特許 5971360 コヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971360

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】コヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/61 20130101AFI20160804BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H04B9/00 610

   H01L31/02 D

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-8717(P2015-8717)

(22)【出願日】2015年1月20日

(62)【分割の表示】特願2012-553798(P2012-553798)の分割

【原出願日】2012年1月20日

(65)【公開番号】特開2015-84594(P2015-84594A)

(43)【公開日】2015年4月30日

【審査請求日】2015年1月20日

(31)【優先権主張番号】特願2011-9701(P2011-9701)

(32)【優先日】2011年1月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】森江 正夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 耕一

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−０３９８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０９８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３４７６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４５７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−１６０３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｈ０１Ｌ ３１／０２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の波長を有する局部発振光を出力する第１の手段と、
入力された光信号を、前記局部発振光と干渉させることにより受信する第２の手段と、
前記第２の手段が受信した前記光信号を電気的に処理する第３の手段と、
前記光信号のパワーの少なくとも一部をモニタする第４の手段と、
前記第４の手段がモニタした光パワーに応じて、良好な受信信号品質が得られるように、前記第１の手段が出力する前記局部発振光のパワーを制御する第５の手段、とを備える
コヒーレント光受信装置。

【請求項2】

前記光信号は複数の波長が多重された波長多重光信号であり、
前記第２の手段は、入力された前記波長多重光信号が含む所定の波長の光信号を、前記局部発振光と干渉させることにより選択的に受信する
請求項１に記載したコヒーレント光受信装置。

【請求項3】

前記光信号は異なる偏波が多重された偏波多重光信号であり、
入力された前記偏波多重光信号を、第１の偏波光信号と第２の偏波光信号とに分離する第６の手段と、
前記局部発振光を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する第７の手段、とをさらに備え、
前記第２の手段は、前記第１の偏波光信号と前記第１の分岐光とを干渉させて受信し、前記第２の偏波光信号と前記第２の分岐光とを干渉させて受信する
請求項１または２に記載したコヒーレント光受信装置。

【請求項4】

前記第５の手段は、前記第４の手段がモニタした光パワーと前記局部発振光の光パワーとに応じて、前記第１の手段が出力する前記局部発振光のパワーを増加および減少のいずれかをさせる制御を行う
請求項１から３のいずれか一項に記載したコヒーレント光受信装置。

【請求項5】

所定の波長を有する局部発振光を出力し、
入力された光信号を、前記局部発振光と干渉させることにより受信し、
前記受信した光信号を電気的に処理し、
前記光信号のパワーの少なくとも一部をモニタし、
前記モニタした光パワーに応じて、良好な受信信号品質が得られるように、前記局部発振光のパワーを制御する
コヒーレント光受信方法。

【請求項6】

前記光信号は複数の波長が多重された波長多重光信号であり、
入力された前記波長多重光信号が含む所定の波長の光信号を、前記局部発振光と干渉させることにより選択的に受信する
請求項５に記載したコヒーレント光受信方法。

【請求項7】

前記光信号は異なる偏波が多重された偏波多重光信号であり、
入力された前記偏波多重光信号を、第１の偏波光信号と第２の偏波光信号とに分離し、
前記局部発振光を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
前記第１の偏波光信号と前記第１の分岐光とを干渉させて受信し、前記第２の偏波光信号と前記第２の分岐光とを干渉させて受信する
請求項５または６に記載のコヒーレント光受信方法。

【請求項8】

前記モニタした光パワーと前記局部発振光の光パワーとに応じて、前記局部発振光のパワーを増加および減少のいずれかをさせる制御を行う
請求項５から７のいずれか一項に記載したコヒーレント光受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法に関し、特に、受信信号品質が良好なコヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インターネット内の情報量（トラフィック）の増大に伴い基幹伝送システムの更なる大容量化が求められている。大容量化技術の一つとしてコヒーレント光伝送技術が注目されている。コヒーレント光伝送技術では、コヒーレント光受信装置において信号光と局部発振（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＬＯ）光を混合することによって増幅されたＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）信号成分を受信する。このとき、局部発振（ＬＯ）光の光出力を大きくするほど信号光に大きな増幅作用が働くため、信号光に対して大きな局部発振（ＬＯ）光を入力することによって高いＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比での受信特性が得られる。

