WO2010035662A1 - 光送信装置、光受信装置および光通信システム - Google Patents

光送信装置、光受信装置および光通信システム Download PDF

Info

Publication number
WO2010035662A1
WO2010035662A1 PCT/JP2009/066088 JP2009066088W WO2010035662A1 WO 2010035662 A1 WO2010035662 A1 WO 2010035662A1 JP 2009066088 W JP2009066088 W JP 2009066088W WO 2010035662 A1 WO2010035662 A1 WO 2010035662A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
signal
phase shift
mach
selector
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/066088
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智美 塩入
清 福知
タヤンディエ ドゥ ガボリ， エマニュエル ル
Original Assignee
日本電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Priority to JP2010530816A priority Critical patent/JP5321591B2/ja
Publication of WO2010035662A1 publication Critical patent/WO2010035662A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
    • H04B10/676—Optical arrangements in the receiver for all-optical demodulation of the input optical signal
    • H04B10/677—Optical arrangements in the receiver for all-optical demodulation of the input optical signal for differentially modulated signal, e.g. DPSK signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5055—Laser transmitters using external modulation using a pre-coder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2075—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states in which the data are represented by the change in carrier phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2096—Arrangements for directly or externally modulating an optical carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/223—Demodulation in the optical domain

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmitter, an optical receiver, and an optical communication system that transmit and receive optical signals.
  • DPSK Different Phase-Shift Keying
  • DQPSK Differential Quadrature Phase-Shift Keying modulation method
  • the DPSK modulation method has high optical noise resistance, and the device configuration and control of the transmission / reception device is simpler than the DQPSK modulation method, and is suitable for downsizing and cost reduction. .
  • the DPSK modulation method has already been adopted in a high-speed WDM optical communication system.
  • the configuration of the DPSK modulation transmission / reception apparatus is described in Non-Patent Document 2, for example.
  • the DQPSK modulation method is more complicated in configuration and control of the transmission / reception apparatus than the DPSK modulation method, but it is a communication method with excellent wavelength utilization efficiency, chromatic dispersion tolerance, and polarization dispersion tolerance, and these advantages are necessary. Application to next-generation optical communication systems is expected.
  • the configuration of a DQPSK modulation transmission / reception apparatus is described in, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 3.
  • a DPSK optical transmitter an optical transmitter using the DPSK modulation scheme
  • a DPSK optical receiver an optical receiver using the DPSK modulation scheme
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical transmitter
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical receiver.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show configuration examples of a background art DPSK optical transmitter and DPSK optical receiver that transmit and receive an optical signal with a bit rate B of 40 Gbps.
  • the background art DPSK optical transmitter 100 includes a 16: 2 multiplexer 316, a 2: 1 multiplexer 202, a laser diode 215, an LN modulator driver (LN: Lithium Niobate) 211, and an LN modulator 401. It is the composition which has.
  • the background art DPSK optical receiver 107 includes a 1-bit delay interferometer 441, a balanced optical-electrical signal converter 442, a 1: 2 demultiplexer 247, and a 2:16 demultiplexer 248. It is the composition which has.
  • the 1-bit delay interferometer 441 includes a first arm 443, a second arm 444, an optical transmission line 445, a phase shift unit 446, and a directional coupler 447.
  • the optical transmission line 445 is provided in the first arm 443, and the phase shift unit 446 is provided in the second arm 444.
  • the phase shift unit 446 changes the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 444 in accordance with a control voltage input from the outside.
  • the directional coupler 447 combines the optical signal output from the first arm 443 and the optical signal output from the second arm 443, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • a 16: 2 multiplexer 316 receives 16 signals with a low bit rate (for example, 2.5 Gbps). These signals are input to a 16: 2 multiplexer 316. Note that a signal is input to the 16: 2 multiplexer 316 via, for example, SFI-5IF, which is a standard interface used for 40 Gbps data transfer.
  • the 16: 2 multiplexer 316 multiplexes 16 received 2.5 Gbps signals every 8 to generate two signals with a bit rate of 20 Gbps, and outputs the generated signals to the 2: 1 multiplexer 202. To do.
  • the 2: 1 multiplexer 202 multiplexes two signals having a bit rate of 20 Gbps output from the 16: 2 multiplexer 316, generates a signal D having a bit rate of 40 Gbps, and outputs the signal D to the LN modulator driver 211.
  • 40 Gbps is also the bit rate of the transmission signal output from the DPSK optical transmission apparatus 100 of FIG.
  • the LN modulator driver 211 amplifies the amplitude of the signal D to a necessary voltage by 0- ⁇ modulation, and outputs it to the LN modulator 401 as a drive signal.
  • the laser diode 215 is a light source that generates light used as a carrier wave (hereinafter referred to as an optical carrier wave), and output light from the laser diode 215 is supplied to the LN modulator 401.
  • an optical carrier wave hereinafter referred to as an optical carrier wave
  • the LN modulator 401 outputs modulated light by shifting the phase of the optical carrier wave output from the laser diode 215 to 0 or ⁇ in accordance with the drive signal output from the LN modulator driver 211.
  • the constellation 225 shown in FIG. 1 indicates the phase of a general DPSK signal (transmission signal output from the DPSK optical transmitter). As indicated by constellation 225, the phase of the DPSK signal is 0 or ⁇ for each sample.
  • the DPSK optical receiver 107 shown in FIG. 1 receives an optical signal with a bit rate of 40 Gbps, the optical signal is input to the 1-bit delay interferometer 441.
  • the 1-bit delay interferometer 441 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 443 and the second arm 444.
  • the balanced optical-electrical signal converter 442 converts the differential optical signal output from the 1-bit delay interferometer 441 into an electrical signal D.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the electric signal D output from the balanced optical-electrical signal converter 442 into two signals with a bit rate of 20 Gbps.
  • the 2:16 demultiplexer 248 separates the two signals output from the 1: 2 demultiplexer 247 into eight signals each having a bit rate of 2.5 Gbps.
  • DQPSK optical transmission apparatus a DQPSK modulation type optical transmission apparatus
  • DQPSK modulation type optical reception apparatus a DQPSK modulation type optical reception apparatus
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a background DQPSK optical transmitter
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a background DQPSK optical receiver.
  • FIGS. 3 and 4 show configuration examples of a DQPSK optical transmitter and a DQPSK optical receiver according to the background art that transmit and receive an optical signal with a bit rate B of 40 Gbps.
  • the DQPSK optical transmission apparatus 101 of the background art includes a 16: 2 multiplexer 316, a laser diode 215, a first LN modulator driver 421, a first LN modulator driver 422, and an LN modulator 410. It is the composition which has.
  • the LN modulator 410 includes a first arm 431, a second arm 432, a first Mach-Zehnder type modulator 411, a second Mach-Zehnder type modulator 412, and a phase shift unit 413.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 411 is provided on the first arm 431
  • the second Mach-Zehnder type modulator 412 is provided on the second arm 432.
  • the phase shift unit 413 is disposed after the two Mach-Zehnder modulators 412 of the second arm 432.
  • the background art DQPSK optical receiver 108 includes an optical splitter 240, a first delay interferometer 241, a second delay interferometer 242, a first balanced optical-electrical signal converter 453,
  • the configuration includes a second balanced photoelectric signal converter 454 and a 2:16 demultiplexer 248.
  • the first delay interferometer 241 includes a first arm 251, a second arm 252, an optical transmission line 256, a phase shift unit 255, and a directional coupler 253.
  • the optical transmission path 256 is provided in the first arm 251, and the phase shift unit 255 is provided in the second arm 252.
  • the second delay interferometer 242 includes a first arm 261, a second arm 262, an optical transmission line 266, a phase shift unit 265, and a directional coupler 263.
  • the optical transmission line 266 is provided in the first arm 261, and the phase shift unit 265 is provided in the second arm 262.
  • the DQPSK optical transmission apparatus 101 shown in FIG. 3 receives 16 signals with a low bit rate (for example, 2.5 Gbps). These signals are input to a 16: 2 multiplexer 316. A signal is input to the 16: 2 multiplexer 316 via, for example, SFI-5IF, which is a standard interface used for data transfer of 40 Gbps.
  • the 16: 2 multiplexer 316 generates two signals D1 and D2 having a bit rate of 20 Gbps by multiplexing 16 received 2.5 Gbps signals every eight.
  • the bit rate of the transmission signal of the DQPSK optical transmission apparatus 101 shown in FIG. 3 is 40 Gbps. Therefore, the bit rates of the signals D1 and D2 are 20 Gbps, which is a half bit rate of the transmission signal.
  • the 16: 2 multiplexer 316 outputs the generated one signal D1 to the first LN modulator driver 421 and outputs the other signal D2 to the second LN modulator driver 422.
  • the first LN modulator driver 421 amplifies the amplitude of the signal D1 output from the 16: 2 multiplexer 316 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation, and supplies the amplified signal to the first Mach-Zehnder type modulator 411 as a drive signal. Output.
  • the second LN modulator driver 422 amplifies the amplitude of the signal D2 output from the 16: 2 multiplexer 316 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation, and supplies the amplified signal to the second Mach-Zehnder type modulator 412 as a drive signal. Output.
  • the laser diode 215 is a light source that generates an optical carrier used as a carrier, and the output light of the laser diode 215 is supplied to the LN modulator 410.
  • the LN modulator 410 branches the optical carrier wave output from the laser diode 215 and outputs it to the first arm 431 and the second arm 432.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 411 included in the first arm 431 and the second Mach-Zehnder type modulator 412 included in the second arm 432 include the corresponding first LN modulator driver 421 or the second
  • the modulated light is output by shifting the phase of the optical carrier wave output from the laser diode 215 to 0 or ⁇ in accordance with the drive signal output from the LN modulator driver 422.
  • the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 413 is set to ⁇ / 2 according to the value of the bias A. For this reason, the optical signal output from the second Mach-Zehnder type modulator 412 is combined (combined) with the optical signal output from the first arm 431 after the phase is shifted by ⁇ / 2.
  • 415 and 416 indicate constellations of an optical signal having a binary phase before being synthesized. That is, 415 indicates a constellation of the optical signal output from the first arm 431, and 416 indicates a constellation of the optical signal output from the second arm 432.
  • reference numeral 226 in FIG. 3 represents a constellation of an optical signal having a quaternary phase in which the optical signal output from the first arm 431 and the optical signal output from the second arm 432 are combined. .
  • the optical splitter 240 branches the input optical signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242.
  • the first delay interferometer 241 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 251 and the second arm 252.
  • Delay / B 50 ps. That is, the second arm 252 is set to have an optical path length shorter than the first arm 251 by a length corresponding to 2 / B because the first arm 251 includes the optical transmission path 256.
  • the sample interval is doubled compared to the DPSK modulation method, so the delay time required for interference with the signal one sample before is twice that of the DPSK modulation method.
  • the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 is set to ⁇ / 4 by the phase shift unit 255.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 453 converts the differential optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal D1 and outputs the electrical signal D1.
  • the second delay interferometer 242 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 261 and the second arm 262.
  • Delay / B 50 ps. That is, the second arm 262 is set to have an optical path length shorter than the first arm 261 by a length corresponding to 2 / B because the first arm 261 includes the optical transmission path 266.
  • the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 262 by the phase shift unit 265 is set to ⁇ / 4.
  • the directional coupler 263 outputs a differential optical signal having a light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals. That is, the second delay interferometer 242 outputs an optical signal having a binary light intensity corresponding to the phase of the input optical signal.
  • the second balanced optical-electrical signal converter 454 converts the differential optical signal output from the second delay interferometer 242 into an electrical signal D2 and outputs the electrical signal D2.
  • the 2:16 demultiplexer 248 separates the signal D1 output from the first balanced optical-electric signal converter 453 into eight signals with a bit rate of 2.5 Gbps, and outputs the separated signal D1.
  • the signal D2 output from the electrical signal converter 454 is separated into eight signals with a bit rate of 2.5 Gbps and output.
  • an optical communication system can be used by switching between the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method according to various conditions.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a background art optical communication system 1000 that can use the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method, respectively.
  • the optical communication system 1000 of the background art includes a DPSK optical transmission device 100, a DQPSK optical transmission device 101, an optical switch 102, an optical switch 106, a DPSK optical reception device 107, and a DQPSK optical reception device 108.
  • the DPSK optical transmission device 100 and the DQPSK optical transmission device 101 are connected to the DPSK optical reception device 107 and the DQPSK optical reception device 108 via the optical switch 102, the optical switch 106, and the optical network 105.
  • an optical signal output from the DPSK optical transmitter 100 by the optical switch 102 is transmitted to the optical network 105 and received from the optical network 105.
  • the signal is output to the DPSK optical receiver 107 by the optical switch 106.
  • an optical signal output from the DQPSK optical transmitter 101 by the optical switch 102 is transmitted to the optical network 105, and an optical signal received from the optical network 105 is transmitted to the DQPSK optical receiver by the optical switch 106.
  • an optical signal received from the optical network 105 is transmitted to the DQPSK optical receiver by the optical switch 106.
  • the optical communication system 1000 of the background art includes a DPSK transmission apparatus and a DPSK optical reception apparatus corresponding only to the DPSK modulation scheme, and a DQPSK transmission apparatus and a DQPSK optical reception apparatus corresponding only to the DQPSK modulation scheme. Furthermore, it is necessary to provide switching means such as an optical switch for switching the connection between these transmission / reception devices.
  • optical communication system 1000 of the background art is not suitable for downsizing and cost reduction.
  • an object of the present invention is to provide an optical transmitter, an optical receiver, and an optical communication system that can use two modulation schemes, DPSK and DQPSK.
