JP2019106605A - 偏波多重光信号伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】偏波多重光伝送方式を用いた光信号の伝送において生じうるＰＤＬを、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することができる技術を提供すること。【解決手段】実施形態の偏波多重光信号伝送システムは、同じ周波数及び振幅を有し、互いに偏波が直交するように多重化される第１の光信号及び第２の光信号のうち一方の光信号の強度が最大値をとるときに他方の光信号の強度が最小値となるように位相を調整した第１及び第２のディザ信号を第１及び第２の光信号に重畳させるディザ信号重畳部と、第１の光信号に重畳された第１のディザ信号と、第２の光信号に重畳された第２のディザ信号との和を検出するディザ信号検出部と、検出された前記ディザ信号の和に基づいてシステムの一部又は全部に起因するＰＤＬを推定するＰＤＬ推定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、偏波多重光伝送方式を用いた光信号の伝送において、偏波依存性損失を推定又は補償する技術に関する。

高速かつ大容量の通信を実現する光伝送システムにおいては、周波数利用効率の高効率化を実現するために偏波多重光伝送方式が採用される場合がある。この方式は、同じ波長を有する２つの光信号を、互いに直交する２つの偏波として多重化して同時に光送信器から伝送路に送る方式である。この方式を採用した光伝送システム（以下「偏波多重光伝送システム」という。）によれば、単一の偏波を用いた光伝送システムに比べて周波数利用効率を２倍程度向上させることが可能となる。

しかしながら、偏波多重光伝送システムにおいては、光伝送路又は光送信器の構成部品のもつ偏光依存損失（ＰＤＬ：Polarization Dependent Loss）が問題となる。このＰＤＬにより、両偏波の伝送後において、一方の偏波の光強度が他方の偏波の光強度よりも小さくなる現象が生じ得る。そのため、受信器において、復調された一方の偏波の信号品質が高く、他方の偏波の信号品質が低いという望ましくない状況が生じ得る。

このため、光伝送路あるいは光送信器のＰＤＬを極力小さくし、どの偏波状態についても同一の光損失となるような光伝送システムを構築することが重要となる。しかしながら、ＰＤＬは波長依存性や温度依存性を伴うことが多く、偏波多重光伝送システムの動作環境下における全波長及び全温度にわたってＰＤＬを完全に抑圧することは極めて困難である。

このような背景により、光伝送システムの運用期間中においてＰＤＬを継続的にモニタリングし、ＰＤＬの増加が検知された場合にこれを動的に補償するよう制御方法が検討されてきた。例えば、特許文献１には、光送信器において、偏波多重された２つの光信号に異なる周波数のトーン変調信号を重畳させるとともに、中継ノードにおいて、これらの異なるトーン変調信号を検出することにより、ＰＤＬをモニタリング及び補償を実現する技術が開示されている。また、例えば、特許文献２には、偏波多重される２つの光信号のそれぞれに２種類のトレーニング信号を埋め込み、各トレーニング信号の周期パターンに対応した２種類の周波数帯域の強度を比較することによりＰＤＬをモニタリングする技術が開示されている。

図７は、従来技術による偏波多重光信号伝送システム９００の構成を示す概略図である。偏波多重光信号送信器９１０内のＣＷ光源９１１から出力されたＣＷ（Continuous Wave）光は、偏波保持カプラ９１２によって２つに分岐され、分岐された各々の光は第１光変調器９１３−１と第２光変調器９１３−２にそれぞれ入力される。第１光変調器９１３−１は第１変調器駆動部９１４−１によって駆動され、第２光変調器９１３−２は第２変調器駆動部９１４−２によって駆動される。第１光変調器９１３−１及び第２光変調器９１３−２は、ＣＷ光に対して異なる変調を行うことにより、２種類の光信号を生成する。

このとき、第１変調器駆動部９１４−１及び第２変調器駆動部９１４−２の出力信号には、それぞれ周波数の異なる２種類のディザ信号（「トーン変調信号」ともいう）が重畳される。具体的には、第１変調器駆動部９１４−１の出力信号には、第１ディザ信号出力部９１５−１によって生成された第１の周波数のディザ信号が重畳され、第２変調器駆動部９１４−２の出力信号には、第２ディザ信号出力部９１５−２によって生成された第２の周波数のディザ信号が重畳される。これらのディザ信号によって生じるディザリングの周波数は、一般にボーレートよりはるかに低く、かつその変動量は主信号の変調の深さよりはるかに浅い。

生成された２種類の光信号は、各々単一の偏波を構成し、各偏波は偏波多重部９１６によって互いに直交するように多重化される。この多重化によって生成された偏波多重光信号は偏波多重光信号送信器９１０から出力されて光伝送路９２０に送られる。

光伝送路９２０に送られた偏波多重光信号は、中継ノード９３０において、偏波レベル調整部９３１に入力される。偏波レベル調整部９３１から出力された偏波多重光信号は、タップ９３２によって分岐され、ディザ信号検出部９３３に送られる。ディザ信号検出部９３３は信号光のもつ２つの偏波（以下、一方を「Ｘ偏波」といい、他方を「Ｙ偏波」という。）に重畳された２種類の周波数のディザ信号を各々検出する。

ここで、光伝送路９２０及び偏波多重光信号送信器９１０がもたらすＰＤＬにより、Ｘ偏波の光強度がＹ偏波の光強度よりも大きくなっている場合、Ｘ偏波に対応するディザ信号は、Ｙ偏波に対応するディザ信号よりも大きな強度を持つ信号として検出される。ディザ信号検出部９３３は、この検出結果をＰＤＬ推定部９３４に出力する。ＰＤＬ推定部９３４は、ディザ信号検出部９３３の出力に基づいてＰＤＬの大きさを計算し、偏波レベル調整部９３１にフィードバックする。偏波レベル調整部９３１は、フィードバックされたＰＬＤの大きさに基づいて、受信信号のＰＤＬを補償する。

特許第５８２７３７９号公報 特許第５６３５９２３号公報

しかしながら、上述の従来技術には以下のような問題点がある。まず、２種類のディザ信号を検出するためには、それぞれの周波数に対応した２つの検出回路が必要となるため、回路規模が増大するという点が挙げられる。また、この場合、検出対象ではない偏波に重畳されているディザ信号の周波数を遮断する必要があるため、これらの２つの検出回路にフィルタリング機能を持たせなければならない。更に、ディザ信号の重畳（トーン変調）に伴って基本波のみでなく高調波も生じてしまう場合には、２種類のトーン変調において、周波数間隔やフィルタリング特性に関して求められる要求が厳しくなるという問題もある。２種類のディザ信号（トーン変調信号）に代えて２種類のトレーニング信号を用いる場合においては、偏波分離を行った上でトレーニング信号を復調する必要があり、回路規模の増大を招く。

