WO2016132541A1 - 光送信器および光伝送システム - Google Patents

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WO2016132541A1
WO2016132541A1 PCT/JP2015/054834 JP2015054834W WO2016132541A1 WO 2016132541 A1 WO2016132541 A1 WO 2016132541A1 JP 2015054834 W JP2015054834 W JP 2015054834W WO 2016132541 A1 WO2016132541 A1 WO 2016132541A1
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WO
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polarization
optical
optical signals
wavelength
signal
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PCT/JP2015/054834
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English (en)
French (fr)
Inventor
恵介 松田
吉田　剛
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • 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
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/06—Polarisation multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmitter and an optical transmission system that perform polarization multiplexing transmission of data.
  • Patent Document 1 An invention for solving this problem is described in Patent Document 1.
  • the problem is solved by randomizing the polarization state of the optical signal by the polarization scrambler.
  • the polarization state of the optical signal is prevented from being constant by the polarization scrambler performing polarization scramble at the transmission end of the transmission line,
  • the polarization descrambler performs polarization descrambling in synchronization with the polarization scrambling at the transmitting end.
  • Patent Document 1 requires a polarization scrambler and a polarization descrambler, and further requires synchronous control of the polarization scrambler and polarization descrambler. Therefore, there has been a problem that the configuration and control are complicated.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an optical transmitter that realizes an optical transmission system capable of suppressing deterioration of transmission characteristics with a simple configuration.
  • An optical transmitter generates and transmits a plurality of optical signals composed of two orthogonally polarized waves, divides a plurality of optical signals to be transmitted into a plurality of groups, When the polarization state of each optical signal is the same and the polarization state of each polarization constituting each of the plurality of optical signals is expressed as a point on the Poincare sphere, they are adjacent on the Poincare sphere.
  • the polarization states of the plurality of optical signals are adjusted so that the distance between the points approaches the maximum value. Further, the optical signals after adjusting the polarization state are multiplexed.
  • the optical transmitter according to the present invention has an effect that an optical transmission system capable of suppressing deterioration of transmission characteristics with a simple configuration can be realized.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of an optical signal transmitted by the optical transmission system according to the first embodiment.
  • FIG. Flowchart showing an operation example of the polarization control unit of the second embodiment.
  • Diagram showing configuration example of polarization monitor Flowchart showing an example of operation of the filter coefficient update unit
  • FIG. The figure which shows the structural example of the optical transmission system concerning Embodiment 3.
  • FIG. The figure which shows the structural example of the optical transmission system concerning Embodiment 4.
  • FIG. The figure which shows an example of the hardware constitutions for implement
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system according to a first embodiment of the present invention.
  • one signal sequence that is, a bit string
  • the wavelengths of the eight optical signals to be transmitted are ⁇ 1 to ⁇ 8.
  • the optical signal of each wavelength has a configuration in which two optical signals having different polarization states are polarization multiplexed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a polarization state of an optical signal having each wavelength to be transmitted.
  • the optical transmitter 1 multiplexes a plurality of optical signals having different wavelengths, and distributes the optical signal output from the multiplexer 101 to two paths.
  • PC Polarization Controllers
  • One of the optical signals distributed to the two paths by the distributor 102 is input to the wavelength tunable filter 105, and the other is transmitted to the optical receiver 2 through the transmission path 103.
  • the optical receiver 2 receives the optical signal output from the multiplexer 101 of the optical transmitter 1 via the transmission path 103 and demultiplexes it for each wavelength, and the optical signals of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8. Receivers 121 to 128 for receiving the signals, respectively.
  • a polarization multiplexed quaternary phase modulation signal is transmitted by multiplexing eight wavelengths.
  • the polarization multiplexed quaternary phase modulation is also called DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying).
  • the transmitters 111 to 118 of the optical transmitter 1 constitute transmission means, and generate and transmit optical signals that are polarization multiplexed quaternary phase modulation signals having different wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8.
  • Each of the optical signals output from the transmitters 111 to 118 is input to the polarization adjusters 131 to 138.
  • the polarization adjusters 131 to 138 constitute polarization adjustment means, adjust the polarization state of the input optical signal, and output it to the multiplexer 101.
  • a polarization controller having a general configuration can be applied to the polarization controllers 131 to 138.
  • a polarization controller configured to adjust the polarization state of incident light by superimposing a half-wave plate and a quarter-wave plate and individually rotating these wave plates to adjust the angle.
  • the polarization controllers 131 to 138 receive the command value for instructing the rotation amount and rotation direction of the half-wave plate and the rotation amount and rotation direction of the quarter-wave plate.
  • the command value to be instructed is input from the polarization controller 107.
  • the polarization adjusters 131 to 138 rotate the half-wave plate and the quarter-wave plate according to the command value input from the polarization controller 107.
  • the half-wave plate has a characteristic of changing the polarization direction of incident linearly polarized light.
  • the quarter-wave plate has a characteristic of converting to linearly polarized light when linearly polarized light is incident and converting to linearly polarized light when circularly polarized light is incident.
  • a polarization controller configured to adjust the polarization state by applying stress to an optical fiber that transmits an optical signal to bend it can be applied to the polarization controllers 131 to 138.
  • Polarization controllers having other configurations may be applied to the polarization controllers 131 to 138. In any of the polarization controllers, the relationship between the two polarizations input to each of the polarization controllers 131 to 138, that is, the relationship orthogonal to each other is maintained even after the polarization state is adjusted.
  • the optical signals after the polarization states are adjusted by the polarization adjusters 131 to 138 are combined by the combiner 101 which is a combiner, and output to the transmission path 103 via the distributor 102.
  • the demultiplexer 104 of the optical receiver 2 receives the optical signal output from the optical transmitter 1 to the transmission path 103 and demultiplexes the optical signal for each wavelength, and the optical signal for each wavelength corresponds to each wavelength.
  • the receivers 121 to 128 receive optical signals having wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8, respectively.
  • the distributor 102 distributes a part of the transmission light for monitoring in order to monitor the polarization of the optical signal transmitted through the transmission path 103.
  • the light distributed for monitoring is input to the wavelength tunable filter 105, and the wavelength tunable filter 105 passes an optical signal of one wavelength among the optical signals in a state where eight wavelengths are multiplexed, and outputs it to the polarization monitor 106. To do.
  • the wavelength tunable filter 105 passes the optical signal having the designated wavelength in accordance with the instruction from the polarization control unit 107.
  • the polarization control unit 107 appropriately changes the instruction content to the wavelength tunable filter 105, that is, the instruction of the wavelength to be passed to the polarization monitor 106, and optical signals of all wavelengths from ⁇ 1 to ⁇ 8 are sent to the polarization monitor 106. Control to output in order.
  • the polarization monitor 106 observes the polarization state of the optical signal output from the wavelength variable filter 105. The observation result by the polarization monitor 106 is notified to the polarization controller 107, and the polarization controller 107 controls the polarization adjusters 131 to 138 based on the observation result by the polarization monitor 106.
  • the polarization control unit 107 controls the polarization adjusters 131 to 138 to maintain the polarization state of the optical signal of each wavelength as shown in FIG. More specifically, the polarization controller 107 performs the polarization state indicated by the observation result by the polarization monitor 106 and the polarization state shown in FIG. 2 (target polarization state) for each of the optical signals having wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8. ). If there is a deviation, i.e., there is a difference between the two, the polarization controller 107 controls the polarization controller corresponding to the wavelength at which the deviation occurs in the polarization state so that the difference between the two approaches zero. To change the polarization state.
  • the polarization controller 107 determines that the polarization states of the optical signals having the wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 are the polarization states shown in FIG. Whether or not the state is a wave state is checked in order, and if the polarization state is not the polarization state shown in FIG. 2, the polarization state is changed by controlling the corresponding polarization regulator. Detailed control operation by the polarization controller 107 will be described later.
  • the polarization state shown in FIG. 2 will be described.
  • eight wavelengths of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 are divided into three groups, and control is performed so that the polarization states of the optical signals in the same group are the same.
  • the first group has wavelengths ⁇ 1, ⁇ 4, and ⁇ 7
  • the second group has wavelengths ⁇ 2, ⁇ 5, and ⁇ 8.
  • the third group has wavelengths ⁇ 3 and ⁇ 6.
  • An optical signal of each wavelength in the first group is composed of two polarized waves that are orthogonal to each other in the x-direction linearly polarized light and the y-direction linearly polarized light.
  • the optical signal of each wavelength in the second group is composed of two polarizations orthogonal to each other, linearly polarized light inclined by 45 ° from the x axis and linearly polarized light inclined by ⁇ 45 ° from the x axis.
  • the optical signals of the respective wavelengths in the third group are composed of two polarized waves that are orthogonal to each other, namely clockwise circularly polarized light and counterclockwise circularly polarized light.
  • the grouping method is an example, and other grouping methods may be used. However, it is desirable that the number of wavelengths belonging to each group be substantially the same. More specifically, the difference in the number of wavelengths belonging to each group is preferably 0 or 1.
  • FIG. 3 shows the Poincare sphere that points for each of the Stokes vectors indicating the polarization states of two polarizations orthogonal to each other for each of the optical signals of the first group, the second group, and the third group. It is the figure shown above.
  • the polarization of each optical signal in the first group is at points 311 and 312 on the Poincare sphere shown in FIG. 3, and the polarization of each optical signal in the second group is at points 321 and 322 on the Poincare sphere.
  • the polarization of each optical signal in the third group corresponds to a point 331 and a point 332 on the Poincare sphere, respectively.
  • the optical signal of each wavelength is obtained by multiplexing two orthogonal polarizations, and the state of the two orthogonal polarizations corresponds to a point represented by a Stokes vector symmetric with respect to the origin on the Poincare sphere.
  • the polarization state of the polarization of each group of optical signals is adjusted to the state shown in FIG. 3, the distance between adjacent points on the Poincare sphere is maximized.
  • the maximum interval between adjacent points means that the interval between adjacent points is maximum for all the points represented on the Poincare sphere.
  • the arrangement of the points represented on the Poincare sphere is the most sparse, that is, when the distances between the adjacent points on the Poincare sphere are all the same, the distance between the adjacent points is maximized.
  • the maximum value of the distance between adjacent points on the Poincare sphere is determined by the number of points on the Poincare sphere.
  • the relationship in the Poincare space between the angle difference between the Stokes vector of one of the multiplexed polarizations and the PDL (Polarization Dependent Loss) vector and the Q value indicating the quality of the optical signal is It becomes what was shown in FIG.
  • the PDL vector is defined in the Stokes space and is a vector indicating the polarization dependent loss of the transmission path.
  • the size ⁇ of the PDL vector satisfies the relationship of the following equation (1).
  • the size of the PDL vector is represented by ⁇ [dB].
  • the size ⁇ of the PDL vector indicates the ratio between the polarization state transmitted with the minimum loss and the loss in the polarization state transmitted with the maximum loss.
  • the points represented by the two polarization Stokes vectors constituting the optical signals of the three groups of the first group to the third group are adjacent on the Poincare sphere as shown in FIG. If the directions of the Stokes vector and the PDL vector of one polarization of each optical signal belonging to a certain group coincide with each other, each of the remaining two groups belongs to each other.
  • the optical signal the Stokes vector and PDL vector of the polarization of both of the two signals constituting the optical signal are orthogonal. Therefore, even if the Q value of an optical signal having a wavelength belonging to one group deteriorates due to PDL, the deterioration of the Q value of an optical signal having a wavelength belonging to the remaining two groups is small.
  • each of the points represented by the Stokes vectors of the two polarizations constituting the optical signals of the three groups of the first group to the third group is the points 311, 312, 321 and 322 shown in FIG. , 331, 332 are not essential.