【0003】

このようなコヒーレント光受信装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたコヒーレント光受信装置は、光ハイブリッド、受光部、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、信号処理部を有し、さらに、信号品質モニタ、制御量付与部、入力光レベル制御部、および局部発振光源を備える。

【0004】

入力光レベル制御部は、制御量付与部からの制御を受けて、光ハイブリッドに導入される光信号、即ち、光伝送路を伝送した光信号のレベルを制御する。局部発振光源が光ハイブリッドに出力する局部発振光のレベルは、制御量付与部によって制御される。信号品質モニタは、信号処理部でのデジタル信号処理により得られる情報から受信信号品質をモニタする。

【0005】

制御量付与部は、信号品質モニタによるモニタ結果に基づき、入力光レベル制御部および局部発振光源にそれぞれ制御量を与えることにより、光ハイブリッドに導入され混合される入力光および局発光のパワー比を制御する。さらに、制御量付与部はパワー比を一定としながら、信号光および局部発振光の振幅を制御する。

【0006】

このような構成を採用したことにより、信号光パワーと局部発振光パワーのパワー比が少なくともある一定の範囲に収めるようにすることが可能となる。一方、受信信号の信号品質は局部発振光パワーを一定としたとき、信号光パワーが所定の範囲で最適となる。以上より、特許文献１に記載された関連するコヒーレント光受信装置によれば、信号光パワーと局部発振光パワーのパワー比を制御することにより、受信信号の信号品質を良好に保つことができることとしている。さらに、信号光および局部発振光各々の振幅自体についても最適化を図ることができることから、受信信号品質の更なる向上に資するとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−２４５７７２号公報（段落「００３１」〜「００７１」）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述した関連するコヒーレント光受信装置においては、信号品質モニタからのモニタ値が所定の閾値条件を満たすまで、信号光および局発光についてのレベルの制御を行なうこととしている。そのため、受信信号の品質を良好に保つための制御処理が複雑になるという問題があった。

【0009】

本発明の目的は、上述した課題である、関連するコヒーレント光受信装置においては、受信信号の品質を良好に保つための制御処理が複雑である、という課題を解決するコヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のコヒーレント光受信装置は、所定の波長を有する局部発振光を出力する第１の手段と、入力された光信号を、局部発振光と干渉させることにより受信する第２の手段と、第２の手段が受信した光信号を電気的に処理する第３の手段と、光信号のパワーの少なくとも一部をモニタする第４の手段と、第４の手段がモニタした光パワーに応じて、第１の手段が出力する局部発振光のパワーを制御する第５の手段、とを備える。

【0011】

本発明のコヒーレント光受信方法は、所定の波長を有する局部発振光を出力し、入力された光信号を、局部発振光と干渉させることにより受信し、受信した光信号を電気的に処理し、光信号のパワーの少なくとも一部をモニタし、モニタした光パワーに応じて、局部発振光のパワーを制御する。

【発明の効果】

【0012】

本発明のコヒーレント光受信装置およびコヒーレント光受信方法によれば、簡易な構成で受信信号の品質を良好に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るコヒーレント光受信装置の構成を示すブロック図である。

【図2】デバイス制限要因について説明するための関連するコヒーレント光受信装置の構成を示すブロック図である。

【図3】多重信号光を受信した場合の関連するコヒーレント光受信装置における入力信号光パワーと局部発振光パワーとの関係を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るコヒーレント光受信装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】本発明の第２の実施形態に係るコヒーレント光受信装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

【0015】

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るコヒーレント光受信装置１００の構成を示すブロック図である。コヒーレント光受信装置１００は、コヒーレント光受信器１１０、入力パワーモニタ部１２０、コヒーレント光受信器１１０に接続された局部発振器（ＬＯ）１３０、および制御部１４０を有する。

【0016】

コヒーレント光受信器１１０は、９０°ハイブリッド回路１１１、フォトダイオードなどからなる光電変換器１１２、および増幅器１１３を備える。そして、入力信号光を受信して検波し、検波後の信号を制御部１４０に出力する。