また、ディザ信号検出部９３３の入出力特性が理想的でない場合、ＰＤＬの推定において誤差が生じやすいという問題もある。上述のとおり、偏波多重光信号伝送システムにおいて、Ｘ偏波の光強度がＰＤＬに起因してＹ偏波の光強度よりも大きくなっている場合、Ｘ偏波に対応するディザ信号の強度はＹ偏波に対応するディザ信号の強度より大きくなる。しかしながら、ディザ信号を検出するフォトデテクタ（ＰＤ：Photo Detector）やＰＤ周辺の電子回路の入出力特性の非線形性が無視できない場合や、線形性は高くとも比例係数がディザ信号の周波数に大きく依存する場合には、ＰＤＬの大きさを求める際に複雑な換算式が必要となる。そのため、このような場合には、「２つの異なる周波数のディザ信号の振幅を比較する」ことが困難となる。なお、２種類のディザ信号（トーン変調信号）に代えて２種類のトレーニング信号を用いる場合においても、パワーモニタの入出力特性が理想的でない場合には上記同様の問題が生じうる。

上記事情に鑑み、本発明は、偏波多重光伝送方式を用いた光信号の伝送において生じうるＰＤＬを、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、同一の波長を有する第１の光信号と第２の光信号とを、互いに偏波が直交するように多重化することによって生成された偏波多重信号光を伝送する偏波多重光信号伝送システムであって、前記第１の光信号を生成する第１の光変調器と、前記第２の光信号を生成する第２の光変調器と、前記第１の光変調器を駆動するための電気信号である第１の駆動信号を出力する第１の光変調器駆動部と、前記第２の光変調器を駆動するための電気信号である第２の駆動信号を出力する第２の光変調器駆動部と、第１のディザ信号を前記第１の光信号に重畳させる第１ディザ信号重畳部と、第２のディザ信号を前記第２の光信号に重畳させる第２ディザ信号重畳部と、前記第１の光信号に重畳された前記第１のディザ信号と前記第２の光信号に重畳された前記第２のディザ信号との和を検出するディザ信号検出部と、検出された前記第１のディザ信号と前記第２のディザ信号との和に基づいて前記偏波多重光信号伝送システムの一部又は全部に起因するＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）を推定するＰＤＬ推定部と、を備え、前記第１ディザ信号重畳部及び前記第２ディザ信号重畳部は、同じ繰り返し周波数ｆ及び振幅を有し、前記第１の光信号及び前記第２の光信号のうち一方の光信号の強度が最大値をとるときに他方の光信号の強度が最小値となるように位相を調整して前記ディザ信号を重畳させる、偏波多重光信号伝送システムである。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記第１ディザ信号重畳部及び前記第２ディザ信号重畳部は、前記第１の光変調器及び前記第２の光変調器が有するバイアス端子に印加される直流電圧の電圧値、又は前記第１及び第２の駆動信号の振幅、又は前記第１及び第２の駆動信号の振幅の中心値を周期的に微小量変更することにより前記第１の光信号及び前記第２の光信号に前記第１及び第２のディザ信号を重畳させる。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記偏波多重信号光の一部が分岐されて入力され、入力された一部の前記偏波多重信号光を電気信号に変換して出力する光電変換回路をさらに備え、前記ディザ信号検出部は、前記光電変換回路が出力する前記電気信号に重畳された前記周波数ｆの周波数成分を検出し、その検出結果を示す検波信号を前記ＰＤＬ推定部に出力し、前記ＰＤＬ推定部は、前記ディザ信号検出部から出力される前記検波信号に基づいて、前記第１のディザ信号及び前記第２のディザ信号の和を取得する。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記第１の光変調器から出力される前記第１の光信号の一部が入力され、入力された一部の前記第１の光信号を電気信号に変換して出力する第１の光電変換回路と、前記第２の光変調器から出力される前記第２の光信号の一部が入力され、入力された一部の前記第２の光信号を電気信号に変換して出力する第２の光電変換回路と、前記第１の光電変換回路から出力される電気信号と、前記第２の光電変換回路から出力される電気信号とを加算して出力する加算回路と、をさらに備え、前記ディザ信号検出部は、前記加算回路から出力される電気信号に重畳された前記周波数ｆの周波数成分を検出し、その検出結果を示す検波信号を前記ＰＤＬ推定部に出力し、前記ＰＤＬ推定部は、前記ディザ信号検出部から出力される前記検波信号に基づいて、前記第１のディザ信号及び前記第２のディザ信号の和を取得する。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記ＰＤＬ推定部は、検出された前記第１のディザ信号と前記第２のディザ信号との和を示す加算信号と、前記加算信号の二乗平均平方根によって得られるＲＦ（Radio Frequency）パワー信号と、前記加算信号又は前記ＲＦパワー信号を前記ディザ信号の周波数で同期検波して得られる同期検波信号と、のいずれか１つの信号に基づいて前記ＰＤＬを推定する。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記第１の光信号の強度を第１の減衰率で減衰させる第１減衰器と、前記第２の光信号の強度を第２の減衰率で減衰させる第２減衰器と、前記第１の減衰率及び前記第２の減衰率を変更することにより、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の強度比を制御するＰＤＬ制御部と、をさらに備え、前記ＰＤＬ制御部は、前記ＰＤＬ推定部によって推定されるＰＤＬの値が０ｄＢに近づくように前記第１の減衰率又は前記第２の減衰率を変更する。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記ＰＤＬ制御部は、前記ＰＤＬ推定部によって推定されるＰＤＬが予め定められた誤差の範囲内で０ｄＢに収束した後に、前記第１の光信号及び前記第２の光信号が多重化された偏波多重信号光の合計の光強度が、予め定められた範囲内の強度となるように前記第１の減衰率及び第２の減衰率を変更する。

本発明の一態様は、上記の偏波多重光信号伝送システムであって、前記ＰＤＬ推定部は、前記同期検波信号の値が予め定められた所定値に等しい場合に、前記ＰＤＬの値が０ｄＢであると判定する。

本発明により、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することが可能となる。

第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１の構成例を示す図である。 第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１において各偏波に重畳されるディザ信号の作用の具体例を示す図である。 第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１において各偏波に重畳されるディザ信号の作用の具体例を示す図である。 第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１における各アッテネータ１７のフィードバック制御を説明する図である。 第２の実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００の構成例を示す図である。 第３の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂの構成例を示す図である。 従来技術による偏波多重光信号伝送システム９００の構成を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、光強度は、送信器で生成される光信号のボーレートの逆数より十分に長く、ディザリングの周期より十分に短い時間で測定されるものとする。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１の構成例を示す図である。本実施形態では、ＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）推定手段が偏波多重光信号送信器１の内部に設置される。ＰＤＬ推定手段は偏波多重光信号送信器１の構成部品に由来するＰＤＬのみを推定する。偏波多重光信号送信器１は、ＰＤＬが生じていると判定した場合はＰＤＬを０［ｄＢ］に補正する。したがって本実施形態では、偏波多重光信号送信器１は、光伝送路をも含めたＰＤＬの推定及びその補償までは行わない。