  • Points 311, 312, 321, 322, 331, and 332 are intervals between adjacent points on the Poincare sphere represented by the Stokes vectors of the polarizations of the optical signals of each group when the optical signals are divided into three groups. It merely shows an example of the arrangement in which is the maximum. If the distance between adjacent points on the Poincare sphere is the maximum, the points represented by the Stokes vectors may not coincide with the points 311, 312, 321, 322, 331, 332.
  • FIG. 5 is a diagram showing a simulation result when there is a 3 dB PDL in the transmission path.
  • the solid line represents the result when the polarization states of the optical signals of 8 wavelengths are controlled and the points represented by the two polarization Stokes vectors of the optical signals of the three groups are arranged as shown in FIG. 3.
  • the result when the polarization state of 8 wavelengths is random without controlling the polarization state is shown by a broken line.
  • the polarization of the optical signal of each wavelength is controlled so that the polarization state becomes that shown in FIG.
  • the fluctuation range of the value is suppressed. That is, the average deterioration of each optical signal transmitted by wavelength multiplexing is suppressed.
  • the 8-wavelength optical signals are divided into three groups, and the points on the Poincare sphere represented by the Stokes vectors of the polarizations of the optical signals of each group are, for example, the relationship as shown in FIG.
  • the polarization controller 107 and the polarization adjusters 131 to 138 adjust the polarization state of the optical signal of each wavelength so that the interval between adjacent points is maximized.
  • it may be divided into two groups or four or more groups.
  • the polarization control unit 107 and the polarization adjusters 131 to 138 have an interval between points on the Poincare sphere represented by a Stokes vector of polarization of each group of optical signals, that is, an interval between adjacent points.
  • Adjust the polarization state to maximize For example, when the polarization state is adjusted by dividing the optical signal into four groups, the polarization controller 107 and the polarization controllers 131 to 138 have Stokes vectors of polarization of the optical signals of each group shown in FIG.
  • the polarization state is adjusted so that the points 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, and 418 are obtained.
  • FIG. 7 shows an example of the correspondence relationship between the points 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, and 418 shown in FIG.
  • the distance between the points on the Poincare sphere is maximized, Optical signal quality degradation due to dependency loss is minimized.
  • the Stokes vectors and PDL vectors of the polarizations of the two signals constituting each optical signal belonging to the group are not orthogonal. However, it is possible to suppress the average degradation of each optical signal transmitted by wavelength multiplexing compared to the case where the polarization state is not controlled.
  • the polarization monitor 106 analyzes the incident light and outputs the polarization state of the incident light as the coordinates of a point on the Poincare sphere, that is, the Stokes vector.
  • the Stokes vector of light generally transmits the intensity of incident light, the intensity of incident light after passing through a polarizer whose crystal axis angle is 0 °, and the polarizer whose crystal axis angle is 45 °. And the intensity of the incident light after passing through a quarter-wave plate inclined by 45 ° and a polarizer having a crystal axis of 0 °.
  • the polarization monitor 106 since the polarization multiplexed optical signal is incident on the polarization monitor 106, the polarization monitor 106 starts with the Stokes vector of the optical signal in a state where the two polarizations are multiplexed. Next, Stokes vectors of two multiplexed polarizations are calculated.
  • the optical signal input from the wavelength tunable filter 105 is branched into four, and the intensity of the branched optical signal and the branched optical signal are transmitted through a polarizer whose crystal axis angle is 0 °.
  • the intensity after passing through a 0 ° polarizer is measured.
  • the Stokes vectors (s1, s2, s3) of the optical signal input from the wavelength tunable filter 105 are calculated. Since the method for calculating the Stokes vector from the intensity of the optical signal is known, the description thereof is omitted.
  • the polarization monitor 106 normalizes (a1, a2, a3) so that the polarization of one of the two polarizations constituting the optical signal input from the wavelength tunable filter 105 is changed. Find the Stokes vector. In addition, the polarization monitor 106 normalizes ( ⁇ a1, ⁇ a2, ⁇ a3), so that the polarization which is the other of the two polarizations constituting the optical signal input from the wavelength variable filter 105 is obtained. Find the Stokes vector of 2.
  • the polarization monitor 106 outputs the Stokes vector of polarization 1 and the Stokes vector of polarization 2 of the optical signal input from the wavelength tunable filter 105 to the polarization control unit 107.
  • the polarization monitor 106 periodically executes the above procedure to obtain Stokes vectors of the polarization 1 and the polarization 2 and outputs the Stokes vectors to the polarization controller 107.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the polarization control unit 107.
  • the polarization controller 107 controls the polarization adjusters 131 to 138 according to the procedure shown in FIG. 8, and adjusts the polarization state of the optical signals output from these polarization adjusters 131 to 138.
  • the polarization adjusters 131 to 138 superimpose the half-wave plate and the quarter-wave plate, and adjust the polarization state by changing the angle by rotating these wave plates individually. The description will be made assuming that this is a configuration.
  • the polarization adjusters 131 to 138 rotate the half-wave plate by an angle corresponding to the value of ⁇ i1, and the command value ⁇ i2 is input.
  • the quarter-wave plate is rotated by an angle corresponding to the value of ⁇ i2.
  • i 1 to 8
  • ⁇ 11 and ⁇ 12 are command values input to the polarization adjuster 131
  • ⁇ 81 and ⁇ 82 are command values input to the polarization adjuster 138.
  • the polarization controllers 131 to 138 can change the polarization state of incident light to an arbitrary state by rotating one or both of the half-wave plate and the quarter-wave plate.
  • the wavelength tunable filter 105 When the center wavelength of the wavelength tunable filter 105 is set to ⁇ i, the wavelength tunable filter 105 extracts an optical signal having the wavelength ⁇ i from the optical signals input from the distributor 102 and outputs the optical signal to the polarization monitor 106.
  • the polarization monitor 106 calculates the Stokes vector of the optical signal having the wavelength ⁇ i input from the wavelength tunable filter 105 by the method described above, and outputs the calculated Stokes vector to the polarization control unit 107.
  • the polarization monitor 106 outputs Stokes vectors of the polarization 1 and the polarization 2 constituting the optical signal having the wavelength ⁇ i.
  • the Stokes vector of polarization 1 is (si1, si2, si3)
  • the Stokes vector of polarization 2 is (ti1, ti2, ti3).
  • the polarization control unit 107 inputs the Stokes vector of the optical signal with the wavelength ⁇ i, that is, the Stokes vector (si1, si2, si3) of the polarization 1 with the wavelength ⁇ i and the polarization 2 input from the polarization monitor 106.
  • the Stokes vectors (ti1, ti2, ti3) are compared with the target value vectors (ai1, ai2, ai3) read out in step S2. Based on the comparison result, the polarization controller 107 generates a command value ⁇ i1 for the polarization adjuster 13i that adjusts the polarization state of the optical signal having the wavelength ⁇ i, and transmits the command value ⁇ i1 to the polarization adjuster 13i.
  • the polarization control unit 107 sets the half-wave plate in a direction in which the distance between the point on the Poincare sphere indicated by the target value vector and the point on the Poincare sphere indicated by the Stokes vector of polarization 1 is shortened.
  • a command value ⁇ i1 for instructing rotation is generated and transmitted to the polarization adjuster 13i (step S3).
  • the command value is an example, and the rotation amount to be instructed may be fixed.
  • the command value ⁇ i1 is 1-bit information.
  • a command for rotating the direction by a fixed value n degrees may be used.
  • the command value ⁇ i1 is input from the polarization controller 107, the polarization adjuster 13i rotates the half-wave plate by the specified amount in the direction specified by the command value ⁇ i1.
  • the polarization control unit 107 compares the Stokes vector of the polarization 1 of the wavelength ⁇ i with the target value vector, generates a command value ⁇ i2 for the polarization adjuster 13i, and transmits it to the polarization adjuster 13i. . Specifically, the polarization control unit 107 sets a quarter-wave plate in a direction in which the distance between the point on the Poincare sphere indicated by the target value vector and the point on the Poincare sphere indicated by the Stokes vector of polarization 1 becomes shorter. A command value ⁇ i2 having a value for instructing rotation is generated and transmitted to the polarization adjuster 13i (step S4).
  • the Stokes vector input from the polarization monitor 106 to the polarization control unit 107 is updated as needed, and the Stokes vector of the wavelength ⁇ i when the above step S3 is executed and the wavelength ⁇ i when the step S4 is executed.
  • the Stokes vectors are usually different values.
  • the polarization adjuster 13i is adjusted so that the distance between the point on the Poincare sphere indicated by the target value vector and the point on the Poincare sphere indicated by the Stokes vector of polarization 1 is shortened.
  • the polarization adjuster 13i may be adjusted so that the distance between the point on the Poincare sphere indicated by the target value vector and the point on the Poincare sphere indicated by the Stokes vector of the polarization 2 becomes short.
  • the polarization control unit 107 compares the number of times that the polarization state adjustment, that is, the above steps S2 and S3 is repeated, with the specified number N (step S5).
  • the specified number of times N can be 10, but is not limited to 10. If the polarization state adjustment has not been repeatedly performed N times the specified number of times (step S5: No), the process returns to step S3.
  • the polarization controller 107 repeatedly controls the polarization regulators 131 to 138 in order by repeatedly executing the processing of steps S1 to S7 shown in FIG. 8, and the optical signals of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 are controlled. Adjust the polarization state.
  • the reason why the processes of steps S1 to S7 are repeatedly executed is that the polarization state changes as the temperature of the transmitters 111 to 118 changes.
  • step S6 is executed to switch to the next wavelength.
  • the distance between the point on the Poincare sphere indicated by the target value vector and the point on the Poincare sphere indicated by the Stokes vector of polarization 1 or polarization 2 is equal to or less than the specified value, switching to the next wavelength is performed. May be.
  • the polarization control unit 107 performs control so that the polarization state of the optical signal of each wavelength, that is, the Stokes vector is adjusted to a predetermined target value vector indicating the control target polarization state.
  • the polarization states of optical signals having wavelengths belonging to other groups may be adjusted with reference to the polarization state of the optical signals having wavelengths belonging to other groups, for example, the polarization state of the optical signals having the first group wavelength shown in FIG. That is, the polarization control unit 107 adjusts the polarization state of the optical signals belonging to other groups without adjusting the polarization state of the optical signals of the reference group wavelength. Control may be performed so that the distance between adjacent points on the Poincare sphere represented by the Stokes vector of the polarized wave becomes the maximum.
  • the maximum value D of the distance between adjacent points on the Poincare sphere is determined depending on how many groups each wavelength is divided into. Therefore, the polarization controller 107 holds the maximum value D, and uses the held maximum value D to change the polarization state of the polarization of the optical signal having a wavelength belonging to a group other than the reference group. It is also possible to adjust.
  • the optical transmitter 1 that wavelength-multiplexes a plurality of optical signals having different wavelengths divides each optical signal to be transmitted into three groups, and each optical signal in the same group.
  • an optical transmission system capable of suppressing deterioration of transmission characteristics can be realized.
  • the polarization state of the optical signal is randomized by the polarization scrambler to reduce the influence of the polarization dependent loss, it is possible to suppress the deterioration of the transmission characteristics with a simple configuration.
  • the polarization state of each optical signal is observed and the polarization state of each optical signal is adjusted based on the observation result, the polarization state of each optical signal is maintained in a desired state. be able to.
  • the polarization controller 107 controls the polarization controllers 131 to 138 so that the eight wavelengths are divided into a plurality of groups, and the polarization states of the optical signals of the same group wavelength are the same. However, it is not essential to control each group. You may control so that it may become a different polarization state for every wavelength. Even when the control is performed without dividing into groups, the polarization controller 107 is configured so that the spacing between the points on the Poincare sphere represented by the Stokes vector of the polarization of each optical signal is maximized. 138 is controlled.
