JP2015070360A - 受信器、局側端末、加入者側端末、光ネットワーク、及びコヒーレント通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信耐性が悪化しないＣＯ−ＯＦＤＭの送信器、受信器、これら送信器や受信器を備えるコヒーレント通信方法を提供する。
【解決手段】送信器１００は、送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成する変調器１３２、及び、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、光ＯＦＤＭ信号を偏波多重する光合波器１３４を備える。また、受信器２００は、光ＯＦＤＭ信号と、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光とが偏波多重された伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する偏波分離器２３４と、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する偏波回転素子２３６と、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波するコヒーレント受信器２３２とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、コヒーレント光直交周波数分割信号の送信器及び受信器、これら送信器や受信器を備える局側端末、加入者側端末及び光ネットワーク、並びに、コヒーレント通信方法に関する。

近年の光アクセスネットワークにおいて、急増するトラフィックに対応するためには、高速化や大容量化を実現する多重伝送技術が必要不可欠である。そのため、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｐｌｅｘｉｎｇ）が盛んに研究されてきた。また、さらなる大容量化を実現するために、周波数利用効率を向上させる技術の重要性が増している。そこで、周波数利用効率が高い直交周波数分割（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が注目されている。

ＯＦＤＭ技術は、直交する複数の搬送波をデジタル変調して多重化する技術である。このため、信号の直交性を利用することにより、周波数スペクトルが重なり合うように配置でき、その結果、高い周波数利用効率が得られる。

同様に、近年の電子回路の高速化に伴い、デジタル信号処理を適用したデジタルコヒーレント受信技術も注目されている。デジタルコヒーレント受信技術とは、多値変調信号を復調するコヒーレント受信にデジタル信号処理を導入した技術である。

従来のコヒーレント受信では、信号光の位相を追尾し、同期させるための回路が必要である。これに対し、デジタルコヒーレント受信では、位相の同期をデジタル領域で行うため位相同期回路が不要である。さらに、光ファイバの波長（色）分散（ＣＤ：Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）や偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の補正もデジタル領域で行うため、高い受信性能が得られる。

そこで、これらの技術を用いたコヒーレント光ＯＦＤＭ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ―ＯＦＤＭ）が注目されている。図４を参照して、ＣＯ−ＯＦＤＭの光ネットワークの従来例を説明する。図４は、ＣＯ−ＯＦＤＭの光ネットワークの従来例の模式図である。

光ネットワーク１５は、伝送路３００を介して接続された送信器１０５及び受信器２０５を備えている。送信器１０５は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１３８、デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４０、送信光源１１０としてのレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）及び変調器１３２を備えている。データ信号はＤＳＰ１３８でデジタル変調された後、ＤＡＣ１４０でアナログ信号である電気ＯＦＤＭ信号に変換される。変調器１３２は、送信光源１１０で生成された光を、電気ＯＦＤＭ信号に基づいて変調し、光ＯＦＤＭ信号を生成する。光ＯＦＤＭ信号は、伝送路３００を経て受信器２０５に送られる。

受信器２０５は、参照光光源２１０、コヒーレント受信器２３２、アナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２４０及びＤＳＰ２３８を備えている。伝送路３００を経て受け取った光ＯＦＤＭ信号は、参照光光源２１０で生成された光を参照光として、コヒーレント受信器２３２においてコヒーレント検波される。コヒーレント検波により得られる電気ＯＦＤＭ信号は、ＡＤＣ２４０によりデジタル信号に変換された後、ＤＳＰ２３８でデジタル復調されて、データ信号が得られる。

この場合、送信光源１１０と、参照光光源２１０とは、２つの互いに独立した光源であるため、伝送信号のランダムな位相変動や受信器が備える光源の位相ノイズが信号劣化をもたらす恐れがある。