偏波多重光信号送信器１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。偏波多重光信号送信器１は、プログラムの実行によってＣＷ光源１１、偏波保持カプラ１２、第１光変調器１３−１、第２光変調器１３−２、第１ディザ信号出力部１４−１、第２ディザ信号出力部１４−２、第１加算器１５−１、第２加算器１５−２、第１変調器駆動部１６−１、第２変調器駆動部１６−２、第１アッテネータ１７−１、第２アッテネータ１７−２、偏波多重部１８及びフィードバック回路１９を備える装置として機能する。なお、偏波多重光信号送信器１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

ＣＷ光源１１はＣＷ（Continuous Wave）光を発する光源である。ＣＷ光源１１から発せられたＣＷ光は偏波保持カプラ１２に出力される。

偏波保持カプラ１２は、ＣＷ光源１１から出力されるＣＷ光を２つに分岐させる。分岐された各々のＣＷ光は、第１光変調器１３−１及び第２光変調器１３−２に出力される。第１変調器１３−１に出力されるＣＷ光は本発明における第１の光信号の一例であり、第２変調器１３−２に出力されるＣＷ光は本発明における第２の光信号の一例である。

第１光変調器１３−１及び第２光変調器１３−２は、入力されたＣＷ光に対してそれぞれ異なる変調を行う。第１光変調器１３−１及び第２光変調器１３−２が、２つに分岐された同じＣＷ光に対して異なる変調を行うことで、２種類の光信号が生成される。以下では、第１光変調器１３−１によって変調された光信号を第１の光信号と称し、第２光変調器１３−２によって変調された光信号を第２の光信号と称する。

第１ディザ信号出力部１４−１は及び第２ディザ信号出力部１４−２はディザ信号を出力する。ディザ信号は光信号に重畳される信号である。第１ディザ信号出力部１４−１は、第１の光信号に重畳されるディザ信号（第１のディザ信号の一例）を生成し、生成したディザ信号を第１加算器１５−１に出力する。同様に、第２ディザ信号出力部１４−２は、第２の光信号に重畳されるディザ信号（第２のディザ信号の一例）を生成し、生成したディザ信号を第２加算器１５−２に出力する。

第１変調器駆動部１６−１は、第１光変調器１３−１を駆動させるための電気信号（以下「駆動信号」という。）を生成し、生成した駆動信号を第１加算器１５−１に出力する。第１変調器駆動部１６−１から出力された駆動信号（第１の駆動信号）は、第１加算器１５−１において第１の光信号用のディザ信号と合成される。第１加算器１５−１は、ディザ信号が合成された駆動信号を第１光変調器１３−１に出力する。このような駆動信号が第１光変調器１３−１に入力されることにより、第１光変調器１３−１は、第１の光信号にディザ信号を重畳し、ディザ信号が重畳された第１の光信号を後段の第１アッテネータ（Attenuator：減衰器）１７−１に出力する。

同様に、第２変調器駆動部１６−２は、第２光変調器１３−２を駆動させるための駆動信号を生成し、生成した駆動信号を第２加算器１５−２に出力する。第２変調器駆動部１６−２から出力された駆動信号（第２の駆動信号）は、第２加算器１５−２において第２の光信号用のディザ信号と合成される。第２加算器１５−２は、ディザ信号が合成された駆動信号を第２光変調器１３−２に出力する。このような駆動信号が第２光変調器１３−２に入力されることにより、第２光変調器１３−２は、第２の光信号にディザ信号を重畳し、ディザ信号が重畳された第２の光信号を後段の第２アッテネータ１７−２に出力する。

第１アッテネータ１７−１（第１減衰器の一例）及び第２アッテネータ１７−２（第２減衰器の一例）は、入力された光信号を減衰させる減衰器である。第１アッテネータ１７−１は、第１光変調器１３−１から出力された第１の光信号を減衰させて偏波多重部１８に出力する。同様に、第２アッテネータ１７−２は、第２光変調器１３−２から出力された第２の光信号を減衰させて偏波多重部１８に出力する。第１アッテネータ１７−１の減衰率は本発明における第１の減衰率の一例であり、第２アッテネータ１７−２の減衰率は本発明における第２の減衰率の一例である。

偏波多重部１８は、第１アッテネータ１７−１から出力される第１の光信号の偏波と、第２アッテネータ１７−２から出力される第２の光信号の偏波とが互いに直交するように多重化する。以下、偏波多重部１８の出力における第１の光信号の偏波をＸ偏波、第２の光信号の偏波をＹ偏波と定義する。偏波多重部１８は、多重化した信号光（以下「偏波多重信号光」という。）を光導波路２に送出する。光導波路２に出力された偏波多重信号光は、伝送路上のタップ２１において分岐され、フィードバック回路１９に出力される。フィードバック回路１９は、モニタＰＤ（Photo Detector）１９１、同期検波回路１９２、ＰＤＬ推定部１９３及びＰＤＬ制御部１９４を備える。タップ２１において分岐された偏波多重信号光は、まずモニタＰＤ１９１に入力される。

モニタＰＤ１９１は、光信号を電気信号に変換する。同期検波回路１９２は、モニタＰＤ１９１から出力される電気信号に重畳されているディザ信号を同期検波する。同期検波の結果はＰＤＬ推定部１９３に出力される。

ＰＤＬ推定部１９３は、同期検波の結果に基づいてＰＤＬを推定する。ＰＤＬ制御部１９４は、ＰＤＬ推定部１９３によって推定されたＰＤＬの値に基づいて、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２に反映すべき減衰率を決定する。具体的には、ＰＤＬ制御部１９４は、反映後のＰＤＬの値が０（ゼロ）［ｄＢ］となるように各アッテネータ１７の減衰率を決定する。ＰＤＬ制御部１９４は、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２のそれぞれについて決定した減衰率を第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２に反映させる。

図２及び図３は、第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１において各偏波に重畳されるディザ信号の作用の具体例を示す図である。図２は、偏波多重光信号送信器１が理想的な状態であり、ＰＤＬが生じない（すなわちＰＤＬ＝１＝０［ｄＢ］）と仮定した場合の作用例を示す。図２の上図は、ディザ信号が、Ｘ偏波及びＹ偏波の光信号のそれぞれに対して周期Ｔ２−Ｔ０（すなわち、周波数ｆ＝１／（Ｔ２−Ｔ０））での強度の変化（包絡線の変化）をもたらすことを示している。なお、図２では、説明を簡単にするため、ディザ信号がもたらす強度変化が極端に大きいものとして図示しているが、実際のディザ信号は、伝送信号の品質に影響を及ぼさない程度に小さな強度の変化（変調の深さ）を与える。