  • the optical transmission apparatus of the present invention has the bit rate of the optical signal to be transmitted as B, A first selector that selects and outputs a first signal having a bit rate of B or a second signal having a bit rate of B / 2; A second selector that selects and outputs a third signal having a bit rate of B, a fourth signal having a bit rate of B / 2, or a fifth signal having a constant voltage; A light source that generates an optical carrier; First and second Mach-Zehnder type modulators for branching the optical carrier wave, modulating the branched optical carrier wave and outputting the modulated carrier wave; A phase shift unit that shifts the phase of the optical signal output from the second Mach-Zehnder modulator; A first modulation driver that drives the first Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the first selector; A second modulation driver that drives the second Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the second selector; An optical signal combining
  • a first selector that selects and outputs a first signal having a bit rate of B or a second signal having a bit rate of B / 2;
  • a second selector for selecting and outputting a fourth signal having a bit rate of B / 2 or a fifth signal having a constant voltage;
  • a light source that generates an optical carrier;
  • First and second Mach-Zehnder type modulators for branching the optical carrier wave, modulating the branched optical carrier wave and outputting the modulated carrier wave;
  • a phase shift unit that shifts the phase of the optical signal output from the second Mach-Zehnder modulator;
  • a first modulation driver that drives the first Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the first selector;
  • a second modulation driver that drives the second Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the second selector;
  • An optical signal combining unit that combines an optical signal output from the first Mach-Zehnder modulator and an optical signal output from the
  • a first selector that selects and outputs a first signal having a bit rate of B or a second signal having a bit rate of B / 2;
  • a second selector for selecting and outputting a third signal having a bit rate of B or a fourth signal having a bit rate of B / 2;
  • a light source that generates an optical carrier;
  • First and second Mach-Zehnder type modulators for branching the optical carrier wave, modulating the branched optical carrier wave and outputting the modulated carrier wave;
  • a phase shift unit that shifts the phase of the optical signal output from the second Mach-Zehnder modulator;
  • a first modulation driver that drives the first Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the first selector;
  • a second modulation driver that drives the second Mach-Zehnder modulator according to a signal output from the second selector;
  • An optical signal combining unit that combines an optical signal output from the first Mach-Zehnder modulator and an optical signal output
  • the optical receiver of the present invention has a bit rate of the received optical signal as B, An optical splitter for branching the received optical signal into two; The first arm, the second arm shorter than the first arm by a length corresponding to 2 / B, and the second arm to which the input optical signal is further branched and input An optical signal having a binary optical intensity corresponding to the phase of the optical signal, the optical signal branched by the optical splitter.
  • a first delay interferometer that converts to The third arm to which the input optical signal is further branched and input, the fourth arm whose optical path length is shorter than the third arm by a length corresponding to 2 / B, and the fourth arm A second phase shift unit that shifts the phase of the transmitted optical signal, and converts the other optical signal branched by the optical splitter into an optical signal having a binary light intensity corresponding to the phase of the optical signal.
  • a second delay interferometer to convert A first optical-electrical signal converter that converts an optical signal output from the first delay interferometer into an electrical signal; A second optical-electrical signal converter for converting an optical signal output from the second delay interferometer into an electrical signal; A control unit for controlling the first phase shift unit and the second phase shift unit;
  • the controller is When receiving an optical signal modulated by the DPSK modulation method, A phase shift amount by the first phase shift unit is set to 0; When receiving an optical signal modulated by the DQPSK modulation method, the phase shift amount by the first phase shift unit is set to + ⁇ / 4, and the phase shift amount by the second phase shift unit is set to ⁇ / 4. It is the structure to do.
  • the optical communication system of the present invention includes any one of the above-described optical transmission devices and the above-described optical reception device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical transmission apparatus.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical receiver.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a DQPSK optical transmission apparatus according to the background art.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a DQPSK optical receiver according to the background art.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an optical communication system according to the background art.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical receiving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical transmission apparatus.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a background art DPSK optical receiver.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical receiving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical receiving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical receiving apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical reception apparatus according to the first embodiment
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical communication system according to the first embodiment.
  • the optical transmission device 1 of the present invention has a configuration capable of transmission using a DPSK modulation method and a DQPSK modulation method, respectively.
  • the optical transmission device 1 of the first embodiment includes a 2: 1 multiplexer 202, a first selector 207, a second selector 208, a first LN modulator driver 211, a second
  • the configuration includes an LN modulator driver 212, a laser diode 215, a modulation unit 217, and a control unit 250.
  • the signal D1 is input to the 2: 1 multiplexer 202 and the first selector 207, and the signal D2 is input to the 2: 1 multiplexer 202 and the second selector 208.
  • the 2: 1 multiplexer 202 multiplexes the signal D1 and the signal D2, and generates a signal D whose bit rate is the bit rate B of the transmission signal and a signal Db which is an inverted signal thereof.
  • the 2: 1 multiplexer 202 outputs the signal D to the first selector 207 and outputs the signal Db to the second selector 208.
  • the first selector 207 is a selection circuit for selecting a signal to be supplied to the first LN modulator driver 211.
  • the first selector 207 selects either the signal D1 or the signal D according to the first control signal output from the control unit 250, and outputs the selected signal to the first LN modulator driver 211. .
  • the second selector 208 is a selection circuit for selecting a signal to be supplied to the second LN modulator driver 212.
  • the signal D2 and the signal Db are input, and the constant voltage DC is input.
  • the second selector 208 selects one of the signals D2, Db and DC (constant voltage DC) in accordance with the second control signal output from the control unit 250, and selects the selected signal as the second LN. Output to modulator driver 212.
  • the first LN modulator driver 211 amplifies the amplitude of the signal output from the first selector 207 to a required amplitude by 0- ⁇ modulation, and uses the modulation unit 217 (first Mach-Zehnder described later) as a drive signal.
  • Type modulator 213) The modulation unit 217 (first Mach-Zehnder described later) as a drive signal.
  • the second LN modulator driver 212 amplifies the amplitude of the signal output from the second selector 208 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation, and uses the modulation unit 217 (second Mach-Zehnder described later) as a drive signal.
  • Type modulator 214 The modulation unit 217 (second Mach-Zehnder described later) as a drive signal.
  • the laser diode 215 is a light source that generates an optical carrier used as a carrier, and the output light of the laser diode 215 is supplied to the modulation unit 217.
  • the modulation unit 217 includes a first arm 231, a second arm 232, a branching unit 221, a first Mach-Zehnder modulator 213, a second Mach-Zehnder modulator 214, a phase shift unit 218, and an optical signal.
  • a synthesizer 222 is provided.
  • the first arm 231 and the second arm 232 are set to have the same optical path length.
  • the branching unit 221 branches the optical carrier wave output from the laser diode 215 and outputs it with the same intensity to the first arm 231 and the second arm 232.
  • the first arm 231 includes a first Mach-Zehnder type modulator 213, and the second arm 232 includes a second Mach-Zehnder type modulator 214 and a phase shift unit 218, and the second Mach-Zehnder type A phase shift unit 218 is disposed after the modulator 214.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 213 receives the drive signal output from the first LN modulator driver 211, and the second Mach-Zehnder type modulator 214 receives the second LN modulator driver 212.
  • the drive signal output from is input.
  • the second Mach-Zehnder type modulator 214 receives an LN bias for adjusting the transmittance from the control unit 250.
  • the phase shift unit 218 changes the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 232 according to the value of the bias A output from the control unit 250.
  • the optical signal combining unit 222 combines the optical signals output from the first arm 231 and the second arm 232, and outputs the combined optical signal as a transmission signal.
  • the modulation unit 217 outputs modulated light by changing the phase of the optical carrier according to the drive signals output from the first LN modulator driver 211 and the second LN modulator driver 212.
  • the control unit 250 controls the selection operation of the first selector 207 and the second selector 208, the transmittance of the second Mach-Zehnder modulator 214, and the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 218.
  • the optical receiver 2 has a configuration capable of receiving optical signals modulated by the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method, respectively.
  • the optical receiver 2 of the first embodiment includes an optical splitter 240, a first delay interferometer 241, a second delay interferometer 242, and a first balanced optical-electrical signal conversion. 243, second balanced optical-electrical signal converter 244, 1: 2 demultiplexer 247, first selector 245, second selector 246, and controller 280.
  • the optical splitter 240 branches the received signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242 with equal intensity.
  • the first delay interferometer 241 includes a first arm 251, a second arm 252, an optical transmission line 256, a phase shift unit 255, and a directional coupler 253.
  • Delay / B 50 ps. That is, the second arm 252 is set to have an optical path length shorter than the first arm 251 by a length corresponding to 2 / B because the first arm 251 includes the optical transmission path 256.
  • the phase shift unit 255 changes the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 according to the first control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 253 combines the optical signal output from the first arm 251 and the optical signal output from the second arm 252, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • the second delay interferometer 242 includes a first arm 261, a second arm 262, an optical transmission line 266, a phase shift unit 265, and a directional coupler 263.
  • Delay / B 50 ps. That is, the second arm 262 is set to have an optical path length shorter than the first arm 261 by a length corresponding to 2 / B because the first arm 261 includes the optical transmission path 266.
  • the phase shift unit 265 changes the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 262 according to the second control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 263 combines the optical signal output from the first arm 261 and the optical signal output from the second arm 262, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 converts the optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal
  • the second balanced optical-electrical signal converter 244 performs the second delay.
  • the optical signal output from the interferometer 242 is converted into an electrical signal.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 into two signals having a half bit rate and outputs the separated signal. For example, when a transmission signal having a bit rate B is input, two signals having a bit rate B / 2 are output.
  • the first selector 245 determines the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 or the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 according to the first control signal output from the control unit 280. Either one is selected and output.
  • the second selector 246 outputs a signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 or a signal output from the second balanced optical-electrical signal converter 244. Either one is selected and output.
  • the optical receiver 2 of the present embodiment is designed so that the signals branched into two paths by the optical splitter 240 arrive at the first selector 245 and the second selector 246 at the same timing. To do.
  • the control unit 280 controls the selection operation by the first selector 245 and the second selector 246 and the phase shift amount of the optical signal by the phase shift units 255 and 265.
  • the optical communication system 3 of the present embodiment has a configuration that can be used by switching between the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method.
  • the optical communication system 3 includes an optical transmission device 1 and an optical reception device 2, and the optical transmission device 1 and the optical reception device 2 are connected via an optical network 4. It is a configuration.
  • a signal D1 having a bit rate of B / 2 is input to the first selector 207 and the 2: 1 multiplexer 202, and a signal D2 having a bit rate of B / 2 is input to the second selector. Input to 208 and 2: 1 multiplexer 202.
  • the 2: 1 multiplexer 202 generates a signal D equal to the bit rate B of the transmission signal and a signal Db that is an inverted signal of the signal D by bit-multiplexing the two input signals D1 and D2.
  • the 2: 1 multiplexer 202 outputs a signal D to the first selector 207 and outputs a signal Db to the second selector 208.
  • the first selector 207 selects the signal D1 having a bit rate of B / 2 according to the first control signal output from the control unit 250, and uses the selected signal D1 as the first LN modulator driver 211. Output to.
  • the second selector 208 selects the signal D2 having a bit rate of B / 2 according to the second control signal output from the control unit 250, and outputs the selected signal D2 to the second LN modulator 212.
  • the first LN modulator driver 211 amplifies the signal D1 output from the first selector 207 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation, and outputs the amplified signal to the first Mach-Zehnder modulator 213 as a drive signal. .
  • the second LN modulator driver 212 amplifies the signal D2 output from the second selector 208 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation, and outputs the amplified signal to the second Mach-Zehnder modulator 214 as a drive signal. .
  • the branching unit 221 of the modulation unit 217 branches the optical carrier wave output from the laser diode 215 and outputs two lights having the same intensity to the first arm 231 and the second arm 232.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 213 shifts the phase of the optical carrier wave output from the laser diode 215 to 0 or ⁇ in accordance with the drive signal output from the first LN modulator driver 211 (0 ⁇ ⁇ modulation).
  • the second Mach-Zehnder modulator 214 shifts the phase of the optical carrier wave output from the laser diode 215 to 0 or ⁇ according to the drive signal output from the second LN modulator driver 212. (0- ⁇ modulation).
  • the phase of the optical signal transmitted by the phase shift unit 218 is further shifted by ⁇ / 2.
  • the optical signal combining unit 222 combines the optical signal transmitted by the first arm 231 and the optical signal transmitted by the second arm 232, and outputs it as a transmission signal.
  • Reference numeral 226 in FIG. 6 indicates a constellation of an optical signal having a quaternary phase obtained by combining the optical signal output from the first arm 231 and the optical signal output from the second arm 232, that is, the DQPSK signal. ing.
  • the DQPSK signal is a 40 Gbps signal having a phase of ⁇ / 4, 3 ⁇ / 4, 5 ⁇ / 4, or 7 ⁇ / 4 as indicated by the constellation 226, and its sample rate is 20 Gsps.
  • the transmission operation when the DQPSK modulation method of the optical transmission apparatus 1 of the first embodiment is used is a 2: 1 multiplexer added before the first LN modulator driver 211 and the second LN modulator driver 212.
  • the operation is the same as that of the DQPSK transmission apparatus 101 of the background art shown in FIG. 3 except for the operations of 202, the first selector 207, and the second selector 208.
  • the first selector 207 selects the signal D in accordance with the first control signal output from the control unit 250 and outputs the selected signal D to the first LN modulator driver 211.
  • the second selector 208 selects the signal Db or the constant voltage DC according to the second control signal output from the control unit 250, and outputs the selected signal Db or DC to the second LN modulator driver 212.
  • the control unit 250 sets the value of the LN bias supplied to the modulation unit 214 so that the transmittance of the second Mach-Zehnder type modulator 214 becomes zero.
  • the optical transmission device 1 illustrated in FIG. 6 outputs a DPSK signal having a binary phase indicated by a constellation 225 as a transmission signal.
  • the second Mach-Zehnder modulator 214 outputs a signal obtained by modulating the optical carrier wave by 0- ⁇ .
  • This signal is a signal whose phase is inverted with respect to the signal that is 0- ⁇ modulated by the first Mach-Zehnder type modulator 213.
  • the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 218 is set to ⁇ according to the value of the bias A output from the control unit 250.
  • a binary DPSK signal having the same phase is output from the first arm 231 and the second arm 232, and an optical signal obtained by combining (adding) these signals is output from the optical signal combining unit 222. . That is, a DPSK signal having twice the strength of the background art optical transmitter shown in FIG. 1 is output.
  • a constellation 225 shown in FIG. 6 indicates the phase of the DPSK signal (transmission signal output from the optical transmission device 1) output from the optical transmission device 1 of the first embodiment. As indicated by constellation 225, the phase of the DPSK signal is 0 or ⁇ for each sample.
