JP2017050769A - 光分岐挿入装置および光分岐挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏波多重された波長分割多重光信号に対して精度よく光信号の分岐および挿入を行うことができる光分岐挿入装置を提供する。【解決手段】光分岐挿入装置は、第１の偏波の波長分割多重光信号及び第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号及び参照光を含む波長分割多重光を分岐して第１及び第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタ、波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部、第１及び第２の発振光を生成する光源回路、第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する信号に基づいて生成される駆動信号で第２の発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器、偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて第１の発振光及び変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器、第１の波長分割多重光及び偏波状態が制御された第１の発振光及び変調光信号が入力される非線形光学媒質、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、光分岐挿入装置および光分岐挿入方法に係わる。

近年、大容量かつ柔軟な光ネットワークを実現するために、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer）が実用化されている。ＲＯＡＤＭは、例えば、ＷＤＭ伝送システムの各ノードに設けられる。そして、ＲＯＡＤＭは、受信ＷＤＭ信号から所望の波長チャネルの光信号を分岐してクライアントに導くことができる。また、ＲＯＡＤＭは、クライアントから受信するデータ信号をＷＤＭ信号に挿入することができる。

上述の動作を実現するため、ＲＯＡＤＭは、波長選択スイッチを備える。波長選択スイッチは、たとえば、アレイ導波路格子、マイクロマシン、液晶素子などを含んで構成される。

なお、光分岐挿入装置については、例えば、特許文献１、２および非特許文献１、２に記載されている。

特開２０１２−１１９９２５号公報 特開２０１１−１０９４３９号公報

Thomas Richter et al., Coherent In-line Substitution of OFDM Subcarriers Using Fiber-Frequency Conversion and Free-Running Lasers, Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC) 2014, March 2014, pages 1-3 Peter J. Winzer, An Opto-Electronic Interferometer and Its Use in Subcarrier Add/Drop Multiplexing, Journal of Lightwave technology, Vol.31, No.11, June 1, 2013, pages 1775-1782

光ネットワークの容量をさらに大きくするため、及び／又は、光ネットワークの柔軟性を向上させるために、通信リソース（ここでは、波長または周波数）をさらに効率的に使用する方式が検討されている。一例として、複数のサブキャリア光信号を多重化するマルチキャリア変調が検討されている。マルチキャリア変調の１つとして、例えば、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が実用化されている。以下の記載では、複数のサブキャリア光信号が多重化されている光信号を「サブキャリア多重光信号」と呼ぶことがある。

サブキャリア多重光信号中の任意のサブキャリア光信号を所望の宛先へ伝送するためには、非常に細かい粒度で波長を処理する技術が必要となる。ところが、急峻な透過特性を有する波長選択スイッチを実現することは困難であり、ＯＦＤＭ信号のようなスペクトルが互いに重なり合う光信号を既存の波長選択スイッチで処理することは容易ではない。すなわち、既存技術では、サブキャリア多重光信号中のサブキャリア光信号を個々に処理することは容易ではない。よって、既存技術では、チャネル／サブチャネルの波長間隔（または、周波数間隔）を十分に狭くすることは困難である。さらに、伝送容量を向上させるために偏波多重が実用化されていが、各偏波成分を個々に処理することも容易ではない。なお、以下の記載では、波長分割多重光信号は、サブキャリア多重光信号を含むものとする。

本発明の１つの側面に係わる目的は、偏波多重された波長分割多重光信号に対して精度よく光信号の分岐および挿入を行うことができる光分岐挿入装置および光分岐挿入方法を提供することである。

本発明の１つの態様の光分岐挿入装置は、第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する。光分岐挿入装置は、前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２の発振光を生成する光源回路と、前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号または前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号に対応する挿入信号の少なくとも一方に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、前記駆動信号で前記第２の発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光および前記変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光および変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を有する。

上述の態様によれば、偏波多重された波長分割多重光信号に対して精度よく光信号の分岐および挿入を行うことができる。

サブキャリア光信号を処理する光分岐挿入装置の一例を示す図である。 サブキャリア光信号を処理する光分岐挿入装置の他の例を示す図である。 実施形態に係わる光分岐挿入装置の一例を示す図である。 光分岐挿入装置に入力される波長分割多重光の一例を示す図である。 偏波多重光信号を生成する光送信器の一例を示す図である。 偏波の回転について説明する図である。 非線形効果による光信号の除去／挿入について説明する図である。 偏波多重光信号に対する非線形効果について説明する図である。 連続発振光および変調光信号の配置の例を示す図である。 光分岐挿入装置による信号処理（削除）の例を示す図である。 光分岐挿入装置による信号処理（挿入）の例を示す図である。 光分岐挿入装置による信号処理（置換え）の例を示す図である。 第１の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図（その１）である。 第１の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図（その２）である。 第２の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。 第３の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。 第４の実施形態の駆動信号生成回路の一例を示す図である。 偏波多重の一例を示す図である。 駆動信号による偏波合成の一例を示す図である。

図１は、サブキャリア光信号を処理する光分岐挿入装置の一例を示す。図１に示す光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Optical Add Drop Multiplexer）は、複数のサブチャネルが多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。すなわち、この光分岐挿入装置は、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。よって、以下の記載では、この光分岐挿入装置を「サブキャリア光分岐挿入装置（サブキャリアＯＡＤＭ）」と呼ぶことがある。

サブキャリアＯＡＤＭ１には、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号が入力される。そして、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号から、指定されたサブキャリア光信号を分岐することができる。図１に示す例では、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号からサブチャネルＳＣＨＤに割り当てられているサブキャリア光信号Ｄを分岐している。なお、サブキャリア多重光信号から分岐されたサブキャリア光信号Ｄは、例えば、クライアントに導かれる。また、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号を挿入することができる。図１に示す例では、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号のサブチャネルＳＣＨＡにサブキャリア光信号Ａを挿入している。サブキャリア多重光信号に挿入されるサブキャリア光信号Ａは、例えば、クライアントにより生成される。

上述の分岐挿入処理において、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号が分岐されるときは、そのサブチャネルに新たなサブキャリア光信号を挿入することができる。ただし、このサブチャネルに分岐されたサブキャリア光信号の成分が残っていると、新たに挿入されるサブキャリア光信号の品質が劣化する。したがって、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号を分岐するときに、サブキャリア多重光信号からそのサブキャリア光信号を精度よく除去できることが好ましい。

図２は、サブキャリア光信号を処理する光分岐挿入装置の他の例を示す。図２に示す光分岐挿入装置には、ＷＤＭ信号が入力される。この例では、ＷＤＭ信号には、波長チャネルＣＨ１〜ＣＨ４が多重化されている。各波長チャネルは、サブキャリア多重光信号を伝送する。すなわち、ＷＤＭ信号は、複数のサブキャリア多重光信号を含む。

波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）２は、受信ＷＤＭ信号を処理する。図２に示す例では、ＷＳＳ２は、波長チャネルＣＨ２をサブキャリアＯＡＤＭ１に導き、波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３をＷＳＳ３に導き、波長チャネルＣＨ４をクライアントに導く。サブキャリアＯＡＤＭ１は、波長チャネルＣＨ２により伝送されるサブキャリア多重光信号を処理する。ＷＳＳ３は、サブキャリアＯＡＤＭ１により処理された波長チャネルＣＨ２、ＷＳＳ２から導かれてくる波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３、クライアントから導かれてくる波長チャネルＣＨ４を多重化して出力ＷＤＭ信号を生成する。

このように、サブキャリアＯＡＤＭは、サブキャリア多重光信号の所望のサブチャネルから光信号を分岐することができ、また、サブキャリア多重光信号の所望のサブチャネルに光信号を挿入することができる。本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置は、偏波多重光信号の所望の偏波の所望のサブチャネルから光信号を分岐することができ、また、偏波多重光信号の所望の偏波の所望のサブチャネルに光信号を挿入することができる。

