの信号を得ることができるようになっている。ただし、本発明は、この構成に限定されるものではない。他例として、送信装置１０がデータをそのまま用いて信号光を位相変調し、受信装置３０が２ビット遅延の遅延検波をした後に、１ビットおきの演算で差分符号化の逆変換（復号）を行うことにしてもよい。
【００２２】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。図２を参照すると、本実施形態の光伝送システムは、送信装置１１０および受信装置１３０を有している。送信装置１１０と受信装置１３０は光ファイバ伝送路１２０で接続されている。送信装置１１０は、光変調回路１１１、光偏波変調器１１４、光源１１５、プリコーダ１１６、および分周器１１７を有している。光変調回路１１１は光位相変調器１１２および光強度変調器１１３を有している。受信装置１３０は光受信回路１３１を有している。光受信回路１３１は干渉計１３２および差動型光受信器１３３を有している。
【００２３】
送信装置１１０において、光源部１１５は送信信号の元となる所定波長の信号光を生成し、光変調回路１１１の光位相変調器１１２に送る。
【００２４】
プリコーダ１１６は、送信データのビットを１ビットおきの演算で差分符号化することにより、１ビットおきの差分符号の符号列を生成する。具体例として、プリコーダ１１６は、送信データのあるビットに対して、その２つ前のビットをとって和分演算することを、送信データのビット毎に繰り返す。プリコーダ１１６で生成された符号列は光変調回路１１１の光位相変調器１１２に送られる。
【００２５】
図３は、プリコーダ１１６の具体例の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、プリコーダ１１６は排他的論理和回路１１８および２ビット遅延回路１１９を有している。排他的論理和回路１１８は送信データと２ビット遅延回路１１９の出力との排他的論理和を算出して出力する。２ビット遅延回路１１９は排他的論理和回路１１８の出力を２ビット分だけ遅延させて排他的論理和回路１１８に入力する。この構成により排他的論理和回路１１８から出力される符号列が光位相変調器１１２への入力となる。
【００２６】
分周器１１７は、送信データと同期した、基準となるクロック信号を１／２に分周し、得られた１／２分周クロック信号を光強度変調器１１３および光偏波変調器１１４に送る。
【００２７】
光変調回路１１１は、いわゆるＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ  −  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）光変調回路である。光位相変調器１１２がＤＰＳＫ変調の役割を担い、光強度変調器１１３がＣＳＲＺ変調の役割を担う。
【００２８】
光位相変調器１１２は、光源１１５からの信号光を、プリコーダ１１６からの符号列に従って位相変調し、それによって得られた信号光を光強度変調器１１３に送る。プリコーダ１１６からの、１ビットおきの差分符号の符号列を位相変調に用いることにより、受信装置１３０は、２ビット遅延の遅延位相検波をすることで、強度変調されたデータの信号を得ることができるようになる。
【００２９】
光強度変調器１１３は、１／２分周クロック信号に同期して動作し、光位相変調器１１２からの信号光に対して、各タイムスロットのビットの中央部分を残して前後の部分を削る、いわゆるＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調をかける。また同時に位相が反転する、すなわち入力符号列が１、１、１、１の場合、π、−π、π、−πというように１ビットおきに位相が反転するような、いわゆるＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ）変調を行う。光強度変調器１１３で変調された信号光は光偏波変調器１１４に送られる。
【００３０】
光偏波変調器１１４は、１／２分周クロック信号に同期して動作し、光強度変調器１１３からの信号光を、隣接するビット同士の偏波方向が直交するように偏波変調する。１／２分周クロック信号は、光強度変調器１１３からの信号光と同期して０と１を交互に出力する交番信号である。光偏波変調器１１４は、１／２分周クロック信号の論理に応じて、光強度変調器１１３からの信号光の偏波方向を、互いに直交するＶ方向とＨ方向に交互に変化させる。例えば、Ｖ方向が位相０であり、Ｈ方向が位相π／２であるとすればよい。
【００３１】
光偏波変調器１１４からの信号光は光ファイバ伝送路１２０に出力される。信号光は光ファイバ伝送路１２０上の偏波分散や波長分散、光フィルタによる光スペクトル狭窄化の影響を受け、広がった波形となって受信装置１３０に到達する。
【００３２】
受信装置１３０において、送信装置１１０から光ファイバ伝送路１２０を通った信号光は干渉計１３２に入力される。
【００３３】