  • FIG. FIG. 9 is a diagram of a configuration example of the optical transmission system according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system of the present embodiment is obtained by replacing the optical transmitter 1 of the optical transmission system of the first embodiment shown in FIG. 1 with an optical transmitter 1a. Since the configuration other than the optical transmitter 1a is the same as that of the first embodiment, the optical transmitter 1a will be described in the present embodiment.
  • the optical transmitter 1a includes the variable wavelength filter 105, the polarization monitor 106, and the polarization control unit 107 of the optical transmitter 1 according to the first embodiment, the coherent detector 601, the light source 602, the polarization monitor 603, and the polarization control unit 107a. It has been replaced with. Since the components other than the coherent detector 601, the light source 602, and the polarization monitor 603 are the same as those of the optical transmitter 1 of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the optical signal distributed by the distributor 102 is input to the coherent detector 601.
  • the coherent detector 601 also receives light output from a light source 602 that is a local light source.
  • the light source 602 can change the wavelength of light to be output, and outputs continuous light having a wavelength at which the polarization monitor 603 observes the polarization.
  • the light source 602 outputs continuous light having a wavelength specified by the polarization controller 107.
  • the coherent detector 601 performs coherent detection on the optical signal input from the distributor 102.
  • the coherent detector 601 converts light of a desired wavelength into an electrical signal by causing the optical signal input from the distributor 102 and the light input from the light source 602 to interfere with each other, and outputs the electrical signal to the polarization monitor 603. .
  • the coherent detector 601 includes each polarization of an optical signal having the same wavelength as the continuous light output from the light source 602 among the plurality of optical signals input from the distributor 102, that is, each of two multiplexed polarizations. Is detected and converted into an electrical signal. Therefore, the coherent detector 601 outputs two electrical signals to the polarization monitor 603.
  • the polarization monitor 603 calculates Stokes vectors for each of the two polarizations of the optical signal having the same wavelength as the continuous light output from the light source 602 based on the electrical signal input from the coherent detector 601. Detailed operation of the polarization monitor 603 will be described later.
  • the polarization controller 107a instructs the light source 602 about the wavelength of the continuous light to be output, and controls the polarization adjusters 131 to 138 based on the Stokes vector output from the polarization monitor 603.
  • the Stokes vector output from the polarization monitor 603 is the same as the Stokes vector output from the polarization monitor 106 described in the first embodiment.
  • the polarization controller 107a controls the polarization regulators 131 to 138 by executing the same process as the polarization controller 107 of the first embodiment controls the polarization regulators 131 to 138. However, the polarization controller 107a gives a command to switch the wavelength of the continuous light to be output to the light source 602 when switching the polarization regulator to be controlled. For example, when ending the control of the polarization adjuster 131 and starting the control of the polarization adjuster 132, the polarization control unit 107a instructs the light source 602 to start outputting continuous light having the wavelength ⁇ 2. give.
  • a flowchart showing the operation of the polarization controller 107a is shown in FIG. The flowchart shown in FIG.
  • step S2a the polarization control unit 107a instructs the light source 602 to start outputting continuous light having the wavelength ⁇ i, and also sets a target value vector (ai1, ai2, ai3) indicating the control target polarization state of the optical signal having the wavelength ⁇ i. ) Is read from a memory not shown in FIG. Steps other than step S2a are the same as those in the flowchart of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the polarization monitor 603.
  • the polarization monitor 603 converts an analog electrical signal output from the coherent detector 601 into a digital electrical signal, and outputs it as signals Ex and Ey.
  • a Stokes vector calculation unit 614 that calculates a Stokes vector of each polarization of the optical signal detected by the detector 601.
  • the polarization separation filter 612 is an adaptive filter to follow time variations. In the present embodiment, it is assumed that the polarization separation filter 612 is a generally used 2 ⁇ 2 complex MIMO (multiple-input and multiple-output) FIR (Finite Impulse Response) filter.
  • MIMO multiple-input and multiple-output
  • FIR Finite Impulse Response
  • h xx, n , h xy, n , h yx, n and h yy, n are filter coefficients, and these are constantly updated by the filter coefficient updating unit 613 at a certain fixed period.
  • n is the sample number and the tap length is 2N + 1.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation example of the filter coefficient update unit 613. As shown in FIG. 12, the filter coefficient updating unit 613 monitors whether E′x and E′y are output from the polarization separation filter 612 (step S11).
  • step S12 When E′x and E′y are output from the polarization separation filter 612 (step S11: Yes), based on E′x and E′y, filter coefficients h xx, n , h xy, n , h yx , n and h yy, n are calculated (step S12).
  • filter coefficients h xx, n , h xy, n , h yx, n and h yy are used by using, for example, CMA (Constant Modulus Algorithm), DD-LMS (Decision Directed-Least Mean Square) algorithm and the like.
  • n is calculated. Other algorithms may be used to calculate the filter coefficients.
  • the filter coefficient update unit 613 sets the calculated filter coefficient in the polarization separation filter 612 and outputs the filter coefficient to the Stokes vector calculation unit 614 (step S13).
  • the filter coefficient update unit 613 returns to step S11 and waits for the next E′x and E′y to be output from the polarization separation filter 612.
  • the Stokes vector calculation unit 614 uses the filter coefficients used by the polarization separation filter 612, that is, the filter coefficients h xx, n , h xy, n , h output from the filter coefficient update unit 613 to the polarization separation filter 612. Based on yx, n and h yy, n , the Stokes vector of each polarization of the optical signal detected by the coherent detector 601 is periodically calculated.
  • the Stokes vector calculation unit 614 passes the filter coefficients h xx, n , h xy, n , h from the filter coefficient update unit 613 to the polarization separation filter 612 until the Stokes vector calculation timing comes. Each time yx, n and h yy, n are output, the filter coefficients h xx, n , h xy, n , h yx, n and h yy, n are added.
  • the inverse matrix M is expressed by Equation (3).
  • the Stokes vector calculation unit 614 sets each component of the inverse matrix M as m 11 , m 12 , m 21, and m 22 as shown in Expression (3).
  • the components m 11 and m 21 in the first column of the inverse matrix M shown in Expression (3) have the same wavelength as the continuous light output from the light source 602 among the plurality of optical signals distributed by the distributor 102.
  • the components m 12 and m 22 in the second column of the inverse matrix M constitute an optical signal having the same wavelength as the continuous light output from the light source 602 among the plurality of optical signals distributed by the distributor 102.
  • This is the Jones vector of polarization 2 which is the other of the two polarizations.
  • the Stokes vector calculation unit 614 calculates the inverse matrix M and then converts the Jones vector (m 11 , m 21 ) of the polarization 1 to generate the Stokes vector of the polarization 1 and also the Jones vector (m of the polarization 2 (m 12 , m 22 ) to generate a Stokes vector of polarization 2. Since the method of converting the Jones vector to the Stokes vector is generally well known, detailed description thereof is omitted.
  • the optical transmitter 1a that transmits a plurality of optical signals having different wavelengths coherently detects each polarization of the optical signal of each wavelength that is transmitted to the optical receiver 2.
  • a polarization controller 107a for controlling the polarization adjusters 131 to 138 so that the interval is maximized.
  • FIG. 13 is a diagram of a configuration example of the optical transmission system according to the third embodiment of the present invention.
  • optical signals of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 are transmitted.
  • optical signals of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3 are transmitted.
  • the optical transmission system of the present embodiment has a configuration in which an optical transmitter 1b and an optical receiver 2b are connected via a transmission line 704.
  • the optical transmitter 1b includes a baseband signal generation unit 700 that generates a plurality of baseband signals # 1, # 2, and # 3, a multiplexer 701 that frequency-multiplexes the baseband signals # 1, # 2, and # 3, A light source 702 that is a light source that outputs continuous light, and a modulator (PM-IQ Mod) that modulates the light output from the light source 702 based on the baseband signal output from the multiplexer 701 and outputs the modulated light to the transmission line 704 703.
  • the modulator 703 is a polarization multiplexing IQ modulator, and three optical signals having different wavelengths are multiplexed by performing multicarrier batch modulation on the continuous light output from the light source 702 with the frequency-multiplexed baseband signal.
  • a wavelength multiplexed signal that is a signal is generated.
  • the wavelength of the baseband signal # 1 is ⁇ 1
  • the wavelength of the baseband signal # 2 is ⁇ 2
  • the wavelength of the baseband signal # 3 is ⁇ 3.
  • the optical receiver 2b receives the optical signal output from the modulator 703 of the optical transmitter 1b via the transmission line 704 and demultiplexes the optical signal for each wavelength, and receives the optical signals of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3. Receivers 721 to 723.
  • Baseband signal # 1 of baseband signal # 1 output from baseband signal # 1 is X-polarized I component, Q component is XI1, XQ1, Y-polarized I component, Q component is YI1, YQ1, and baseband signal # 2 X polarization I component, Q component is XI2, XQ2, Y polarization I component, Q component is YI2, YQ2, and X polarization I component, Q component of baseband signal # 3 is XI3, XQ3, Y
  • the I component and Q component of the polarization are assumed to be YI3 and YQ3.
  • the baseband signal generation unit 700 generates a polarization multiplexed quaternary phase modulation signal composed of the symbols represented by Expression (4) as the baseband signal # 1, and is represented by Expression (5).
  • a polarization multiplexed quaternary phase modulated signal composed of the generated symbols is generated as a baseband signal # 2
  • a polarization multiplexed quaternary phase modulated signal composed of the symbols represented by equation (6) is generated as the baseband signal # 3.
  • Multiplexer 701 converts the frequency of baseband signals # 1 and # 3 out of baseband signals # 1, # 2 and # 3 output from baseband signal generation section 700, and also converts the baseband after frequency conversion The signals # 1 and # 3 are superposed on the baseband signal # 2.
  • the processing of the multiplexer 701 is expressed by equation (7).
  • ⁇ f is the frequency interval between the multiplexed baseband signals # 1 to # 3, and t is time.
  • multiplexer 701 converts the frequencies of the baseband signals # 1 and # 3 here, the frequency of the baseband signals # 1 and # 2 may be converted. Multiplexer 701 may convert the frequencies of baseband signals # 2 and # 3.
  • the polarization state of the optical signal of each wavelength output from the modulator 703 is as shown in FIG. That is, the polarization state of the optical signal of wavelength ⁇ 1 is the polarization state of the first group, the polarization state of the optical signal of wavelength ⁇ 2 is the polarization state of the second group, and the polarization state of the optical signal of wavelength ⁇ 3 is This is the polarization state of the third group.
  • the optical transmitter frequency-multiplexes three baseband signals having different wavelengths, and modulates continuous light based on the multiplexed baseband signals.
  • the interval between points on the Poincare sphere represented by the Stokes vector of each polarization of the optical signal transmitted by wavelength multiplexing can be maximized. Therefore, it is possible to realize an optical transmission system capable of suppressing deterioration of transmission characteristics.
  • it is not necessary to use a polarization scrambler it is possible to suppress deterioration of transmission characteristics with a simple configuration.
  • FIG. 14 is a diagram of a configuration example of an optical transmission system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a plurality of optical signals having different wavelengths are wavelength-multiplexed, but in the optical transmission system of the present embodiment, a plurality of optical signals are time-division multiplexed.
  • the optical transmission system of the present embodiment has a configuration in which an optical transmitter 1c and an optical receiver 2c are connected via a transmission line 804.
  • the optical transmitter 1c includes a baseband signal generator 800 that generates a plurality of baseband signals # 1, # 2, and # 3 having different polarization states, and time-division multiplexing the baseband signals # 1, # 2, and # 3. , A light source 802 that outputs continuous light, and a modulator (PM ⁇ ) that modulates light output from the light source 802 based on the baseband signal output from the multiplexer 801 and outputs the modulated signal to the transmission line 804.