図３は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の一例を示す。実施形態に係わる光分岐挿入装置１０は、図３に示すように、光スプリッタ１１、受信器１２、偏波推定部１３、周波数推定部１４、復調器１５、駆動信号生成器１６、光源回路１７、光変調器１８Ｘ、１８Ｙ、偏波制御器１９Ｃ、１９Ｘ、１９Ｙ、非線形光学媒質２０を備える。

光分岐挿入装置１０には、図４に示す波長分割多重光が入力される。光分岐挿入装置１０に入力される波長分割多重光は、参照光および偏波多重光信号を含む。偏波多重光信号には、サブキャリア多重光信号Ｘおよびサブキャリア多重光信号Ｙが多重化されている。サブキャリア多重光信号Ｘ、Ｙの偏波は、互いに直交している。また、サブキャリア多重光信号Ｘ、Ｙの位相は、互いに同期している。サブキャリア多重光信号Ｘには、複数のサブキャリア光信号ＳＣ１ｘ〜ＳＣｎｘが多重化されている。同様に、サブキャリア多重光信号Ｙには、複数のサブキャリア光信号ＳＣ１ｙ〜ＳＣｎｙが多重化されている。

参照光の光周波数は、偏波多重光信号の光周波数とは異なる。ここで、参照光の光周波数は、偏波多重光信号の光周波数より低くてもよいし、偏波多重光信号の光周波数より高くてもよい。また、参照光の光周波数と偏波多重光信号の光周波数との差分は、特に限定されるものではない。但し、参照光の光周波数と偏波多重光信号の光周波数との差分が小さすぎると、参照光と偏波多重光信号とを分離することが困難になることがある。一方、参照光の光周波数と偏波多重光信号の光周波数との差分が大きすぎると、非線形光学媒質２０において非線形効果（例えば、４波混合、相互位相変調）の効率が低下する。したがって、参照光の光周波数と偏波多重光信号の光周波数との差分は、これらの要因を考慮して決定することが好ましい。

参照光のパワーは、図４に示すように、各サブキャリア光信号のパワーよりも大きいことが好ましい。例えば、参照光のパワーは、非線形光学媒質２０において十分に非線形効果が発生する程度に大きいことが好ましい。また、参照光の位相は、偏波多重光信号（すなわち、サブキャリア多重光信号Ｘ、Ｙ）の位相と同期していることが好ましい。なお、参照光は、例えば、連続発振光である。

参照光の偏波状態は、サブキャリア多重光信号Ｘまたはサブキャリア多重光信号Ｙの一方と一致していることが好ましい。図４に示す例では、参照光の偏波状態は、サブキャリア多重光信号Ｘと一致している。換言すれば、参照光の偏波状態は、サブキャリア多重光信号Ｙと直交している。

図５は、図４に示す偏波多重光信号を生成する光送信器の一例を示す図である。光送信器は、図５に示すように、１組の光信号生成器３０Ｘ、３０Ｙ、および偏波合波器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）３０Ｃを備える。この例では、サブキャリア多重光信号は、ＯＦＤＭにより生成される。

光信号生成器３０Ｘは、複数のマッパ３１、デジタル信号プロセッサ３２、Ｄ／Ａ変換器３３、レーザ光源３４、光変調器３５を備える。複数のマッパ３１は、それぞれ指定された変調方式に応じてデータ信号ｘ１〜ｘｎをコンステレーション上にマッピングする。デジタル信号プロセッサ３２は、複数のマッパ３１の出力信号を処理する。この実施例では、デジタル信号プロセッサ３２は、複数のマッパ３１の出力信号に対して逆ＦＦＴを実行して時間領域信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器３３は、デジタル信号プロセッサ３２の出力信号に対してＤ／Ａ変換を行って駆動信号を生成する。レーザ光源３４は、所定の光周波数の連続発振光を生成する。そして、光変調器３５は、レーザ光源３４から出力される連続発振光を駆動信号で変調して変調光信号を生成する。即ち、光信号生成器３０Ｘにより、データ信号ｘ１〜ｘｎを伝送するサブキャリア多重光信号Ｘが生成される。なお、データ信号ｘ１〜ｘｎは、サブキャリアＳＣ１ｘ〜ＳＣｎｘにより伝送される。

光信号生成器３０Ｙの構成および動作は、実質的に光信号生成器３０Ｘと同じである。すなわち、光信号生成器３０Ｙにより、データ信号ｙ１〜ｙｎを伝送するサブキャリア多重光信号Ｙが生成される。データ信号ｙ１〜ｙｎは、サブキャリアＳＣ１ｙ〜ＳＣｎｙにより伝送される。そして、偏波合波器３０Ｃは、光信号生成器３０Ｘにより生成されるサブキャリア多重光信号Ｘおよび光信号生成器３０Ｙにより生成されるサブキャリア多重光信号Ｙを多重化して図４に示す偏波多重光信号を生成する。

光送信器は、図５に示すように、参照光を生成するレーザ光源３０Ｌを備えていてもよい。この場合、参照光は、偏波合波器３０Ｃにより偏波多重光信号に合波される。このとき、参照光の偏波状態がサブキャリア多重光信号Ｘまたはサブキャリア多重光信号Ｙと一致するように、参照光、サブキャリア多重光信号Ｘ、サブキャリア多重光信号Ｙが合波される。ただし、参照光は、他のノードにおいて生成されるようにしてもよい。

図３の説明に戻る。光スプリッタ１１は、受信した波長分割多重光を分岐して非線形光学媒質２０および受信器１２に導く。分岐比は特に限定されるものではないが、光スプリッタ１１は、例えば、非線形光学媒質２０に導かれる波長分割多重光のパワーが受信器１２に導かれる波長分割多重光のパワーよりも大きくなるように、受信した波長分割多重光を分岐する。

受信器１２は、光スプリッタ１１から導かれてくる波長分割多重光を表す電気信号を生成する。ここで、受信器１２は、例えば、コヒーレント受信器およびＡ／Ｄ変換器により実現される。この場合、受信器１２は、偏波多重光信号の電界情報を表す電気信号を生成する。すなわち、例えば、Ｈ偏波のＩ成分、Ｈ偏波のＱ成分、Ｖ偏波のＩ成分、Ｖ偏波のＱ成分を表す電気信号が生成される。

ただし、光送信器から送信される波長分割多重光（参照光および偏波多重光信号）の偏波は、伝送中に回転する。図６に示す例では、参照光の偏波は、Ｈ軸に対して角度θだけ回転している。なお、Ｈ軸およびＶ軸は、受信器１２によるコヒーレント受信の基準偏波状態を表す。

ここで、光分岐挿入装置１０には、偏波多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｘおよび／またはＳＣＤｙを分岐する指示が与えられているものとする。サブキャリア光信号ＳＣＤｘは、サブキャリア多重光信号Ｘに多重化されている複数のサブキャリア光信号ＳＣ１ｘ〜ＳＣｎｘの中の１つである。また、サブキャリア光信号ＳＣＤｙは、サブキャリア多重光信号Ｙに多重化されている複数のサブキャリア光信号ＳＣ１ｙ〜ＳＣｎｙの中の１つである。

偏波推定部１３は、受信器１２により生成される電気信号に基づいて、波長分割多重光の偏波状態を推定（又は、算出）する。すなわち、偏波推定部１３は、参照光および偏波多重光信号の偏波状態を推定する。このとき、偏波推定部１３は、参照光、サブキャリア多重光信号Ｘから分岐するサブキャリア光信号ＳＣＤｘ、サブキャリア多重光信号Ｙから分岐するサブキャリア光信号ＳＣＤｙの偏波状態を推定してもよい。或いは、偏波推定部１３は、参照光の偏波状態のみを推定してもよい。そして、偏波推定部１３は、推定した偏波状態を表す偏波情報を偏波制御器１９Ｃ、１９Ｘ、１９Ｙに与える。また、偏波推定部１３は、偏波情報を駆動信号生成器１６に与えるようにしてもよい。