  • the optical receiver 2 of this embodiment receives a DQPSK signal (optical signal)
  • the optical signal is input to the optical splitter 240.
  • the optical splitter 240 branches the received optical signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242.
  • the first delay interferometer 241 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 251 and the second arm 252.
  • the phase shift unit 255 provided in the second arm 252 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 to ⁇ / 4 according to the first control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 253 combines the optical signal output from the first arm 252 and the optical signal output from the second arm 252, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal output from the second arm 252 is shifted in phase by ⁇ / 4, the bit rate is B / 2 sps, and the phase is quaternary.
  • One symbol 50 ps before the optical signal output from the arm 251 interferes.
  • the directional coupler 253 outputs a differential optical signal having a binary light intensity corresponding to the phase difference between these two optical signals. That is, the first delay interferometer 241 outputs an optical signal having a binary light intensity corresponding to the phase of the input optical signal.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 converts the differential optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal and outputs it to the 1: 2 demultiplexer 247 and the first selector 245. To do.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 for each bit, and generates two signals with a bit rate of B / 2, one of which is the first 1 is output to the selector 245 and the other is output to the second selector 246.
  • the first selector 245 includes a first balanced optical / electrical signal converter out of the signal output from the first balanced optical / electrical signal converter 243 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247.
  • a signal with a bit rate of B / 2 output from 243 is selected and output as a signal D3.
  • the second delay interferometer 242 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 261 and the second arm 262.
  • the phase shift unit 265 provided in the second arm 262 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 262 to ⁇ / 4 according to the second control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 263 combines the optical signal output from the first arm 262 and the optical signal output from the second arm 262, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal output from the second arm 262, shifted in phase by ⁇ / 4, bit rate B / 2sps, and phase quaternary, 1 symbol 50 ps before the optical signal output from the arm 261 interferes.
  • the directional coupler 263 outputs a differential optical signal with a bit rate of B / 2 having a binary light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals. That is, the second delay interferometer 242 outputs an optical signal having a binary light intensity corresponding to the phase of the input optical signal.
  • the second balanced optical-electrical signal converter 244 converts the differential optical signal output from the second delay interferometer 242 into an electrical signal and outputs it to the second selector 246.
  • the second selector 246 includes a second balanced optical-electrical signal converter out of the signal output from the second balanced optical-electrical signal converter 244 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247.
  • a signal with a bit rate of B / 2 output from 244 is selected and output as signal D4.
  • the reception operation when the DQPSK modulation method of the optical receiver 2 of the first embodiment is used is that the output signal of the first balanced optical-electrical signal converter 243 is branched and the 1: 2 demultiplexer
  • the operation is the same as that of the DQPSK receiving apparatus of the background art shown in FIG. 4 except for the operation by the first selector 207 and the second selector 208.
  • the optical receiving device 2 of the present embodiment receives a DPSK signal (optical signal)
  • the optical signal is input to the optical splitter 240 as in the case of receiving the DQPSK signal.
  • the optical splitter 240 branches the received optical signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242.
  • the first delay interferometer 241 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 251 and the second arm 252.
  • the phase shift unit 255 included in the second arm 252 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 to 0 according to the first control voltage output from the control unit 280.
  • an optical signal is also input to the second delay interferometer 242, but the output is not selected by the second selector 246. That is, when the DPSK modulation method is used, the optical receiver 2 does not use the second delay interferometer 242.
  • the sample rate of the received DPSK signal is the same as the bit rate B of the received signal.
  • the directional coupler 253 combines the optical signal output from the first arm 252 and the optical signal output from the second arm 252, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal having a bit rate of B and a phase of four values output from the second arm 252 and one symbol output from the first arm 251 50 ps before. Interfere with other optical signals.
  • the directional coupler 253 outputs a differential optical signal with a bit rate of B having a binary light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 converts the differential optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal and outputs it to the 1: 2 demultiplexer 247 and the first selector 245. To do.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 for each bit, and generates two signals with a bit rate of B / 2, one of which is the first 1 is output to the selector 245 and the other is output to the second selector 246.
  • the first selector 245 is a signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 out of the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247. Is output as a signal D3.
  • the second selector 246 selects the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 and outputs it as the signal D4.
  • the optical transmission device 1 transmits a signal to the optical reception device 2 via the optical network 4, and the optical reception device 2 transmits from the optical communication device 1 via the optical network 4. Receive the received signal.
  • the optical receiver 2 When the DPSK signal is transmitted from the optical transmitter 1, the optical receiver 2 according to the present embodiment receives the optical signal by a receiving operation corresponding to the above-described DPSK modulation method.
  • the optical signal When a DQPSK signal is transmitted from the optical transmission device 1, the optical signal is received by a reception operation corresponding to the above-described DQPSK modulation method.
  • the optical transmission device 1 capable of transmitting optical signals of two modulation schemes, namely the DPSK modulation scheme and the DQPSK modulation scheme.
  • the optical transmission device 1 of the present embodiment uses a DPSK modulation method and a DQPSK modulation method, a laser diode 215 that is a light source, a first Mach-Zehnder modulator 213, and a second Mach-Zehnder modulator 214.
  • the first LN modulator driver 211 and the second LN modulator driver 212 can be shared.
  • an optical transmission device that can transmit optical signals of two modulation schemes, DPSK modulation scheme and DQPSK modulation scheme, in a small size and at low cost. That is, space saving and cost reduction can be achieved compared to the configuration of the background art that requires separate optical transmitters for the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method.
  • the optical receiver 2 that can receive optical signals of two modulation schemes of the DPSK modulation scheme and the DQPSK modulation scheme.
  • the optical receiver 2 of the present embodiment uses the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method, the first delay interferometer 241, the second delay interferometer 242, and the first balanced optical-electrical signal converter 243.
  • the second balanced opto-electric signal converter 244 and the 1: 2 demultiplexer 247 can be shared.
  • the optical receiver 2 that can receive the optical signals of the two modulation schemes of the DPSK modulation scheme and the DQPSK modulation scheme can be realized in a small size and at low cost. That is, space saving and cost reduction can be achieved as compared with the configuration of the background art that requires separate optical receivers for the DPSK modulation method and the DQPSK modulation method.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are block diagrams illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the DQPSK modulation method
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the DPSK modulation method.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are block diagrams showing a configuration example of the optical receiving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the DQPSK modulation method
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the DPSK modulation method.
  • optical communication system according to the second embodiment are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
  • the optical transmission device 5 includes a 16: 2 multiplexer 316, a 2: 1 multiplexer 302, a first selector 307, a second selector 308, and a first selector 307.
  • the configuration includes an LN modulator driver 311, a second LN modulator driver 312, a laser diode 315, a modulation unit 317, and a control unit 350.
  • the 16: 2 multiplexer 316 multiplexes 16 electric signals having a bit rate of 2.5 Gbps input from the outside every eight, and generates two signals D1 and D2 having a bit rate of 20 Gbps.
  • the 16: 2 multiplexer 316 outputs the signal D1 to the first selector 307 and the 2: 1 multiplexer 302, and outputs the signal D2 to the second selector 308 and the 2: 1 multiplexer 302.
  • the 2: 1 multiplexer 302 multiplexes the two signals D1 and D2 output from the 16: 2 multiplexer to generate a signal D having a bit rate of 40 Gbps, and outputs the generated signal D to the first selector 307.
  • the first selector 307 selects either the signal D output from the 2: 1 multiplexer 302 or the signal D1 output from the 16: 2 multiplexer 316 according to the first control signal output from the control unit 350. Then, the selected signal is output to the first LN modulator driver 311.
  • the second selector 308 selects either the signal D2 output from the 16: 2 multiplexer 316 or the constant voltage DC according to the second control signal output from the control unit 350, and selects the selected signal as the second signal.
  • the first LN modulator driver 311 amplifies the signal output from the first selector 307 to a required amplitude by 0- ⁇ modulation, and uses a modulator 317 (first Mach-Zehnder type modulation described later) as a drive signal. Output to the device 313).
  • the second LN modulator driver 312 amplifies the signal output from the second selector 308 to a necessary amplitude by 0- ⁇ modulation and uses a modulation unit 317 (second Mach-Zehnder type modulation described later) as a drive signal. Output to the device 314).
  • the laser diode 315 is a light source that generates an optical carrier wave used as a carrier wave, and the output light of the laser diode 215 is supplied to the modulation unit 317.
  • the modulation unit 317 includes a first arm 331, a second arm 332, a branching unit 321, a first Mach-Zehnder type modulator 313, a second Mach-Zehnder type modulator 314, a phase shift unit 318, and an optical signal.
  • a synthesis unit 322 is provided.
  • the first arm 331 and the second arm 332 are set to have the same optical path length.
  • the branching unit 321 branches the optical carrier wave output from the laser diode 315 and outputs it with the same intensity to the first arm 331 and the second arm 332.
  • the first arm 331 includes a first Mach-Zehnder type modulator 313, and the second arm 332 includes a second Mach-Zehnder type modulator 314 and a phase shift unit 318, and the second Mach-Zehnder type A phase shift unit 318 is disposed after the modulator 214.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 313 receives the drive signal output from the first LN modulator driver 311, and the second Mach-Zehnder type modulator 314 receives the second LN modulator driver 312.
  • the drive signal output from is input.
  • the second Mach-Zehnder modulator 314 receives an LN bias from the control unit 250 for adjusting the transmittance.
  • the phase shift unit 318 changes the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 332 according to the value of the bias A output from the control unit 350.
  • the optical signal combining unit 322 combines the optical signals output from the first arm 331 and the second arm 332, and outputs the combined optical signal as a transmission signal.
  • the modulation unit 317 outputs modulated light by changing the phase of the optical carrier according to the drive signals output from the first LN modulator driver 311 and the second LN modulator driver 312.
  • the control unit 350 controls the selection operation of the first selector 307 and the second selector 308, the transmittance of the second Mach-Zehnder modulator 314, and the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 318.
  • the optical receiver 6 of the second embodiment adds a 2:16 demultiplexer 248 to the optical receiver 2 (FIG. 7) of the first embodiment described above. This is the configuration.
  • the 2:16 demultiplexer 248 receives the output signal of the first selector 245 and the output signal of the second selector 246, and separates the two input signals into eight 2.5 Gbps signals. Output. That is, the 2:16 demultiplexer 248 outputs a total of 16 2.5 Gbps signals.
  • Other configurations of the optical receiver 6 are the same as those of the optical receiver 2 of the first embodiment.
  • the first selector 307 selects the signal D1
  • the second selector 308 selects the signal D2.
  • the first LN modulator driver 311 amplifies the signal D1 to the required amplitude by 0- ⁇ modulation.
  • the second LN modulator driver 312 amplifies the signal D2 to a required amplitude by 0- ⁇ modulation.
  • the voltage V ⁇ required to shift the phase of the optical signal by ⁇ in one modulator is about 3.5V to 6V.
  • a voltage of amplitude that is, about 7 Vpp to 12 Vpp, 0- ⁇ modulation is possible, and a DQPSK signal having a binary phase can be generated.
  • the phase shift unit 318 included in the second arm 332 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 332 to ⁇ / 2 according to the second control voltage output from the control unit 350.
  • the optical signal combining unit 322 combines the optical signals output from the first arm 331 and the second arm 332, and outputs the combined optical signal as a transmission signal.
  • a DQPSK signal having a sample rate of 20 Gsps, a bit rate of 40 Gbps, and a quaternary phase as shown by a constellation 226 in FIG. 9 is generated, and the optical transmission device 5 outputs the DQPSK signal as a transmission signal.
  • a differential drive type may be used for the Mach-Zehnder type modulator.
  • the first Mach-Zehnder type modulator 313 and the second Mach-Zehnder type modulator 314 may be supplied with a differential signal having an amplitude of 2V ⁇ as a drive signal.
  • the first selector 307 selects the signal D output from the 2: 1 multiplexer 302 and having a bit rate of 40 Gbps,
  • the selector 308 selects the constant voltage DC.
  • the first LN modulator driver 311 amplifies the signal D to the required amplitude 2V ⁇ by 0- ⁇ modulation.
  • the control unit 350 sets the value of the LN bias supplied to the modulation unit 317 so that the transmittance of the second Mach-Zehnder type modulator 314 becomes zero.
  • the optical transmission device 5 illustrated in FIG. 10 outputs a DPSK signal having a binary phase indicated by a constellation 225 as a transmission signal.
  • the DQPSK signal (optical signal) received by the optical receiver 6 is input to the optical splitter 240.
  • the optical splitter 240 branches the received optical signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242.
  • the first delay interferometer 241 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 251 and the second arm 252.
  • the phase shift unit 255 provided in the second arm 252 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 to ⁇ / 4 according to the first control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 253 combines the optical signal output from the first arm 252 and the optical signal output from the second arm 252, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal output from the second arm 252 is shifted in phase by ⁇ / 4, the bit rate is B / 2 sps, and the phase is quaternary.
  • One symbol 50 ps before the optical signal output from the arm 251 interferes.
  • the directional coupler 253 outputs a differential optical signal with a bit rate of B / 2 having a binary light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 for example, a balanced PD (Photo Detector) is used.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 converts the differential optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal and outputs it to the 1: 2 demultiplexer 247 and the first selector 245. To do.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 for each bit, and generates two signals with a bit rate of B / 2, one of which is the first 1 is output to the selector 245 and the other is output to the second selector 246.
  • the first selector 245 includes a first balanced optical / electrical signal converter out of the signal output from the first balanced optical / electrical signal converter 243 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247.
  • a signal with a bit rate of B / 2 output from 243 is selected and output to the 2:16 demultiplexer 248.
  • the second delay interferometer 242 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 261 and the second arm 262.
  • the phase shift unit 265 provided in the second arm 262 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 262 to ⁇ / 4 according to the second control voltage output from the control unit 280.
  • the directional coupler 263 combines the optical signal output from the first arm 262 and the optical signal output from the second arm 262, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal output from the second arm 262, shifted in phase by ⁇ / 4, bit rate B / 2sps, and phase quaternary, 1 symbol 50 ps before the optical signal output from the arm 261 interferes.