【0017】

入力パワーモニタ部１２０は、増幅器１１３よりも前段側の入力信号光の光路内に配置され、入力信号光のパワーに基づいて定まる入力パワー情報を取得し制御部１４０に出力する。具体的には、例えば、入力パワーモニタ部１２０は入力信号光から微小な光量を分岐させてフォトディテクタで検出する構成とし、フォトディテクタの電気出力信号を入力パワー情報することができる。

【0018】

制御部１４０は、入力パワーモニタ部１２０から入力パワー情報を取得し、入力パワー情報に基づいて局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを制御する。

【0019】

また入力信号光が、信号光が多重された多重信号光である場合には、コヒーレント光受信器１１０は多重信号光を一括して受信し、局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光と干渉する信号光を多重信号光の中から選択的に検波して出力する。この場合、関連するコヒーレント光受信装置においては、多重信号光を受信する場合に特に問題となるダイナミックレンジの減少に対する改善が図れないという問題があった。この点について以下に詳細に説明する。

【0020】

コヒーレント光伝送方式においては、強度変調／直接検波（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：ＩＭ−ＤＤ）方式と異なり、高出力の局部発振（ＬＯ）光が常に入力されているので、入力信号光のパワー・ダイナミックレンジが制限される。つまり、最小受信感度特性を向上させるために局部発振（ＬＯ）光の出力を大きくすると、受信可能な最大入力パワーが小さくなってしまう。そのため、最小受信感度の改善および伝送距離の延伸と入力ダイナミックレンジがトレードオフの関係になる。そして、関連するコヒーレント光受信装置では、受光部を構成するフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：ＰＤ）の定格や増幅器の増幅率の制限によって、光入力パワーのダイナミックレンジがＩＭ−ＤＤ方式による受信器に比べて小さくなるという問題があった。

【0021】

ダイナミックレンジが小さくなると、光通信システムにおける光フィルタ、例えばＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）フィルタの損失変動、またはＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）による波長損失変動などによる影響を吸収することが出来なくなる。そのため、光通信システム全体の設計が困難になり、現行システムに適用できないという問題があった。

【0022】

一方、コヒーレント光伝送方式には、局部発振（ＬＯ）光の周波数と適合する波長チャンネルの信号のみを受信することができるという特徴がある。このような特徴を利用して、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）方式における多重信号光（マルチチャンネル）を、光フィルタを通さずに直接コヒーレント受信器に入力し、所望のチャンネル信号を局部発振（ＬＯ）光の波長で選択する光ＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、周波数分割多重）受信方式が検討されている。

【0023】

しかしながら、光ＦＤＭ受信方式のように、光ＤＭＵＸ（Ｄｅ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）フィルタなどの光フィルタを用いない光通信システムにおいて関連するコヒーレント光受信装置を用いることとすると、光入力パワーのダイナミックレンジがさらに狭くなるという問題があった。これは、チャンネル信号として使用しない不要チャンネルの光信号も含めた複数チャンネルの光信号が一括して入力されるため、コヒーレント光受信装置の平均入力パワーが増大するからである。

【0024】

本実施形態のコヒーレント光受信装置１００では、上述したように、コヒーレント光受信器１１０が受信する入力信号光のパワーをモニタし、モニタ結果に基づいて局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを制御する構成とした。このような構成を採用したことにより、本実施形態のコヒーレント光受信装置１００によれば、簡易な構成で受信信号の品質を良好に保つことが可能となる。また、多重信号光を局部発振光の波長により選択的に受信する場合であっても、十分なダイナミックレンジを確保することができる。これらの点について、さらに詳細に説明する。

【0025】

まず、関連するコヒーレント光受信装置における受信信号の信号品質を決定するデバイス制限要因について説明する。図２は、デバイス制限要因について説明するための関連するコヒーレント光受信装置３００の構成を示すブロック図である。関連するコヒーレント光受信装置３００は、コヒーレント光受信器３１０、コヒーレント光受信器３１０に接続された局部発振器（ＬＯ）３３０、および制御部３４０を有する。コヒーレント光受信器３１０は、９０°ハイブリッド回路３１１、フォトダイオードなどからなる光電変換器３１２、および差動増幅器などの増幅器３１３を備える。