  • the modulator 803 is a polarization multiplexing IQ modulator. Each time-division multiplexed optical signal output from the modulator 803 is composed of two orthogonally polarized waves that are quaternary phase modulated.
  • the baseband signal # 1 of the baseband signal # 1 output from the baseband signal # 1 is represented by the X-polarized I component and the Q component XI1, XQ1, the Y-polarized I component and the Q component YI1, YQ1, and the baseband signal # 2.
  • X polarization I component, Q component is XI2, XQ2, Y polarization I component, Q component is YI2, YQ2, and X polarization I component
  • Q component of baseband signal # 3 is XI3, XQ3, Y
  • the I component and Q component of the polarization are assumed to be YI3 and YQ3.
  • the baseband signal generation unit 800 generates a polarization multiplexed quaternary phase modulation signal composed of the symbols expressed by the equation (8) as the baseband signal # 1, and expresses it by the equation (9).
  • a polarization multiplexed quaternary phase modulated signal composed of the symbols generated is generated as a baseband signal # 2
  • a polarization multiplexed quaternary phase modulated signal composed of the symbols represented by equation (10) is generated as the baseband signal # 3.
  • the multiplexer 801 Upon receiving the baseband signals # 1, # 2, and # 3 output from the baseband signal generation unit 800, the multiplexer 801 temporarily holds and outputs each baseband signal in a time division manner. The multiplexer 801 switches the baseband signal to be output every time the specified time T elapses. That is, the multiplexer 801 ends the output of the baseband signal # 1 and starts the output of the baseband signal # 2 when the time T elapses after the output of the baseband signal # 1 is started. When the time T has elapsed since the start of the output of the baseband signal # 2, the output of the baseband signal # 2 is terminated and the output of the baseband signal # 3 is started.
  • each optical signal output from the modulator 803 The polarization state is as shown in FIG. 3 on the Poincare sphere.
  • the polarization of the optical signal of the first channel corresponding to the baseband signal # 1 corresponds to the point 311 and the point 312 on the Poincare sphere, and the polarization of the optical signal of the second channel corresponding to the baseband signal # 2.
  • Corresponds to the points 321 and 322 on the Poincare sphere, and the polarization of the optical signal of the third channel corresponding to the baseband signal # 3 corresponds to the points 331 and 332 on the Poincare sphere.
  • the optical receiver 2c includes a receiver 805 that divides the optical signal output from the modulator 803 of the optical transmitter 1c for each channel and receives the optical signal of each channel as a polarization multiplexed quaternary phase signal. .
  • the polarization state of each channel of the optical signal transmitted by the optical transmitter 1c is similar to the optical signal transmitted by the optical transmitter 1 of the optical transmission system of the first embodiment. Even when the Stokes vector and the PDL vector of one polarization of one channel coincide with each other, the Stokes vector and the PDL vector of the polarization of the remaining two channels are orthogonal to each other. Therefore, even if the Q value of the optical signal included in one channel is deteriorated by PDL, the deterioration of the Q value of the optical signal included in the remaining two channels is small. That is, the average degradation of the time-division multiplexed optical signal can be suppressed.
  • the baseband signal input to the multiplexer 801 is 3 channels, but it may be 2 channels or 4 channels or more.
  • each channel is divided into three groups, the first group of signals is composed of the symbols shown in the above equation (8), and the second group of signals is the above equation.
  • the third group of signals is composed of the symbols shown in Equation (10) above.
  • the optical transmitter 1c that transmits a plurality of optical signals by time-division multiplexing divides the polarizations of the two polarizations that constitute each of the plurality of optical signals to be transmitted.
  • the wave state is expressed as points on the Poincare sphere
  • the polarization state of each optical signal to be transmitted is controlled so that the distance between the points on the Poincare sphere is maximized.
  • the polarization control unit 107 described in the first embodiment, the polarization control unit 107a, the filter coefficient update unit 613, and the Stokes vector calculation unit 614 described in the second embodiment have, for example, the configuration illustrated in FIG. It can be realized by hardware. That is, the polarization control unit 107, the polarization control unit 107a, the filter coefficient update unit 613, and the Stokes vector calculation unit 614 are configured by a processor 901, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like. 902 and an input / output interface 903. The processor 901, the memory 902, and the input / output interface 903 are connected to the bus 900, and can exchange data, control information, and the like via the bus 900.
  • a processor 901 a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • the processor 901, the memory 902, and the input / output interface 903 are connected to the bus 900, and can exchange data, control information, and the
  • a program for the polarization control unit 107 is stored in the memory 902 in advance, and the processor 901 executes the program to realize the polarization control unit 107.
  • the input / output interface 903 is used when a Stokes vector is received from the polarization monitor 106, when a command value is output to the polarization adjuster 131, and when a setting change is instructed to the wavelength tunable filter 105.
  • a plurality of processors and a plurality of memories may be linked to realize the polarization control unit 107.
  • a program for the polarization control unit 107a is stored in the memory 902 in advance, and the processor 901 executes the program to realize the polarization control unit 107a.
  • the input / output interface 903 is used when receiving a Stokes vector from the polarization monitor 603, when outputting a command value to the polarization adjuster 131, and when giving an instruction to the light source 602.
  • a plurality of processors and a plurality of memories may cooperate to implement the polarization control unit 107a.
  • a program for the filter coefficient updating unit 613 is stored in the memory 902 in advance, and the processor 901 executes this program to implement the filter coefficient updating unit 613.
  • the input / output interface 903 is used when receiving a signal output from the polarization separation filter 612 and outputting a filter coefficient.