偏波推定部１３は、例えば、複数のＦＩＲフィルタを含むバタフライフィルタにより実現される。この場合、偏波情報は、例えば、各ＦＩＲフィルタのタップ係数に基づいて生成される。また、偏波情報は、図６に示す角度θを表すようにしてもよい。そして、偏波状態推定部１３は、上述のフィルタで受信部１２の出力信号をフィルタリングすることにより、Ｘ偏波成分を表す信号およびＹ偏波成分を表す信号を生成する。すなわち、参照信号、サブキャリア多重光信号ＳＣＤｘ、サブキャリア多重光信号ＳＣＤｙを表す電気信号がそれぞれ生成される。

周波数推定部１４は、受信器１２により生成される電気信号（または、偏波推定部１３の出力信号）に基づいて、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤｘの光周波数との差分Δνｘを推定（又は、算出）する。そして、周波数推定部１４は、差分Δνｘを表す周波数情報を光源回路１７に与える。同様に、周波数推定部１４は、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤｙの光周波数との差分Δνｙを推定する。そして、周波数推定部１４は、差分Δνｙを表す周波数情報を光源回路１７に与える。尚、参照光からΔνだけシフトした光周波数においてＸ偏波およびＹ偏波からそれぞれサブキャリア光信号が分岐されるときは、周波数推定部１４は、Δνを表す周波数情報を生成してもよい。

復調器１５は、受信器１２により生成される電気信号に基づいて、サブキャリア光信号ＳＣＤｘ、ＳＣＤｙを復調して分岐信号Ｘ、Ｙを生成する。分岐信号Ｘ、Ｙは、サブキャリア光信号ＳＣＤｘ、ＳＣＤｙを利用して伝送されたデータを表す。また、分岐信号Ｘ、Ｙは、駆動信号生成器１６およびクライアントに導かれる。そして、駆動信号生成器１６は、分岐信号Ｘ、Ｙの反転信号に基づいて駆動信号Ｘ、Ｙを生成する。すなわち、サブキャリア光信号ＳＣＤｘ、ＳＣＤｙを利用して伝送されたデータを表す分岐信号Ｘ、Ｙの反転信号に基づいて駆動信号Ｘ、Ｙが生成される。

光源回路１７は、指定された差分に基づいて連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成する。この実施例では、光源回路１７は、周波数情報により指定される光周波数差に基づいて、連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成する。連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３の光周波数は、いずれも、参照光の光周波数と異なり、且つ、偏波多重光信号の光周波数とも異なる。また、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ２の光周波数との間の差分は、周波数情報によって表されるΔνｘである。即ち、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ２の光周波数との間の差分は、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号Ｘから分岐されるサブキャリア光信号ＳＣＤｘの光周波数との差分Δνｘと同じである。同様に、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ３の光周波数との間の差分は、周波数情報によって表されるΔνｙである。即ち、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ３の光周波数との間の差分は、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号Ｙから分岐されるサブキャリア光信号ＳＣＤｙの光周波数との差分Δνｙと同じである。なお、連続発振光ＣＷ１のパワーは、連続発振光ＣＷ２、ＣＷ３のパワーよりも大きいことが好ましい。例えば、連続発振光ＣＷ１のパワーは、非線形光学媒質２０において十分に非線形効果が発生する程度に大きいことが好ましい。

光源回路１７は、周波数推定部１４による推定結果を利用することなく連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成してもよい。例えば、参照光の光周波数が既知であり、サブキャリア多重光信号において分岐／挿入すべきサブキャリアの光周波数が指定されたときは、光源回路１７は、その周波数差に基づいて連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成してもよい。

光変調器１８Ｘは、駆動信号生成器１６により生成される駆動信号Ｘで連続発振光ＣＷ２を変調して変調光信号Ｘを生成する。同様に、光変調器１８Ｙは、駆動信号生成器１６により生成される駆動信号Ｙで連続発振光ＣＷ３を変調して変調光信号Ｙを生成する。

偏波制御器１９Ｃ、１９Ｘ、１９Ｙは、偏波推定部１３により生成される偏波情報に基づいて、連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態をそれぞれ制御する。例えば、偏波制御器１９Ｃは、連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と一致するように、連続発振光ＣＷ１の偏波状態を制御する。また、偏波制御器１９Ｘは、変調光信号Ｘの偏波状態が参照光と一致するように、変調光信号Ｘの偏波状態を制御する。さらに、偏波制御器１９Ｙは、変調光信号Ｙの偏波状態が参照光と直交するように、変調光信号Ｙの偏波状態を制御する。

ただし、連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態を参照光と一致させるか、参照光と直交させるかは、幾つかの条件に応じて適切に選択される。これらの条件については、後で詳しく説明する。

なお、「一致」および「直交」は、「完全な一致」および「完全な直交」に限定されるものではなく、「実質的に一致」および「実質的に直交」を含むものとする。

非線形光学媒質２０には、光スプリッタ１１から導かれてくる波長分割多重光、連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、変調光信号Ｙが入力される。なお、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、偏波制御器１９Ｃにより制御されている。変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態は、それぞれ偏波制御器１９Ｘ、１９Ｙにより制御されている。非線形光学媒質２０は、例えば、光ファイバ（特に、高非線形ファイバ）、シリコン等をコアに有する高屈折率差光導波路、周期分極電気光学結晶などにより実現される。ここで、非線形光学媒質２０には、光周波数の異なる複数の光信号が入射される。したがって、非線形光学媒質２０において、非線形効果（４波混合、相互位相変調など）が生じる。

図７は、非線形効果による光信号の除去および挿入について説明する図である。ここでは、説明を簡単にするために偏波を考慮しないものとする。

図７（ａ）は、プローブ光、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２が非線形光学媒質２０に入射されたときの状態を示す。ここで、励起光Ｐ１のパワーおよび励起光Ｐ２のパワーは、非線形光学媒質２０において非線形効果が生じる程度に十分に高いものとする。また、プローブ光の光周波数と励起光Ｐ１の光周波数との差分がΔνであるものとする。この場合、４波混合により、プローブ光に対応するアイドラ光が生成される。このとき、励起光Ｐ２の光周波数とアイドラ光の光周波数との差分もΔνである。また、アイドラ光が伝送する信号は、プローブ光が伝送する信号と同じである。

図７（ｂ）は、変調光信号、連続発振光ＣＷ１、波長分割多重光が非線形光学媒質２０に入射されたときの状態を示す。ここでは、Ｙ偏波については考慮しないものとする。すなわち、光変調器１８Ｘにより生成される変調光信号Ｘ、光源回路１７により生成される連続発振光ＣＷ１、光スプリッタ１１により分岐された波長分割多重光が非線形光学媒質２０に入射されるものとする。この場合、図７（ｂ）に示す変調光信号Ｘ、連続発振光ＣＷ１、波長分割多重光中の参照光は、それぞれ、図７（ａ）に示すプローブ光、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２に対応する。すなわち、連続発振光ＣＷ１および参照光は、励起光として作用する。

図３に示す構成では、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤｘの光周波数との差分がΔνｘであり、また、連続発振光ＣＷ１の光周波数と変調光信号Ｘの光周波数との差分もΔνｘである。この場合、図７（ａ）を参照しながら説明した４波混合により、サブキャリア光信号ＳＣＤｘが割り当てられている光周波数に、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光が生成される。ここで、変調光信号Ｘは、サブキャリア光信号ＳＣＤｘに対応する分岐信号の反転信号に基づいて生成される。すなわち、非線形光学媒質２０において生成されるアイドラ光は、サブキャリア光信号ＳＣＤｘの反転信号を表す。したがって、非線形光学媒質２０において変調光信号Ｘに対応するアイドラ光が生成されると、サブキャリア光信号ＳＣＤｘがキャンセルされる。この結果、サブキャリア多重光信号Ｘからサブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去される。

このように、非線形効果を利用して、サブキャリア多重光信号から分岐されるチャネルの光信号成分が除去される。すなわち、光フィルタ等を利用することなく、光信号の分岐が実現される。したがって、光信号チャネルの間隔（すなわち、サブキャリアの間隔）が狭い場合であっても、指定されたチャネルの光信号を精度よく分岐することができる。