干渉計１３２は、２ビット遅延のマッハツェンダ型干渉計である。プリコーダ１１６における和分演算に対応する差分演算が干渉計１３２の処理には含まれている。干渉計１３２は入力した信号光を２つに分け、一方を２ビット分遅延させた後に両者を干渉させる。干渉させた２つの信号光のビットが同位相であれば強め合い、逆位相であれば弱め合うので、１ビットおきの差分符号で位相変調されていた信号光が強度変調された信号光に変換される。
【００３４】
図４は、干渉計１３２の具体例の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、干渉計１３２の２つの経路のうち一方の経路には２ビット遅延回路１３４が挿入されている。干渉計１３２は２ビット遅延回路１３４のない経路を通った信号光と２ビット遅延回路１３４のある経路を通った信号光とを干渉させる。
【００３５】
差動型光受信器１３３は、干渉計１３２にて強度変調に変換された信号光の光強度を検出し、受信データとして出力する。具体例として、差動型光受信器１３３は、２つの受光素子が直列接続された構成を有し、干渉計１３２（マッハツェンダ型干渉計）の２つの出力信号光をそれぞれの受光素子で受光することにより１つの電気信号を出力する。
【００３６】
図５は、第２の実施形態の光伝送システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。（ａ）は送信装置１１０から光ファイバ伝送路１２０に出力される信号光の波形を示している。（ｂ）は光ファイバ伝送路１２０を伝送され受信装置１３０に到達した信号光の波形を示している。（ｃ）は干渉計１３２によって２つに分けられた信号光の干渉の様子を示している。
【００３７】
送信装置１１０は、信号光を、ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調し、更に隣接するビットの偏波方向が互いに直交するように偏波変調する。その結果、送信装置１１０からは、図５の（ａ）に示されているように、隣り合うビットの偏波方向が互いに直交する信号光が出力される。
【００３８】
送信装置１１０からの信号光は光ファイバ伝送路１２０で伝送されると、分散等によって、図５の（ｂ）に示されているように、広がった波形となって受信装置１３０に到達する。例えば、信号光Ｈ３が広がって信号光Ｖ４のタイムスロットに入り込んでいる。また信号光Ｈ１が広がって信号光Ｖ２のタイムスロットに入り込んでいる。
【００３９】
受信装置１３０は、受信した信号光を２つに分け、一方を２ビット分遅延させた後に両者を干渉させる。その結果、図５の（ｃ）に示されているように、例えば信号光Ｖ４と信号光Ｖ２とが互いに干渉することになる。そのタイムスロットに信号光Ｈ３の一部と信号光Ｈ１の一部が入り込み、その信号光Ｈ３とＨ１が互いに干渉する。一方、信号光Ｖ４、Ｖ２と、信号光Ｈ３、Ｈ１とは互いに干渉しない。
【００４０】
したがって、干渉計１３２の出力は、信号光Ｖ４と信号光Ｖ２が干渉して生じた希望信号と、信号光Ｈ３と信号光Ｈ１が干渉して生じた雑音とを含んだものとなる。しかし、信号光Ｖ４、Ｖ２のタイムスロットに入り込んだ信号光Ｈ１、Ｈ３は信号光Ｖ４、Ｈ２に比べてレベルが小さい。それ故、差動型光受信器１３３から出力される受信データに雑音が大きな影響を与えることは無い。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態ではビット毎に偏光変調をかけることによって、ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ光変調方式を用いた光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路１２０での偏波分散、波長分散や、光フィルタによるスペクトラム狭窄化に起因する伝送性能の劣化を低減することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、光位相変調器１１２の後に光強度変調器１１３を備える構成の送信装置１１０を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。上述した強度変調（ＲＺ変調）と位相変調（ＤＰＳＫ変調）とは互いに独立した処理なので順序を入れ替えることが可能である。図６は、第２の実施形態の変形例の光伝送システムの構成を示すブロック図である。図６の例では、光変調回路１１１において、光源１１５からの信号光に対して、まず光強度変調器１１３がＣＳＲＺ変調を行い、その出力に対して光位相変調器１１２がＤＰＳＫ変調を行っている。
【００４３】
また、本実施形態では、送信装置１１０がデータを１ビットおきの演算で差分符号化して得た符号で信号光を位相変調するので、受信装置１３０が２ビット遅延の遅延位相検波をすることで、強度変調されたデータの信号光を得ることができるようになっている。ただし、本発明は、この構成に限定されるものではない。他の例として、送信装置１１０がデータをそのまま用いて信号光を位相変調し、受信装置１３０が２ビット遅延の遅延位相検波をした後に、１ビットおきの演算で差分符号化の逆変換（復号）を行うことにしてもよい。その場合、送信装置１１０ではプリコーダ１１６が不要となる。一方、受信装置１３０では、差動型光受信器１３３の後段にデコーダが備えられる。このデコーダは、干渉計１３２における差分演算の逆演算、つまりプリコーダ１１６と同等の演算を行う。