【0026】

図に示すように、関連するコヒーレント光受信装置３００における実際の光信号の最大入力パワーは、光電変換器３１２の最大入力パワー制限（Ａ）、増幅器３１３の増幅率（Ｂ）、および信号出力振幅の制限条件（Ｃ）によって決定される。入力光パワーが小さい場合には、増幅器３１３の最大増幅率（Ｂ）だけが問題になるが、入力パワーが大きい場合には、光電変換器３１２の最大入力パワー制限（最大入力定格）（Ａ）、増幅器３１３の最小増幅率（Ｂ）および信号出力振幅最大値（Ｃ）が問題になる。

【0027】

具体的事例として、多重信号光（マルチチャンネル）を受信した場合における関連するコヒーレント光受信装置の入力制限について説明する。図３は、多重信号光を受信した場合の関連するコヒーレント光受信装置における入力信号光パワーと局部発振光パワーとの関係を示す図である。横軸は入力信号光パワー、縦軸は局部発振（ＬＯ）光パワーである。

【0028】

図３において、領域（Ｉ）は光電変換器の最大定格による制限を示し、領域（ＩＩ）は増幅器の利得上限による制限を、領域（ＩＩＩ）は増幅器の利得下限による制限を示す。図から、光通信システムにおいて良好な品質の受信信号が得られる実際に使用可能な領域は、図中白抜きで示した領域（Ｘ）に限られることがわかる。

【0029】

このとき、本実施形態のコヒーレント光受信装置によれば、入力パワーモニタ部が入力信号光パワーをモニタし入力パワー情報を制御部に出力する。制御部は上述した制限要因と入力パワー情報から良好な受信信号品質が得られる局部発振光のパワーを求め、局部発振器（ＬＯ）がかかるパワーの局部発振光を出力するように制御する。

【0030】

すなわち、入力信号光パワーが光電変換器の最大定格による制限（領域（Ｉ））、または増幅器の利得下限による制限（領域（ＩＩＩ））を受ける領域範囲にある場合、制御部は局部発振光のパワーを低減させるように制御する。一方、例えば、光通信システム上における不測の事態により入力信号光パワーが低下してしまう場合がある。この場合はコヒーレント光受信器が備える増幅器の利得上限による制限（領域（ＩＩ））を受ける。このとき制御部は局部発振光のパワーを増加させるように制御することにより、良好な信号品質による受信が可能になる。

【0031】

また、多重信号光を局部発振光の波長により選択的に受信する場合、複数チャンネルの光信号が一括して入力される。そのため、光電変換器の最大入力パワー制限（領域（Ｉ））により、良好な信号品質が得られる入力信号光パワーの範囲（光入力ダイナミックレンジ）が狭くなる。この様な場合であっても本実施形態のコヒーレント光受信装置によれば、局部発振器が出力する局部発振光のパワーを低減させることにより、光電変換器の最大入力パワー制限を緩和させることができる。そのため、十分なダイナミックレンジを確保することができる。

【0032】

図３に示した例で説明すると、例えば、入力信号光パワーが−１０ｄＢｍのとき、局部発振光パワーを２０ｄＢｍとすると光電変換器の最大定格による制限（領域（Ｉ））により、良好な品質の受信信号が得られない。このとき、局部発振光のパワーを約１６ｄＢｍ程度以下に低減することにより、良好な品質の受信信号が得られる領域（領域（Ｘ））における動作が可能となる。さらに局部発振光のパワーを約１３ｄＢｍ程度とすることにより、光入力ダイナミックレンジを１０ｄＢｍ以上に拡大することができる。

【0033】

次に、本実施形態のコヒーレント光受信装置１００の動作について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態のコヒーレント光受信装置１００の動作を示すフローチャートである。コヒーレント光受信装置１００はまず、コヒーレント光受信器１１０で入力信号光を受信する（ステップＳ１１）。このとき入力パワーモニタ部１２０は、入力信号光のパワーに基づいて定まる入力パワー情報を取得し（ステップＳ１２）、制御部１４０に出力する。