光分岐挿入装置１０は、サブキャリア多重光信号から指定されたサブキャリア光信号を分岐する機能に加えて、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号を挿入する機能を備える。すなわち、クライアントから受信する信号（以下、挿入信号）に対応するサブキャリア光信号がサブキャリア多重光信号に挿入され得る。

この場合、駆動信号生成器１６は、分岐信号Ｘの反転信号および挿入信号の和に基づいて駆動信号Ｘを生成する。また、駆動信号Ｘで生成される変調光信号Ｘが非線形光学媒質２０に入力される。

よって、変調光信号Ｘ、連続発振光ＣＷ１、波長分割多重光が非線形光学媒質２０に入射されたときに生成されるアイドラ光は、分岐信号Ｘの反転信号および挿入信号の和に対応する。そうすると、上述したように、非線形光学媒質２０においてアイドラ光によってサブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去される。これに加えて、サブキャリア光信号ＳＣＤｘが配置されていたチャネルに、挿入信号に対応するサブキャリア光信号が挿入される。この結果、サブキャリア光信号の置換えが実現される。

次に、偏波多重光信号に対する非線形効果について説明する。以下の記載では、非線形光学媒質２０に参照光、連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、変調光信号Ｙが入力されるものとする。

図８（ａ）に示すケースでは、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、参照光と一致するように制御されている。また、変調光信号Ｘの偏波状態は参照光と一致するように制御され、変調光信号Ｙの偏波状態は参照光と直交するように制御されている。さらに、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数（すなわち、連続発振光ＣＷ２、ＣＷ３の光周波数）は、連続発振光ＣＷ１の光周波数よりもΔνだけ高い。

この場合、参照光に対してΔνだけ高い光周波数に変調光信号Ｘ、Ｙに対応するアイドラ光が現れる。このとき、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘの偏波状態は参照光と一致し、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙの偏波状態は参照光と直交する。なお、参照光に対してΔνだけ低い光周波数に変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘが現れる。

図８（ｂ）に示すケースでも、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、参照光と一致するように制御されている。ただし、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数は、連続発振光ＣＷ１の光周波数よりもΔνだけ低い。

この場合、参照光に対してΔνだけ低い光周波数に変調光信号Ｘ、Ｙに対応するアイドラ光が現れる。このとき、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘの偏波状態は参照光と一致し、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙの偏波状態は参照光と直交する。なお、参照光に対してΔνだけ高い光周波数に変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘが現れる。

このように、連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と一致するときは、アイドラ光ｘ、ｙの偏波状態は、それぞれ対応する変調光信号Ｘ、Ｙと一致する。また、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数が連続発振光ＣＷ１より高いときは、アイドラ光ｘ、ｙの光周波数も参照光より高く、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数が連続発振光ＣＷ１より低いときは、アイドラ光ｘ、ｙの光周波数も参照光より低い。

図８（ｃ）に示すケースでは、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、参照光と直交するように制御されている。また、変調光信号Ｘの偏波状態は参照光と一致するように制御され、変調光信号Ｙの偏波状態は参照光と直交するように制御されている。さらに、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数は、連続発振光ＣＷ１の光周波数よりもΔνだけ高い。

この場合、参照光に対してΔνだけ低い光周波数に変調光信号Ｘ、Ｙに対応するアイドラ光が現れる。このとき、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘの偏波状態は参照光と直交し、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙの偏波状態は参照光と一致する。なお、参照光に対してΔνだけ高い光周波数に変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙが現れる。

図８（ｄ）に示すケースでも、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、参照光と直交するように制御されている。ただし、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数は、連続発振光ＣＷ１の光周波数よりもΔνだけ低い。

この場合、参照光に対してΔνだけ高い光周波数に変調光信号Ｘ、Ｙに対応するアイドラ光が現れる。このとき、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘの偏波状態は参照光と直交し、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙの偏波状態は参照光と一致する。なお、参照光に対してΔνだけ低い光周波数に変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙが現れる。

このように、連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と直交するときは、アイドラ光ｘ、ｙの偏波状態は、それぞれ対応する変調光信号Ｘ、Ｙと直交する。また、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数が連続発振光ＣＷ１より高いときは、アイドラ光ｘ、ｙの光周波数は参照光より低く、変調光信号Ｘ、Ｙの光周波数が連続発振光ＣＷ１より低いときは、アイドラ光ｘ、ｙの光周波数は参照光より高い。

光分岐挿入装置１０は、上記関係に基づいて、連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３の光周波数、および連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態を制御する。具体的には、図９に示すように光周波数および偏波状態が制御される。

図９（ａ）および図９（ｄ）に示す例では、参照光よりΔνだけ高い光周波数のサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙが制御される。なお、サブチャネルＳＣｘの偏波状態は参照光と一致し、サブチャネルＳＣｙの偏波状態は参照光と直交している。

連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と一致するように制御されるときは、光分岐挿入装置１０は、図９（ａ）に示すように、連続発振光ＣＷ１よりもΔνだけ高い光周波数の変調光信号Ｘ、Ｙを生成する。そして、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘの偏波状態を参照光と一致させ、変調光信号Ｙの偏波状態を参照光と直交させる。そうすると、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘがサブチャネルＳＣｘに現れ、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙがサブチャネルＳＣｙに現れる。よって、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘ、Ｙを用いてサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙをそれぞれ制御することができる。たとえば、サブチャネルＳＣｘから抽出される分岐信号Ｘの反転信号に基づいて変調光信号Ｘが生成されるときは、サブチャネルＳＣｘに配置されているサブキャリア光信号は変調光信号Ｘによりキャンセルされる。この結果、サブキャリア多重光信号から目的サブキャリア光信号が除去される。

連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と直交するように制御されるときは、光分岐挿入装置１０は、図９（ｄ）に示すように、連続発振光ＣＷ１よりもΔνだけ低い光周波数の変調光信号Ｘ、Ｙを生成する。そして、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘの偏波状態を参照光と直交させ、変調光信号Ｙの偏波状態を参照光と一致させる。そうすると、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘがサブチャネルＳＣｘに現れ、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙがサブチャネルＳＣｙに現れる。したがって、図９（ａ）に示すケースと同様に、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘ、Ｙを用いてサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙをそれぞれ制御することができる。

図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す例では、参照光よりΔνだけ低い光周波数のサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙが制御される。なお、サブチャネルＳＣｘの偏波状態は参照光と一致し、サブチャネルＳＣｙの偏波状態は参照光と直交している。

連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と一致するように制御されるときは、光分岐挿入装置１０は、図９（ｂ）に示すように、連続発振光ＣＷ１よりもΔνだけ低い光周波数の変調光信号Ｘ、Ｙを生成する。そして、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘの偏波状態を参照光と一致させ、変調光信号Ｙの偏波状態を参照光と直交させる。そうすると、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘがサブチャネルＳＣｘに現れ、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙがサブチャネルＳＣｙに現れる。したがって、図９（ａ）に示すケースと同様に、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘ、Ｙを用いてサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙをそれぞれ制御することができる。

連続発振光ＣＷ１の偏波状態が参照光と直交するように制御されるときは、光分岐挿入装置１０は、図９（ｃ）に示すように、連続発振光ＣＷ１よりもΔνだけ高い光周波数の変調光信号Ｘ、Ｙを生成する。そして、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘの偏波状態を参照光と直交させ、変調光信号Ｙの偏波状態を参照光と一致させる。そうすると、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光ｘがサブチャネルＳＣｘに現れ、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光ｙがサブチャネルＳＣｙに現れる。したがって、図９（ａ）に示すケースと同様に、光分岐挿入装置１０は、変調光信号Ｘ、Ｙを用いてサブチャネルＳＣｘ、ＳＣｙをそれぞれ制御することができる。

図１０〜図１２は、光分岐挿入装置１０により実現される信号処理の例を示す。なお、以下の記載では、図９（ｂ）に示す非線形効果を利用してサブチャネルが処理されるものとする。すなわち、偏波多重光信号（サブキャリア多重光信号Ｘ、Ｙ）の光周波数は、参照光の光周波数ν₀よりも低い。また、連続発振光ＣＷ１の偏波状態は、参照光と一致するように制御される。