ここで、各偏波に対応するディザ信号は、その位相が下記の条件を満たすように出力される。
（条件１）Ｘ偏波の光強度が最大となる時刻と、Ｙ偏波の光強度が最小となる時刻とが同一となる（例えば図２及び図３の例では時刻Ｔ１）。
（条件２）Ｘ偏波の光強度が最小となる時刻と、Ｙ偏波の光強度が最大となる時刻とが同一となる（例えば図２及び図３の例では時刻Ｔ０及びＴ２）。

ここで、Ｔ２−Ｔ１＝Ｔ１−Ｔ０であることが望ましいが、必ずしも必須ではない。位相の異なる２つのディザ信号によってもたらされる光強度の変化（包絡線の変化）のパターンは、共に正弦波であることが望ましいが、周期性を有すれば必ずしも正弦波でなくてもよい。図２及び図３は、光強度の変化のパターンとして、やや歪んだ正弦波を仮定した例を示す。

また、ここでは、ＣＷ光源１１が発する光の強度をＰ０、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２における光損失率が共にＶＯＡ（０＜ＶＯＡ＜１）であると仮定する。さらに、各光変調器１３の駆動損失率と、その他の光学パーツの光損失率との合計の光損失率をＬＯＳＳとし、ＬＯＳＳはディザ信号の印加によって最大値ＬＯＳＳｍｉｎから最小値ＬＯＳＳｍａｘの間で変動するものと仮定する（０＜ＬＯＳＳｍａｘ＜ＬＯＳＳ＜ＬＯＳＳｍｉｎ＜１）。

この場合、Ｘ偏波とＹ偏波とは互いに直交しており相互に干渉しないため、モニタＰＤ１９１に入力される偏波多重信号光の光強度は、Ｘ偏波の光強度とＹ偏波の光強度との単純な線形和で表される。ここでは、ディザ信号による強度変調のパターンが歪んだ正弦波で表されると仮定しているため、モニタＰＤ１９１の出力は、図２の下図に示すように、ディザ信号の周波数の２倍である２ｆで変動する。

しかしながら、図２の例ではＰＤＬが０［ｄＢ］であると仮定しているため、ディザ信号の波形の山と谷に対応する時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のいずれにおいても、モニタＰＤ１９１の出力は同一の値Ｐ０×ＶＯ×（ＬＯＳＳｍｉｎ＋ＬＯＳＳｍａｘ）に比例する。換言すれば、これらの時刻においてモニタＰＤ１９１が一定の値を出力するならば、ＰＤＬは０［ｄＢ］であると判断できる。この判断基準は、モニタＰＤ１９１の入出力応答が非線形性を有する場合であっても変わることはなく、モニタＰＤ１９１の光−電気の変換効率が、周波数がｆである場合と２ｆである場合とで異なっている場合であっても変わることはない。

次に、偏波多重光信号送信器１が理想的な状態にない場合におけるディザ信号の作用について説明する。例えば、図３は偏波多重光信号送信器１のいずれかの構成部品においてＰＤＬが生じ、Ｙ偏波の光強度がＸ偏波の光強度より小さくなった場合の作用例を示す。この場合、Ｘ偏波の光強度は、図３と同様に、
Ｐ０×ＬＯＳＳｍｉｎ×ＶＯＡ〜Ｐ０×ＬＯＳＳｍａｘ×ＶＯ
の範囲内で変動するが、Ｙ偏波の光強度は、
Ｐ０×Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍｉｎ×ＶＯＡ〜Ｐ０×Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍａｘ×ＶＯＡの範囲内で変動する。

ここで、ＲｐｄｌはＰＤＬの大きさを表す値であり、０＜Ｒｐｄｌ＜１の値をとる。この場合、時刻Ｔ１における偏波多重信号光の光強度は、
Ｐ０×ＬＯＳＳｍｉｎ×ＶＯＡ＋Ｐ０×Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍａｘ×ＶＯＡ
＝Ｐ０×ＶＯＡ×（ＬＯＳＳｍｉｎ＋Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍａｘ）
となり、時刻Ｔ０及びＴ２における偏波多重信号光の光強度は、
Ｐ０×Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍｉｎ×ＶＯＡ＋Ｐ０×ＬＯＳＳｍａｘ×ＶＯＡ
＝Ｐ０×ＶＯＡ×（Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍｉｎ＋ＬＯＳＳｍａｘ）
となる。

ここで、
（ＬＯＳＳｍｉｎ＋Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍａｘ）−（Ｒｐｄｌ×ＬＯＳＳｍｉｎ＋ＬＯＳＳｍａｘ）
＝（１−Ｒｐｄｌ）×ＬＯＳＳｍｉｎ＋（Ｒｐｄｌ―１）×ＬＯＳＳｍａｘ
＝（１−Ｒｐｄｌ）×（ＬＯＳＳｍｉｎ−ＬＯＳＳｍａｘ）＞０
であるから、時刻Ｔ１におけるモニタＰＤ１９１の出力の値は、時刻Ｔ０又は時刻Ｔ２におけるモニタＰＤ１９１の出力の値よりも大きくなる。一方、Ｘ偏波の光損失がＹ偏波の光損失よりも大きくなった場合は１＜Ｒｐｄｌ＜∞となり、上式は０未満となる。このことから、各時刻におけるモニタＰＤ１９１の出力の大小を比較することにより、Ｘ偏波及びＹ偏波のどちらで光損失が大きくなっているかを判断することができる。

ここで、モニタＰＤ１９１又はその周辺の電子回路が、ｆ＝１／（Ｔ２−Ｔ０）の周波数領域において入出力応答に非線形性を有し、所定の光強度以上でモニタＰＤ１９１の出力が飽和する場合を考える。図３の下図は、このような場合において得られるモニタＰＤ１９１の出力の具体例を示す。例えば、図３の下図の例では、モニタＰＤ１９１の出力は時刻Ｔ１周辺で飽和し、殆ど変化を示さなくなる。しかしながら、時刻Ｔ１におけるモニタＰＤ１９１の出力と時刻Ｔ０又は時刻Ｔ２におけるモニタＰＤ１９１の出力との差分が判定可能な程度の大きさであるならば、飽和があったとしても上述の判断基準をそのまま用いて、Ｘ偏波及びＹ偏波のどちらで光損失が大きくなっているかを判断することができる。また、上述の判断基準は、モニタＰＤ１９１周辺の電子回路の応答速度が、周波数がｆである場合と２ｆである場合とで異なっていたとしても変わることはない。