そこで、受信信号から搬送波を抽出し、その搬送波を参照光として利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図５を参照して、特許文献１に開示されている、他の従来例について説明する。図５は、他の従来例の受信器を説明するための模式図である。図５（Ａ）は、受信器の構成を概略的に示し、図５（Ｂ）は、受信器が備える光フィルタの機能を概略的に示している。

この、他の従来例の受信器２０６は、光分割素子２４２、光フィルタ２４４、コヒーレント受信器２３２、ＡＤＣ２４０及びＤＳＰ２３８を備えている。

光分割素子２４２は、入力された伝送信号を２分岐する。２分岐された一方は、光ＯＦＤＭ信号としてコヒーレント受信器２３２に送られる。２分岐された他方は、光フィルタ２４４に送られる。光フィルタ２４４は、２分岐された他方の伝送信号から搬送波を抽出する。この抽出された搬送波は、参照光としてコヒーレント受信器２３２に送られる。その後、ＡＤＣ２４０及びＤＳＰ２３８で復調されて、データ信号が得られる。

この構成では、伝送信号から搬送波を抽出し、それを参照光として利用している。この結果、入力信号のランダムな位相変動による受信信号の劣化はおこらない。さらに、受信器側の光源が不要となるため、受信器のコストを削減できる。

特開２００９−９５０１９号公報

ここで、光ＯＦＤＭ信号は、その周波数特性が図５（Ｂ）に示されるように、複数の副搬送波を用いて送信される。従って、この光ＯＦＤＭ信号から搬送波を抽出し、参照光として用いる場合、副搬送波がノイズとなり受信耐性が劣化してしまう。

光フィルタにより搬送波のみを抽出する必要があるため、光フィルタに要求される性能は厳しい。その結果、高性能の光フィルタを必要とするため、受信器のコストを下げることが難しい。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、受信器に求められる性能要求が厳しくなく、かつ、受信耐性が悪化しないＣＯ−ＯＦＤＭ信号の送信器及び受信器、これら送信器や受信器を備える局側端末、加入者側端末及び光ネットワーク、並びにコヒーレント通信方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明のＣＯ−ＯＦＤＭ信号の送信器は、送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成する変調器、及び、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、光ＯＦＤＭ信号を偏波多重する光合波器を備えて構成される。

また、この発明のＣＯ−ＯＦＤＭ信号の受信器は、光ＯＦＤＭ信号と、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光とが偏波多重された伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する偏波分離器と、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する偏波回転素子と、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波するコヒーレント受信器とを備えて構成される。

また、この発明の局側端末及び加入者側端末は、上述の送信器や受信器を備えて構成され、光ネットワークは、これら局側端末及び加入者側端末を備えて構成される。

また、この発明のコヒーレント通信方法は、以下の過程を備えている。先ず、送信側において、送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成した後、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、光ＯＦＤＭ信号を偏波多重して伝送信号を生成する。次に、受信側において、伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する。次に、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する。次に、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波する。

この発明の送信器、受信器、局側端末、加入者側端末、光ネットワーク及びコヒーレント通信方法によれば、送信側で、光ＯＦＤＭ信号と、この光ＯＦＤＭ信号の搬送波と同じ周波数で偏波面が直交する基準搬送光を偏波多重して伝送し、受信側で、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光を分離して、基準搬送光を参照光としてコヒーレント検波する。この結果、受信側において、参照光の光源が不要になる。また、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光が、互いに直交関係にある偏波で多重されていることで、それぞれの品質を維持したまま、伝送に伴う損失や位相変動の影響を受けることなく、コヒーレント受信を行うことができる。また、特許文献１で必要な光フィルタが不要となり、受信器に対する要求は軽減され、コストを低減することができる。

第１の光ネットワークの模式図である。 第２の光ネットワークの模式図である。 第３の光ネットワークの模式図である。 ＣＯ−ＯＦＤＭの送信器及び受信器の従来例の模式図である。 ＣＯ−ＯＦＤＭの受信器の他の従来例の模式図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、単なる好適例にすぎず、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。従って、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