  • the filter coefficient updating unit 613 may be realized by cooperation of a plurality of processors and a plurality of memories.
  • a program for the Stokes vector calculation unit 614 is stored in the memory 902 in advance, and the processor 901 executes the program, thereby realizing the Stokes vector calculation unit 614.
  • the input / output interface 903 is used when a filter coefficient is received from the filter coefficient update unit 613 and a Stokes vector is output to the polarization control unit 107a.
  • a plurality of processors and a plurality of memories may cooperate to implement the Stokes vector calculation unit 614.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

　この発明は、互いに直交する２つの偏波で構成された複数の光信号を生成して送信する送信器１１１～１１８と、送信する複数の光信号を複数の群に分け、同じ群の光信号の各々の偏波状態が同じとなり、かつ、複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくよう、複数の光信号の偏波状態を調整する偏波調整器１３１～１３８と、偏波状態を調整した後の各光信号を合波する合波器１０１と、を備えている。

Description

光送信器および光伝送システム
　本発明は、データを偏波多重伝送する光送信器および光伝送システムに関する。
　データを偏波多重伝送する従来の光伝送システムに適用されている伝送方式では、各波長の光信号が直交する２偏波で構成されているため、偏波ホールバーニングは生じないものの、伝送路の偏波依存損失（ＰＤＬ：Polarization　Dependent　Loss）によって、偏波多重信号の各偏波信号パワーが不均一となり、伝送特性が劣化する（非特許文献１参照）。
　この課題を解決するための発明が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された発明においては、偏波スクランブラにより光信号の偏波状態をランダム化することにより課題を解決する。具体的には、特許文献１に記載された光伝送システムにおいて、伝送路の送信端では偏波スクランブラが偏波スクランブルを行うことにより光信号の偏波状態が一定になることを防ぎ、一方、受信端では偏波デスクランブラが送信端での偏波スクランブルに同期した偏波デスクランブルを行う。
特開２０１２－１９５９４４号公報
Mark　Shtaif,　"Performance　degradation　in　coherent　polarization　multiplexed　systems　as　a　result　of　polarization　dependent　loss",　Optics　Express　Vol.16,　No.18　13918-13932　(September　2008)
　しかしながら、特許文献１に記載された発明では、偏波スクランブラおよび偏波デスクランブラが必要となり、さらに、偏波スクランブラおよび偏波デスクランブラの同期制御も必要となる。そのため、構成および制御が複雑化するという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で伝送特性の劣化を抑えることが可能な光伝送システムを実現する光送信器を得ることを目的とする。
　この発明にかかる光送信器は、互いに直交する２つの偏波で構成された複数の光信号を生成して送信するものであり、送信する複数の光信号を複数の群に分け、同じ群の光信号の各々の偏波状態が同じとなり、かつ、複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくよう、複数の光信号の偏波状態を調整する。また、偏波状態を調整した後の各光信号を合波する。
　本発明にかかる光送信器は、簡単な構成で伝送特性の劣化を抑えることが可能な光伝送システムを実現できる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる光伝送システムで伝送される光信号の偏波状態を示す図 実施の形態１にかかる光伝送システムで伝送する光信号の偏波状態をポアンカレ球上で示した図 光信号のストークスベクトルとＰＤＬベクトルの角度差に対するＱ値の変化特性を示す図 実施の形態１にかかる光伝送システムで伝送する光信号の特性を示す図 ８波長の光信号を４つの群に分けた場合の各光信号の偏波状態をポアンカレ球上で示した図 ４つの群の光信号の偏波の対応関係、および、座標の一例を示す図 実施の形態１の偏波制御部の動作例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態２の偏波制御部の動作例を示すフローチャート 偏波モニタの構成例を示す図 フィルタ係数更新部の動作例を示すフローチャート 実施の形態３にかかる光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態４にかかる光伝送システムの構成例を示す図 実施の形態１，２の偏波制御部、フィルタ係数更新部、ストークスベクトル算出部を実現するためのハードウェア構成の一例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる光送信器および光伝送システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる光伝送システムの構成例を示す図である。図１に示した本実施の形態にかかる光伝送システムにおいては、１つの信号系列、すなわちビット列を、１ビットまたは数ビットごとに８分割し、異なる波長の８つの光信号に載せて光送信器１から光受信器２へ伝送するように構成されている。本実施の形態では、伝送される８つの光信号の波長をλ1～λ8とする。また、各波長の光信号は異なる偏波状態の２つの光信号が偏波多重された構成となっている。図２は、伝送される各波長の光信号の偏波状態を示す図である。
　図１に示した光伝送システムにおいて、光送信器１は、波長の異なる複数の光信号を合波する合波器１０１と、合波器１０１から出力された光信号を２つの経路に分配する分配器（Divider）１０２と、分配器１０２で２つの経路に分配された光信号の一方を受け取り、特定波長の光信号を取り出す波長可変フィルタ１０５と、波長可変フィルタ１０５で取り出された光信号の偏波状態を観測する偏波モニタ１０６と、後述する偏波調整器１３１～１３８を制御する偏波制御部１０７と、波長λ1～λ8の光信号をそれぞれ出力する送信器１１１～１１８と、送信器１１１～１１８の各々から出力された各光信号の偏波を調整する偏波調整器（ＰＣ：Polarization　Controller）１３１～１３８と、を備えている。なお、分配器１０２で２つの経路に分配された光信号のうち、一方は波長可変フィルタ１０５へ入力され、他方は伝送路１０３を介して光受信器２へ伝送される。光受信器２は、光送信器１の合波器１０１から出力された光信号を、伝送路１０３経由で受け取り、波長ごとに分波する分波器１０４と、波長λ1～λ8の光信号をそれぞれ受信する受信器１２１～１２８と、を備えている。
　以下、図１に示した光伝送システムにおける光信号の伝送動作を説明する。ここでは偏波多重４値位相変調信号を８波長多重して伝送する場合について説明する。なお、偏波多重４値位相変調はＤＰ－ＱＰＳＫ（Dual　Polarization-Quadrature　Phase　Shift　Keying）とも呼ばれる。
　光送信器１の送信器１１１～１１８は、送信手段を構成しており、互いに異なる波長λ1～λ8の偏波多重４値位相変調信号である光信号を生成して送信する。送信器１１１～１１８から出力された光信号の各々は、偏波調整器１３１～１３８に入力される。偏波調整器１３１～１３８は、偏波調整手段を構成しており、入力された光信号の偏波状態を調整して合波器１０１へ出力する。偏波調整器１３１～１３８には、一般的な構成の偏波コントローラを適用できる。例えば、１／２波長板と１／４波長板とを重ね合わせ、これらの波長板を個別に回転させて角度を調整することにより入射された光の偏波状態を調整する構成の偏波コントローラを適用できる。この構成の偏波コントローラを適用した場合、偏波調整器１３１～１３８には、１／２波長板の回転量および回転方向を指示する指令値と１／４波長板の回転量および回転方向を指示する指令値とが偏波制御部１０７から入力される。偏波調整器１３１～１３８は、偏波制御部１０７から入力された指令値に従い、１／２波長板および１／４波長板を回転させる。１／２波長板は、入射した直線偏光の偏光方位を変化させる特性を有し、１／４波長板は直線偏光が入射すると円偏光に変換し、円偏光が入射すると直線偏光に変換する特性を有する。また、光信号を伝送する光ファイバに力を加えて曲げることにより応力を与えて偏波状態を調整する構成の偏波コントローラを偏波調整器１３１～１３８に適用することもできる。その他の構成の偏波コントローラを偏波調整器１３１～１３８に適用してもよい。なお、いずれの偏波コントローラを適用した場合においても、偏波調整器１３１～１３８の各々に入力される２つの偏波の関係、すなわち互いに直交した関係は、偏波状態を調整後も維持される。偏波調整器１３１～１３８で偏波状態が調整された後の各光信号は合波手段である合波器１０１によって合波され、分配器１０２を介して伝送路１０３へ出力される。光受信器２の分波器１０４は、光送信器１から伝送路１０３へ出力された光信号を受け取って波長ごとの光信号に分波し、各波長の光信号を、各波長に対応している受信器１２１～１２８へ入力する。受信器１２１～１２８は波長λ1～λ8の光信号をそれぞれ受信する。
　また、光送信器１において、分配器１０２は伝送路１０３を介して伝送される光信号の偏波をモニタするために、送信光の一部をモニタ用に分配する。モニタ用に分配された光は波長可変フィルタ１０５に入力され、波長可変フィルタ１０５は８波長が多重された状態の光信号のうち、１つの波長の光信号を通過させて偏波モニタ１０６へ出力する。この波長可変フィルタ１０５は、偏波制御部１０７からの指示に従い、指示された波長の光信号を通過させる。なお、偏波制御部１０７は、波長可変フィルタ１０５に対する指示内容、すなわち、偏波モニタ１０６へ通過させる波長の指示を適宜変更し、λ1からλ8の全ての波長の光信号が偏波モニタ１０６へ順番に出力されるように制御する。偏波モニタ１０６は波長可変フィルタ１０５から出力された光信号の偏波状態を観測する。偏波モニタ１０６による観測結果は偏波制御部１０７に通知され、偏波制御部１０７は、偏波モニタ１０６による観測結果に基づいて、偏波調整器１３１～１３８を制御する。具体的には、偏波制御部１０７は、偏波調整器１３１～１３８を制御し、各波長の光信号の偏波状態が図２に示した状態を維持させる。より詳細には、偏波制御部１０７は、波長λ1～λ8の各光信号について、偏波モニタ１０６による観測結果が示す偏波状態と図２に示した偏波状態（目標とする偏波状態）とを比較する。そして、両者にズレ、すなわち差が生じている場合、偏波制御部１０７は、両者の差がゼロに近づくよう、偏波状態にズレが生じている波長に対応する偏波調整器を制御して偏波状態を変更させる。なお、偏波モニタ１０６は波長λ1～λ8の光信号の偏波状態を順番に観測するため、偏波制御部１０７は、波長λ1～λ8の光信号の偏波状態が図２に示した偏波状態か否かを順番に確認し、偏波状態が図２に示した偏波状態ではない場合、対応する偏波調整器を制御して偏波状態を変更させる。偏波制御部１０７による詳しい制御動作については後述する。
　図２に示した偏波状態について説明する。図２に示したように、本実施の形態では、波長λ1～λ8の８波長を３つの群に分け、同じ群の光信号の偏波状態が同じになるように制御する。図２に示した例では、第１の群を波長λ1，λ4，λ7とし、第２の群は波長λ2，λ5，λ8としている。また、第３の群を波長λ3，λ6としている。そして、第１の群の各波長の光信号は、ｘ方向直線偏光とｙ方向直線偏光との互いに直交する２つの偏波から構成される。第２の群の各波長の光信号は、ｘ軸から４５°傾いた直線偏光とｘ軸から－４５°傾いた直線偏光との互いに直交する２つの偏波から構成される。第３の群の各波長の光信号は、右回り円偏光と左回り円偏光との互いに直交する２つの偏波から構成される。なお、群の分け方は一例であり、他の分け方としても構わない。ただし、各群に属する波長の数は略同じとなるのが望ましい。より具体的には、各群に属する波長の数の差は０または１とするのが望ましい。
　図３は、上記の第１の群、第２の群および第３の群の光信号の各々について、互いに直交する２つの偏波の偏波状態を示すストークスベクトルの各々が表す点をポアンカレ球上に示した図である。第１の群の各光信号の偏波は図３に示したポアンカレ球上の点３１１と点３１２とに、第２の群の各光信号の偏波はポアンカレ球上の点３２１と点３２２とに、第３の群の各光信号の偏波はポアンカレ球上の点３３１と点３３２とにそれぞれ対応する。各波長の光信号は、２つの直交する偏波が多重されたものであり、直交する２つの偏波の状態はポアンカレ球上では原点対称なストークスベクトルが表す点に対応する。各群の光信号の偏波の偏波状態が図３に示した状態となるように調整した場合、ポアンカレ球上において、隣り合った点同士の間隔が最大となる。ここで、隣り合った点同士の間隔が最大とは、ポアンカレ球上に表された全ての点について、隣り合っている点との間隔が最大という意味である。ポアンカレ球上に表された点の配置が最も疎らな場合、すなわち、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の距離が全て同じ場合、隣り合った点同士の間隔が最大となる。なお、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔の最大値は、ポアンカレ球上の点の数により決まる。各波長の光信号を構成している偏波の偏波状態をこのように調整することにより、波長多重送信する光信号に対する偏波依存損失の悪影響を抑制することができる。その理由を以下に説明する。
　ある１つの波長の光信号について、多重されている一方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬ（Polarization　Dependent　Loss）ベクトルとの角度差と、光信号の品質を示すＱ値とのポアンカレ空間における関係は、図４に示したものとなる。ここで、ＰＤＬベクトルはストークス空間で定義され、伝送路の偏波依存損失を示すベクトルである。ＰＤＬベクトルの大きさΓは次式（１）の関係を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　一般的に、ＰＤＬベクトルの大きさはρ[ｄＢ]で表現される。ＰＤＬベクトルの大きさρは、最小の損失で伝送される偏波状態と最大の損失で伝送される偏波状態における損失との比率を示す。