図４は、第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１における各アッテネータ１７のフィードバック制御を説明する図である。ここで、モニタＰＤ１９１の出力として、図３の下図と同様の出力が得られたと仮定する（図４（Ａ））。図４（Ａ）のように得られたモニタＰＤ１９１の出力は、同期検波回路１９２に入力される。同期検波回路１９２は、第１ディザ信号出力部１４−１又は第２ディザ信号出力部１４−２に同期したクロック（以下「参照クロック」という。）を用いて同期検波を行う。図４（Ｂ）は参照クロックの具体例を示す。ここで、図４（Ｂ）に示す参照クロックは、第１ディザ信号出力部１４−１に同期していると仮定する。

同期検波回路１９２は、図４（Ａ）が示すモニタＰＤ１９１の出力と、図４（Ｂ）が示す参照クロックとの積を取るため、図４（Ｃ）の右半分に示すように同期検波の結果は正となる。しかしながら、Ｙ偏波の光強度がＸ偏波の光強度よりも大きい場合には、モニタＰＤ１９１の出力の位相が反転するため図４（Ｃ）の左半分に示すように同期検波の結果は負となる。

このような方法で行われた同期検波の結果（ディザ信号の検出結果）は、後段のＰＤＬ推定部１９３に入力される。ＰＤＬ推定部１９３は、同期検波回路１９２による同期検波の結果に基づいて、偏波多重信号光のＰＤＬを推定する。具体的には、ＰＤＬ推定部１９３は、上述の数式で説明される判断基準により同期検波結果を示す同期検波信号の符号をモニタリングすることで、Ｘ偏波及びＹ偏波のどちらで光損失が大きくなっているかを判定する。また、ＰＤＬ推定部１９３は、同期検波信号の強度の絶対値（大きさ）をモニタリングすることでＰＤＬの大きさを取得する。ＰＤＬ推定部１９３の推定結果は、ＰＤＬ制御部１９４に入力される。

ＰＤＬ制御部１９４は、ＰＤＬ推定部１９３の推定結果に基づいて、偏波多重信号光のＰＤＬが補償されるように、各アッテネータ１７に対するフィードバック制御を行う。具体的には、ＰＤＬ制御部１９４は、Ｒｐｄｌ＝１＝０［ｄＢ］となるような第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２の減衰率を決定する。ＰＤＬ制御部１９４は、決定した減衰率を、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２に反映させる。

第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２へのフィードバック制御は、例えばディジタル信号でコマンドを送信することで実現することができる。フィードバックゲインの計算及びコマンドの生成は、ＰＤＬ制御部１９４で行われる。同期検波回路１９２の出力が０となったときにフィードバック制御を停止することによって、ＰＤＬを０［ｄＢ］に維持することができる。

このように構成された第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１は、位相のみ異なる２つのディザ信号を１つの同期検波回路１９２で同期検波する構成を備えることにより、「２つの異なる周波数のディザ信号の振幅を比較する」処理を行うことなくＰＤＬのモニタリング及びその補償を行うことができる。以上により、第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１は、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することが可能となる。

なお、第１ディザ信号出力部１４−１、第１加算器１５−１及び第１変調器駆動部１６−１は本発明における第１ディザ信号重畳部の一例であり、第２ディザ信号出力部１４−２、第２加算器１５−２及び第２変調器駆動部１６−２は本発明における第２ディザ信号重畳部の一例である。また、モニタＰＤ１９１は本発明におけるディザ信号検出部の一例である。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００の構成例を示す図である。偏波多重光信号伝送システム１００は、偏波多重光信号送信器１ａと、中継ノード３と、偏波多重光信号送信器１ａと中継ノード３とを接続する光伝送路４と、を備える。第２の実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、第１の実施形態において偏波多重光信号送信器１が備えたフィードバック回路１９に関する機能部が、光伝送路４を介して偏波多重光信号送信器１ａと接続された中継ノード３に備えられた点である。

なお、第２の実施形態において、中継ノード３は、偏波多重光信号送信器１ａから参照クロックを取得することが困難である。そのため、中継ノード３は、同期検波回路１９２に代えてＢＰＦ（Band Pass Filter）１９５及びＲＦ(Radio Frequency)パワーモニタ１９６を備え、ＰＤＬ推定部１９３に代えてＰＤＬ推定部１９３ａを備える。また、本実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００は、推定されたＰＤＬを補正する手段を持たない。

その他の構成は第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の機能部については、図１と同じ符号を付すことにより説明を省略する。

この場合、中継ノード３において、ＢＰＦ１９５が、偏波多重信号光から周波数ｆ＝１／（Ｔ２−Ｔ０）の変動成分であるＲＦ信号（加算信号の一例）を抽出し、抽出したＲＦ信号をＲＦパワーモニタ１９６に出力する。

ＲＦパワーモニタ１９６は、抽出された周波数ｆのＲＦ信号のＲＦパワーを測定し、その測定値を示すＲＦパワー信号をＰＤＬ推定部１９３ａに入力する。ＲＦパワー信号は、ＲＦ信号の二乗平均平方根によって得られる。

ＰＤＬ推定部１９３ａは、測定されたＲＦパワーが０又は極めて小さい場合には、図３と同様に、ＰＤＬが０であると推定することができる。なお、ここで推定されるＰＤＬは、偏波多重光信号送信器１ａ及び光伝送路４を含む系全体のＰＤＬに相当する。このＲＦパワーが０でない場合には、図４と同様に、ＰＤＬが０でないと推定することができる。ＰＤＬ推定部１９３ａは、ＲＦパワーの大きさをディザ信号の振幅に換算し、その換算値に基づいてＲｐｄｌを推定することにより、系全体のＰＤＬの大きさをモニタリングすることができる。

このように構成された第２の実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００では、位相のみ異なる２つのディザ信号を１つのＲＦパワーモニタ１９６で同期検波する中継ノード３を備えることにより、「２つの異なる周波数のディザ信号の振幅を比較する」処理を行うことなくＰＤＬのモニタリングを行うことができる。以上により、第２の実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００は、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することが可能となる。

しかしながら、その一方で、本実施形態の偏波多重光信号伝送システム１００では、Ｘ偏波及びＹ偏波のどちらの光強度が大きいかを判定することはできない。そのため、この点においては従来技術（例えば、特許第５８２７３７９号公報、及び特許第５６３５９２３号公報参照）よりも機能が限定される。

［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂの構成例を示す図である。偏波多重光信号送信器１ｂは、第１光変調器１３−１に代えて第１光変調器１３ｂ−１を備える点、第２光変調器１３−２に代えて第２光変調器１３ｂ−２を備える点、タップされた偏波多重信号の光強度を１つのモニタＰＤによってモニタリングするのではなく、第１及び第２の光変調器のそれぞれに内蔵されたモニタＰＤを用いて、第１及び第２の光信号のそれぞれの光強度を個別に測定する点、フィードバック回路１９に代えてフィードフォワード回路１９ｂを備える点で第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１と異なる。その他の構成は第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の機能部については、図１と同じ符号を付すことにより説明を省略する。