（第１の実施形態）
図１を参照して、この発明の光ネットワークの第１の実施形態（以下、第１の光ネットワークとも称する。）について説明する。図１は、第１の光ネットワークを説明するための模式図である。第１の光ネットワーク１０では、送信器１００と受信器２００とが、例えば光ファイバで構成される伝送路３００を介して接続されている。

（第１の光ネットワークの送信器）
送信器１００は、送信光源１１０と伝送信号生成部１２０とを備えて構成される。送信光源１１０は、搬送波周波数の光を生成し、伝送信号生成部１２０に送る。送信光源１１０で生成される光の偏波面を、ここではｘ面とする。

伝送信号生成部１２０は、データ信号と、搬送波周波数の光から、伝送信号を生成する。伝送信号生成部１２０は、光分割素子１３０、変調器１３２、光合波器１３４、偏波回転素子１３６、ＤＳＰ１３８及びＤＡＣ１４０を備えて構成される。

ＤＳＰ１３８はデータ信号をデジタル変調してＤＡＣ１４０に送る。ＤＡＣ１４０はデジタル変調されたデータ信号をアナログ信号に変換して、電気ＯＦＤＭ信号を生成する。電気ＯＦＤＭ信号は、変調器１３２に送られる。

送信光源１１０で生成された光は、光分割素子１３０で第１の光と第２の光に分割される。第１の光は、変調器１３２に送られる。第２の光は偏波回転素子１３６に送られる。変調器１３２は、送信光である第１の光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成する。光ＯＦＤＭ信号は光合波器１３４に送られる。

偏波回転素子１３６は第２の光の偏波面を９０度回転させて基準搬送光を生成する。第１の光ネットワークでは、送信光源１１０で生成された光の偏波面がｘ面であるので、基準搬送光の偏波面はｙ面となる。偏波回転素子１３６で生成された基準搬送光は、光合波器１３４に送られる。この基準搬送光の周波数と光ＯＦＤＭ信号の搬送波の周波数は等しい。

光合波器１３４は、基準搬送光と光ＯＦＤＭ信号を偏波多重して、伝送信号を生成する。ここで、光ＯＦＤＭ信号の偏波面はｘ面であり、基準搬送光の偏波面はｙ面である。このように、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光とは、偏波面が直交しているため、互いに干渉しない。光合波器１３４で生成された伝送信号は、伝送路３００を経て受信器２００に送られる。

（第１の光ネットワークの受信器）
受信器２００は、伝送信号受信部２２０を備えて構成される。伝送信号受信部２２０は、伝送信号からデータ信号を生成する。伝送信号受信部２２０は、偏波制御素子２３０、偏波分離器２３４、コヒーレント受信器２３２、偏波回転素子２３６、ＡＤＣ２４０及びＤＳＰ２３８を備えて構成される。

伝送路３００を経て受信器２００に入力された伝送信号は、偏波制御素子２３０に送られる。偏波制御素子２３０は、伝送によって生じる偏波の回転を補正する。偏波の回転が補正された伝送信号は偏波分離器２３４に送られる。なお、補正された伝送信号は、当該伝送信号に含まれる基準搬送光と光ＯＦＤＭ信号の一方の偏波面がｘ面となり、他方の偏波面がｙ面となっていればよい。

偏波分離器２３４は、伝送信号を、偏波面が互いに直交している第１偏波光と第２偏波光とに分離する。例えば、第１偏波光の偏波面がｘ面であるとき、第２偏波光の偏波面がｙ面である。偏波分離器２３４は、分離された一方の第１偏波光をコヒーレント受信器２３２に送り、分離された他方の第２偏波光を偏波回転素子２３６に送る。

偏波回転素子２３６は、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する。第２偏波光の偏波面がｙ面である場合、第３偏波光の偏波面はｘ面となる。偏波回転素子２３６は第３偏波光をコヒーレント受信器２３２に送る。