  • the directional coupler 263 outputs a differential optical signal with a bit rate of B / 2 having a binary light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals.
  • the second balanced optical-electrical signal converter 244 converts the differential optical signal output from the second delay interferometer 242 into an electrical signal and outputs it to the second selector 246.
  • the second selector 246 includes a second balanced optical-electrical signal converter out of the signal output from the second balanced optical-electrical signal converter 244 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247.
  • a signal having a bit rate of B / 2 output from 244 is selected and output to the 2:16 demultiplexer 248.
  • the 2:16 demultiplexer 248 separates the 20 Gbps signals output from the first selector 245 and the second selector 246 into eight signals of 2.5 Gbps, respectively, and outputs them.
  • the DPSK signal (optical signal) received by the optical receiver 6 is input to the optical splitter 240 in the same manner as the DQPSK signal.
  • the optical splitter 240 branches the received optical signal and outputs it to the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242.
  • the first delay interferometer 241 branches the input optical signal and outputs it to the first arm 251 and the second arm 252.
  • the phase shift unit 255 included in the second arm 252 sets the phase shift amount of the optical signal transmitted by the second arm 252 to 0 according to the first control voltage output from the control unit 280.
  • an optical signal is also input to the second delay interferometer 242, but the output is not selected by the second selector 246. That is, when the DPSK modulation method is used, the optical receiver 6 does not use the second delay interferometer 242.
  • the sample rate of the received DPSK signal is the same as the bit rate B of the received signal.
  • the directional coupler 253 combines the optical signal output from the first arm 252 and the optical signal output from the second arm 252, and further separates and outputs the two signals having a phase difference of ⁇ . .
  • an optical signal having a bit rate of B and a phase of four values output from the second arm 252 and one symbol output from the first arm 251 50 ps before. Interfere with other optical signals.
  • the directional coupler 253 outputs a differential optical signal with a bit rate of B having a binary light intensity corresponding to the phase difference between the two input optical signals.
  • the first balanced optical-electrical signal converter 243 converts the differential optical signal output from the first delay interferometer 241 into an electrical signal and outputs it to the 1: 2 demultiplexer 247 and the first selector 245. To do.
  • the 1: 2 demultiplexer 247 separates the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 for each bit, and generates two signals with a bit rate of B / 2, one of which is the first 1 is output to the selector 245 and the other is output to the second selector 246.
  • the first selector 245 is a signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 out of the signal output from the first balanced optical-electrical signal converter 243 and the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247. Is output to the 2:16 demultiplexer 248.
  • the second selector 246 selects the signal output from the 1: 2 demultiplexer 247 and outputs the selected signal to the 2:16 demultiplexer 248.
  • the 2:16 demultiplexer 248 separates the two signals output from the 1: 2 demultiplexer 247 into eight 2.5 Gbps signals, respectively, and outputs a total of 16 2.5 Gbps signals.
  • the optical transmission device 5 the optical reception device 6, and the optical communication system of the second embodiment, the same effects as the optical transmission device 1, the optical reception device 2, and the optical communication system 3 of the first embodiment are obtained. It is done.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transmission apparatus according to the third embodiment
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical reception apparatus according to the third embodiment. Since the configuration and operation of the optical communication system are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the optical transmission device 7 As illustrated in FIG. 13, the optical transmission device 7 according to the third embodiment outputs the signal Db output from the 2: 1 multiplexer 302 to the second selector 308. This is different from the transmission device 5 (FIGS. 9 and 10). Other configurations of the optical transmission device 7 are the same as those of the optical transmission device 5 of the second embodiment.
  • the optical receiver 8 of the third embodiment includes the output signal of the first balanced optical-electrical signal converter 243 and the second balanced optical-electrical signal converter 244. This is different from the optical receiver 6 (FIGS. 11 and 12) of the second embodiment in that a difference signal from the output signal is input to a 1: 2 demultiplexer 247.
  • the optical receiver 8 of the third embodiment outputs the difference between the output signal of the first balanced optical-electrical signal converter 243 and the output signal of the second balanced optical-electrical signal converter 244.
  • the difference detector 360 is provided.
  • the difference detector 360 subtracts the difference signal obtained by subtracting the output value of the second balanced optical-electrical signal converter 244 from the output value of the first balanced optical-electrical signal converter 243 from the 1: 2 demultiplexer 247. Output to.
  • Other configurations and operations of the optical receiver 8 are the same as those of the optical receiver 6 of the second embodiment.
  • the optical transmission device 7 and the optical reception device 8 of the third embodiment have the same transmission operation and reception operation when using the DQPSK modulation method as those of the second embodiment described above, and use the DPSK modulation method. Only the operation is different from that of the second embodiment.
  • the DPSK modulation method is used only the operation when the DPSK modulation method is used will be described, and the description of the operation when the DQPSK modulation method is used will be omitted.
  • the signal D output from the 2: 1 multiplexer 302 is input to the first selector 307 and the signal Db is input to the second selector 308.
  • the first selector 307 selects the signal D according to the first control signal output from the control unit 350, and outputs the selected signal D to the first LN modulator driver 311.
  • the second selector 308 selects the signal Db according to the second control signal output from the control unit 350, and outputs the selected signal Db to the second LN modulator driver 312.
  • the first LN modulator driver 311 amplifies the amplitude of the signal D to 2V ⁇ and outputs the amplified signal to the first Mach-Zehnder type modulator 313 as a drive signal. This causes the first Mach-Zehnder type modulator 313 to perform 0- ⁇ modulation.
  • the second LN modulator driver 312 amplifies the amplitude of the signal Db to 2V ⁇ and outputs it to the Mach-Zehnder type modulator 314 as a drive signal. This causes the second Mach-Zehnder type modulator 314 to perform 0- ⁇ modulation.
  • the phase of the modulated optical signal is shifted by ⁇ . It becomes.
  • the phase shift amount of the optical signal is set to ⁇ by the phase shift unit 318 provided in the second arm 332 of the modulation unit 317.
  • the optical signal output from the second Mach-Zehnder type modulator 314 is in phase with the optical signal output from the first Mach-Zehnder type modulator 313.
  • the optical signal (DPSK signal) output from the optical signal combining unit 322 of the modulation unit 317 is the light output from the optical transmission device 5 of the second embodiment, as indicated by the constellation 330 in FIG. It is twice as strong as the signal.
  • the transmittance of the second Mach-Zehnder modulator 314 included in the modulation unit 317 is set to 0.
  • the optical signal input to the Zehnder type modulator 314 is wasted.
  • the output signal of the light source (laser diode 315) can be used without waste even when operating in the DPSK modulation method.
  • a transmission signal having twice the intensity can be obtained.
  • the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 255 is set to 0, and in the second delay interferometer 242, the phase shift amount of the optical signal by the phase shift unit 265 is set. Is set to ⁇ .
  • the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242 output signals whose logics are inverted at the same speed (40 Gbps) as the bit rate.
  • a difference signal between the two signals is supplied to the 1: 2 demultiplexer 247.
  • the difference detector 360 is used is shown, but a configuration without the difference detector 360 is also possible.
  • the differential input type 1: 2 demultiplexer 247 is used, and the first delay interferometer 241 and the second delay interferometer 242 output the positive and negative inputs of the 1: 2 demultiplexer 247, respectively.
  • the signals may be supplied at the same timing.
  • the operations of the first selector 245, the second selector 246 and the 2:16 demultiplexer 248 are the same as those in the second embodiment described above.
  • the optical signal input to the second delay interferometer 242 is not used during operation using the DPSK modulation method, and thus the optical receiver 6 is input to the second delay interferometer 242.
  • the optical signal component is wasted.
  • the received signal can be used without waste even when operating in the DPSK modulation method.
  • the optical transmission device 7, the optical reception device 8, and the optical communication system of the third embodiment the same effects as those of the optical transmission device 5, the optical reception device 6, and the optical communication system of the second embodiment are obtained.
  • a DPSK signal twice as strong as that of the optical transmitter 5 of the second embodiment is obtained from the optical transmitter 7.
  • the optical signal input to the second delay interferometer 242 is also used, so that the received signal can be used without waste.

Abstract

　光搬送波を変調する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号を位相シフトさせる位相シフト部を備える。第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号と位相シフト後の光信号とを合成する。送信信号のビットレートをＢとすると、ＤＰＳＫ変調方式で送信するとき、ビットレートがＢの信号にしたがって第１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する。一方、ＤＱＰＳＫ変調方式で送信するとき、ビットレートがＢ／２の信号にしたがって第１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する。

Description

光送信装置、光受信装置および光通信システム
　本発明は、光信号を送受信する光送信装置、光受信装置および光通信システムに関する。
　光通信において、高速なＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength　Division　Multiplexing）光通信システムに適用された、または適用が期待されている代表的な変調方式として、ＤＰＳＫ（Differential　Phase－Shift　Keying）変調方式およびＤＱＰＳＫ（Differential　Quadrature　Phase－Shift　Keying）変調方式がある。
　ＤＰＳＫ変調方式は、非特許文献１に記載されているように、光雑音耐力が高く、ＤＱＰＳＫ変調方式よりも送受信装置の装置構成や制御が単純であり、小型化、低コスト化に適している。ＤＰＳＫ変調方式は、既に高速なＷＤＭ光通信システムで採用されている。ＤＰＳＫ変調方式の送受信装置の構成については、例えば非特許文献２に記載されている。
　一方、ＤＱＰＳＫ変調方式は、送受信装置の構成や制御がＤＰＳＫ変調方式よりも複雑になるが、波長の利用効率、波長分散耐力、偏波分散耐力に優れた通信方式であり、これらの利点が必要とされる次世代光通信システムへの適用が期待されている。ＤＱＰＳＫ変調方式の送受信装置の構成については、例えば特許文献１や非特許文献３に記載されている。
　次に、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式を用いる背景技術の光送受信装置の構成および動作について図１から図５を用いて説明する。
　まず、ＤＰＳＫ変調方式を用いる光送信装置（以下、ＤＰＳＫ光送信装置と称す）およびＤＰＳＫ変調方式を用いる光受信装置（以下、ＤＰＳＫ光受信装置と称す）の構成について説明する。
　図１は背景技術のＤＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図であり、図２は背景技術のＤＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。図１および図２は、ビットレートＢが４０Ｇｂｐｓの光信号を送受信する背景技術のＤＰＳＫ光送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置の構成例を示している。
　図１に示すように、背景技術のＤＰＳＫ光送信装置１００は、１６：２マルチプレクサ３１６、２：１マルチプレクサ２０２、レーザダイオード２１５、ＬＮ変調器用ドライバ（ＬＮ：Lithium　Niobate）２１１およびＬＮ変調器４０１を有する構成である。
　また、図２に示すように、背景技術のＤＰＳＫ光受信装置１０７は、１ビット遅延干渉計４４１、バランス型光－電気信号変換器４４２、１：２デマルチプレクサ２４７および２：１６デマルチプレクサ２４８を有する構成である。
　１ビット遅延干渉計４４１は、第１のアーム４４３、第２のアーム４４４、光伝送路４４５、位相シフト部４４６および方向性結合器４４７を備えている。光伝送路４４５は第１のアーム４４３に設けられ、位相シフト部４４６は第２のアーム４４４に設けられている。
　光伝送路４４５は、第１のアーム４４３で伝送される光信号を、第２のアーム４４４で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓ（ピコ秒）だけ遅延させる。すなわち、第２のアーム４４４は、第１のアーム４４３が光伝送路４４５を有することで、第１のアーム４４３よりも光路長が１／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