第１光変調器１３ｂ−１は第１内蔵モニタＰＤ１３１−１を備え、第２光変調器１３ｂ−２は第２内蔵モニタＰＤ１３１−２を備える。各内蔵モニタＰＤ１３１は、第１の実施形態におけるモニタＰＤ１９１に代えて、Ｘ偏波及びＹ偏波のそれぞれの光信号の強度を測定することにより、各光信号からディザ信号を検出する。このように、第２の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１が、１つのモニタＰＤ１９１によってディザ信号を検出したのに対して、各偏波ごとにディザ信号を検出する点で第１の実施形態の偏波多重光信号送信器１と異なる。

フィードフォワード回路１９ｂは、モニタＰＤ１９１を備えない点、オフセット補正部１９７及び加算回路１９８をさらに備える点で第１の実施形態におけるフィードバック回路１９と異なる。オフセット補正部１９７は、同期検波回路１９２の同期検波信号に対する所定のオフセット値を出力する。オフセット値は、加算回路１９８によって同期検波回路１９２の同期検波信号に加算される。ＰＤＬ推定部１９３には、オフセット値が加算された同期検波信号が出力される。加算回路１９８は、第１内蔵モニタＰＤ１３１−１及び第２内蔵モニタＰＤ１３１−２から出力される光信号を加算して同期検波回路１９２に出力する。

上述のとおり、Ｘ偏波とＹ偏波とは互いに直交しているため、偏波多重信号光の光強度は、Ｘ偏波の光信号の光強度とＹ偏波の光強度との線形和となる。このため、第１内蔵モニタＰＤ１３１−１及び第２内蔵モニタＰＤ１３１−２の出力を加算回路１９８によって加算して同期検波回路に入力することで、第１の実施形態と同様のＰＤＬ推定部１９３でＰＤＬを推定することができる。

ただし、本実施形態のＰＤＬ推定部１９３によって推定可能なＰＤＬは、偏波多重光信号送信器１ｂの一部の構成部品に起因するＰＤＬである。例えば、偏波多重部１８で生じるＰＤＬを推定することができない。また、本実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、第１内蔵モニタＰＤ１３１−１及び第２内蔵モニタＰＤ１３１−２の２つのモニタＰＤ１３１を備えるため、これら２つのモニタＰＤ１３１の感度が異なる場合や、偏波多重部１８で生じるＰＤＬが無視できないほど大きい場合には、同期検波回路１９２の同期検波信号が０であるにもかかわらず、偏波多重光信号送信器１ｂ全体でのＰＤＬが０［ｄＢ］ではないという望ましくない状況が発生しうる。具体的には、図４（Ｃ）に示したグラフが下又は上にシフトした同期検波信号となる。

本実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、この問題を解消するために、同期検波回路１９２の出力に所定のオフセット値を加算して補正するオフセット補正部１９７を備える。この補正値は、２つの内蔵モニタＰＤ１３１の感度の差及び偏波多重部１８の光学特性に基づいて決定されるとよい。

また、第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２に対して、ディザ信号の振幅を僅かに違えて出力させることで、オフセット補正部１９７を用いずに上記の問題を解消することも可能である。例えば、第１ディザ信号出力部１４−１から出力されるディザ信号の振幅を第２ディザ信号出力部１４−２から出力されるディザ信号の振幅より僅かに大きくすれば、図４（Ｃ）に示したグラフが左にシフトするため、２つのモニタＰＤ１３１の感度の差に由来する誤差を補償することができる。

このように構成された第３の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、Ｘ偏波及びＹ偏波のそれぞれでディザ信号を検出することにより、「２つの異なる周波数のディザ信号の振幅を比較する」処理を行うことなくＰＤＬのモニタリング及びその補償を行うことができる。以上により、第３の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、より簡易な構成でＰＤＬを精度良く推定することが可能となる。

なお、第３の実施形態の偏波多重光信号送信器１ｂは、２つの異なるモニタＰＤ１３１を用いるため、各モニタＰＤ１３１の製造誤差がＰＤＬの推定結果に影響を及ぼす。そのため、他の実施形態の偏波多重光信号送信器と比べてＰＤＬの推定結果の誤差が大きくなることが想定される。しかしながら、従来の一般的な光変調器の多くは内蔵モニタＰＤを備えているため、この内蔵モニタＰＤを活用することにより、偏波多重光信号送信器をより小型化しつつＰＤＬを精度良く推定することが可能となる。

［第４の実施形態］
上述の実施形態では、Ｒｐｄｌ＝１＝０［ｄＢ］となるようにアッテネータ１７の減衰率を制御することで、光信号のＰＤＬを補償する方法について説明したが、アッテネータ１７の減衰率を制御する方法には幾つかのバリエーションがある。第４の実施形態では、アッテネータ１７の減衰率を制御する方法の一例を説明する。

Ｘ偏波の光強度がＹ偏波の光強度を上回った場合、ＰＤＬ制御部１９４は、第２アッテネータの減衰率を小さくすることによって、Ｙ偏波の光強度を上げてもよい。しかしながら、どのようなアッテネータであっても減衰率は０［ｄＢ］より小さくすることはできないため、この方法でＰＤＬを補償するのには限界がある。

逆に、Ｘ偏波の光強度がＹ偏波の光強度を上回った場合、ＰＤＬ制御部１９４は、第１アッテネータの減衰率を大きくすることによって、Ｘ偏波の光強度を下げてもよい。しかしながら、常にこの手法を用いると、光信号の品質の劣化を招く可能性がある。例として、環境温度が上昇・下降を繰り返した結果、Ｘ偏波側とＹ偏波側の光強度の大小関係が入れ替わる事態が何度も続くような場合は、各アッテネータ１７の損失は交互に大きくなり続けるが小さくはならないため、最終的には両偏波の光強度も極めて小さくなり、光信号の品質が劣化する。このような問題を解消するためには、ＰＤＬ制御部１９４は以下の制御を行うことが望ましい。

まず、ＰＤＬ制御部１９４は、偏波多重光信号送信器１（又は１ａ又は１ｂ、以下同様）の起動時において、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータ１７−２の減衰率の初期値をＶＯＡｉｎｉｔに設定する。ＶＯＡｉｎｉｔは図３に示したＶＯＡと同様にリニア表記（デシベル表記のような対数表記でない表記）で１未満の正数である。各アッテネータ１７の損失の最小値をＶＯＡｍｉｎ（リニア表記で１未満の正数）とし、かつ温度変化および波長変化で生じるＰＤＬの最大値をＲｐｄｌ＿ｍａｘ（図３に示したＲｐｄｌと同様のリニア表記であるが、Ｘ偏波とＹ偏波のどちらを基準とするかは、Ｒｐｄｌ＿ｍａｘが１以上になるよう選ぶ）としたとき、
（ＶＯＡｍｉｎ／ＶＯＡｉｎｉｔ）^２＞Ｒｐｄｌ＿ｍａｘ＞１
なる関係を満たすように、ＶＯＡｉｎｉｔを設定する。