コヒーレント受信器は、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波する。ここで、第１偏波光が光ＯＦＤＭ信号であるとき、第３偏波光が基準搬送光となる。この第３偏波光は、第１偏波光と周波数及び偏波面が等しい。このため、第３偏波光を参照光として、光ＯＦＤＭ信号である第１偏波光のコヒーレント検波が可能である。

ここでは、第１偏波光が光ＯＦＤＭ信号であり、第３偏波光が基準搬送光である例について説明したが、第１偏波光が基準搬送光であり、第３偏波光が光ＯＦＤＭ信号であっても良い。この場合、第１偏波光を参照光として、光ＯＦＤＭ信号である第３偏波光のコヒーレント検波が可能になる。

コヒーレント受信器２３２は、コヒーレント検波により光ＯＦＤＭ信号から電気ＯＦＤＭ信号を生成する。電気ＯＦＤＭ信号は、ＡＤＣ２４０に送られる。

ＡＤＣ２４０は、電気ＯＦＤＭ信号をデジタル信号に変換する。その後、ＤＳＰ２３８でデジタル処理されてデータ信号が得られる。

（第１の光ネットワークの効果）
第１の光ネットワークでは、送信側で、光ＯＦＤＭ信号と、この光ＯＦＤＭ信号の搬送波と同じ周波数で偏波面が直交する基準搬送光を偏波多重して伝送し、受信側で、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光を分離して、基準搬送光を参照光としてコヒーレント検波する。この結果、受信側において、参照光の光源が不要になる。また、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光が、互いに直交関係にある偏波で多重されていることで、それぞれの品質を維持したまま、伝送に伴う損失や位相変動の影響を受けることなく、コヒーレント受信を行うことができる。また、特許文献１の技術で必要とされる光フィルタが不要である。この結果、受信器に対する要求は軽減され、コストを低減することができる。

（第２の実施形態）
図２を参照して、この発明の光ネットワークの第２の実施形態（以下、第２の光ネットワークとも称する。）について説明する。図２は、第２の光ネットワークを説明するための模式図である。第２の光ネットワーク１１では、送信器１０１と受信器２００とが、例えば光ファイバで構成される伝送路３００を介して接続されている。受信器の構成は第１の光ネットワークの受信器と同様なので、説明を省略する。

（第２の光ネットワークの送信器）
送信器１０１は、第１の送信光源１１２、第２の送信光源１１４及び伝送信号生成部１２１を備えて構成される。第１の送信光源１１２は、第１の光を生成し、伝送信号生成部１２１に送る。第１の光の偏波面を、ここではｘ面とする。第２の送信光源１１４は、第２の光を生成し、伝送信号生成部１２１に送る。第２の光は、第１の光と同じ周波数であり、同じ偏波面の光である。従って、第２の光の偏波面は、ｘ面である。

伝送信号生成部１２１は、データ信号と、第１の光及び第２の光から、伝送信号を生成する。伝送信号生成部１２１は、変調器１３２、光合波器１３４、偏波回転素子１３６、ＤＳＰ１３８及びＤＡＣ１４０を備えて構成される。

第１の光ネットワークと同様に、ＤＳＰ１３８及びＤＡＣ１４０が、データ信号から電気ＯＦＤＭ信号を生成する。電気ＯＦＤＭ信号は、変調器１３２に送られる。

第１の送信光源１１２で生成された第１の光は、変調器１３２に送られる。一方、第２の送信光源１１４で生成された第２の光は偏波回転素子１３６に送られる。変調器１３２は、第１の光を電気ＯＦＤＭ信号で変調して、光ＯＦＤＭ信号を生成する。光ＯＦＤＭ信号は光合波器１３４に送られる。