【００４４】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ光変調方式の光伝送システムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。第３の実施形態では、他の例として、ＲＺ−ＤＰＳＫ光変調方式の光伝送システムを示す。
【００４５】
第３の実施形態の光伝送システムは、図２に示した第２の実施形態の光伝送システムと同様の構成である。ただし、第２の実施形態では光強度変調器１１３がＣＳＲＺ変調を行うのに対して、第３の実施形態では光強度変調器１１３がＲＺ変調を行うことになる。
【００４６】
具体的には、本実施形態の光強度変調器１１３は、１／２分周クロック信号に同期して動作し、光位相変調器１１２からの信号光に対して、各タイムスロットのビットの中央部分を残して前後の部分を削る。なおこのとき光強度変調器１１３は、光位相変調器１１２からの信号光の位相を変化させない。すなわち、すなわち入力符号列が１、１、１、１の場合、π、π、π、πというように光位相変調器１１２通過後も各ビットの位相はそのまま保たれる。つまり、第３の実施形態は、π、−π、π、−πというような１ビットおきに位相が反転するような変調ではない点が第２の実施形態と異なる。光強度変調器１１３で変調された信号光は光偏波変調器１１４に送られる。
【００４７】
本実施形態では、送信装置１０での偏波変調と、送信装置１０での位相変調および受信装置３０での２ビット遅延の遅延検波とによって、ＲＺ−ＤＰＳＫ光変調方式を用いた光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路１２０での分散や光フィルタによるスペクトラム狭窄化等に起因する伝送性能の劣化を低減することができる。
【００４８】
なお、本実施形態でも強度変調（ＲＺ変調）と位相変調（ＤＰＳＫ変調）の順序を入れ替えることが可能である。
【００４９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態ではＤＰＳＫ光変調方式の光伝送システムを例示する。第４の実施形態の送信装置は第２の実施形態あるいは第３実施形態のものと異なり、ＣＳＲＺ変調あるいはＲＺ変調に相当する光強度変調を行わない。
【００５０】
図７は、第４の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。図７を参照すると、光変調回路１１１が光強度変調器１１３を有していない点で、図２に示した第２の実施形態のものと異なっている。本実施形態では、光位相変調器１１２は、光源１１５からの信号光を、プリコーダ１１６からの符号列に従って位相変調すると、それによって得られた信号光を光偏波変調器１１４に送る。
【００５１】
本実施形態では、送信装置１１０での偏波変調と、送信装置１１０での位相変調および受信装置１３０での２ビット遅延の遅延検波とによって、ＤＰＳＫ光変調方式を用いた光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路１２０での分散や光フィルタによるスペクトラム狭窄化等に起因する伝送性能の劣化を低減することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態ではＤＱＰＳＫ（：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）光変調方式の例を示す。ＤＱＰＳＫ光変調方式は、２ビットに相当する４値のデータを４つの位相差に対応させて差動位相変調を行う方式である。上述した各実施形態では２値を表現するビットを単位データとして扱ってきたが、本実施形態では２ビット分に相当する４値のデータを単位データとして扱う。
【００５３】
図８は、第５の実施形態の送信装置２１０の構成を示すブロック図である。送信装置２１０は、光変調回路２１１、光偏波変調器１１４、光源１１５、プリコーダ２１６、および分周器１１７を有している。光変調回路２１１は光位相変調部２１２および光強度変調器１１３を有している。光位相変調部２１２は光位相変調器２１３、２１４および位相シフタ２１５を有している。この送信装置２１０は、光位相変調器１１２の代わりに光位相変調部２１２を有している点、プリコーダ１１６の代わりにプリコーダ２１６を有している点で図２に示したものと異なる。なお、ＤＱＰＳＫ光変調方式では４値のデータを用いて１クロック周期で２ビットのデータを伝送する。このためデータ速度が同じ場合、ＤＱＰＳＫ光変調方式のクロック速度はＤＰＳＫ光変調方式のクロック速度の１/２となっている。
【００５４】
プリコーダ２１６は、送信データの２ビット分の４値のデータを１個おきの演算で差分符号化することにより、１個おきの４値の差分符号の符号列を生成する。具体例として、プリコーダ２１６は、送信データのある２ビット分のデータに対して、その２つ前のデータをとって和分演算することを、送信データの２ビット分のデータ毎に繰り返す。プリコーダ２１６で生成された４値の符号列に含まれている２つのビットは光位相変調器２１３と光位相変調器２１４のそれぞれに送られる。