図１０（ａ）に示す例では、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去される。ここで、参照光とサブキャリア光信号ＳＣＤｘとの間の光周波数差はΔνである。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｘとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｘが生成される。また、変調光信号Ｘは、サブキャリア光信号ＳＣＤｘの反転を表すように生成される。したがって、図１０（ａ）では、変調光信号Ｘは「−ＳＣＤｘ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｘの偏波状態は、参照光と一致するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｘ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｘに対応するアイドラ光（すなわち、−ＳＣＤｘ）が現れる。したがって、サブキャリア光信号ＳＣＤｘは、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光によってキャンセルされる。すなわち、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去される。

なお、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光は、参照光の高周波数側にも現れる。したがって、光分岐挿入装置１０は、非線形光学媒質２０の出力側にν₀よりも高い光周波数をカットするフィルタを設けるようにしてもよい。

図１０（ｂ）に示す例では、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｙが除去される。ここで、参照光とサブキャリア光信号ＳＣＤｙとの間の光周波数差はΔνである。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｙとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｙが生成される。また、変調光信号Ｙは、サブキャリア光信号ＳＣＤｙの反転を表すように生成される。したがって、図１０（ｂ）では、変調光信号Ｙは「−ＳＣＤｙ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｙの偏波状態は、参照光と直交するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｙが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｙ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｙに対応するアイドラ光（すなわち、−ＳＣＤｙ）が現れる。したがって、サブキャリア光信号ＳＣＤｙは、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光によってキャンセルされる。すなわち、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｙが除去される。

図１０（ｃ）に示す例では、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｘおよびＳＣＤｙが同時に除去される。この動作は、連続発振光ＣＷ１、図１０（ａ）に示す「−ＳＣＤｘ」、及び図１０（ｂ）に示す「−ＳＣＤｙ」を非線形光学媒質２０に入力することにより実現される。

ただし、光分岐挿入装置１０による分岐動作は、図１０に示す実施例に限定されるものではない。たとえば、光分岐挿入装置１０は、サブキャリア多重光信号から互いに異なる光周波数のサブキャリア光信号ＳＣＤｘおよびＳＣＤｙを同時に除去することもできる。

図１１（ａ）に示す例では、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号が挿入される。サブキャリア光信号が挿入されるサブチャネルは、参照光からΔνだけシフトしている。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｘとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｘが生成される。また、変調光信号Ｘは、挿入信号を表すように生成される。図１１（ａ）では、変調光信号Ｘは「ＳＣＡｘ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｘの偏波状態は、参照光と一致するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｘ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｘに対応するアイドラ光（すなわち、ＳＣＡｘ）が現れる。すなわち、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡｘが挿入される。

図１１（ｂ）に示す例では、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号が挿入される。サブキャリア光信号が挿入されるサブチャネルは、参照光からΔνだけシフトしている。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｙとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｙが生成される。また、変調光信号Ｙは、挿入信号を表すように生成される。図１１（ｂ）では、変調光信号Ｙは「ＳＣＡｙ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｙの偏波状態は、参照光と直交するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｙが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｙ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｙに対応するアイドラ光（すなわち、ＳＣＡｙ）が現れる。すなわち、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡｙが挿入される。

図１１（ｃ）に示す例では、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡｘおよびＳＣＡｙが同時に挿入される。この動作は、連続発振光ＣＷ１、図１１（ａ）に示す「ＳＣＡｘ」、及び図１１（ｂ）に示す「ＳＣＡｙ」を非線形光学媒質２０に入力することにより実現される。

ただし、光分岐挿入装置１０による挿入動作は、図１１に示す実施例に限定されるものではない。例えば、光分岐挿入装置１０は、互いに異なる光周波数のサブキャリア光信号ＳＣＡｘおよびＳＣＡｙを同時にサブキャリア多重光信号に挿入することもできる。

図１２（ａ）に示す例では、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号においてサブキャリア光信号の置換えが行われる。すなわち、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去され、且つ、サブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去されたサブチャネルにサブキャリア光信号ＳＣＡｘが挿入される。ここで、参照光からΔνだけシフトしたサブチャネルにおいてサブキャリア光信号の置換えが行われる。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｘとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｘが生成される。また、変調光信号Ｘは、除去すべきサブキャリア光信号ＳＣＤｘの反転信号および挿入すべきサブキャリア光信号ＳＣＡｘの和を表すように生成される。したがって、図１２（ａ）では、変調光信号Ｘは「−ＳＣＤｘ＋ＳＣＡｘ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｘの偏波状態は、参照光と一致するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｘ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｘに対応するアイドラ光（すなわち、−ＳＣＤｘ＋ＳＣＡｘ）が現れる。したがって、サブキャリア光信号ＳＣＤｘは、変調光信号Ｘに対応するアイドラ光によってキャンセルされる。また、サブキャリア光信号ＳＣＤｘが除去されたサブチャネルにサブキャリア光信号ＳＣＡｘが現れる。すなわち、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号においてサブキャリア光信号ＳＣＤｘがサブキャリア光信号ＳＣＡｘに置き換えられる。

図１２（ｂ）に示す例では、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号においてサブキャリア光信号の置換えが行われる。すなわち、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤｙが除去され、且つ、サブキャリア光信号ＳＣＤｙが除去されたサブチャネルにサブキャリア光信号ＳＣＡｙが挿入される。ここで、参照光からΔνだけシフトしたサブチャネルにおいてサブキャリア光信号の置換えが行われる。この場合、連続発振光ＣＷ１と変調光信号Ｙとの間の光周波数差がΔνとなるように変調光信号Ｙが生成される。また、変調光信号Ｙは、除去すべきサブキャリア光信号ＳＣＤｙの反転信号および挿入すべきサブキャリア光信号ＳＣＡｙの和を表すように生成される。したがって、図１２（ｂ）では、変調光信号Ｙは「−ＳＣＤｙ＋ＳＣＡｙ」で表記されている。さらに、変調光信号Ｙの偏波状態は、参照光と直交するように制御される。

上述の連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｙが非線形光学媒質２０に入力される。そうすると、Ｙ偏波において参照光からΔνだけシフトした光周波数に変調光信号Ｙに対応するアイドラ光（すなわち、−ＳＣＤｙ＋ＳＣＡｙ）が現れる。したがって、サブキャリア光信号ＳＣＤｙは、変調光信号Ｙに対応するアイドラ光によってキャンセルされる。また、サブキャリア光信号ＳＣＤｙが除去されたサブチャネルにサブキャリア光信号ＳＣＡｙが現れる。すなわち、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号においてサブキャリア光信号ＳＣＤｙがサブキャリア光信号ＳＣＡｙに置き換えられる。

図１２（ｃ）に示す例では、サブキャリア光信号ＳＣＤｘからサブキャリア光信号ＳＣＡｘへの置換え、及びサブキャリア光信号ＳＣＤｙからサブキャリア光信号ＳＣＡｙへの置換えが同時に実現される。この動作は、連続発振光ＣＷ１、図１２（ａ）に示す「−ＳＣＤｘ＋ＳＣＡｘ」、及び図１２（ｂ）に示す「−ＳＣＤｙ＋ＳＣＡｙ」を非線形光学媒質２０に入力することにより実現される。

なお、図３に示す光分岐挿入装置１０において、偏波推定部１３、周波数推定部１４、復調器１５、駆動信号生成器１６は、デジタル信号を処理するプロセッサまたは回路により実現される。また、受信器１２がＦＦＴ回路を含む場合、そのＦＦＴ回路もデジタル信号を処理するプロセッサまたは回路で実現してもよい。

このように、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置１０においては、参照光の光周波数と指定されたサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する差分周波数を利用して、サブキャリア光信号の分岐／挿入が実現される。ここで、この差分周波数は、各サブキャリア光信号の光周波数と比較して十分に低い。よって、この差分周波数を精度よく実現することは容易であり、サブキャリアの周波数間隔が狭い場合であっても、偏波ごとに精度よくサブキャリア光信号の分岐／挿入を行うことが可能である。