偏波回転素子１３６は第２の光の偏波面を９０度回転させて基準搬送光を生成する。この実施形態では、第２の送信光源１１４で生成された光の偏波面がｘ面であるので、基準搬送光の偏波面はｙ面となる。偏波回転素子１３６で生成された基準搬送光は、光合波器１３４に送られる。

光合波器１３４は、基準搬送光と光ＯＦＤＭ信号を偏波多重して、伝送信号を生成する。ここで、光ＯＦＤＭ信号の偏波面はｘ面であり、基準搬送光の偏波面はｙ面である。このように、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光とは、偏波面が直交しているため、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光とは互いに干渉しない。光合波器１３４で生成された伝送信号は、伝送路３００を経て受信器２００に送られる。

（第２の光ネットワークの効果）
第２の光ネットワークでは、送信側で、第１の送信光源と第２の送信光源の２つの送信光源が必要となるが、受信側において、参照光の光源が不要になるなど、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第１の送信光源と第２の送信光源で偏波面が互いに直交する光を生成可能な場合は、偏波回転素子が無くても良い。

（第３の実施形態）
図３を参照して、この発明の光ネットワークの第３の実施形態（以下、第３の光ネットワークとも称する。）について説明する。図３は、第３の光ネットワークを説明するための模式図である。第３の光ネットワーク１２は、いわゆるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として構成される。第３の光ネットワーク１２は、１つの局側端末（ＯＬＴ：Ｏｐｌｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１０４とＮ（Ｎは２以上の整数）個の加入者側端末（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）２０４を備えて構成される。このＰＯＮでは、ＯＬＴからＯＮＵへ送信される下り信号と、ＯＮＵからＯＬＴへ送信される上り信号とは、互いに波長が異なっている。

ＯＬＴ１０４はＯＮＵ２０４に信号を送る局側送信器１０２と、ＯＮＵ２０４からの信号を受け取る局側受信器１５０と、合分波器１９０を備えている。合分波器１９０は、下り信号の波長の光を、局側送信器１０２から受け取り伝送路３０２に送り、また、上り信号の波長の光を伝送路３０２から受け取り、局側受信器１５０に送る。

また、ＯＮＵ２０４は、ＯＬＴ１０４に信号を送る加入者側送信器２５０と、ＯＬＴ１０４からの信号を受け取る加入者側受信器２０２と、合分波器２９０を備えている。合分波器２９０は、上り信号の波長の光を、加入者側送信器２５０から受け取り伝送路３０２に送り、また、下り信号の波長の光を伝送路３０２から受け取り、加入者側受信器２０２に送る。

ここでは、ＯＬＴ１０４及びＯＮＵ２０４がそれぞれ備える局側送信器１０２及び加入者側送信器２５０は、上述した第１の光ネットワークの送信器と同様に構成されている。すなわち、局側送信器１０２及び加入者側送信器２５０は、送信光源１１０及び２６０と、伝送信号生成部１２０及び２７０を備えて構成されている。

また、ＯＬＴ１０４及びＯＮＵ２０４がそれぞれ備える局側受信器１５０及び加入者側受信器２０２は、上述した第１の光ネットワークの受信器と同様に構成されている。すなわち、局側受信器１５０及び加入者側受信器２０２は、伝送信号受信部１８０及び２２０を備えて構成されている。

このため、ＯＬＴ及びＯＮＵの局側受信器及び加入者側受信器では、コヒーレント検波を行うのに用いられる参照光を生成する光源は不要である。従って、ＯＬＴ及びＯＮＵは、それぞれ送信用の光源を１つずつ有していればよいので、ＰＯＮを構成するＯＬＴ及びＯＮＵが備える光源の数は、１＋Ｎ個で良い。従来のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ及びＯＮＵが送信用と受信用の光源を別個に備えているので、ＰＯＮを構成するＯＬＴ及びＯＮＵが備える光源の数は、２＋２×Ｎ個となる。このように、この実施形態のＰＯＮでは、従来のＰＯＮに比べて光源の数が半分で良く、コストの低減が図れる。また、特許文献１の技術では、光源の数は低減されるものの、ノイズとなる副搬送波を除去するための光フィルタが必要となる。これに対し、この実施形態のＰＯＮでは、上述のように光フィルタが不要であるため、やはりコストの低減が図られる。