　図４に示したように、ストークスベクトルの角度とＰＤＬベクトルの角度との差が０度および１８０度の場合において、偏波依存損失による光信号の品質劣化が最大となりＱ値が最低となる。一方、ストークスベクトルの角度とＰＤＬベクトルの角度との差が９０度の場合においては偏波依存損失による光信号の品質劣化が最小となりＱ値が最大となる。各波長の光信号において、光信号を構成している２つの偏波のストークスベクトルは原点対称であるから、ＰＤＬベクトルの方向といずれかの偏波のストークスベクトルの方向とが一致した場合にＱ値が最低となる。
　ここで、第１の群～第３の群の３つの群の各光信号を構成している２つの偏波のストークスベクトルが表す点を、図３に示すように、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大となるように配置すると、ある１つの群に属する各光信号の一方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルとの方向が一致した場合でも、残り２つの群に属する各光信号については、光信号を構成している２つの信号の双方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルとは直交する。そのため、ＰＤＬによって１つの群に属する波長の光信号のＱ値が劣化しても、残り２つの群に属する波長の光信号のＱ値の劣化は小さい。したがって、８波長が多重された光信号の平均の劣化は抑えられる。なお、第１の群～第３の群の３つの群の各光信号を構成している２つの偏波のストークスベクトルが表す点の各々が図３に示した点３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２に一致することは必須ではない。点３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２は、光信号を３つの群に分けた場合の各群の光信号の偏波のストークスベクトルが表す、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大となる配置の一例を示しているだけである。ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大となっているのであれば、ストークスベクトルが表す点は、点３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２と一致していなくてもよい。
　図５は、伝送路に３ｄＢのＰＤＬがある場合のシミュレーション結果を示す図である。図５では、８波長の光信号の偏波状態を制御して３つの群の各光信号の２つの偏波のストークスベクトルが表す点を図３に示すように配置した場合の結果を実線で示し、偏波状態を制御せずに８波長の偏波状態がランダムである場合の結果を破線で示している。図５に示したように、偏波状態が図３に示したものとなるように、各波長の光信号を構成している偏波を制御することで、波長多重伝送される光信号のＱ値の変動幅が抑えられる。すなわち、波長多重伝送される各光信号の平均の劣化が抑えられる。
　なお、本実施の形態では、８波長の光信号を３つの群に分け、各群の光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点が、例えば図３に示したような関係、すなわち、隣り合った点同士の間隔が最大となるように、偏波制御部１０７および偏波調整器１３１～１３８が各波長の光信号の偏波状態を調整することとしたが、３つの群に分けるのではなく、２つの群、または４つ以上の群に分けてもよい。この場合も、偏波制御部１０７および偏波調整器１３１～１３８は、各群の光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点同士の間隔、すなわち隣り合った点同士の間隔が最大となるように偏波状態を調整する。例えば、光信号を４つの群に分けて偏波状態を調整する場合、偏波制御部１０７および偏波調整器１３１～１３８は、各群の光信号の偏波のストークスベクトルが図６に示した点４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８となるように、偏波状態を調整する。図６に示した点４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８と４つの群の光信号の偏波の対応関係、および、座標の一例を図７に示す。各群の光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点の座標が図７に示したものとなるように制御することにより、ポアンカレ球上の点同士の間隔が最大となり、偏波依存損失による光信号の品質劣化が最小となる。光信号を２つの群、または４つ以上の群に分ける場合には、ある１つの群に属する各光信号の一方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルの方向が一致した状態のとき、他の群に属する各光信号を構成している２つの信号の双方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルは直交しない。しかし、偏波状態の制御を行わない場合と比較して、波長多重伝送される各光信号の平均の劣化を抑えることが可能である。
　光送信器１における光信号の偏波状態の調整動作について説明する。まず、偏波モニタ１０６について説明する。偏波モニタ１０６は、入射された光を解析し、入射光の偏波状態をポアンカレ球上の点の座標、すなわちストークスベクトルとして出力する。光のストークスベクトルは、一般的に、入射光の強度と、結晶軸の角度が０°の偏光子を透過させた後の入射光の強度と、結晶軸角度が４５°の偏光子を透過させた後の入射光の強度と、４５°傾けた１／４波長板および結晶軸が０°の偏光子を透過させた後の入射光の強度とにより求めることができる。ここで、本実施の形態では、偏波多重された光信号が偏波モニタ１０６に入射されるため、偏波モニタ１０６は、まず、２つの偏波が多重された状態の光信号のストークスベクトルを求め、次に、多重されている２つの偏波のストークスベクトルを算出する。
　すなわち、偏波モニタ１０６では、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号を４分岐させ、分岐後の光信号の強度と、分岐後の光信号を結晶軸の角度が０°の偏光子を透過させた後の強度と、分岐後の光信号を結晶軸角度が４５°の偏光子を透過させた後の強度と、分岐後の光信号を４５°傾けた１／４波長板および結晶軸が０°の偏光子を透過させた後の強度とを測定する。そして、４つの測定結果に基づいて、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号のストークスベクトル（ｓ1，ｓ2，ｓ3）を計算する。光信号の強度からストークスベクトルを算出する方法は公知であるため説明を省略する。
　次に、偏波モニタ１０６は、波長可変フィルタ１０５から入力された規定回数分（例えば１０回）の光信号のストークスベクトル（ｓ1，ｓ2，ｓ3）に基づいて、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号を構成している２つの偏波のストークスベクトルを計算する。具体的には、偏波モニタ１０６は、ａ1ｓ1＋ａ2ｓ2＋ａ3ｓ3＝０で表される三次元平面に対し、係数a1、ａ2およびａ3を最小二乗法により求める。偏波モニタ１０６は、次に、（ａ1，ａ2，ａ3）を正規化することにより、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号を構成している２つの偏波の一方である偏波１のストークスベクトルを求める。また、偏波モニタ１０６は、（-ａ1，-ａ2，-ａ3）を正規化することにより、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号を構成している２つの偏波の他方である偏波２のストークスベクトルを求める。
　偏波モニタ１０６は、波長可変フィルタ１０５から入力された光信号の偏波１のストークスベクトルおよび偏波２のストークスベクトルを偏波制御部１０７へ出力する。偏波モニタ１０６は、周期的に上記の手順を実行して偏波１および偏波２のストークスベクトルを求め、偏波制御部１０７へ出力する。
　次に、偏波制御部１０７の動作を説明する。図８は、偏波制御部１０７の動作例を示すフローチャートである。偏波制御部１０７は、図８に示した手順で偏波調整器１３１～１３８を制御し、これらの偏波調整器１３１～１３８から出力される光信号の偏波状態を調整する。ここでは、偏波調整器１３１～１３８が、１／２波長板と１／４波長板とを重ね合わせ、これらの波長板を個別に回転させて角度を変更することにより偏波状態を調整する構成であるものとして説明を行う。また、偏波調整器１３１～１３８は、偏波制御部１０７から指令値θi1が入力されると、１／２波長板をθi1の値に応じた角度だけ回転させ、指令値θi2が入力されると、１／４波長板をθi2の値に応じた角度だけ回転させるものとする。なお、ｉ＝１～８であり、例えば、θ11およびθ12は偏波調整器１３１に入力される指令値、θ81およびθ82は偏波調整器１３８に入力される指令値とする。偏波調整器１３１～１３８は、１／２波長板および１／４波長板の一方または双方を回転させることにより、入射した光の偏波状態を任意の状態に変化させることが可能である。
　偏波制御部１０７は、まず、ｉ＝１に設定する（ステップＳ１）。次に、偏波制御部１０７は、波長可変フィルタ１０５の中心波長をλiに設定するとともに、波長がλiの光信号の制御目標偏波状態を示す目標値ベクトル（ａi1，ａi2，ａi3）を、図１では図示を省略しているメモリから読み出す（ステップＳ２）。なお、偏波制御部１０７のメモリは、後述する図１５に示すメモリ９０２である。目標値ベクトルは、ストークスベクトルと同様に、ポアンカレ球上の点を示すベクトルである。なお、同じ群に属する波長の光信号の目標値ベクトル（ａi1，ａi2，ａi3）の各要素は同じ値となる。波長可変フィルタ１０５の中心波長をλiに設定すると、波長可変フィルタ１０５は、分配器１０２から入力された光信号のうち、波長λiの光信号を取り出して偏波モニタ１０６へ出力する。偏波モニタ１０６は、上述した方法で波長可変フィルタ１０５から入力された波長λiの光信号のストークスベクトル算出し、算出したストークスベクトルを偏波制御部１０７へ出力する。なお、偏波モニタ１０６は、波長λiの光信号を構成している偏波１および偏波２のストークスベクトルを出力する。ここでは、偏波１のストークスベクトルを（ｓi1，ｓi2，ｓi3）、偏波２のストークスベクトルを（ｔi1，ｔi2，ｔi3）とする。
　偏波制御部１０７は、次に、偏波モニタ１０６から入力される、波長λiの光信号のストークスベクトル、すなわち、波長λiの偏波１のストークスベクトル（ｓi1，ｓi2，ｓi3）および偏波２のストークスベクトル（ｔi1，ｔi2，ｔi3）と、ステップＳ２で読み出した目標値ベクトル（ａi1，ａi2，ａi3）とを比較する。そして、偏波制御部１０７は、比較結果に基づいて、波長λiの光信号の偏波状態を調整する偏波調整器１３ｉに対する指令値θi1を生成して偏波調整器１３ｉへ送信する。具体的には、偏波制御部１０７は、目標値ベクトルが示すポアンカレ球面上の点と偏波１のストークスベクトルが示すポアンカレ球面上の点との距離が短くなる方向に１／２波長板を回転させるように指示する値の指令値θi1を生成し、偏波調整器１３ｉへ送信する（ステップＳ３）。例えば、偏波制御部１０７は、１／２波長板を第一の方向、例えば光の進行方向に向かって右方向へ１度回転させるように指示する場合はθi1＝１を送信し、１／２波長板を第一の方向の反対方向である第二の方向へ３度回転させるように指示する場合はθi1＝－３を送信する。指令値は一例であり、指示する回転量を固定としてもよい。例えば、指令値θi1を１ビットの情報とし、θi1＝１の場合は第一の方向へ固定値ｎ度だけ回転させる指令、θi1＝０の場合は第一の方向の反対方向である第二の方向へ固定値ｎ度だけ回転させる指令、などとしてもよい。偏波調整器１３ｉは、偏波制御部１０７から指令値θi1が入力されると、指令値θi1で指定された方向へ、指定された量だけ１／２波長板を回転させる。
　偏波制御部１０７は、次に、波長λiの偏波１のストークスベクトルと、目標値ベクトルとを比較し、偏波調整器１３ｉに対する指令値θi2を生成して偏波調整器１３ｉへ送信する。具体的には、偏波制御部１０７は、目標値ベクトルが示すポアンカレ球面上の点と偏波１のストークスベクトルが示すポアンカレ球面上の点との距離が短くなる方向に１／４波長板を回転させるように指示する値の指令値θi2を生成し、偏波調整器１３ｉへ送信する（ステップＳ４）。なお、偏波モニタ１０６から偏波制御部１０７へ入力されるストークスベクトルは随時更新されており、上記のステップＳ３を実行した際の波長λiのストークスベクトルとこのステップＳ４を実行する際の波長λiのストークスベクトルは、通常は異なる値となる。
　なお、ステップＳ３およびＳ４では、目標値ベクトルが示すポアンカレ球面上の点と偏波１のストークスベクトルが示すポアンカレ球面上の点との距離が短くなるように偏波調整器１３ｉを調整しているが、目標値ベクトルが示すポアンカレ球面上の点と偏波２のストークスベクトルが示すポアンカレ球面上の点との距離が短くなるように偏波調整器１３ｉを調整してもよい。偏波１の偏波状態を調整すると偏波２の偏波状態も変化し、偏波２の偏波状態を調整すると偏波１の偏波状態も変化する。
　次に、偏波制御部１０７は、偏波状態調整、すなわち上記のステップＳ２およびＳ３を繰り返した回数と、規定回数Ｎとを比較する（ステップＳ５）。規定回数Ｎは、１０とすることができるが、１０に限定されるものではない。偏波状態調整が規定回数Ｎ回繰り返し実行されていない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻る。偏波状態調整が既定回数Ｎ回繰り返し実行された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、偏波制御部１０７は、ｉ＝８か否かを確認する（ステップＳ６）。ｉ＝８ではない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、偏波制御部１０７は、ｉに１を加算し（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。また、ｉ＝８の場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻る。
　偏波制御部１０７は、図８に示したステップＳ１～Ｓ７の処理を繰り返し実行することにより、偏波調整器１３１～１３８を順番に、かつ繰り返し制御し、波長λ1～λ8の各光信号の偏波状態を調整する。ステップＳ１～Ｓ７の処理を繰り返し実行し続けるのは、送信器１１１～１１８の温度変化に伴い偏波状態も変化するためである。
　実施の形態１では、波長λiの光信号の偏波状態調整を既定回数繰り返し実行した後にステップＳ６を実行して次の波長に切り替えるようにしているが、偏波状態調整を規定時間繰り返した後に次の波長に切り替えるようにしてもよい。また、目標値ベクトルが示すポアンカレ球面上の点と、偏波１または偏波２のストークスベクトルが示すポアンカレ球面上の点との距離が規定値以下となった場合に次の波長に切り替えるようにしてもよい。