＜第１の実施形態＞
図１３〜図１４は、本発明の第１の実施形態に係わる光分岐挿入装置１００の一例を示す。なお、図１３は、光分岐挿入装置１００の中の光受信回路および駆動信号生成回路を示す。また、図１４は、光分岐挿入装置１００の中の光源回路および光信号処理回路を示す。

光分岐挿入装置１００の光受信回路は、図１３に示すように、光スプリッタ１１、受信器１２、分散補償器４１、偏波推定部１３、周波数推定部１４、復調器１５Ｘ、１５Ｙを備える。光スプリッタ１１、受信器１２、偏波推定部１３、周波数推定部１４は、図３および図１３において実質的に同じなので、説明を省略する。また、復調器１５Ｘ、１５Ｙは、図３に示す復調器１５に対応する。復調器１５Ｘは、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号から抽出されるサブキャリア光信号を復調して分岐信号Ｘを出力する。同様に、復調器１５Ｙは、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号から抽出されるサブキャリア光信号を復調して分岐信号Ｙを出力する。

分散補償器４１は、サブキャリア光信号に付加されている分散を補償するように、受信器１２により生成される電気信号を補正する。そして、分散補償器４１は、補償した分散を表す分散情報を生成する。なお、受信光信号に付加されている分散の補償は、公知の技術により実現される。例えば、分散補償器４１は、デジタルフィルタにより実現される。この場合、たとえば、分散を小さくするようにデジタルフィルタのタップ係数が制御される。また、分散情報は、デジタルフィルタのタップ係数に基づいて生成してもよい。

駆動信号生成回路は、図１３に示すように、スプリッタ４２Ｘ、４２Ｙ、インバータ４３Ｘ、４３Ｙ、コンバイナ４４Ｘ、４４Ｙ、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、および分散付加部４６Ｘ、４６Ｙを備える。なお、駆動信号生成回路は、図３に示す駆動信号生成器１６に対応する。

スプリッタ４２Ｘは、復調器１５Ｘにより再生された分岐信号Ｘをインバータ４３Ｘおよびクライアントに導く。インバータ４３Ｘは、分岐信号Ｘの反転信号を生成する。以下の記載では、分岐信号の反転信号を「反転分岐信号」と呼ぶことがある。なお、分岐信号ＸがＩ成分およびＱ成分で表されるときは、例えば、コンステレーション上で分岐信号Ｘの位相を反転することにより反転分岐信号Ｘを生成してもよい。すなわち、分岐信号Ｘが「Ｉ＝Ｘ１ｄ、Ｑ＝Ｘ１ｄ」で表されるときは、反転分岐信号Ｘは「Ｉ＝−Ｘ１ｄ、Ｑ＝−Ｘ２ｄ」で表される。

コンバイナ４４Ｘは、反転分岐信号Ｘと挿入信号Ｘとの和を生成する。なお、挿入信号Ｘは、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号に挿入されるデータ信号であり、クライアントにより生成される。また、挿入信号Ｘが「Ｉ＝Ｘ１ａ、Ｑ＝Ｘ２ａ」で表されるときは、コンバイナ４５ｂの出力信号は「Ｉ＝−Ｘ１ｄ＋Ｘ１ａ、Ｑ＝−Ｘ２ｄ＋Ｘ２ａ」で表される。

遅延要素４５Ｘは、コンバイナ４４Ｘの出力信号を遅延させる。遅延要素４５Ｘの遅延時間は、後述するモニタ回路７１により制御される。分散付加部４６Ｘは、分散補償部４１から与えられる分散情報に基づいて、遅延要素４５Ｘの出力信号を補正する。即ち、分散付加部４６Ｘは、分散補償部４１により補償された分散を、遅延要素４５Ｘの出力信号に付加する。したがって、分散付加部４６Ｘの出力信号の分散は、受信光信号の分散と実質的に同じである。そして、分散付加部４６Ｘの出力信号は、駆動信号Ｘとして光変調器１８Ｘに与えられる。

スプリッタ４２Ｙ、インバータ４３Ｙ、コンバイナ４４Ｙ、遅延要素４５Ｙ、分散付加部４６Ｙは、実質的に、スプリッタ４２Ｘ、インバータ４３Ｘ、コンバイナ４４Ｘ、遅延要素４５Ｘ、分散付加部４６Ｘと同じである。即ち、分散付加部４６Ｙの出力信号は、駆動信号Ｙとして光変調器１８Ｙに与えられる。

光源回路は、図１４に示すように、発振器５１、位相シフタ５２、光コム発生器５３、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）５４、光スプリッタ５５を備える。この光源回路は、図３に示す光源回路１７に対応する。

発振器５１は、周波数推定部１４から与えられる周波数情報に応じて発振信号を生成する。周波数情報は、上述したように、参照光と指定されたサブキャリア光信号との間の光周波数差Δνを表す。ここで、分岐及び／又は挿入が行われるサブキャリア光信号は、例えば、ネットワーク管理システムにより指定される。そして、発振器５１は、周波数Δνまたは周波数Δν／ｍを有する発振信号を生成する。ｍは、整数である。なお、発振器５１の出力信号は、例えば、正弦波である。位相シフタ５２は、発振器５１の出力信号の位相を調整することにより、光コム発生器５３の出力光の位相を調整する。位相シフタ５２による位相シフト量は、モニタ回路７１により制御される。

光コム発生器５３は、位相シフタ５２により位相が調整された発振信号に応じて、参照光および入力サブキャリア多重光信号と異なる光周波数帯の光コムを生成する。即ち、光コム発生器５３は、所定の周波数間隔で配置される複数の連続発振光を生成する。複数の連続発振光の波長間隔は、例えば、ΔνまたはΔν／ｍである。或いは、複数の連続発振光の波長間隔は、サブキャリア多重光信号のシンボルレートに応じて設定されていてもよい。

波長選択スイッチ５４は、光コム発生器５３により生成される光コムから連続発振光ＣＷ１および連続発振光ＣＷ２を選択する。連続発振光ＣＷ１および連続発振光ＣＷ２の光周波数は、それぞれ、ν_Ｂおよびν_Ｂ−Δνである。すなわち、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ２の光周波数との差分は、Δνである。なお、連続発振光ＣＷ１のパワーを連続発振光ＣＷ２のパワーよりも大きくしてもよい。この場合、波長選択スイッチ５４により選択された連続発振光ＣＷ１を増幅してもよい。光スプリッタ５５は、波長選択スイッチ５４により選択された連続発振光ＣＷ２を分岐して光変調器１８Ｘ、１８Ｙに導く。

光信号処理回路は、図１４に示すように、光変調器１８Ｘ、１８Ｙ、偏波制御器１９Ｃ、１９Ｘ、１９Ｙ、位相シフタ６１、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）６２、位相シフタ６３、光コンバイナ６４、光減衰器６５、偏波制御器６６、光遅延線６７、光合波器６８、非線形光学媒質２０、光スプリッタ６９、受信器７０、モニタ回路７１を備える。光変調器１８Ｘ、１８Ｙ、偏波制御器１９Ｃ、１９ｘ、１９Ｙ、非線形光学媒質２０は、図３および図１４において実質的に同じである。

偏波制御器１９Ｃは、参照光の偏波状態と一致するように連続発振光ＣＷ１の偏波状態を制御する。位相シフタ６１は、偏波制御器１９Ｃから出力される連続発振光ＣＷ１の光位相を制御する。光位相シフタ６１による位相シフト量は、モニタ回路７１により制御される。