ここでは、第１の光ネットワークの送信器及び受信器を、ＯＬＴ及びＯＮＵの送信器及び受信器に全て適用する場合について説明したが、これに限定されない。

ＯＬＴの送信器とＯＮＵの受信器に、第１の光ネットワークの送信器及び受信器を用いれば、従来のＰＯＮに比べて、ＯＮＵの台数分だけ光源の数を低減でき、全体として、光源の数が全体として２＋Ｎ個になるので、コストの低減につながる。また、ＯＬＴの送信器については、第２の光ネットワークの送信器を用いても良い。ＯＬＴの送信器及びＯＮＵの受信器を第２の光ネットワークの構成とし、ＯＬＴの受信器及びＯＮＵの送信器を従来と同様の構成にした場合、ＰＯＮ全体として光源の数は、３＋Ｎ個となる。このため、ＯＮＵの数Ｎが２以上であれば、光源の数は低減され、ＯＮＵの数Ｎが多くなればなるほど、その効果は大きくなる。

１０、１１、１２ 光ネットワーク
１００、１０１ 送信器
１０２ 局側送信器
１０４ 局側端末（ＯＬＴ）
１１０、１１２、１１４、２６０ 送信光源
１２０、１２１、２７０ 伝送信号生成部
１３０ 光分割素子
１３２ 変調器
１３４ 光合波器
１３６、２３６ 偏波回転素子
１３８、２３８ ＤＳＰ
１４０ ＤＡＣ
１５０ 局側受信器
１８０、２２０ 伝送信号受信部
１９０、２９０ 合分波器
２００ 受信器
２０２ 加入者側受信器
２０４ 加入者側端末（ＯＮＵ）
２３０ 偏波制御素子
２３２ コヒーレント受信器
２３４ 偏波分離器
２４０ ＡＤＣ
２５０ 加入者側送信器

この発明は、コヒーレント光直交周波数分割信号の受信器、この受信器を備える局側端末、加入者側端末及び光ネットワーク、並びに、コヒーレント通信方法に関する。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、受信器に求められる性能要求が厳しくなく、かつ、受信耐性が悪化しないＣＯ−ＯＦＤＭ信号の受信器、この受信器を備える局側端末、加入者側端末及び光ネットワーク、並びにコヒーレント通信方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明のＣＯ−ＯＦＤＭ信号の受信器は、光ＯＦＤＭ信号と、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光とが偏波多重された伝送信号に対して、伝送によって生じる偏波の回転を補正して偏波分離器に送る偏波制御素子と、伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する偏波分離器と、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する偏波回転素子と、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波するコヒーレント受信器とを備えて構成される。

また、この発明の局側端末及び加入者側端末は、上述の受信器を備えて構成され、光ネットワークは、これら局側端末及び加入者側端末を備えて構成される。

また、この発明のコヒーレント通信方法は、以下の過程を備えている。先ず、送信側において、送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成した後、光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、光ＯＦＤＭ信号を偏波多重して伝送信号を生成する。次に、受信側において、伝送信号に対して、伝送によって生じる偏波の回転を補正した後に、伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する。次に、第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する。次に、第１偏波光及び第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波する。

この発明の受信器、局側端末、加入者側端末、光ネットワーク及びコヒーレント通信方法によれば、送信側で、光ＯＦＤＭ信号と、この光ＯＦＤＭ信号の搬送波と同じ周波数で偏波面が直交する基準搬送光を偏波多重して伝送し、受信側で、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光を分離して、基準搬送光を参照光としてコヒーレント検波する。この結果、受信側において、参照光の光源が不要になる。また、光ＯＦＤＭ信号と基準搬送光が、互いに直交関係にある偏波で多重されていることで、それぞれの品質を維持したまま、伝送に伴う損失や位相変動の影響を受けることなく、コヒーレント受信を行うことができる。また、特許文献１で必要な光フィルタが不要となり、受信器に対する要求は軽減され、コストを低減することができる。