　位相シフト部４４６は、外部から入力される制御電圧にしたがって第２のアーム４４４で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
　方向性結合器４４７は、第１のアーム４４３から出力された光信号と第２のアーム４４３から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。
　次に図１および図２に示した背景技術のＤＰＳＫ光送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置の動作について説明する。
　図１に示すＤＰＳＫ光送信装置１００は、ビットレートが低速（例えば、２．５Ｇｂｐｓ）の１６個の信号を受信する。これらの信号は１６：２マルチプレクサ３１６に入力される。なお、１６：２マルチプレクサ３１６には、４０Ｇｂｐｓのデータ転送で用いる標準的なインタフェースである、例えばＳＦＩ－５ＩＦを介して信号が入力される。
　１６：２マルチプレクサ３１６は、受信した１６個の２．５Ｇｂｐの信号を、８つ毎に多重することでビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号を生成し、生成した信号を２：１マルチプレクサ２０２へ出力する。
　２：１マルチプレクサ２０２は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力されたビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号を多重し、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを生成してＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。なお、４０Ｇｂｐｓは、図１のＤＰＳＫ光送信装置１００から出力される送信信号のビットレートでもある。
　ＬＮ変調器用ドライバ２１１は、信号Ｄの振幅を０－π変調で必要な電圧まで増幅し、駆動信号としてＬＮ変調器４０１へ出力する。
　レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光（以下、光搬送波と称す）を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光はＬＮ変調器４０１へ供給される。
　ＬＮ変調器４０１は、ＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトさせることで変調光を出力する。
　図１に示すコンステレーション２２５は、一般的なＤＰＳＫ信号（ＤＰＳＫ光送信装置から出力される送信信号）の位相を示している。コンステレーション２２５で示すように、ＤＰＳＫ信号の位相はサンプル毎に０またはπとなる。
　図２に示すＤＰＳＫ光受信装置１０７は、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの光信号を受信すると、該光信号は１ビット遅延干渉計４４１に入力される。
　１ビット遅延干渉計４４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム４４３および第２のアーム４４４に出力する。第１のアーム４４３には第２のアーム４４４に対して光信号を時間Ｔ＝τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓだけ遅延させる光伝送路４４５を備えている。したがって、方向性結合器４４７では、第２のアーム４４４を介して入力された光信号と、第１のアーム４４３を介して入力された１ビット前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器４４７からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、１ビット遅延干渉計４４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
　バランス型光－電気信号変換器４４２は、１ビット遅延干渉計４４１から出力された差動光信号を電気信号Ｄへ変換する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、バランス型光－電気信号変換器４４２から出力された電気信号Ｄをビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号に分離する。
　２：１６デマルチプレクサ２４８は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された２つの信号を、それぞれビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離する。
　次に、背景技術のＤＱＰＳＫ変調方式の光送信装置（以下、ＤＱＰＳＫ光送信装置と称す）およびＤＱＰＳＫ変調方式の光受信装置（以下、ＤＱＰＳＫ光受信装置と称す）の構成について説明する。
　図３は背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図であり、図４は背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。図３および図４は、ビットレートＢが４０Ｇｂｐｓの光信号を送受信する背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置の構成例を示している。
　図３に示すように、背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置１０１は、１６：２マルチプレクサ３１６、レーザダイオード２１５、第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１、第１のＬＮ変調器用ドライバ４２２およびＬＮ変調器４１０を有する構成である。
　ＬＮ変調器４１０は、第１のアーム４３１、第２のアーム４３２、第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２および位相シフト部４１３を備えている。第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１は第１のアーム４３１に設けられ、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２は第２のアーム４３２に設けられている。位相シフト部４１３は第２のアーム４３２の２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２の後段に配置されている。
　図４に示すように、背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置１０８は、光スプリッタ２４０、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光－電気信号変換器４５３、第２のバランス型光－電気信号変換器４５４および２：１６デマルチプレクサ２４８を有する構成である。
　第１の遅延干渉計２４１は、第１のアーム２５１、第２のアーム２５２、光伝送路２５６、位相シフト部２５５および方向性結合器２５３を備えている。光伝送路２５６は第１のアーム２５１に設けられ、位相シフト部２５５は第２のアーム２５２に設けられている。
　第２の遅延干渉計２４２は、第１のアーム２６１、第２のアーム２６２、光伝送路２６６、位相シフト部２６５および方向性結合器２６３を備えている。光伝送路２６６は第１のアーム２６１に設けられ、位相シフト部２６５は第２のアーム２６２に設けられている。
　次に背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置の動作について説明する。
　図３に示すＤＱＰＳＫ光送信装置１０１は、ビットレートが低速（例えば、２．５Ｇｂｐｓ）の１６個の信号を受信する。これらの信号は１６：２マルチプレクサ３１６に入力される。１６：２マルチプレクサ３１６には、４０Ｇｂｐｓのデータ転送で用いる標準的なインタフェースである、例えばＳＦＩ－５ＩＦを介して信号が入力される。
　１６：２マルチプレクサ３１６は、受信した１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を８つ毎に多重することで、ビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号Ｄ１およびＤ２を生成する。なお、図３に示すＤＱＰＳＫ光送信装置１０１の送信信号のビットレートは４０Ｇｂｐｓである。したがって、信号Ｄ１、Ｄ２のビットレートは、送信信号の１／２のビットレートである２０Ｇｂｐｓとなる。
　１６：２マルチプレクサ３１６は、生成した一方の信号Ｄ１を第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１へ出力し、他方の信号Ｄ２を第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２へ出力する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ１の振幅を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１へ出力する。
　第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２は、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ２の振幅を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２へ出力する。
　レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光はＬＮ変調器４１０へ供給される。
　ＬＮ変調器４１０は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム４３１および第２のアーム４３２へ出力する。
　第１のアーム４３１が備える第１のマッハ・ツェンダ型変調器４１１および第２のアーム４３２が備える第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２は、対応する第１のＬＮ変調器用ドライバ４２１または第２のＬＮ変調器用ドライバ４２２から出力された駆動信号にしたがってレーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトさせることで変調光を出力する。
　さらに、第２のアーム４３２では、位相シフト部４１３による光信号の位相シフト量がバイアスＡの値にしたがってπ／２に設定される。このため、第２のマッハ・ツェンダ型変調器４１２から出力された光信号は、位相がπ／２だけシフトされた後、第１のアーム４３１から出力された光信号と合成（合波）される。
　図３の４１５および４１６は、合成される前の位相が２値の光信号のコンステレーションを示している。すなわち、４１５は第１のアーム４３１から出力される光信号のコンステレーションを示し、４１６は第２のアーム４３２から出力される光信号のコンステレーションを示している。
　また、図３の２２６は、第１のアーム４３１から出力された光信号と第２のアーム４３２から出力された光信号とを合成した、位相が４値の光信号のコンステレーションを示している。
　コンステレーション２２６は、一般的なＤＱＰＳＫ信号の位相を示し、ＤＱＰＳＫ信号の位相は、サンプル毎にπ／４、３π／４、５π／４または７π／４となる。このＤＱＰＳＫ信号は、１サンプルあたり４値＝２ビットの情報を持つため、ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓの場合、サンプルレートは２０Ｇｓｐｓとなる。
　図４に示すＤＱＰＳＫ光受信装置１０８は、光信号（ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓ、サンプル速度＝２０Ｇｓｐｓ）を受信すると、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。
　光スプリッタ２４０は、入力された光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２へ出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアームに２５２に出力する。第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。ＤＱＰＳＫ変調方式は、ＤＰＳＫ変調方式と比べてサンプル間隔が２倍となるため、１サンプル前の信号との干渉に必要な遅延時間はＤＰＳＫ変調方式の２倍となる。
　第２のアーム２５２では、位相シフト部２５５により第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量がπ／４に設定される。
　方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２にて位相がπ／４だけシフトされた光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
　第１のバランス型光－電気信号変換器４５３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号Ｄ１へ変換して出力する。
　第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２６２は、第１のアーム２６１が光伝送路２６６を有することで、第１のアーム２６１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
　第２のアーム２６２では、位相シフト部２６５により第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量が－π／４に設定される。
　方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２にて位相が－π／４だけシフトされた光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。このとき、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
　第２のバランス型光－電気信号変換器４５４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号Ｄ２へ変換して出力する。
　２：１６デマルチプレクサ２４８は、第１のバランス型光－電気信号変換器４５３から出力された信号Ｄ１をビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力し、第２のバランス型光－電気信号変換器４５４から出力された信号Ｄ２をビットレートが２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力する。
　上述したように、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にはそれぞれ異なる利点があるため、光通信システムにおいては、各種の条件に応じてＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式とを切り換えて使用できることが望ましい。
　図５はＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式をそれぞれ利用可能な背景技術の光通信システム１０００の構成を示すブロック図である。
　図５に示すように、背景技術の光通信システム１０００は、ＤＰＳＫ光送信装置１００、ＤＱＰＳＫ光送信装置１０１、光スイッチ１０２、光スイッチ１０６、ＤＰＳＫ光受信装置１０７およびＤＱＰＳＫ光受信装置１０８を備え、
　ＤＰＳＫ光送信装置１００およびＤＱＰＳＫ光送信装置１０１と、ＤＰＳＫ光受信装置１０７およびＤＱＰＳＫ光受信装置１０８とが、光スイッチ１０２、光スイッチ１０６および光ネットワーク１０５を介して接続された構成である。
　図５に示す背景技術の光通信システム１０００では、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光スイッチ１０２によりＤＰＳＫ光送信装置１００から出力された光信号を光ネットワーク１０５に送信し、光ネットワーク１０５から受信した光信号を光スイッチ１０６によりＤＰＳＫ光受信装置１０７へ出力する。
　また、ＤＱＰＳＫ変調方式を使用する場合、光スイッチ１０２によりＤＱＰＳＫ光送信装置１０１から出力された光信号を光ネットワーク１０５に送信し、光ネットワーク１０５から受信した光信号を光スイッチ１０６によりＤＱＰＳＫ光受信装置１０８へ出力する。
　図５に示すように、背景技術の光通信システム１０００では、ＤＰＳＫ変調方式だけに対応するＤＰＳＫ送信装置およびＤＰＳＫ光受信装置、並びにＤＱＰＳＫ変調方式だけに対応するＤＱＰＳＫ送信装置およびＤＱＰＳＫ光受信装置を備え、さらに、それらの送受信装置間の接続を切り換える光スイッチ等の切り換え手段を備える必要がある。
　したがって、背景技術の光通信システム１０００は、小型化および低コスト化に適していない。
特表２００４－５１６７４３号公報
G．Charlet,　et　al.,　"Efficient　Mitigation　of　Fiber　Impairments　in　an　Ultra－Long　Haul　Transmission　of　40Gbit/s　Polarization－Multiplexed　Data　By　Digital　Processing　in　a　Coherent　Receiver",　Optical　Fiber　Communication　Conference,　2007　Optical　Society　of　America,　PDP17 J.-X．Cai,　et　al.,　"Experimental　Comparison　of　DPSK　and　OOK　Modulation　Formats　over　Slope-Matched　Fiver　Spans",　Optical　Fiber　Communication　Conference,　2004　Optical　Society　of　America,　FMI R．A．Griffin,　et　al.,　"Optical　Differential　Quadrature　Phase－Shift　Key（oDQPSK）for　High　Capacity　Optical　Transmission",　Optical　Fiber　Communication　Conference　and　Exhibit,　OFC　2002,　WX6,　pp.367
　そこで本発明は、ＤＰＳＫおよびＤＱＰＳＫの２つの変調方式を使用できる光送信装置、光受信装置および光通信システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明の光送信装置は、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
　ビットレートがＢである第３の信号、ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
　光搬送波を生成する光源と、
　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
　前記制御部は、
　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３または第５の信号を選択させ、
　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
　または、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
　ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
　光搬送波を生成する光源と、
　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
　前記制御部は、
　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
　または、送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
　ビットレートがＢである第３の信号またはビットレートがＢ／２である第４の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
　光搬送波を生成する光源と、
　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
　前記制御部は、
　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる構成である。
　一方、本発明の光受信装置は、受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
　受信した光信号を２つに分岐する光スプリッタと、
　入力された光信号がさらに分岐されて入力される、第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームと、前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された一方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉計と、
　入力された光信号がさらに分岐されて入力される第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームと、前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された他方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉計と、
　前記第１の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第１の光－電気信号変換器と、
　前記第２の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第２の光－電気信号変換器と、
　前記第１の位相シフト部および前記第２の位相シフト部を制御する制御部と、
を有し、
　前記制御部は、
　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、
　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき
　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量を－π／４に設定する構成である。
　本発明の光通信システムは、上記したいずれか１つの光送信装置と、上記光受信装置とを有する。
図１は、背景技術のＤＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図である。 図２は、背景技術のＤＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。 図３は、背景技術のＤＱＰＳＫ光送信装置の構成を示すブロック図である。 図４は、背景技術のＤＱＰＳＫ光受信装置の構成を示すブロック図である。 図５は、背景技術の光通信システムの構成を示すブロック図である。 図６は、第１の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。 図７は、第１の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。 図８は、第１の実施の形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図９は、第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１０は、第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１１は、第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１２は、第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１３は、第３の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１４は、第３の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。
　次に本発明について図面を用いて説明する。
　（第１の実施の形態）
　図６は第１の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図７は第１の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。また、図８は第１の実施の形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。
　まず、第１の実施の形態の光送信装置１の構成について説明する。
　本発明の光送信装置１は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式を用いた送信がそれぞれ可能な構成である。
　図６に示すように、第１の実施の形態の光送信装置１は、２：１マルチプレクサ２０２、第１のセレクタ２０７、第２のセレクタ２０８、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２、レーザダイオード２１５、変調部２１７および制御部２５０を有する構成である。
　第１の実施の形態の光送信装置１は、ビットレートが送信信号のビットレートＢの１／２（＝Ｂ／２）である信号Ｄ１およびＤ２を受信する。光送信装置１の送信信号のビットレートＢが、例えば４０Ｇｂｐｓである場合、信号Ｄ１およびＤ２のビットレートＢ／２は２０Ｇｂｐｓとなる。
　信号Ｄ１は２：１マルチプレクサ２０２および第１のセレクタ２０７へ入力され、信号Ｄ２は２：１マルチプレクサ２０２および第２のセレクタ２０８へ入力される。
　２：１マルチプレクサ２０２は、信号Ｄ１と信号Ｄ２を多重し、ビットレートが送信信号のビットレートＢである信号Ｄと、その反転信号である信号Ｄｂとを生成する。２：１マルチプレクサ２０２は、信号Ｄを第１のセレクタ２０７へ出力し、信号Ｄｂを第２のセレクタ２０８へ出力する。
　第１のセレクタ２０７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ供給する信号を選択するための選択回路である。第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力される第１制御信号にしたがって、信号Ｄ１または信号Ｄのいずれか一方を選択し、該選択した信号を第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
　第２のセレクタ２０８は、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ供給する信号を選択するための選択回路である。第２のセレクタ２０８には、信号Ｄ２および信号Ｄｂが入力されると共に、定電圧ＤＣが入力される。第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力される第２制御信号にしたがって、信号Ｄ２、ＤｂまたはＤＣ（定電圧ＤＣ）のいずれか一つを選択し、該選択した信号を第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ出力する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１は、第１のセレクタ２０７から出力された信号の振幅を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部２１７（後述する第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３）へ出力する。