　偏波制御部１０７は、各波長の光信号の偏波状態、すなわちストークスベクトルを予め決めておいた制御目標偏波状態を示す目標値ベクトルに合わせ込むように制御することとしたが、ある群に属する波長、例えば図２に示した第１群の波長の光信号の偏波状態を基準として、他の群に属する波長の光信号の偏波状態を調整するようにしてもよい。すなわち、偏波制御部１０７は、基準とした群の波長の光信号については偏波状態を調整せずに、他の群に属している光信号の偏波状態を調整して、各光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の隣り合った点同士の距離が最大となるように制御してもよい。各波長をいくつの群に分けるかにより、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の距離の最大値Ｄは決まる。そのため、偏波制御部１０７は、最大値Ｄを保持しておき、保持している最大値Ｄを使用して、基準とした群以外の群に属する波長の光信号の偏波の偏波状態を調整することも可能である。
　このように、本実施の形態の光伝送システムにおいて、波長が異なる複数の光信号を波長多重送信する光送信器１は、送信する各光信号を３つの群に分け、同じ群の各光信号の偏波状態が同じになるように制御するとともに、各群の光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点同士の間隔が最大となるように制御することとした。これにより、伝送特性の劣化を抑えることが可能な光伝送システムを実現できる。また、偏波スクランブラにより光信号の偏波状態をランダム化して偏波依存損失の影響を低減する場合と比較して、簡単な構成で伝送特性の劣化を抑えることができる。また、送信する各光信号の偏波状態を観測し、観測結果に基づいて、各光信号の偏波状態を調整することとしたので、各光信号の偏波状態を所望の状態に維持することができる。
　なお、本実施の形態では、８波長を複数の群に分け、同じ群の波長の光信号の偏波状態が同じとなるように、偏波制御部１０７が偏波調整器１３１～１３８を制御することとしたが、群に分けて制御することは必須ではない。波長ごとに異なる偏波状態となるように制御しても構わない。群に分けずに制御する場合にも、偏波制御部１０７は、各光信号の偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点同士の間隔が最大となるように、偏波調整器１３１～１３８を制御する。
実施の形態２．
　図９は、本発明の実施の形態２にかかる光伝送システムの構成例を示す図である。本実施の形態の光伝送システムは、図１に示した実施の形態１の光伝送システムの光送信器１を光送信器１ａに置き換えたものである。光送信器１ａ以外は実施の形態１と同様であるため本実施の形態では光送信器１ａについて説明する。
　光送信器１ａは、実施の形態１の光送信器１の波長可変フィルタ１０５、偏波モニタ１０６および偏波制御部１０７をコヒーレント検波器６０１、光源６０２、偏波モニタ６０３および偏波制御部１０７ａに置き換えたものである。コヒーレント検波器６０１、光源６０２および偏波モニタ６０３以外については実施の形態１の光送信器１と同様であるため、説明を省略する。
　本実施の形態の光伝送システムにおいて、分配器１０２によって分配された光信号は、コヒーレント検波器６０１に入力される。コヒーレント検波器６０１にはローカル光源である光源６０２から出力される光も入力される。光源６０２は、出力する光の波長を変更可能であり、偏波モニタ６０３で偏波を観測する波長の連続光を出力する。光源６０２は、偏波制御部１０７から指定された波長の連続光を出力する。コヒーレント検波器６０１は、分配器１０２から入力された光信号をコヒーレント検波する。すなわち、コヒーレント検波器６０１は、分配器１０２から入力された光信号と光源６０２から入力された光とを干渉させることにより所望の波長の光を電気信号に変換し、偏波モニタ６０３へ出力する。コヒーレント検波器６０１は、分配器１０２から入力された複数の光信号のうち、光源６０２が出力している連続光と同じ波長の光信号の各偏波、すなわち多重されている２つの偏波各々を検波して電気信号に変換する。よって、コヒーレント検波器６０１は、２つの電気信号を偏波モニタ６０３へ出力する。偏波モニタ６０３は、コヒーレント検波器６０１から入力された電気信号に基づいて、光源６０２が出力している連続光と同じ波長の光信号の２つの偏波各々のストークスベクトルを算出する。偏波モニタ６０３の詳細動作については後述する。偏波制御部１０７ａは、光源６０２に対し、出力する連続光の波長を指示するとともに、偏波モニタ６０３から出力されるストークスベクトルに基づいて偏波調整器１３１～１３８を制御する。偏波モニタ６０３が出力するストークスベクトルは実施の形態１で説明した偏波モニタ１０６が出力するストークスベクトルと同様である。偏波制御部１０７ａは、実施の形態１の偏波制御部１０７が偏波調整器１３１～１３８を制御する処理と同様の処理を実行して偏波調整器１３１～１３８を制御する。ただし、偏波制御部１０７ａは、制御対象の偏波調整器を切り替える場合、光源６０２に対して、出力する連続光の波長を切り替える指令を与える。偏波制御部１０７ａは、例えば、偏波調整器１３１の制御を終了して偏波調整器１３２の制御を開始する場合、光源６０２に対して、波長λ2の連続光の出力を開始する指令を与える。偏波制御部１０７ａの動作を示すフローチャートは図１０に示したものとなる。図１０に示したフローチャートは図８のフローチャートのステップＳ２をステップＳ２ａに置き換えたものである。ステップＳ２ａにおいて、偏波制御部１０７ａは、波長λiの連続光の出力開始を光源６０２に指示するとともに、波長がλiの光信号の制御目標偏波状態を示す目標値ベクトル（ai1,ai2,ai3）を、図９では図示を省略しているメモリから読み出す。ステップＳ２ａ以外は図８のフローチャートと同様である。
　偏波モニタ６０３の動作について、詳しく説明する。図１１は、偏波モニタ６０３の構成例を示す図である。偏波モニタ６０３は、コヒーレント検波器６０１から出力される、２つの偏波の検波結果であるアナログ電気信号をディジタル電気信号に変換して信号ＥxおよびＥyとして出力するＡＤＣ（Analog-to-Digital　Converter）６１１と、信号ＥxおよびＥyをフィルタリングする偏波分離フィルタ６１２と、偏波分離フィルタ６１２のフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部６１３と、偏波分離フィルタ６１２のフィルタ係数に基づいて、コヒーレント検波器６０１が検波した光信号の各偏波のストークスベクトルを計算するストークスベクトル算出部６１４とを備える。
　偏波分離フィルタ６１２は、時間変動に追従するため適応フィルタである。本実施の形態では、偏波分離フィルタ６１２が、一般的に使用されている２×２複素ＭＩＭＯ（multiple-input　and　multiple-output）のＦＩＲ（Finite　Impulse　Response）フィルタであるものとする。
　偏波分離フィルタ６１２の出力をＥ'xおよびＥ'yとした場合、出力Ｅ'xおよびＥ'yは次式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（２）において、ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nはフィルタ係数であり、これらはフィルタ係数更新部６１３により、ある一定周期で常時更新される。ｎはサンプル番号、タップ長は２Ｎ＋１である。
　フィルタ係数更新部６１３は、偏波分離フィルタ６１２から出力されるＥ'xおよびＥ'yに基づいて、偏波分離フィルタ６１２のフィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nを更新する。図１２は、フィルタ係数更新部６１３の動作例を示すフローチャートである。図１２に示したように、フィルタ係数更新部６１３は、偏波分離フィルタ６１２からＥ'xおよびＥ'yが出力されたか否かを監視している（ステップＳ１１）。偏波分離フィルタ６１２からＥ'xおよびＥ'yが出力された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、Ｅ'xおよびＥ'yに基づいて、フィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nを計算する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、例えば、ＣＭＡ（Constant　Modulus　Algorithm）、ＤＤ－ＬＭＳ（Decision　Directed－Least　Mean　Square）アルゴリズムなどを使用してフィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nを算出する。その他のアルゴリズムを使用してフィルタ係数を計算しても構わない。次に、フィルタ係数更新部６１３は、算出したフィルタ係数を偏波分離フィルタ６１２に設定するとともに、フィルタ係数をストークスベクトル算出部６１４へ出力する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理が終了すると、フィルタ係数更新部６１３は、ステップＳ１１に戻り、偏波分離フィルタ６１２から次のＥ'xおよびＥ'yが出力されるのを待つ。
　ストークスベクトル算出部６１４は、偏波分離フィルタ６１２が使用しているフィルタ係数、すなわち、フィルタ係数更新部６１３から偏波分離フィルタ６１２に出力されるフィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nに基づいて、コヒーレント検波器６０１が検波した光信号の各偏波のストークスベクトルを周期的に計算する。
　具体的には、まず、ストークスベクトル算出部６１４は、ストークスベクトルの計算タイミングとなるまでの間、フィルタ係数更新部６１３から偏波分離フィルタ６１２にフィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nが出力される毎に、フィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nを加算する。次に、ストークスベクトル算出部６１４は、ストークスベクトルの計算タイミングになると、フィルタ係数ｈxx,n、ｈxy,n、ｈyx,nおよびｈyy,nの和を成分とする行列の逆行列Ｍを計算する。逆行列Ｍは式（３）で示される。ストークスベクトル算出部６１４は、式（３）に示したように、逆行列Ｍの各成分をｍ11、ｍ12、ｍ21およびｍ22とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（３）に示した逆行列Ｍの第１列の成分ｍ11およびｍ21は、分配器１０２によって分配された複数の光信号のうち、光源６０２が出力している連続光と同じ波長の光信号を構成する２つの偏波の一方である偏波１のジョーンズベクトルである。また、逆行列Ｍの第２列の成分ｍ12およびｍ22は、分配器１０２によって分配された複数の光信号のうち、光源６０２が出力している連続光と同じ波長の光信号を構成する２つの偏波の他方である偏波２のジョーンズベクトルである。
　ストークスベクトル算出部６１４は、逆行列Ｍを計算後、偏波１のジョーンズベクトル（ｍ11，ｍ21）を変換して偏波１のストークスベクトルを生成するとともに、偏波２のジョーンズベクトル（ｍ12，ｍ22）を変換して偏波２のストークスベクトルを生成する。ジョーンズベクトルをストークスベクトルに変換する方法は一般的によく知られているため、詳細説明は省略する。
　このように、本実施の形態の光伝送システムは、波長が異なる複数の光信号を送信する光送信器１ａは、光受信器２へ送信する各波長の光信号の各偏波をコヒーレント検波するコヒーレント検波器６０１と、コヒーレント検波器６０１での検波結果に基づいて、各波長の光信号の各偏波のストークスベクトルを計算する偏波モニタ６０３と、ストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点同士の間隔が最大となるように偏波調整器１３１～１３８を制御する偏波制御部１０７ａとを備える。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
実施の形態３．
　図１３は、本発明の実施の形態３にかかる光伝送システムの構成例を示す図である。実施の形態１および２の光伝送システムにおいては波長λ1～λ8の光信号を伝送していたが、本実施の形態の光伝送システムにおいては波長λ1～λ3の光信号を伝送する。
　図１３に示したように、本実施の形態の光伝送システムは、光送信器１ｂと光受信器２ｂが伝送路７０４を介して接続された構成となっている。
　光送信器１ｂは、複数のベースバンド信号＃１、＃２および＃３を生成するベースバンド信号生成部７００と、ベースバンド信号＃１、＃２および＃３を周波数多重する多重器７０１と、連続光を出力する光源である光源７０２と、光源７０２から出力される光を多重器７０１から出力されたベースバンド信号に基づいて変調し、伝送路７０４へ出力する変調器（PM-IQ　Mod）７０３と、を備えている。変調器７０３は、偏波多重ＩＱ変調器であり、光源７０２から出力された連続光を周波数多重されたベースバンド信号でマルチキャリア一括変調することにより、波長が異なる３つの光信号が多重された信号である波長多重信号を生成する。ベースバンド信号＃１の波長をλ1、ベースバンド信号＃２の波長をλ2、ベースバンド信号＃３の波長をλ3とする。
　光受信器２ｂは、光送信器１ｂの変調器７０３から出力された光信号を伝送路７０４経由で受け取り波長ごとに分波する分波器７０５と、波長λ1～λ3の光信号をそれぞれ受信する受信器７２１～７２３と、を備えている。
　光送信器１ｂの動作を説明する。ベースバンド信号生成部７００が出力するベースバンド信号＃１のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ1，ＸＱ1、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ1，ＹＱ1とし、ベースバンド信号＃２のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ2，ＸＱ2、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ2，ＹＱ2とし、ベースバンド信号＃３のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ3，ＸＱ3、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ3，ＹＱ3とする。
　光送信器１ｂにおいて、ベースバンド信号生成部７００は、式（４）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃１として生成し、式（５）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃２として生成し、式（６）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃３として生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　多重器７０１は、ベースバンド信号生成部７００から出力されたベースバンド信号＃１、＃２および＃３のうち、ベースバンド信号＃１および＃３の周波数を変換するとともに、周波数変換後のベースバンド信号＃１および＃３とベースバンド信号＃２とを重ね合わせる。多重器７０１の処理は式（７）で表される。式（７）において、Δｆは多重されたベースバンド信号＃１～＃３の周波数間隔、ｔは時間を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　なお、ここでは、多重器７０１がベースバンド信号＃１および＃３の周波数を変換することとしたが、ベースバンド信号＃１および＃２の周波数を変換してもよい。多重器７０１はベースバンド信号＃２および＃３の周波数を変換してもよい。