光変調器１８Ｘは、駆動信号Ｘで連続発振光ＣＷ２を変調することにより変調光信号Ｘを生成する。偏波制御器１９Ｘは、参照光の偏波状態と一致するように変調光信号Ｘの偏波状態を制御する。一方、光変調器１８Ｙは、駆動信号Ｙで連続発振光ＣＷ２を変調することにより変調光信号Ｙを生成する。偏波制御器１９Ｙは、参照光の偏波状態と直交するように変調光信号Ｙの偏波状態を制御する。すなわち、変調光信号Ｘ、Ｙは、偏波状態が互いに直交するように制御される。偏波ビームコンバイナ６２は、変調光信号Ｘ、Ｙを合波して偏波多重変調光信号を生成する。

光位相シフタ６３は、偏波多重変調光信号の光位相を調整する。光位相シフタ６３による位相シフト量は、モニタ回路７１により制御される。なお、図１４に示す実施例では、連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号の光位相が調整されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置１００は、光位相シフタ６１、６３の一方を備える構成であってもよい。いずれのケースであっても、連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号の光位相が整合される。

光コンバイナ６４は、連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号を合波する。光減衰器６５は、光コンバイナ６４から出力される合波光のパワーを調整する。光減衰器６５の減衰量は、モニタ回路７１により制御される。偏波制御部６６は、偏波推定部１３から与えられる偏波情報に基づいて、連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号の合波光の偏波状態を制御する。このとき、偏波制御部６６は、光分岐挿入装置１００へ入力される参照光の偏波状態と連続発振光ＣＷ１の偏波状態とが一致するように、合波光の偏波状態を制御する。さらに、偏波制御器６６は、モニタ回路７１からの指示に応じて合波光の偏波状態を制御することもできる。

光遅延線６７は、光スプリッタ１１から非線形光学媒質２０に導かれる波長分割多重光を遅延させる。光遅延線６７の遅延時間は、例えば、光信号を受信して復調する処理、駆動信号を生成する処理、および偏波多重変調光信号を生成する処理などに要する時間に基づいて決定される。すなわち、光スプリッタ１１から非線形光学媒質２０に導かれる波長分割多重光の遅延時間と、光スプリッタ１１から受信器１２に導かれる波長分割多重光信号に応じて偏波多重変調光信号を生成するための処理時間とがほぼ同じになるように、光遅延線６７の遅延時間を決めるようにしてもよい。光合波器６８は、光遅延線６７から出力される波長分割多重光と偏波制御部６６の出力光とを合波する。そして、光合波器６８の出力光は、非線形光学媒質２０に導かれる。

この結果、非線形光学媒質２０には、受信波長分割多重光（参照光および偏波多重光信号）、連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、変調光信号Ｙが入力される。そうすると、非線形光学媒質２０において、上述した非線形効果により、サブキャリア多重光信号から指定されたサブキャリア光信号が除去され、サブキャリア光信号が除去されたサブチャネルに新たなサブキャリア光信号が追加される。すなわち、サブキャリア光信号の置換え（分岐および挿入）が実現される。

光スプリッタ６９は、非線形光学媒質２０から出力される波長分割多重光を分岐して受信器７０に導く。受信器７０の構成および動作は、実質的に、受信器１２と同じである。ただし、受信器７０は、分散補償器４１および偏波推定部１３の機能をさらに含んでいてもよい。そして、受信器７０は、非線形光学媒質２０から出力される波長分割多重光を表す電気信号を生成する。

モニタ回路７１は、受信器７０の出力信号に基づいて、非線形光学媒質２０から出力されるサブキャリア多重光信号の状態をモニタする。具体的には、モニタ回路７１は、サブキャリア光信号の分岐／挿入が行われたサブチャネル（以下、目的チャネル）の状態をモニタする。そして、モニタ回路７１は、モニタ結果に基づいて遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、位相シフタ５２、光位相シフタ６１、６３、光減衰器６５、偏波制御器６６を制御する。このとき、モニタ回路７１は、モニタ結果が目標状態に近づくように、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、位相シフタ５２、光位相シフタ６１、６３、光減衰器６５、偏波制御器６６を制御する。

ケース１：目的チャネルからサブキャリア光信号が分岐され、且つ、目的チャネルに新たなサブキャリア光信号が挿入されないときは、モニタ回路７１は、目的チャネルの光パワーをモニタする。そして、モニタ回路７１は、目的チャネルの光パワーを小さくするように（ゼロに近づくように）、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、位相シフタ５２、光位相シフタ６１、６３、光減衰器６５、偏波制御器６６を制御する。

ケース２：目的チャネルからサブキャリア光信号が分岐され、且つ、目的チャネルに新たなサブキャリア光信号が挿入されるときは、モニタ回路７１は、目的チャネルの光パワーおよび特性をモニタする。そして、モニタ回路７１は、目的チャネルの光パワーが他のサブチャネルの光パワーとほぼ同じになり、且つ、目的チャネルから抽出される信号の特性（例えば、Ｓ／Ｎ比、誤り率など）が所定の閾値を超えるように、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、位相シフタ５２、光位相シフタ６１、６３、光減衰器６５、偏波制御器６６を制御する。

なお、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙを制御することにより、光スプリッタ１１から非線形光学媒質２０に導かれる入力波長分割多重光とビート光信号（連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号）との間のタイミング誤差が調整される。位相シフタ５２を制御することにより、光コム発生器５３により生成される光コムの位相が調整される。この結果、光スプリッタ１１から非線形光学媒質２０に導かれる波長分割多重光とビート光信号との間の位相同期が調整される。光位相シフタ６１、６３を制御することにより、連続発振光ＣＷ１の位相と偏波多重変調光信号の位相とを同期させることができる。光減衰器６５を制御することにより、目的チャネルの光パワーが調整される。偏波制御器６６を制御することにより、入力波長分割多重光に対してビート光信号（連続発振光ＣＷ１および偏波多重変調光信号）の偏波状態が適切に調整される。

このように、図１３〜図１４に示す構成においては、フィードバック制御により、信号の強度、位相、遅延、偏波状態が調整されるので、目的チャネルの状態が最適化される。すなわち、各偏波において、サブキャリア光信号の分岐および挿入の精度が向上する。

なお、図１３〜図１４に示す実施例では、Ｘ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数とＹ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数とが同じであるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、Ｘ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数とＹ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数とは異なっていてもよい。ただし、この場合、光コム発生器５３および波長選択スイッチ５４は、連続発振光ＣＷ１、ＣＷ２、ＣＷ３を生成する。連続発振光ＣＷ１、ＣＷ２間の光周波数差は、参照光の光周波数とＸ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。また、連続発振光ＣＷ１、ＣＷ３間の光周波数差は、参照光の光周波数とＹ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。

図１３〜図１４に示す実施例では、サブキャリア光信号の置換えが行われているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置１００は、サブキャリア光信号の分岐のみを行うこともできるし、サブキャリア光信号の挿入のみを行うこともできる。また、光分岐挿入装置１００は、Ｘ偏波またはＹ偏波の一方のみにおいて、サブキャリア光信号の分岐、挿入、置換えを行うこともできる。

図１４を参照しながら説明した連続発振光ＣＷ１、ＣＷ２の光周波数の配置、および参照光に対する連続発振光ＣＷ１、変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態は、１つの実施例であり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置１００は、図９に示す実施例を含む様々なパターンで連続発振光および変調光信号を生成することができる。

＜第２の実施形態＞
図１３〜図１４に示す構成においては、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは同じである。すなわち、目的チャネルから光信号が分岐され、その目的チャネルに新たな光信号が挿入される。

これに対して、第２の実施形態の光分岐挿入装置は、所望の空チャネルに光信号を挿入することができる。すなわち、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

なお、光受信回路（たとえば、図１３に示す光スプリッタ１１、受信器１２、分散補償器４１、偏波推定部１３、周波数推定部１４、復調器１５Ｘ、１５Ｙ）の構成および動作は、第１および第２の実施形態において実質的に同じである。したがって、光受信回路についての説明は省略する。

駆動信号生成回路の構成および動作は、第１および第２の実施形態において互いに類似している。ただし、第２の実施形態では、分岐信号をキャンセルするための駆動信号と、挿入信号を表す駆動信号とは、互いに合成されない。