　第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２は、第２のセレクタ２０８から出力された信号の振幅を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部２１７（後述する第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４）へ出力する。
　レーザダイオード２１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光は変調部２１７へ供給される。
　変調部２１７は、第１のアーム２３１、第２のアーム２３２、分岐部２２１、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４、位相シフト部２１８および光信号合成部２２２を備えている。
　第１のアーム２３１と第２のアーム２３２は、それぞれの光路長が等しい長さに設定されている。
　分岐部２２１は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２に等しい強度で出力する。
　第１のアーム２３１は第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３を備え、第２のアーム２３２は第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４および位相シフト部２１８を備え、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の後段に位相シフト部２１８が配置されている。
　第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３には第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号が入力され、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４には第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力された駆動信号が入力される。なお、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４には、その透過率を調節するためのＬＮバイアスが制御部２５０から入力される。
　位相シフト部２１８は、制御部２５０から出力されるバイアスＡの値にしたがって第２のアーム２３２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
　光信号合成部２２２は、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
　変調部２１７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力される駆動信号にしたがって光搬送波の位相を変化させることで変調光を出力する。
　制御部２５０は、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８の選択動作、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の透過率、位相シフト部２１８による光信号の位相シフト量を制御する。
　次に第１の実施の形態の光受信装置２の構成について説明する。
　第１の実施の形態の光受信装置２は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号をそれぞれ受信可能な構成である。
　図７に示すように、第１の実施の形態の光受信装置２は、光スプリッタ２４０、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４、１：２デマルチプレクサ２４７、第１のセレクタ２４５、第２のセレクタ２４６および制御部２８０を有する構成である。
　光スプリッタ２４０は、受信信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２にそれぞれ等しい強度で出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、第１のアーム２５１、第２のアーム２５２、光伝送路２５６、位相シフト部２５５および方向性結合器２５３を備えている。
　第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
　位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
　方向性結合器２５３は、第１のアーム２５１から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。
　第２の遅延干渉計２４２は、第１のアーム２６１、第２のアーム２６２、光伝送路２６６、位相シフト部２６５および方向性結合器２６３を備えている。
　第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して１サンプル分の時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２６２は、第１のアーム２６１が光伝送路２６６を有することで、第１のアーム２６１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
　位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
　方向性結合器２６３は、第１のアーム２６１から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。
　第１のバランス型光－電気信号変換器２４３は第１の遅延干渉計２４１から出力された光信号を電気信号に変換し、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４は第２の遅延干渉計２４２から出力された光信号を電気信号に変換する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号を、その１／２のビットレートの２つの信号に分離して出力する。例えば、ビットレートＢの送信信号が入力された場合、ビットレートがＢ／２の２つの信号を出力する。
　第１のセレクタ２４５は、制御部２８０から出力される第１制御信号にしたがって、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号または第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号の何れか一方を選択して出力する。
　第２のセレクタ２４６は、制御部２８０から出力される第２制御信号にしたがって、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号または第２のバランス型光－電気信号変換器２４４から出力された信号の何れか一方を選択して出力する。
　なお、本実施形態の光受信装置２は、光スプリッタ２４０で２つのパスに分岐された信号が同じタイミングで第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６に到着するように設計されているものとする。
　制御部２８０は、第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６による選択動作、位相シフト部２５５，２６５による光信号の位相シフト量を制御する。
　次に第１の実施の形態の光通信システム３の構成について説明する。
　本実施形態の光通信システム３は、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式とを切り換えて使用可能な構成である。
　図８に示すように、第１の実施の形態の光通信システム３は、光送信装置１および光受信装置２を備え、光送信装置１および光受信装置２が光ネットワーク４を介して接続された構成である。
　まず、図６を用いて第１の実施の形態の光送信装置１の動作（送信動作）について説明する。
　本実施形態の光送信装置１には、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ１が第１のセレクタ２０７および２：１マルチプレクサ２０２に入力され、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ２が第２のセレクタ２０８および２：１マルチプレクサ２０２に入力される。
　２：１マルチプレクサ２０２は、入力された２つの信号Ｄ１、Ｄ２をビット多重することで、送信信号のビットレートＢに等しい信号Ｄと、該信号Ｄの反転信号である信号Ｄｂとを生成する。２：１マルチプレクサ２０２は、第１のセレクタ２０７に信号Ｄを出力し、第２のセレクタ２０８に信号Ｄｂを出力する。
　ここまでの動作は、ＤＱＰＳＫ変調方式およびＤＰＳＫ変調方式で共通である。その後の動作について、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合とＤＰＳＫ変調方式を用いる場合とに分けて以下に説明する。
　まず、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作について説明する。
　この場合、第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力された第１制御信号にしたがって、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ１を選択し、選択した信号Ｄ１を第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
　第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力された第２制御信号にしたがって、ビットレートがＢ／２の信号Ｄ２を選択し、選択した信号Ｄ２を第２のＬＮ変調器用２１２へ出力する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１は、第１のセレクタ２０７から出力された信号Ｄ１を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３へ出力する。
　第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２は、第２のセレクタ２０８から出力された信号Ｄ２を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４へ出力する。
　変調部２１７の分岐部２２１は、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波を分岐し、強度が等しい２つの光を第１のアーム２３１および第２のアーム２３２に出力する。
　第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトする（０－π変調）。同様に、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４は、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２から出力された駆動信号にしたがって、レーザダイオード２１５から出力された光搬送波の位相を０またはπにシフトする（０－π変調）。ここで、第２のアーム２３２では、位相シフト部２１８により伝送される光信号の位相がさらにπ／２だけシフトされる。
　光信号合成部２２２は、第１のアーム２３１で伝送された光信号と第２のアーム２３２で伝送された光信号とを合成し、送信信号として出力する。
　図６の２２６は、第１のアーム２３１から出力される光信号と、第２のアーム２３２から出力される光信号とを合成した位相が４値の光信号、すなわちＤＱＰＳＫ信号のコンステレーションを示している。
　ＤＱＰＳＫ信号は、コンステレーション２２６で示すように、位相がπ／４、３π／４、５π／４または７π／４となる４０Ｇｂｐｓの信号であり、そのサンプル速度は２０Ｇｓｐｓである。
　第１の実施の形態の光送信装置１のＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作は、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２の前段に追加された２：１マルチプレクサ２０２、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８による動作を除いて、図３に示した背景技術のＤＱＰＳＫ送信装置１０１と同様である。
　次にＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作について説明する。
　ＤＰＳＫ変調を用いる場合、第１のセレクタ２０７は、制御部２５０から出力される第１制御信号にしたがって信号Ｄを選択し、選択した信号Ｄを第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１へ出力する。
　第２のセレクタ２０８は、制御部２５０から出力される第２制御信号にしたがって信号Ｄｂまたは定電圧ＤＣを選択し、選択した信号ＤｂまたはＤＣを第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２へ出力する。
　第２のセレクタ２０８から定電圧ＤＣが出力された場合、第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２の出力振幅は０となる。また、制御部２５０は、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の透過率が０となるように、変調部２１４に供給するＬＮバイアスの値を設定する。
　この場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４はレーザダイオード２１５の光搬送波を遮断するため、変調部２１７からは第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３で変調された、位相が２値の信号のみが出力される。すなわち、図６に示す光送信装置１は、コンステレーション２２５で示す、位相が２値のＤＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
　一方、第２のセレクタ２０８から反転信号Ｄｂが出力された場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４からは光搬送波を０－π変調した信号が出力される。この信号は、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３で０－π変調された信号に対して位相が反転した信号である。また、位相シフト部２１８による光信号の位相シフト量は、制御部２５０から出力されるバイアスＡの値によりπに設定される。
　この場合、第１のアーム２３１および第２のアーム２３２からは位相が同じ２値のＤＰＳＫ信号が出力され、光信号合成部２２２からはこれらの信号を合成（加算）した光信号が出力される。すなわち、図１に示した背景技術の光送信装置と比べて２倍の強度のＤＰＳＫ信号が出力される。
　図６に示すコンステレーション２２５は、第１の実施の形態の光送信装置１から出力されるＤＰＳＫ信号（光送信装置１から出力される送信信号）の位相を示している。コンステレーション２２５で示すように、ＤＰＳＫ信号の位相はサンプル毎に０またはπとなる。
　次に図７を用いて第１の実施の形態の光受信装置２の受信動作について説明する。
　まず、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作について説明する。
　本実施形態の光受信装置２がＤＱＰＳＫ信号（光信号）を受信すると、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。
　光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
　第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
　第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／４に設定する。
　方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、位相がπ／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、これら２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ差動光信号が出力される。すなわち、第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
　第１のバランス型光－電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、信号Ｄ３として出力する。
　第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。
　第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
　第２のアーム２６２が備える位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を－π／４に設定する。
　方向性結合器２６３は、第１のアーム２６２から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２から出力される、位相が－π／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。すなわち、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号を出力する。
　第２のバランス型光－電気信号変換器２４４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号に変換して第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第２のセレクタ２４６は、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、信号Ｄ４として出力する。
　第１の実施の形態の光受信装置２のＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３の出力信号が分岐されること、並びに１：２デマルチプレクサ２４７、第１のセレクタ２０７および第２のセレクタ２０８による動作を除いて、図４に示した背景技術のＤＱＰＳＫ受信装置と同様である。
　次に、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の受信動作について説明する。
　本実施形態の光受信装置２がＤＰＳＫ信号（光信号）を受信すると、ＤＱＰＳＫ信号を受信した場合と同様に、該光信号は光スプリッタ２４０に入力される。
　光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
　第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
　第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を０に設定する。
　なお、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、第２の遅延干渉計２４２にも光信号が入力されるが、その出力は第２のセレクタ２４６で選択されない。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光受信装置２は、第２の遅延干渉計２４２を使用しない。
　ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、受信したＤＰＳＫ信号のサンプルレートは、該受信信号のビットレートＢと同じである。
　方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、ビットレートがＢであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢの差動光信号が出力される。
　第１のバランス型光－電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号および１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、信号Ｄ３として出力する。第２のセレクタ２４６は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、信号Ｄ４として出力する。
　次に、図８を参照して第１の実施の形態の光通信システム３全体の動作について説明する。
　本実施形態の光通信システム３において、光送信装置１は、光ネットワーク４を介して光受信装置２に信号を送信し、光受信装置２は、光ネットワーク４を介して光通信装置１から送信された信号を受信する。
　本実施形態の光受信装置２は、光送信装置１からＤＰＳＫ信号が送信された場合、該光信号を上述したＤＰＳＫ変調方式に対応した受信動作で受信する。また、光送信装置１からＤＱＰＳＫ信号が送信された場合、該光信号を上述したＤＱＰＳＫ変調方式に対応した受信動作で受信する。
　第１の実施の形態によれば、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を送信可能な光送信装置１を実現できる。
　また、本実施形態の光送信装置１は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にて、光源であるレーザダイオード２１５、第１のマッハ・ツェンダ型変調器２１３および第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４、第１のＬＮ変調器用ドライバ２１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ２１２を共用できる。
　したがって、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を送信可能な光送信装置を小型でかつ低コストで実現できる。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式用とＤＱＰＳＫ変調方式用とに個別の光送信装置が必要な背景技術の構成に比べて省スペース化および低コスト化が図れる。
　また、第１の実施の形態によれば、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を受信可能な光受信装置２を実現できる。
　また、本実施形態の光受信装置２は、ＤＰＳＫ変調方式およびＤＱＰＳＫ変調方式にて、第１の遅延干渉計２４１、第２の遅延干渉計２４２、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４および１：２デマルチプレクサ２４７を共用できる。
　したがって、ＤＰＳＫ変調方式とＤＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式の光信号を受信可能な光受信装置２を小型でかつ低コストで実現できる。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式用とＤＱＰＳＫ変調方式用とに個別の光受信装置が必要な背景技術の構成に比べて省スペース化および低コスト化が図れる。
　（第２の実施の形態）
　図９および図１０は第２の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図である。図９はＤＱＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図であり、図１０はＤＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図である。
　また、図１１および図１２は第２の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。図１１はＤＱＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図であり、図１２はＤＰＳＫ変調方式の動作を説明するための図である。
　なお、第２の実施の形態の光通信システムの構成および動作は、第１の実施の形態の光通信システムと同様であるため、ここではその説明を省略する。
　第２の実施の形態では、例えば送信信号および受信信号が、ビットレートＢ＝４０Ｇｂｐｓ、τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓである場合を例にして説明する。
　まず、第２の実施の形態の光送信装置５の構成について説明する。
　図９および図１０に示すように、第２の実施の形態の光送信装置５は、１６：２マルチプレクサ３１６、２：１マルチプレクサ３０２、第１のセレクタ３０７、第２のセレクタ３０８、第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１、第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２、レーザダイオード３１５、変調部３１７および制御部３５０を有する構成である。
　１６：２マルチプレクサ３１６は、外部から入力されるビットレートが２．５Ｇｂｐｓの１６個の電気信号を８つ毎に多重し、ビットレートが２０Ｇｂｐｓの２つの信号Ｄ１、Ｄ２を生成する。
　１６：２マルチプレクサ３１６は、信号Ｄ１を第１のセレクタ３０７および２：１マルチプレクサ３０２へ出力し、信号Ｄ２を第２のセレクタ３０８および２：１マルチプレクサ３０２へ出力する。
　２：１マルチプレクサ３０２は、１６：２マルチプレクサから出力された２つの信号Ｄ１、Ｄ２を多重してビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを生成し、生成した信号Ｄを第１のセレクタ３０７へ出力する。
　第１のセレクタ３０７は、制御部３５０から出力される第１制御信号にしたがって、２：１マルチプレクサ３０２から出力された信号Ｄまたは１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ１の何れか一方を選択し、選択した信号を第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１へ出力する。
　第２のセレクタ３０８は、制御部３５０から出力される第２制御信号にしたがって、１６：２マルチプレクサ３１６から出力された信号Ｄ２または定電圧ＤＣの何れか一方を選択し、選択した信号を第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２へ出力する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、第１のセレクタ３０７から出力された信号を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部３１７（後述する第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３）へ出力する。
　第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、第２のセレクタ３０８から出力される信号を０－π変調で必要な振幅まで増幅し、駆動信号として変調部３１７（後述する第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４）へ出力する。