　変調器７０３から出力される各波長の光信号の偏波状態は図２に示したものとなる。すなわち、波長λ1の光信号の偏波状態は第１の群の偏波状態、波長λ2の光信号の偏波状態は第２の群の偏波状態、波長λ3の光信号の偏波状態は第３の群の偏波状態、となる。
　このように、本実施の形態の光伝送システムにおいて、光送信器は、波長の異なる３つのベースバンド信号を周波数多重し、多重化後のベースバンド信号に基づいて連続光を変調する。これにより、実施の形態１および２と同様に、波長多重伝送される光信号の各偏波のストークスベクトルが表すポアンカレ球上の点同士の間隔を最大とすることができる。よって、伝送特性の劣化を抑えることが可能な光伝送システムを実現できる。また、偏波スクランブラを使用する必要がないため、簡単な構成で伝送特性の劣化を抑えることができる。
実施の形態４．
　図１４は、本発明の実施の形態４にかかる光伝送システムの構成例を示す図である。実施の形態１～３の光伝送システムでは異なる波長の複数の光信号を波長多重伝送することとしたが、本実施の形態の光伝送システムにおいては複数の光信号を時分割多重伝送する。
　図１４に示したように、本実施の形態の光伝送システムは、光送信器１ｃと光受信器２ｃとが伝送路８０４を介して接続された構成となっている。
　光送信器１ｃは、偏波状態が異なる複数のベースバンド信号＃１、＃２および＃３を生成するベースバンド信号生成部８００と、ベースバンド信号＃１、＃２および＃３を時分割多重する多重器８０１と、連続光を出力する光源８０２と、光源８０２から出力される光を多重器８０１から出力されたベースバンド信号に基づいて変調し、伝送路８０４へ出力する変調器（PM-IQ　Mod）８０３と、を備えている。変調器８０３は、偏波多重ＩＱ変調器である。変調器８０３から出力される、時分割多重された状態の各光信号は４値位相変調された２つの直交する偏波から構成されている。
　光送信器１ｃの動作を説明する。ベースバンド信号生成部８００が出力するベースバンド信号＃１のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ1，ＸＱ1、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ1，ＹＱ1とし、ベースバンド信号＃２のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ2，ＸＱ2、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ2，ＹＱ2とし、ベースバンド信号＃３のＸ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＸＩ3，ＸＱ3、Ｙ偏波のＩ成分，Ｑ成分をＹＩ3，ＹＱ3とする。
　光送信器１ｂにおいて、ベースバンド信号生成部８００は、式（８）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃１として生成し、式（９）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃２として生成し、式（１０）で表したシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号をベースバンド信号＃３として生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　多重器８０１は、ベースバンド信号生成部８００から出力されたベースバンド信号＃１、＃２および＃３を受け取ると、一旦保持し、各ベースバンド信号を時分割で出力する。多重器８０１は、規定された時間Ｔが経過するごとに出力するベースバンド信号を切り替える。すなわち、多重器８０１は、ベースバンド信号＃１の出力を開始してから時間Ｔが経過すると、ベースバンド信号＃１の出力を終了してベースバンド信号＃２の出力を開始する。ベースバンド信号＃２の出力を開始してから時間Ｔが経過すると、ベースバンド信号＃２の出力を終了してベースバンド信号＃３の出力を開始する。ベースバンド信号＃３の出力を開始してから時間Ｔが経過すると、ベースバンド信号＃３の出力を終了してベースバンド信号＃１の出力を開始する。以下、同様にして、時間Ｔが経過するごとに、出力するベースバンド信号を切り替える。
　ベースバンド信号＃１～＃３を式（８）～（１０）で表されたシンボルにより構成される偏波多重４値位相変調信号とすることにより、変調器８０３から出力される各光信号の偏波状態はポアンカレ球上で図３に示すようになる。ベースバンド信号＃１に対応する第１のチャネルの光信号の偏波はポアンカレ球上の点３１１および点３１２に対応し、ベースバンド信号＃２に対応する第２のチャネルの光信号の偏波はポアンカレ球上の点３２１および点３２２に対応し、ベースバンド信号＃３に対応する第３のチャネルの光信号の偏波はポアンカレ球上の点３３１および点３３２に対応する。これにより時分割多重される光信号の２個の偏波はポアンカレ球上で間隔が最大となる。
　光受信器２ｃは、光送信器１ｃの変調器８０３から出力された光信号をチャネルごとに分割し、各チャネルの光信号を偏波多重４値位相信号として受信する受信器８０５を備えている。
　本実施の形態の光伝送システムにおいて、光送信器１ｃが送信する光信号の各チャネルの偏波状態は、実施の形態１の光伝送システムの光送信器１が送信する光信号と同様に、１つのチャネルの片方の偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルの角度が一致した場合でも、残り２つのチャネルのそれぞれの偏波のストークスベクトルとＰＤＬベクトルは直交する。したがって、ＰＤＬによって１つのチャネルに含まれる光信号のＱ値が劣化しても、残り２つのチャネルに含まれる光信号のＱ値の劣化は小さい。すなわち、時分割多重された光信号の平均の劣化は抑えられる。
　なお、本実施の形態では多重器８０１に入力されるベースバンド信号を３チャネルとしたが、２チャネルまたは４チャネル以上としてもよい。４チャネル以上の場合には、各チャネルを３つの群に分け、第１の群の信号は、上記の式（８）に示したシンボルにより構成し、第２の群の信号は、上記の式（９）に示したシンボルにより構成し、第３の群の信号は、上記の式（１０）に示したシンボルにより構成する。
　このように、本実施の形態の光伝送システムにおいて、複数の光信号を時分割多重で送信する光送信器１ｃは、送信する複数の光信号の各々を構成している２つの偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点として表現した場合に、ポアンカレ球上の点同士の間隔が最大となるよう、送信する各光信号の偏波状態を制御することとした。これにより、複数の光信号を時分割多重伝送する光通信システムにおける伝送特性の劣化を抑えることができる。
　なお、実施の形態１で説明した偏波制御部１０７、実施の形態２で説明した偏波制御部１０７ａ、フィルタ係数更新部６１３およびストークスベクトル算出部６１４は、例えば、図１５に示した構成のハードウェアにより実現することができる。すなわち、偏波制御部１０７、偏波制御部１０７ａ、フィルタ係数更新部６１３およびストークスベクトル算出部６１４は、プロセッサ９０１と、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）などで構成されるメモリ９０２と、入出力インタフェース９０３とにより実現できる。プロセッサ９０１、メモリ９０２および入出力インタフェース９０３はバス９００に接続され、バス９００を介してデータ、制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。
　偏波制御部１０７を実現する場合、偏波制御部１０７用のプログラムをメモリ９０２に予め格納しておき、このプログラムをプロセッサ９０１が実行することにより、偏波制御部１０７を実現する。入出力インタフェース９０３は、偏波モニタ１０６からストークスベクトルを受信する際、偏波調整器１３１に指令値を出力する際、および、波長可変フィルタ１０５に設定の変更を指示する際に使用する。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して偏波制御部１０７を実現するようにしてもよい。
　偏波制御部１０７ａを実現する場合、偏波制御部１０７ａ用のプログラムをメモリ９０２に予め格納しておき、このプログラムをプロセッサ９０１が実行することにより、偏波制御部１０７ａを実現する。入出力インタフェース９０３は、偏波モニタ６０３からストークスベクトルを受信する際、偏波調整器１３１に指令値を出力する際、および、光源６０２に対して指示を行う際に使用する。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して偏波制御部１０７ａを実現するようにしてもよい。
　フィルタ係数更新部６１３を実現する場合、フィルタ係数更新部６１３用のプログラムをメモリ９０２に予め格納しておき、このプログラムをプロセッサ９０１が実行することにより、フィルタ係数更新部６１３を実現する。入出力インタフェース９０３は、偏波分離フィルタ６１２から出力された信号を受け取る際、および、フィルタ係数を出力する際に使用する。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携してフィルタ係数更新部６１３を実現するようにしてもよい。
　ストークスベクトル算出部６１４を実現する場合、ストークスベクトル算出部６１４用のプログラムをメモリ９０２に予め格納しておき、このプログラムをプロセッサ９０１が実行することにより、ストークスベクトル算出部６１４を実現する。入出力インタフェース９０３は、フィルタ係数更新部６１３からフィルタ係数を受信する際、偏波制御部１０７ａにストークスベクトルを出力する際に使用する。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携してストークスベクトル算出部６１４を実現するようにしてもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ　光送信器、２，２ｂ，２ｃ　光受信器、１０１　合波器、１０２　分配器、１０３，７０４，８０４　伝送路、１０４，７０５　分波器、１０５　波長可変フィルタ、１０６，６０３　偏波モニタ、１０７，１０７ａ　偏波制御部、１１１～１１８　送信器、１２１～１２８，７２１～７２３，８０５　受信器、１３１～１３８　偏波調整器、６０１　コヒーレント検波器、６０２，７０２，８０２　光源、６１１　ＡＤＣ、６１２　偏波分離フィルタ、６１３　フィルタ係数更新部、６１４　ストークスベクトル算出部、７００，８００　ベースバンド信号生成部、７０１，８０１　多重器、７０３，８０３　変調器、９００　バス、９０１　プロセッサ、９０２　メモリ、９０３　入出力インタフェース。

Claims (6)

  1. 　互いに直交する２つの偏波で構成された複数の光信号を生成して送信する送信手段と、
    　前記送信手段から送信された前記複数の光信号を複数の群に分け、同じ群の光信号の各々の偏波状態が同じとなり、かつ、前記複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくよう、前記複数の光信号の偏波状態を調整する偏波調整手段と、
    　前記偏波調整手段により前記偏波状態が調整された後の各光信号を合波する合波手段と、
    　を備えることを特徴とする光送信器。
  2. 　前記合波手段により合波された後の光信号を２つの経路に分配する分配器と、
    　前記分配器で分配された光信号の一方が入力され、入力された光信号に含まれている各波長の光信号を順番に出力する波長可変フィルタと、
    　前記波長可変フィルタから順番に出力される各波長の光信号の偏波状態を観測する偏波モニタと、
    　前記偏波モニタによる観測結果に基づいて前記偏波調整手段を制御する偏波制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
  3. 　前記合波手段により合波された後の光信号を２つの経路に分配する分配器と、
    　前記送信手段により送信される前記複数の光信号の各々と同じ波長の連続光を一波長ごとに順番に出力する光源と、
    　前記分配器で分配された光信号の一方を受け取り、前記光源から出力されている連続光と同じ波長の光信号をコヒーレント検波するコヒーレント検波器と、
    　前記コヒーレント検波器による検波結果に基づいて、前記コヒーレント検波の対象とされた光信号の偏波状態を観測する偏波モニタと、
    　前記偏波モニタによる観測結果に基づいて前記偏波調整手段を制御する偏波制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
  4. 　互いに周波数が異なる複数のベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、
    　前記複数のベースバンド信号を周波数多重する多重器と、
    　連続光を出力する光源と、
    　前記多重器から出力された、周波数多重された状態のベースバンド信号に基づき、前記光源から出力された連続光を変調し、複数の光信号が波長多重され、かつ当該複数の光信号の各々は互いに直交する２つの偏波が多重された構成の送信信号を生成する変調器と、
    　を備え、
    　前記変調器が生成する送信信号は、波長多重された複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくように調整されていることを特徴とする光送信器。
  5. 　偏波状態が異なる複数のベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、
    　前記複数のベースバンド信号を時分割多重する多重器と、
    　連続光を出力する光源と、
    　前記多重器から出力された、時分割多重された状態のベースバンド信号に基づき、前記光源から出力された連続光を変調し、複数の光信号が時分割多重され、かつ当該複数の光信号の各々は互いに直交する２つの偏波が多重された構成の送信信号を生成する変調器と、
    　を備え、
    　前記変調器が生成する送信信号は、時分割多重された複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくように調整されていることを特徴とする光送信器。
  6. 　複数の光信号を波長多重送信する光送信器と、
    　前記光送信器から波長多重送信された前記複数の光信号を受信する光受信器と、
    　を備え、
    　前記光送信器は、
    　互いに直交する２つの偏波で構成された前記複数の光信号を生成して送信する送信手段と、
    　前記送信手段から送信された前記複数の光信号を複数の群に分け、同じ群の光信号の各々の偏波状態が同じとなり、かつ、前記複数の光信号の各々を構成している各偏波の偏波状態をポアンカレ球上の点で表現した場合に、ポアンカレ球上で隣り合った点同士の間隔が最大値に近づくよう、前記複数の光信号の偏波状態を調整する偏波調整手段と、
    　前記偏波調整手段により前記偏波状態が調整された後の各光信号を合波する合波手段と、
    　を備えることを特徴とする光伝送システム。
     
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Citations (1)

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JP2002217832A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 偏波制御装置

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