以下、デシベル表記で具体例を示す。
２ｌｏｇ（ＶＯＡｍｉｎ／ＶＯＡｉｎｉｔ）＞ｌｏｇ（Ｒｐｄｌ＿ｍａｘ）＞０
１０ｌｏｇ（ＶＯＡｍｉｎ／ＶＯＡｉｎｉｔ）
＝１０ｌｏｇ（ＶＯＡｍｉｎ）−１０ｌｏｇ（ＶＯＡｉｎｉｔ）
＞１０ｌｏｇ（Ｒｐｄｌ＿ｍａｘ）／２
であるが、ここでＰＤＬの最大値であるＲｐｄｌ＿ｍａｘがデシベル表記で４ｄＢであり、かつ各アッテネータ１７の損失の最小値であるＶＯＡｍｉｎがデシベル表記で−０．５ｄＢであると仮定する。上記の式より、
−０．５−１０ｌｏｇ（ＶＯＡｉｎｉｔ）＞４／２
であるから、光損失の初期設定値ＶＯＡｉｎｉｔのデシベル表記（負数）は、−２．５ｄＢより大きな損失に設定する。

ＰＤＬ制御部１９４は、このように初期設定された各アッテネータ１７の減衰率を相補的に変更することによってＰＤＬを補償する。具体的には、ＰＤＬ制御部１９４は、第１アッテネータ１７−１の減衰率をα倍に変更（１０×ｌｏｇα＝βとして−β［ｄＢ］だけ変更）するときには、第２アッテネータの減衰率を１／α倍に変更（すなわち＋β［ｄＢ］だけ変更）する。これにより、光強度比がα^２に変更される（２β［ｄＢ］分だけ変化する）から、この分の変化量をＰＤＬの変化量と相殺させる。

このような制御方法により、第１アッテネータ１７−１及び第２アッテネータの減衰率は長期的には増大と減少とを繰り返すことになるため、光信号の強度が調整範囲の限界を超えて増大すること、又は減少し続ける状況を回避することができる。

さらに望ましくは、ＰＤＬ制御部１９４は、ＰＤＬの補償が終了した段階で、偏波多重信号光を受光するモニタＰＤ１９１の出力、又は加算回路１９８の出力を、ディザ信号の周期よりも十分長い期間ごとに平均した値を逐次記録しておき、この平均値の推移が減少傾向をとるようであれば各アッテネータ１７の減衰率をともに低下させ、逆にこの平均値の推移が増加傾向をとるようであれば各アッテネータ１７の減衰率をともに増大させるように構成されるとよい。このような制御方法により、ＰＤＬの補償を行った後の偏波多重信号光の光強度をより安定させることが可能となる。

［変形例］
上記の各実施形態では、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力に、それぞれ第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２によって生成された周波数ｆのディザ信号を重畳したが、ディザ信号の具体的な重畳方法には幾つかのバリエーションがある。そして、どの重畳方法を選択すべきかは光信号の信号フォーマットによって変わる。

例えば、第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２は、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力の振幅を微小量ずつ周期的に変更するようなディザ信号を出力するように構成されてもよい。この場合、偏波多重光信号送信器１は、第１の駆動信号及び第２の駆動信号を増幅する第１ＲＦアンプ及び第２ＲＦアンプを備え、第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２が、第１ＲＦアンプ及び第２ＲＦアンプの利得を周波数ｆで変動させるように構成される。

この重畳方法は、変調信号がＣＳ−ＲＺ（Carrier-Suppressed Return to Zero）信号である場合やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号である場合に適している。ただし、この重畳方法においては、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力の振幅の（微小な）変更量を同一に保ったとしても、各光変調器１３の製造誤差によっては、Ｘ偏波とＹ偏波とで変調の深さが同一にならない場合があることに注意すべきである。このような場合には、Ｘ偏波とＹ偏波とで変調の深さが同一になるように、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力の振幅の（微小な）変更量を僅かに違えるように調整されるとよい。

また、第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２は、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力の振幅の中心値を微少量ずつ周期的に変更するようなディザ信号を出力するように構成されてもよい。この場合、第１加算器１５−１が第１の駆動信号と、第１ディザ信号出力部１４−１の出力とを加算して第１光変調器１３−１に出力し、第２加算器１５−２が第２の駆動信号と、第２ディザ信号出力部１４−２の出力とを加算して第２光変調器１３−２に出力する。この重畳方法は、変調信号がＮＲＺ（Non Return to Zero）信号である場合やＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）信号である場合に適している。

また、従来の一般的な光変調器の多くは、動作点を制御するためのバイアス端子を有する。この場合、第１ディザ信号出力部１４−１及び第２ディザ信号出力部１４−２は、このバイアス端子に印加される直流電圧（ＤＣ：Direct Current）電圧を微少量ずつ周期的に変更するように構成されてもよい。この重畳方法は、ほぼ全ての信号フォーマットに適用可能である。ただし、最適な動作点を与えるＤＣ電圧値は時間と共にドリフトするが、一般には、このドリフトも監視又は制御の対象となる。そのため、ＰＤＬの制御と動作点の制御とはタイムシェアリングによって両者が干渉しないように調整されるとよい。

また、Ｘ偏波及びＹ偏波の光信号の光強度の制御は、各アッテネータ１７を用いずに実現されてもよい。例えば、Ｘ偏波及びＹ偏波の光信号の光強度の制御は、偏波保持カプラ１２が分岐する光信号の分岐比を変更することによって実現されてもよい。また、例えば、Ｘ偏波及びＹ偏波の光信号の光強度の制御は、第１変調器駆動部１６−１及び第２変調器駆動部１６−２の出力の振幅を変更することによって実現されてもよい。これらの制御は、ＰＤＬが解消された時点で終了するものであり、上述のような、ディザ信号によって各変調器駆動部１６の出力の振幅を微小量ずつ周期的に変更するものではない。この制御方法は、変調信号がＣＳ−ＲＺ信号である場合やＱＡＭ信号である場合に適している。

上述した実施形態における偏波多重光信号送信器１、１ａ、１ｂ及び偏波多重光信号伝送システム１００の一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、偏波多重光伝送方式を用いた光信号の伝送を行うシステムに適用可能である。