Claims (14)

1. 送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成する変調器、及び、
   前記光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、前記光ＯＦＤＭ信号を偏波多重する光合波器
   を備えることを特徴とするコヒーレント光直交周波数分割信号の送信器。
2. さらに、偏波回転素子を備え、
   第１の光が前記送信光として前記変調器に入力され、
   前記偏波回転素子は、偏波面及び周波数が、前記第１の光と等しい第２の光の偏波面を９０度回転させて前記基準搬送光を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレント光直交周波数分割信号の送信器。
3. さらに、
   １つの光源と、
   前記光源で生成された光を前記第１及び第２の光に２分岐する光分割素子
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のコヒーレント光直交周波数分割信号の送信器。
4. さらに、
   前記第１の光を生成する第１の光源と、
   前記第２の光を生成する第２の光源と
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のコヒーレント光直交周波数分割信号の送信器。
5. 光ＯＦＤＭ信号と、前記光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光とが偏波多重された伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する偏波分離器と、
   前記第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する偏波回転素子と、
   前記第１偏波光及び前記第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波するコヒーレント受信器と
   を備えることを特徴とするコヒーレント光直交周波数分割信号の受信器。
6. さらに、
   前記伝送信号に対して、伝送による偏波の回転を補正して前記偏波分離器に送る偏波制御素子
   を備えることを特徴とする請求項５に記載のコヒーレント光直交周波数分割信号の受信器。
7. 局側送信器として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の送信器を備える
   ことを特徴とする局側端末。
8. 局側受信器として、請求項５又は６に記載の受信器を備える
   ことを特徴とする局側端末。
9. 加入者側送信器として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の送信器を備える
   ことを特徴とする加入者側端末。
10. 加入者側受信器として、請求項５又は６に記載の受信器を備える
    ことを特徴とする加入者側端末。
11. 局側端末及び複数の加入者側端末を含む光ネットワークであって、
    前記局側端末が、局側送信器として請求項１〜４のいずれか一項に記載の送信器を備え、
    前記加入者側端末が、加入者側受信器として請求項５又は６に記載の受信器を備える
    ことを特徴とする光ネットワーク。
12. 局側端末及び複数の加入者側端末を含む光ネットワークであって、
    前記局側端末が、局側受信器として請求項５又は６に記載の受信器を備え、
    前記加入者側端末が、加入者側送信器として請求項１〜３のいずれか一項に記載の送信器を備える
    ことを特徴とする光ネットワーク。
13. 送信側において実行される
    送信光を電気ＯＦＤＭ信号で変調することにより、光ＯＦＤＭ信号を生成する過程と、
    前記光ＯＦＤＭ信号の搬送波周波数と同じ周波数であり、偏波面が直交する基準搬送光と、前記光ＯＦＤＭ信号を偏波多重して伝送信号を生成する過程と、
    受信側において実行される、
    前記伝送信号を直交する２つの成分に分離することにより、第１偏波光及び第２偏波光を生成する過程と、
    前記第２偏波光の偏波面を９０度回転させることにより、第３偏波光を生成する過程と、
    前記第１偏波光及び前記第３偏波光を干渉させてコヒーレント検波する過程と
    を備えることを特徴とするコヒーレント通信方法。
14. さらに、
    １つの光源で生成された光を第１及び第２の光に２分岐する過程と、
    前記第２の光の偏波面を９０度回転させて前記基準搬送光を生成する過程と
    を備え、
    前記第１の光を送信光として利用する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のコヒーレント通信方法。

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