【００５５】
光位相変調部２１２では、光源１１５からの信号光が２つに分けられ、光位相変調器２１３および２１４に入力されている。
【００５６】
光位相変調器２１３および２１４は、光源１１５からの信号光を、プリコーダ２１６からの符号列に従ってそれぞれに位相変調して出力する。光位相変調器２１３および２１４から出力される信号光は０からπまで位相変調した信号光である。光位相変調器２１４から出力された信号光だけは位相シフタ２１５に入力される。位相シフタ２１５は、入力した信号光の位相をπ／２だけ変化させる。光位相変調器２１３から出力された信号光と、光位相変調器２１４から出力され位相シフタ２１５で位相が変化した信号光とが合成されて光強度変調器１１３に送られる。合成された信号光は、０、π／２、π、３π／２の４値の位相をとるＤＱＰＳＫ信号となる。
【００５７】
ＤＱＰＳＫ信号は、図２に示した第２の実施形態と同様に、光強度変調器１１３で強度変調され、光偏波変調器１１４で偏波変調されて光ファイバ伝送路１２０に送出される。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態ではビット毎に偏光変調をかけることによって、ＤＱＰＳＫ光変調方式を用いた光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路１２０での偏波分散、波長分散や、光フィルタによるスペクトラム狭窄化に起因する伝送性能の劣化を低減することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、４値のＤＱＰＳＫ光変調方式を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多値の光変調方式に広く適用することができる。
【００６０】
（第６の実施形態）
上述した実施形態では、偏波変調部１３あるいは光偏波変調器１１４による偏波変調は、時間的に隣接するビット同士の偏波方向が直交するように偏波変調を行う。典型的には、図５の（ａ）に示したように、例えば位相０のＶ方向と位相π／２のＨ方向とが交互に現れる。しかし、偏波変調部１３あるいは光偏波変調器１１４による偏波変調は、時間的に隣接するビット同士の偏波方向が直交していれば、他のパターンで偏波方向が現れるものであってもよい。第６の実施形態は、偏波変調における変更方向の現れるパターンを変形した例である。
【００６１】
図９は、第６の実施形態における偏波方向の出現パターンを示す図である。図９を参照すると、比較のために示された第１〜５の実施形態では、位相０と位相π／２の２つの偏波方向が交互に出現している。それに対して、第６の実施形態では、位相０、π／２、π、−π／２の順番で４つの偏波方向が出現している。言い換えると、第６の実施形態では、光偏波変調器１１４は、時間的に隣接するビット同士の偏波方向が直交し、かつ１ビットおきに偏波方向が反転するように偏波変調を行っている。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図３】プリコーダ１１６の具体例の構成を示すブロック図である。
【図４】干渉計１３２の具体例の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態の光伝送システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】第２の実施形態の変形例の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】第４の実施形態の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第５の実施形態の送信装置２１０の構成を示すブロック図である。
【図９】第６の実施形態における偏波方向の出現パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    送信装置
１１    信号源
１２    位相変調部
１３    偏波変調部
２０    伝送路
３０    受信装置
３１    干渉部
３２    強度検出部
１１０    送信装置
１１１    光変調回路
１１２    光位相変調器
１１３    光強度変調器
１１４    光偏波変調器
１１５    光源
１１６    プリコーダ
１１７    分周器
１１８    排他的論理和回路
１１９    ２ビット遅延回路
１２０    光ファイバ伝送路
１３０    受信装置
１３１    光受信回路
１３２    干渉計
１３３    差動型光受信器
１３４    ２ビット遅延回路
２１０    送信装置
２１１    光変調回路
２１２    光位相変調部
２１３、２１４    光位相変調器
２１５    位相シフタ
２１６    プリコーダ
【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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