　レーザダイオード３１５は、搬送波として用いる光搬送波を生成する光源であり、レーザダイオード２１５の出力光は変調部３１７へ供給される。
　変調部３１７は、第１のアーム３３１、第２のアーム３３２、分岐部３２１、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４、位相シフト部３１８および光信号合成部３２２を備えている。
　第１のアーム３３１と第２のアーム３３２は、それぞれの光路長が等しい長さに設定されている。
　分岐部３２１は、レーザダイオード３１５から出力された光搬送波を分岐し、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２に等しい強度で出力する。
　第１のアーム３３１は第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３を備え、第２のアーム３３２は第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４および位相シフト部３１８を備え、第２のマッハ・ツェンダ型変調器２１４の後段に位相シフト部３１８が配置されている。
　第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３には第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１から出力された駆動信号が入力され、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２から出力された駆動信号が入力される。なお、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には、その透過率を調節するためのＬＮバイアスが制御部２５０から入力される。
　位相シフト部３１８は、制御部３５０から出力されるバイアスＡの値にしたがって第２のアーム３３２で伝送される光信号の位相シフト量を変更する。
　光信号合成部３２２は、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
　変調部３１７は、第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１および第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２から出力される駆動信号にしたがって光搬送波の位相を変化させることで変調光を出力する。
　制御部３５０は、第１のセレクタ３０７および第２のセレクタ３０８の選択動作、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率、位相シフト部３１８による光信号の位相シフト量を制御する。
　次に第２の実施の形態の光受信装置６の構成について説明する。
　図１１および図１２に示すように、第２の実施の形態の光受信装置６は、上述した第１の実施の形態の光受信装置２（図７）に、２：１６デマルチプレクサ２４８を追加した構成である。
　２：１６デマルチプレクサ２４８には、第１のセレクタ２４５の出力信号と第２のセレクタ２４６の出力信号とが入力され、入力された２つの信号をそれぞれ８つの２．５Ｇｂｐｓの信号に分離して出力する。すなわち、２：１６デマルチプレクサ２４８は、合計して１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を出力する。光受信装置６のその他の構成は第１の実施の形態の光受信装置２と同様である。
　次に、第２の実施の形態の光送信装置５がＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図９を用いて説明する。
　第２の実施の形態の光送信装置５からＤＱＰＳＫ信号を送信する場合、第１のセレクタ３０７は信号Ｄ１を選択し、第２のセレクタ３０８は信号Ｄ２を選択する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄ１を０－π変調で必要な振幅まで増幅する。第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、信号Ｄ２を０－π変調で必要な振幅まで増幅する。
　一般に、マッハ・ツェンダ型変調器では、一方の変調器において光信号の位相をπだけシフトさせるのに必要な電圧Ｖπは３．５Ｖ～６Ｖ程度であり、シングル駆動する場合はＶπの２倍の振幅、すなわち７Ｖｐｐ～１２Ｖｐｐ程度の電圧を供給することで０－π変調が可能であり、位相が２値のＤＱＰＳＫ信号を生成できる。
　第２のアーム３３２が備える位相シフト部３１８は、制御部３５０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム３３２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／２に設定する。
　光信号合成部３２２は、第１のアーム３３１および第２のアーム３３２から出力された光信号を合成し、合成後の光信号を送信信号として出力する。
　これにより、図９のコンステレーション２２６で示すような、サンプルレートが２０Ｇｓｐｓ、ビットレートが４０Ｇｂｐｓ、位相が４値のＤＱＰＳＫ信号が生成され、光送信装置５は該ＤＱＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
　なお、マッハ・ツェンダ型変調器には差動駆動型を用いてもよい。その場合、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３および第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４には、振幅が２Ｖπの差動信号を駆動信号として供給すればよい。
　次に、第２の実施の形態の光送信装置５のＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１０を用いて説明する。
　第２の実施の形態の光送信装置５からＤＰＳＫ信号を送信する場合、第１のセレクタ３０７は、２：１マルチプレクサ３０２から出力される、ビットレートが４０Ｇｂｐｓの信号Ｄを選択し、第２のセレクタ３０８は定電圧ＤＣを選択する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄを０－π変調で必要な振幅２Ｖπまで増幅する。
　第２のセレクタ３０８から定電圧ＤＣが出力された場合、第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２の出力振幅は０となる。また、制御部３５０は、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率が０となるように、変調部３１７に供給するＬＮバイアスの値を設定する。
　この場合、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４はレーザダイオード３１５の光搬送波を遮断するため、変調部３１７からは第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３で変調された、位相が２値の信号のみが出力される。すなわち、図１０に示す光送信装置５は、コンステレーション２２５で示す、位相が２値のＤＰＳＫ信号を送信信号として出力する。
　次に、第２の実施の形態の光受信装置６がＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１１を用いて説明する。
　光受信装置６がビットレート＝４０ＧｂｐｓのＤＱＰＳＫ信号を受信した場合、そのサンプルレートは２０Ｇｓｐｓであり、シンボル間隔は５０ｐｓとなる。光受信装置６が受信したＤＱＰＳＫ信号（光信号）は光スプリッタ２４０に入力される。
　光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
　第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。すなわち、第２のアーム２５２は、第１のアーム２５１が光伝送路２５６を有することで、第１のアーム２５１よりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短く設定されている。
　第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量をπ／４に設定する。
　方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、位相がπ／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。
　第１のバランス型光－電気信号変換器２４３には、例えばバランス型ＰＤ（Photo　Detector）が用いられる。第１のバランス型光－電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
　一方、第２の遅延干渉計２４２は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２６１および第２のアーム２６２に出力する。
　第１のアーム２６１が備える光伝送路２６６は、第１のアーム２６１で伝送される光信号を、第２のアーム２６２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
　第２のアーム２６２が備える位相シフト部２６５は、制御部２８０から出力される第２制御電圧にしたがって第２のアーム２６２で伝送される光信号の位相シフト量を－π／４に設定する。
　方向性結合器２６３は、第１のアーム２６２から出力された光信号と第２のアーム２６２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２６３では、第２のアーム２６２から出力される、位相が－π／４だけシフトされ、ビットレートがＢ／２ｓｐｓであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２６１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２６３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢ／２の差動光信号が出力される。
　第２のバランス型光－電気信号変換器２４４は、第２の遅延干渉計２４２から出力された差動光信号を電気信号に変換して第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第２のセレクタ２４６は、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４から出力された信号と１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、第２のバランス型光－電気信号変換器２４４から出力されたビットレートがＢ／２の信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
　２：１６デマルチプレクサ２４８は、第１のセレクタ２４５および第２のセレクタ２４６から出力された２０Ｇｂｐｓの信号を、それぞれ２．５Ｇｂｐｓの８つの信号に分離して出力する。
　次に、第２の実施の形態の光受信装置６がＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作について図１２を用いて説明する。
　光受信装置６がビットレート＝４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ信号を受信した場合、該ＤＰＳＫ信号は２値信号であるため、１シンボル間隔＝１ビット間隔＝２５ｐｓとなる。光受信装置６が受信したＤＰＳＫ信号（光信号）は、ＤＱＰＳＫ信号と同様に光スプリッタ２４０に入力される。
　光スプリッタ２４０は、受信した光信号を分岐し、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２に出力する。
　第１の遅延干渉計２４１は、入力された光信号を分岐し、第１のアーム２５１および第２のアーム２５２に出力する。
　第１のアーム２５１が備える光伝送路２５６は、第１のアーム２５１で伝送される光信号を、第２のアーム２５２で伝送される光信号に対して時間Ｔ＝２τ＝２／Ｂ＝５０ｐｓだけ遅延させる。
　第２のアーム２５２が備える位相シフト部２５５は、制御部２８０から出力される第１制御電圧にしたがって第２のアーム２５２で伝送される光信号の位相シフト量を０に設定する。
　なお、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、第２の遅延干渉計２４２にも光信号が入力されるが、その出力は第２のセレクタ２４６で選択されない。すなわち、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、光受信装置６は第２の遅延干渉計２４２を使用しない。
　ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合、受信したＤＰＳＫ信号のサンプルレートは、該受信信号のビットレートＢと同じである。
　方向性結合器２５３は、第１のアーム２５２から出力された光信号と第２のアーム２５２から出力された光信号とを結合し、さらに位相差がπの２つの信号に分離して出力する。このとき、方向性結合器２５３では、第２のアーム２５２から出力される、ビットレートがＢであり、位相が４値の光信号と、第１のアーム２５１から出力される１シンボル＝５０ｐｓ前の光信号とが干渉する。その結果、方向性結合器２５３からは、入力された２つの光信号の位相差に応じた２値の光強度を持つ、ビットレートがＢの差動光信号が出力される。
　第１のバランス型光－電気信号変換器２４３は、第１の遅延干渉計２４１から出力された差動光信号を電気信号に変換して１：２デマルチプレクサ２４７および第１のセレクタ２４５へ出力する。
　１：２デマルチプレクサ２４７は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号をビット毎に分離して、ビットレートがＢ／２の２つの信号を生成し、一方を第１のセレクタ２４５へ出力し、他方を第２のセレクタ２４６へ出力する。
　第１のセレクタ２４５は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３から出力された信号および１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号のうち、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。第２のセレクタ２４６は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された信号を選択し、２：１６デマルチプレクサ２４８へ出力する。
　２：１６デマルチプレクサ２４８は、１：２デマルチプレクサ２４７から出力された２つの信号を、それぞれ８つの２．５Ｇｂｐｓの信号に分離し、合計で１６個の２．５Ｇｂｐｓの信号を出力する。
　第２の実施の形態の光送信装置５、光受信装置６および光通信システムにおいても、第１の実施の形態の光送信装置１、光受信装置２および光通信システム３と同様の効果が得られる。
　（第３の実施の形態）
　図１３は第３の実施の形態の光送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図１４は第３の実施の形態の光受信装置の一構成例を示すブロック図である。光通信システムの構成および動作は第１の実施の形態の光通信システムと同様であるため、その説明は省略する。
　図１３に示すように、第３の実施の形態の光送信装置７は、２：１マルチプレクサ３０２から出力される信号Ｄｂを第２のセレクタ３０８へ出力する点で第２の実施の形態の光送信装置５（図９、図１０）と異なっている。光送信装置７のその他の構成は第２の実施の形態の光送信装置５と同様である。
　また、図１４に示すように、第３の実施の形態の光受信装置８は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３の出力信号と第２のバランス型光－電気信号変換器２４４の出力信号との差信号を１：２デマルチプレクサ２４７に入力する点で第２の実施の形態の光受信装置６（図１１、図１２）と異なっている。
　すなわち、第３の実施の形態の光受信装置８は、第１のバランス型光－電気信号変換器２４３の出力信号と第２のバランス型光－電気信号変換器２４４の出力信号の差を出力する差分検出器３６０を備えている。
　差分検出器３６０は、例えば第１のバランス型光－電気信号変換器２４３の出力値から第２のバランス型光－電気信号変換器２４４の出力値を減算した差信号を１：２デマルチプレクサ２４７へ出力する。光受信装置８のその他の構成および動作は第２の実施の形態の光受信装置６と同様である。
　第３の実施の形態の光送信装置７および光受信装置８は、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の送信動作および受信動作が上述した第２の実施の形態と同様であり、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作のみが第２の実施の形態と異なる。以下では、ＤＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作についてのみ説明し、ＤＱＰＳＫ変調方式を用いる場合の動作の説明は省略する。
　なお、本実施形態でも、送信信号および受信信号のビットレートＢが４０Ｇｂｐｓであり、τ＝１／Ｂ＝２５ｐｓである場合を例にして説明する。
　まず、第３の実施の形態の光送信装置７がＤＰＳＫ信号を送信する場合の動作について図１３を用いて説明する。
　ＤＰＳＫ信号を送出する場合、２：１マルチプレクサ３０２から出力された信号Ｄは第１のセレクタ３０７に入力され、信号Ｄｂは第２のセレクタ３０８に入力される。
　第１のセレクタ３０７は、制御部３５０から出力される第１制御信号にしたがって信号Ｄを選択し、選択した信号Ｄを第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１へ出力する。
　第２のセレクタ３０８は、制御部３５０から出力される第２制御信号にしたがって信号Ｄｂを選択し、選択した信号Ｄｂを第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２へ出力する。
　第１のＬＮ変調器用ドライバ３１１は、信号Ｄの振幅を２Ｖπまで増幅し、駆動信号として第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３へ出力する。これにより、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３に０－π変調を実行させる。
　第２のＬＮ変調器用ドライバ３１２は、信号Ｄｂの振幅を２Ｖπまで増幅し、駆動信号としてマッハ・ツェンダ型変調器３１４へ出力する。これにより、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４に０－π変調を実行させる。
　ここで、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３と第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４とは、互いに反転した信号で駆動されるため、変調後の光信号の位相はπだけずれたものとなる。
　但し、本実施形態では、変調部３１７の第２のアーム３３２に備える位相シフト部３１８により光信号の位相シフト量をπに設定する。これにより、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４から出力される光信号は、第１のマッハ・ツェンダ型変調器３１３から出力される光信号と同相になる。
　したがって、変調部３１７の光信号合成部３２２から出力される光信号（ＤＰＳＫ信号）は、図１３のコンステレーション３３０で示すように、第２の実施の形態の光送信装置５から出力される光信号の２倍の強度になる。
　第２の実施の形態の光送信装置５では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合、変調部３１７が備える第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４の透過率が０に設定されため、第２のマッハ・ツェンダ型変調器３１４へ入力された光信号が無駄になる。
　第３の実施の形態の光送信装置７では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合も、光源（レーザダイオード３１５）の出力信号を無駄なく使用できるため、第２の実施の形態の光送信装置５の２倍の強度の送信信号が得られる。
　次に第３の実施の形態の光受信装置８がＤＰＳＫ信号を受信する場合の動作について図１４を用いて説明する。
　本実施形態の光受信装置８によりビットレートが４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ信号を受信する場合、シンボルレート＝ビットレートであるため、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２では、それぞれ５０ｐｓ＝２ビット前の信号と干渉する。
　本実施形態の第１の遅延干渉計２４１では、位相シフト部２５５による光信号の位相シフト量を０に設定し、第２の遅延干渉計２４２では、位相シフト部２６５による光信号の位相シフト量をπに設定する。これにより、第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２からは、ビットレートと同じ速度（４０Ｇｂｐｓ）で互いに論理が反転した信号が出力される。この２つの信号の差信号が１：２デマルチプレクサ２４７に供給される。なお、本実施形態では差分検出器３６０を用いる例を示したが、該差分検出器３６０が無い構成も可能である。その場合は、差動入力タイプの１：２デマルチプレクサ２４７を用い、該１：２デマルチプレクサ２４７の正入力および負入力に第１の遅延干渉計２４１および第２の遅延干渉計２４２から出力された信号を同じタイミングで供給すればよい。
　第１のセレクタ２４５、第２のセレクタ２４６および２：１６デマルチプレクサ２４８の動作は上述した第２の実施の形態と同様である。
　第２の実施の形態の光受信装置６では、ＤＰＳＫ変調方式を用いた動作時、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号を使用しないため、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号成分が無駄になる。第３の実施の形態の光受信装置８では、ＤＰＳＫ変調方式で動作する場合も受信信号を無駄なく使用できる。
　第３の実施の形態の光送信装置７、光受信装置８および光通信システムによれば、第２の実施の形態の光送信装置５、光受信装置６および光通信システムと同様の効果が得られると共に、光送信装置７から第２の実施の形態の光送信装置５の２倍の強度のＤＰＳＫ信号が得られる。また、光受信装置８によるＤＰＳＫ変調方式を用いる受信動作では、第２の遅延干渉計２４２に入力された光信号も使用するため、受信信号を無駄なく使用できる。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
　この出願は、２００８年９月２９日に出願された特願２００８－２５０３６３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (29)

  1. 　送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
    　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　ビットレートがＢである第３の信号、ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    　光搬送波を生成する光源と、
    　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
    　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
    　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
    　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
    　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
    を有し、
    　前記制御部は、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３または第５の信号を選択させ、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１記載の光送信装置。
  3. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器に所要のバイアス電圧を供給する請求項１記載の光送信装置。
  4. 　送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
    　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　ビットレートがＢ／２である第４の信号または定電圧である第５の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    　光搬送波を生成する光源と、
    　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
    　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
    　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
    　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
    　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
    を有し、
    　前記制御部は、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第５の信号を選択させ、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
  5. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器に所要のバイアス電圧を供給し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項４記載の光送信装置。
  6. 　送信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
    　ビットレートがＢである第１の信号またはビットレートがＢ／２である第２の信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　ビットレートがＢである第３の信号またはビットレートがＢ／２である第４の信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    　光搬送波を生成する光源と、
    　前記光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を変調して出力する第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器と、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号の位相をシフトさせる位相シフト部と、