【0034】

制御部１４０は、入力パワーモニタ部１２０から取得した入力パワー情報から得られる入力信号光パワーと局部発振光パワーから、良好な品質の受信信号が得られる領域（受信可能領域、図３のＸ領域）における動作か否かを判断する（ステップＳ１３）。受信可能領域における動作ではない場合（ステップＳ１３／ＮＯ）、制御部１４０は局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを増加または減少させる制御を行う（ステップＳ１４）。それに対して受信可能領域における動作である場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）には、制御部１４０は局部発振光のパワーを変更しない。ただし、入力信号として信号光が多重された多重信号光が入力された場合には、受信可能領域における動作であっても局部発振光のパワーを低減する制御（ステップＳ１５）を行うことができる（ステップＳ１３／ＹＥＳからステップＳ１５への点線）。これにより、光入力ダイナミックレンジを拡大することができる。

【0035】

次に、９０°ハイブリッド回路１１１は局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光と入力された入力信号光を干渉させ（ステップＳ１６）、その後、光電変換器１１２で光電変換を行う（ステップＳ１７）。このとき、入力信号光として多重信号光が入力された場合には、局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光と干渉する信号光が多重信号光の中から選択的に検波される。増幅器１１３は光電変換された電気信号を増幅して制御部１４０に出力する（ステップＳ１８）。

【0036】

上述したように、本実施形態によるコヒーレント光受信方法によれば、入力パワー情報に基づいて受信可能領域における動作か否かを判断する。そして受信可能領域における動作ではない場合には、局部発振光のパワーを増加または減少させる制御を行う。そのため、
簡易な構成で受信信号の品質を良好に保つことが可能となる。また、多重信号光を局部発振光の波長により選択的に受信する場合には、受信可能領域における動作であっても局部発振光のパワーを低減する制御を行うことができる。これにより、十分なダイナミックレンジを確保することができる。

【0037】

図１では、入力パワーモニタ部１２０はコヒーレント光受信器１１０の前段の入力信号光の光路内に配置した場合を示したが、これに限らず、増幅器１１３よりも前段側の入力信号光の光路内であれば、他の箇所に配置することとしてもよい。例えば、コヒーレント光受信器１１０の内部に入力パワーモニタ部１２０を備えることとしてもよい。また、光電変換器１１２がモニタ機能を備える場合、このモニタ機能を入力パワーモニタ部１２０として用いることとしてもよい。

【0038】

また、コヒーレント光受信器１１０を構成する光電変換器１１２および増幅器１１３は、それぞれ差動型構成とすることができる。

【0039】

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、変調方式として偏波多重４相位相変調（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＤＰ−ＱＰＳＫ）方式を用いた場合を例として説明する。また、入力信号光として多重信号光が入力される場合について説明する。

【0040】

図５は、本発明の第２の実施形態に係るコヒーレント光受信装置２００の構成を示すブロック図である。コヒーレント光受信装置２００は、コヒーレント光受信器２１０、入力パワーモニタ部１２０、コヒーレント光受信器２１０に接続された局部発振器（ＬＯ）１３０、および制御部２４０を有する。

【0041】

コヒーレント光受信器２１０は、９０°ハイブリッド回路２１１、光電変換器２１２、および増幅器２１３を備える。そして、信号光が多重された多重信号光を一括して受信し、局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光と干渉する信号光を多重信号光の中から選択的に検波し、検波後の信号を出力する。入力パワーモニタ部１２０は、増幅器２１３よりも前段側の入力信号光の光路内に配置され、入力信号光のパワーに基づいて定まる入力パワー情報を取得し制御部２４０に出力する。これまでの構成は第１の実施形態によるコヒーレント光受信装置１００と同様である。

【0042】

本実施形態によるコヒーレント光受信装置２００では、制御部２４０はアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４１およびデジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２を備える。そして、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２が入力パワーモニタ部１２０から入力パワー情報を取得し、入力パワー情報に基づいて局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを制御する構成とした。

【0043】

コヒーレント光受信装置２００の構成について、以下にさらに具体的に説明する。コヒーレント光受信器２１０には、信号光入力ポートから位相変調された多重信号光が一括して入力される。一方、局部発振（ＬＯ）光ポートには局部発振器（ＬＯ）１３０から局部発振光が入力される。また、コヒーレント光受信器２１０は信号光の入力側に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１４を、局部発振光の入力側にビームスプリッタ（ＢＳ）２１５を備えている。