１，１ａ，１ｂ…偏波多重光信号送信器、 １１…光源、 １２…偏波保持カプラ、 １３…光変調器、 １３−１，１３ｂ−１…第１光変調器、 １３−２，１３ｂ−２，第２光変調器、 １４−１…第１ディザ信号出力部、 １４−２…第１ディザ信号出力部、 １５−１…第１加算器、 １５−２…第２加算器、 １６−１…第１変調器駆動部、 １６−２…第１変調器駆動部、 １７−１…第１アッテネータ、 １７−２…第２アッテネータ、 １８…偏波多重部、 １９，１９ｂ…フィードバック回路、 １９１…モニタＰＤ（Photo Detector）、 １９２…同期検波回路、 １９３，１９３ａ…ＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）推定部、 １９４…ＰＤＬ制御部、 １９５…ＢＰＦ（Band Path Filter）、 １９６…ＲＦ（Radio Frequency）パワーモニタ、 １９７…オフセット補正部、 １９８…加算回路、 ２…光導波路、 ２１…タップ、 ３…中継ノード、 ４…光伝送路、 １００…偏波多重光信号伝送システム、 ９００…偏波多重光信号伝送システム、 ９１０…偏波多重光信号送信器、 ９１１…光源、 ９１２…偏波保持カプラ、 ９１３−１…第１光変調器、 ９１３−２…第２光変調器、 ９１４−１…第１変調器駆動部、 ９１４−２…第２変調器駆動部、 ９１５−１…第１ディザ信号出力部、 ９１５−２…第２ディザ信号出力部、 ９１６…偏波多重部、 ９２０…光伝送路、 ９３０…中継ノード、 ９３１…偏波レベル調整部、 ９３２…タップ、 ９３３…ディザ信号検出部、 ９３４…ＰＤＬ推定部

Claims (8)

1. 同一の波長を有する第１の光信号と第２の光信号とを、互いに偏波が直交するように多重化することによって生成された偏波多重信号光を伝送する偏波多重光信号伝送システムであって、
   前記第１の光信号を生成する第１の光変調器と、
   前記第２の光信号を生成する第２の光変調器と、
   前記第１の光変調器を駆動するための電気信号である第１の駆動信号を出力する第１の光変調器駆動部と、
   前記第２の光変調器を駆動するための電気信号である第２の駆動信号を出力する第２の光変調器駆動部と、
   第１のディザ信号を前記第１の光信号に重畳させる第１ディザ信号重畳部と、
   第２のディザ信号を前記第２の光信号に重畳させる第２ディザ信号重畳部と、
   前記第１の光信号に重畳された前記第１のディザ信号と前記第２の光信号に重畳された前記第２のディザ信号との和を検出するディザ信号検出部と、
   検出された前記第１のディザ信号と前記第２のディザ信号との和に基づいて前記偏波多重光信号伝送システムの一部又は全部に起因するＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）を推定するＰＤＬ推定部と、
   を備え、
   前記第１ディザ信号重畳部及び前記第２ディザ信号重畳部は、同じ繰り返し周波数ｆ及び振幅を有し、前記第１の光信号及び前記第２の光信号のうち一方の光信号の強度が最大値をとるときに他方の光信号の強度が最小値となるように位相を調整して前記ディザ信号を重畳させる、
   偏波多重光信号伝送システム。
2. 前記第１ディザ信号重畳部及び前記第２ディザ信号重畳部は、前記第１の光変調器及び前記第２の光変調器が有するバイアス端子に印加される直流電圧の電圧値、又は前記第１及び第２の駆動信号の振幅、又は前記第１及び第２の駆動信号の振幅の中心値を周期的に微小量変更することにより前記第１の光信号及び前記第２の光信号に前記第１及び第２のディザ信号を重畳させる、
   請求項１に記載の偏波多重光信号伝送システム。
3. 前記偏波多重信号光の一部が分岐されて入力され、入力された一部の前記偏波多重信号光を電気信号に変換して出力する光電変換回路をさらに備え、
   前記ディザ信号検出部は、前記光電変換回路が出力する前記電気信号に重畳された前記周波数ｆの周波数成分を検出し、その検出結果を示す検波信号を前記ＰＤＬ推定部に出力し、
   前記ＰＤＬ推定部は、前記ディザ信号検出部から出力される前記検波信号に基づいて、前記第１のディザ信号及び前記第２のディザ信号の和を取得する、
   請求項１に記載の偏波多重光信号伝送システム。
4. 前記第１の光変調器から出力される前記第１の光信号の一部が入力され、入力された一部の前記第１の光信号を電気信号に変換して出力する第１の光電変換回路と、
   前記第２の光変調器から出力される前記第２の光信号の一部が入力され、入力された一部の前記第２の光信号を電気信号に変換して出力する第２の光電変換回路と、
   前記第１の光電変換回路から出力される電気信号と、前記第２の光電変換回路から出力される電気信号とを加算して出力する加算回路と、
   をさらに備え、
   前記ディザ信号検出部は、前記加算回路から出力される電気信号に重畳された前記周波数ｆの周波数成分を検出し、その検出結果を示す検波信号を前記ＰＤＬ推定部に出力し、
   前記ＰＤＬ推定部は、前記ディザ信号検出部から出力される前記検波信号に基づいて、前記第１のディザ信号及び前記第２のディザ信号の和を取得する、
   請求項１に記載の偏波多重光信号伝送システム。
5. 前記ＰＤＬ推定部は、検出された前記第１のディザ信号と前記第２のディザ信号との和を示す加算信号と、前記加算信号の二乗平均平方根によって得られるＲＦ（Radio Frequency）パワー信号と、前記加算信号又は前記ＲＦパワー信号を前記ディザ信号の周波数で同期検波して得られる同期検波信号と、のいずれか１つの信号に基づいて前記ＰＤＬを推定する、
   請求項１に記載の偏波多重光信号伝送システム。
6. 前記第１の光信号の強度を第１の減衰率で減衰させる第１減衰器と、
   前記第２の光信号の強度を第２の減衰率で減衰させる第２減衰器と、
   前記第１の減衰率及び前記第２の減衰率を変更することにより、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の強度比を制御するＰＤＬ制御部と、
   をさらに備え、
   前記ＰＤＬ制御部は、前記ＰＤＬ推定部によって推定されるＰＤＬの値が０ｄＢに近づくように前記第１の減衰率又は前記第２の減衰率を変更する、
   請求項１に記載の偏波多重光信号伝送システム。
7. 前記ＰＤＬ制御部は、前記ＰＤＬ推定部によって推定されるＰＤＬが予め定められた誤差の範囲内で０ｄＢに収束した後に、前記第１の光信号及び前記第２の光信号が多重化された偏波多重信号光の合計の光強度が、予め定められた範囲内の強度となるように前記第１の減衰率及び第２の減衰率を変更する、
   請求項６に記載の偏波多重光信号伝送システム。
8. 前記ＰＤＬ推定部は、前記同期検波信号の値が予め定められた所定値に等しい場合に、前記ＰＤＬの値が０ｄＢであると判定する、
   請求項５に記載の偏波多重光信号伝送システム。

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