    　前記第１のセレクタから出力される信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第１の変調用ドライバと、
    　前記第２のセレクタから出力される信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動する第２の変調用ドライバと、
    　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記位相シフト部から出力される光信号とを合成し、前記送信信号として出力する光信号合成部と、
    　前記第１のセレクタ、前記第２のセレクタ、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器および前記位相シフト部を制御する制御部と、
    を有し、
    　前記制御部は、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第１の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第２の信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第４の信号を選択させる光送信装置。
  7. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項６記載の光送信装置。
  8. 　前記第２の信号と前記第４の信号とを多重して前記第１の信号を生成すると共に、前記第１の信号の反転信号である前記第３の信号を生成する２：１マルチプレクサをさらに有する請求項１、２、３、６または７のいずれか１項記載の光送信装置。
  9. 　前記第２の信号と前記第４の信号とを多重して前記第１の信号を生成する２：１マルチプレクサをさらに有する請求項４または５記載の光送信装置。
  10. 　受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
    　受信した光信号を２つに分岐する光スプリッタと、
    　入力された光信号がさらに分岐されて入力される、第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームと、前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された一方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉計と、
    　入力された光信号がさらに分岐されて入力される第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームと、前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト部とを備え、前記光スプリッタで分岐された他方の光信号を該光信号の位相に対応した２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉計と、
    　前記第１の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第１の光－電気信号変換器と、
    　前記第２の遅延干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第２の光－電気信号変換器と、
    　前記第１の位相シフト部および前記第２の位相シフト部を制御する制御部と、
    を有し、
    　前記制御部は、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量を－π／４に設定する光受信装置。
  11. 　ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する１：２デマルチプレクサと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１の光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２の光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    をさらに有する請求項１０記載の光受信装置。
  12. 　前記１：２デマルチプレクサの入力信号は、
    　前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号である請求項１１記載の光受信装置。
  13. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１セレクタおよび前記第２のセレクタに前記１：２デマルチプレクサから出力された信号を選択させ、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１のセレクタに前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択させ、前記第２のセレクタに前記第２のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択させる請求項１２記載の光受信装置。
  14. 　前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号と前記第２のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号の差の信号を出力する差分検出器と、
    　前記差分検出器の出力信号を、該出力信号の１／２のビットレートである２つの信号に分離して出力する１：２デマルチプレクサと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    をさらに有する請求項１０記載の光受信装置。
  15. 　前記制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を０に設定し、前記第２の位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト部による位相シフト量を＋π／４に設定し、第２の位相シフト部による位相シフト量を－π／４に設定し、
    　前記第１のセレクタに前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択させ、
    　前記第２のセレクタに前記第２のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択させる請求項１４記載の光受信装置。
  16. 　請求項１記載の光送信装置と、
    　請求項１０記載の光受信装置と、
    を有する光通信システム。
  17. 　前記光送信装置の制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のセレクタに前記第３の信号を選択させ、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１６記載の光通信システム。
  18. 　請求項２記載の光送信装置と、
    　請求項１０記載の光受信装置と、
    を有する光通信システム。
  19. 　前記光送信装置の制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器の光信号の透過率が０となるように、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器にバイアス電圧を供給し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項１８記載の光通信システム。
  20. 　請求項３記載の光送信装置と、
    　請求項１０記載の光受信装置と、
    を有する光通信システム。
  21. 　前記光送信装置の制御部は、
    　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記位相シフト部による位相シフト量をπ／２に設定する請求項２０記載の光通信システム。
  22. 　前記光受信装置は、
    　ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する１：２デマルチプレクサと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された一方の信号または前記第１のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第１のセレクタと、
    　前記１：２デマルチプレクサから出力された他方の信号または前記第２のバランス型光－電気信号変換器から出力された信号を選択して出力する第２のセレクタと、
    を有する請求項１６から２１のいずれか１項記載の光通信システム。
  23. 　光源から出力された光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器に入力する工程と、
    　第１の変調用ドライバが、前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
    　第２の変調用ドライバが、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる工程と、
    　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力され、前記位相がシフトされた光信号とを合成し、前記送信信号として出力する工程と、
    を有し、
    　送信する光信号のビットレートをＢとし、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第１の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第３の信号または定電圧である第５の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第２の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第４の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させる光送信方法。
  24. 　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２の変調用ドライバに、前記第３の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπ／２に設定する請求項２３記載の光送信方法。
  25. 　光源から出力された光搬送波を分岐し、該分岐された光搬送波を第１および第２のマッハ・ツェンダ型変調器に入力する工程と、
    　第１の変調用ドライバが、前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
    　第２の変調用ドライバが、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動することで入力された光搬送波を変調させる工程と、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相をシフトさせる工程と、
    　前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器から出力される光信号と、前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力され、前記位相がシフトされた光信号とを合成し、前記送信信号として出力する工程と、
    を有し、
    　送信する光信号のビットレートをＢとし、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第１の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢである第３の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第１の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第２の信号にしたがって前記第１のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させ、
    　前記第２の変調用ドライバに、ビットレートがＢ／２である第４の信号にしたがって前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器を駆動させる光送信方法。
  26. 　前記ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπに設定し、
    　前記ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を送信するとき、
    　前記第２のマッハ・ツェンダ型変調器から出力された光信号の位相シフト量をπ／２に設定する請求項２５に記載の光送信方法。
  27. 　受信する光信号のビットレートをＢとしたとき、
    　受信した光信号を光スプリッタが２つに分岐する工程と、
    　前記光スプリッタで分岐された一方の光信号をさらに分岐して第１のアームおよび前記第１のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第２のアームに入力する工程と、
    　前記第２のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第１の位相シフト工程と、
    　前記第１のアームから出力される光信号と前記第１の位相シフト工程後に出力される光信号とを干渉させ、前記一方の光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号に変換する第１の遅延干渉工程と、
    　前記光スプリッタで分岐された他方の光信号をさらに分岐して第３のアームおよび前記第３のアームよりも光路長が２／Ｂに相当する長さだけ短い第４のアームに入力する工程と、
    　前記第４のアームで伝送される光信号の位相をシフトさせる第２の位相シフト工程と、
    　前記第３のアームから出力される光信号と前記第２の位相シフト工程後に出力される光信号とを干渉させ、前記他方の光信号の位相に対応する２値の光強度を持つ光信号に変換する第２の遅延干渉工程と、
    　前記第１の遅延干渉工程後に出力された光信号を電気信号に変換する第１の光－電気信号変換工程と、
    　前記第２の遅延干渉工程後に出力された光信号を電気信号に変換する第２の光－電気信号変換工程と、
    を有し、
    　ＤＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト工程による位相シフト量を０に設定し、
    　ＤＱＰＳＫ変調方式で変調された光信号を受信するとき、
    　前記第１の位相シフト工程による位相シフト量を＋π／４に設定し、前記第２の位相シフト工程による位相シフト量を－π／４に設定する光受信方法。
  28. 　ビットレートがＢである入力信号をビットレートがＢ／２である２つの信号に分離する工程と、
    　前記分離された一方の信号または前記第１の光－電気信号変換工程後に出力される信号を選択して出力する工程と、
    　前記分離された他方の信号または前記第２の光－電気信号変換工程後に出力される電気信号を選択して出力する工程と、
    をさらに有する請求項２７記載の光受信方法。
  29. 　請求項２３から２６のいずれか１項記載の光送信方法によって送信された光信号を、請求項２７または２８記載の光受信方法によって受信する光通信方法。
PCT/JP2009/066088 2008-09-29 2009-09-15 光送信装置、光受信装置および光通信システム WO2010035662A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010530816A JP5321591B2 (ja) 2008-09-29 2009-09-15 光送信装置、光受信装置および光通信システム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008250363 2008-09-29
JP2008-250363 2008-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010035662A1 true WO2010035662A1 (ja) 2010-04-01

Family

ID=42059663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/066088 WO2010035662A1 (ja) 2008-09-29 2009-09-15 光送信装置、光受信装置および光通信システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5321591B2 (ja)
WO (1) WO2010035662A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010287925A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Anritsu Corp 光変調信号発生装置
JP2011077686A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Mitsubishi Electric Corp 多値変調光送受信装置および多値変調光送受信方法
US9337936B2 (en) 2013-03-28 2016-05-10 Nec Corporation Optical transmission apparatus, optical transmission method and program for optical transmission
JPWO2014156336A1 (ja) * 2013-03-27 2017-02-16 日本電気株式会社 光受信回路
JP2017044729A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 日本電信電話株式会社 光変調器
JP2021516376A (ja) * 2018-07-19 2021-07-01 シーアン インスティテュート オブ オプティクス アンド プリシジョン メカニクス， チャイニーズ アカデミー オブ サイエンシズＸｉ’Ａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ Ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 多変調フォーマットの互換性を備えた高速レーザー信号発生システム及び方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56134875A (en) * 1980-03-24 1981-10-21 Fujitsu Ltd Phase modulator
JPS58222631A (ja) * 1982-06-21 1983-12-24 Toshiba Corp 半導体受光装置
JPH03141736A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 受光回路
JPH10150383A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 速応変調通信システム
JP2007067902A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Fujitsu Ltd 差動４位相偏移変調器およびその駆動電圧設定方法
JP2007329886A (ja) * 2006-05-09 2007-12-20 Fujitsu Ltd 光送信装置
JP2008249848A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fujitsu Ltd 光変調装置および光変調方式切替方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56134875A (en) * 1980-03-24 1981-10-21 Fujitsu Ltd Phase modulator
JPS58222631A (ja) * 1982-06-21 1983-12-24 Toshiba Corp 半導体受光装置
JPH03141736A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 受光回路
JPH10150383A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 速応変調通信システム
JP2007067902A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Fujitsu Ltd 差動４位相偏移変調器およびその駆動電圧設定方法
JP2007329886A (ja) * 2006-05-09 2007-12-20 Fujitsu Ltd 光送信装置
JP2008249848A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fujitsu Ltd 光変調装置および光変調方式切替方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010287925A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Anritsu Corp 光変調信号発生装置
JP2011077686A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Mitsubishi Electric Corp 多値変調光送受信装置および多値変調光送受信方法
JPWO2014156336A1 (ja) * 2013-03-27 2017-02-16 日本電気株式会社 光受信回路
US9337936B2 (en) 2013-03-28 2016-05-10 Nec Corporation Optical transmission apparatus, optical transmission method and program for optical transmission
JP2017044729A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 日本電信電話株式会社 光変調器
JP2021516376A (ja) * 2018-07-19 2021-07-01 シーアン インスティテュート オブ オプティクス アンド プリシジョン メカニクス， チャイニーズ アカデミー オブ サイエンシズＸｉ’Ａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ Ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 多変調フォーマットの互換性を備えた高速レーザー信号発生システム及び方法
JP7073540B2 (ja) 2018-07-19 2022-05-23 シーアン インスティテュート オブ オプティクス アンド プリシジョン メカニクス， チャイニーズ アカデミー オブ サイエンシズ 多変調フォーマットの互換性を備えた高速レーザー信号発生システム及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5321591B2 (ja) 2013-10-23
JPWO2010035662A1 (ja) 2012-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5476697B2 (ja) 光信号送信装置
US8811821B2 (en) Optical transmitter, optical transmission method, and transmission/reception system
US8086109B2 (en) Polarization multiplexed optical transmitting and receiving apparatus
JP5211528B2 (ja) 光変調装置および光変調方式切替方法
US8412047B2 (en) Polarization multiplexed light transmitter and control method thereof
US9337936B2 (en) Optical transmission apparatus, optical transmission method and program for optical transmission
JP5321591B2 (ja) 光送信装置、光受信装置および光通信システム
JP2008066849A (ja) 光送信機およびその駆動方法
US20100239264A1 (en) Optical transmission system, apparatus and method
JP2010118842A (ja) 光伝送方式、送信器及び受信器
JP5811531B2 (ja) 光送信機、光通信システムおよび光送信方法
WO2015139593A1 (en) Transmitter apparatus and method
JP4809270B2 (ja) 光送信装置及び方法
JP4730560B2 (ja) 光伝送システム、光伝送方法及び光送信装置
US8811827B2 (en) System for generating optical RZ signals based on electrical RZ signals
Mahdiraji et al. Advanced modulation formats and multiplexing techniques for optical telecommunication systems
EP2148455A1 (en) A device and method to produce an optical modulating signal of rz-dpsk
EP2051466A2 (en) Systems and methods for phase control for RZ-DQPSK modulation
JP2011166249A (ja) 光送信器
Zhao et al. 40G QPSK and DQPSK modulation
US20230336248A1 (en) Reconfigurable optical transceiver for use with multiple modulation techniques
WO2013031786A1 (ja) 位相調整回路、光送信装置および位相調整方法
KR20180017270A (ko) 멀티레벨 광신호 생성 장치
Winzer et al. Evolution of digital optical modulation formats
JP2010062654A (ja) 光送信装置及び光伝送システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09816077

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010530816

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09816077

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1