【0044】

入力された多重信号光はコヒーレント光受信器２１０を構成する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１４によって二つの偏波光に分岐され、それぞれ９０°ハイブリッド回路（９０° Ｈｙｂｒｉｄ）２１１に入力される。９０°ハイブリッド回路２１１において多重信号光は同相成分（Ｉ）および直交成分（Ｑ）に分離され、光電変換器２１２としてのフォトダイオード（ＰＤ）にそれぞれ差動入力される。より詳細には、多重信号光と局部発振（ＬＯ）光とのビート出力が偏波・位相・強度のそれぞれについてダイバーシティ分岐され、総数８種類の光信号がそれぞれフォトダイオード（ＰＤ）に入力される。

【0045】

フォトダイオード（ＰＤ）からの出力信号は、増幅器２１３としての差動増幅器によってＡＣ信号成分のみが取り出され、後段のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４１に適した出力振幅に増幅される。その後、４個のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４１によってそれぞれデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２において二つのＩ／Ｑ平面にマッピングされた信号として処理される。

【0046】

デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４１からのデジタル信号を用いて復号処理を行う。それとともに、入力パワーモニタ部１２０から取得した入力パワー情報と局部発振光パワーからコヒーレント光受信器２１０の動作状態を求める。ここで入力パワー情報には、入力信号光から分岐させたフォトディテクタの電気出力信号を用いることができ、入力パワー情報から入力信号光パワーが得られる。そして、コヒーレント光受信器２１０の動作が、良好な品質の受信信号が得られる領域（受信可能領域）における動作か否かを判定する。すなわち、コヒーレント光受信器２１０の動作状態が、光電変換器２１２の最大定格と、増幅器２１３の利得上限と、増幅器２１３の利得下限、とから定まる受信可能領域内における動作であるか否かを判断する。

【0047】

デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２が受信可能領域における動作ではないと判断した場合、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４２は局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを増加または減少させる。それにより、コヒーレント光受信器２１０が受信可能領域内で動作するように制御する。さらに、受信可能領域内での動作状態において、局部発振光のパワーが減少するように局部発振器（ＬＯ）１３０を制御することにより、光電変換器の最大入力パワー制限を緩和させることができる。これによって、コヒーレント光受信装置２００の光入力ダイナミックレンジを拡大することができる。

【0048】

図５では、入力パワーモニタ部１２０はコヒーレント光受信器２１０の前段の入力信号光の光路内に配置した場合を示したが、これに限らず、増幅器２１３よりも前段側の入力信号光の光路内であれば、他の箇所に配置することとしてもよい。

【0049】

以上説明したように、本実施形態のコヒーレント光受信装置２００では、コヒーレント光受信器２１０が受信する入力信号光のパワーをモニタし、モニタ結果に基づいて局部発振器（ＬＯ）１３０が出力する局部発振光のパワーを制御する構成とした。このような構成を採用したことにより、コヒーレント光受信器２１０が受信可能領域内において動作するように制御することが可能となり、また、多重信号光を受信する場合における光電変換器の最大入力パワー制限を緩和させることができる。以上より、本実施形態のコヒーレント光受信装置２００によれば、簡易な構成で受信信号の品質を良好に保つことが可能となる。また、多重信号光を局部発振光の波長により選択的に受信する場合であっても、十分なダイナミックレンジを確保することができる。

【0050】

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0051】

１００、２００ コヒーレント光受信装置
１１０、２１０ コヒーレント光受信器
１１１、２１１ ９０°ハイブリッド回路
１１２、２１２ 光電変換器
１１３、２１３ 増幅器
１２０ 入力パワーモニタ部
１３０ 局部発振器（ＬＯ）
１４０、２４０ 制御部
２４１ アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
２４２ デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
３００ 関連するコヒーレント光受信装置
３１０ コヒーレント光受信器
３１１ ９０°ハイブリッド回路
３１２ 光電変換器
３１３ 増幅器
３３０ 局部発振器（ＬＯ）
３４０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】