駆動信号Ｘ、Ｙは、図１３に示すスプリッタ４２Ｘ、４２Ｙ、インバータ４３Ｘ、４３Ｙ、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、および分散付加部４６Ｘ、４６Ｙにより生成される。すなわち、駆動信号Ｘ、Ｙは、挿入信号成分を含んでいない。そして、駆動信号Ｘ、Ｙは、それぞれ後述する光変調器１８ＤＸ、１８ＤＹに与えられる。一方、挿入信号Ｘ、Ｙは、それぞれ駆動信号として後述する光変調器１８ＡＸ、１８ＡＹに与えられる。このとき、挿入信号Ｘ、Ｙには、分散付加部４６Ｘ、４６Ｙと同等の機能により、分散補償器５１により補償された分散が付加される。

図１５は、本発明の第２の実施形態に係わる光分岐挿入装置２００の一例を示す。ただし、図１５は、光分岐挿入装置２００の光源回路および光信号処理回路を示す。即ち、図１５では、光受信回路および駆動信号生成回路は省略されている。

第２の実施形態の光分岐挿入装置の光源回路は、図１５に示すように、発振器５１、位相シフタ５２、光コム発生器５３、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）５４、光スプリッタ５５Ｄ、５５Ａを備える。なお、発振器５１、位相シフタ５２、光コム発生器５３は、第１および第２の実施形態において実質的に同じである。

波長選択スイッチ５４は、光コム発生器５３により生成される光コムを利用して、連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成する。連続発振光ＣＷ１および連続発振光ＣＷ２は、第１の実施形態と同じである。すなわち、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ２の光周波数との差分は、参照光の光周波数と分岐されるサブキャリア光信号の光周波数との差分と同じである。また、連続発振光ＣＷ１の光周波数と連続発振光ＣＷ３の光周波数との差分は、参照光の光周波数と挿入信号を挿入すべきサブチャネルの光周波数との差分と同じである。

光スプリッタ５５Ｄは、波長選択スイッチ５４から出力される連続発振光ＣＷ２を分岐して光変調器１８ＤＸ、１８ＤＹに導く。また、光スプリッタ５５Ａは、波長選択スイッチ５４から出力される連続発振光ＣＷ３を分岐して光変調器１８ＡＸ、１８ＡＹに導く。

光信号処理回路は、図１５に示すように、光変調器１８ＤＸ、１８ＤＹ、１８ＡＸ、１８ＡＹ、偏波制御器１９Ｃ、１９ＤＸ、１９ＤＹ、１９ＡＸ、１９ＡＹ、偏波ビームコンバイナ６２Ｄ、６２Ａ、位相シフタ６１、６３Ｄ、６３Ａ、光コンバイナ６４、光減衰器６５、偏波制御器６６、光遅延線６７、光合波器６８、非線形光学媒質２０、光スプリッタ６９、受信器７０、モニタ回路７１を備える。偏波制御器１９Ｃ、位相シフタ６１、光減衰器６５、偏波制御器６６、光遅延線６７、光合波器６８、非線形光学媒質２０、光スプリッタ６９、受信器７０、モニタ回路７１は、第１および第２の実施形態において実質的に同じである。

光変調器１８ＤＸは、駆動信号Ｘで連続発振光ＣＷ２を駆動して変調光信号ＤＸを生成する。光変調器１８ＤＹは、駆動信号Ｙで連続発振光ＣＷ２を駆動して変調光信号ＤＹを生成する。光変調器１８ＡＸは、挿入信号Ｘで連続発振光ＣＷ３を駆動して変調光信号ＡＸを生成する。光変調器１８ＡＹは、挿入信号Ｙで連続発振光ＣＷ３を駆動して変調光信号ＡＹを生成する。

偏波制御器１９ＤＸ、１９ＤＹ、１９ＡＸ、１９ＡＹは、それぞれ、偏波情報に基づいて、変調光信号ＤＸ、ＤＹ、ＡＸ、ＡＹの偏波状態を制御する。この実施例では、参照光の偏波状態と一致するように、変調光信号ＤＸ、ＡＸの偏波状態が制御される。また、参照光の偏波状態と直交するように、変調光信号ＤＹ、ＡＹの偏波状態が制御される。

偏波ビームコンバイナ６２Ｄは、偏波制御器１９ＤＸ、１９ＤＹから出力される変調光信号ＤＸ、ＤＹを合波して偏波多重変調光信号Ｄを生成する。位相シフタ６３Ｄは、モニタ回路７１の制御に応じて、偏波多重変調光信号Ｄの位相を調整する。同様に、偏波ビームコンバイナ６２Ａは、偏波制御器１９ＡＸ、１９ＡＹから出力される変調光信号ＡＸ、ＡＹを合波して偏波多重変調光信号Ａを生成する。位相シフタ６３Ａは、モニタ回路７１の制御に応じて、偏波多重変調光信号Ａの位相を調整する。

光コンバイナ６４は、連続発振光ＣＷ１、偏波多重変調光信号Ｄ、偏波多重変調光信号Ａを合波してビート光信号を生成する。このビート光信号は、光減衰器６５、偏波制御部６６、光合波器６８を介して非線形光学媒質２０に導かれる。すなわち、非線形光学媒質２０には、受信波長分割多重光（参照光およびサブキャリア多重光信号）、連続発振光ＣＷ１、偏波多重変調光信号Ｄ、偏波多重変調光信号Ａが入力される。

上述の構成において、受信波長分割多重光、連続発振光ＣＷ１、及び偏波多重変調光信号Ｄが非線形光学媒質２０に入力されると、図１０（ｃ）に示す分岐動作が実現される。また、受信波長分割多重光、連続発振光ＣＷ１、及び偏波多重変調光信号Ａが非線形光学媒質２０に入力されると、図１１（ｃ）に示す挿入動作が実現される。ここで、サブキャリア光信号を分岐するサブチャネルは、連続発振光ＣＷ１、ＣＷ２間の光周波数差で指定され、サブキャリア光信号を挿入するサブチャネルは、連続発振光ＣＷ１、ＣＷ３間の光周波数差で指定される。したがって、光分岐挿入装置２００は、所望の空きサブチャネルにサブキャリア光信号を挿入することができる。なお、連続発振光ＣＷ２、ＣＷ３の光周波数が同じであるときは、図１２（ｃ）に示す置換えが実現される。

なお、図１５に示す実施例では、各偏波においてサブキャリア光信号の置換えが行われるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、各偏波において信号が分岐されるチャネルと信号が挿入されるチャネルとが異なっていてもよい。ただし、この場合、光コム発生器５３および波長選択スイッチ５４は、連続発振光ＣＷ１〜ＣＷ５を生成する。連続発振光ＣＷ１、ＣＷ２間の光周波数差は、参照光の光周波数とＸ偏波において分岐されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。連続発振光ＣＷ１、ＣＷ３間の光周波数差は、参照光の光周波数とＹ偏波において分岐されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。連続発振光ＣＷ１、ＣＷ４間の光周波数差は、参照光の光周波数とＸ偏波において挿入されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。連続発振光ＣＷ１、ＣＷ５間の光周波数差は、参照光の光周波数とＹ偏波において挿入されるサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する。

＜第３の実施形態＞
第１および第２の実施形態では、分岐信号および挿入信号に基づいてビート光信号が生成され、そのビート光信号を非線形光学媒質に入射することにより光信号の分岐／挿入が実現される。第３の実施形態の光分岐挿入装置は、第１および第２の実施形態とは異なる作用に基づいて光信号の分岐／挿入を行う。

図１６は、本発明の第３の実施形態に係わる光分岐挿入装置３００の一例を示す。ただし、光受信回路および駆動信号生成回路は、第１および第３の実施形態において実質的に同じである。すなわち、第１の実施形態と同様に、第３の実施形態においても、図１３に示す光受信回路および駆動信号生成回路により、周波数情報、偏波情報、および駆動信号Ｘ、Ｙが生成される。

発振器８１は、周波数推定部１４から与えられる周波数情報に従って発振信号を出力する。ここで、周波数情報は、参照光の光周波数と入力サブキャリア多重光信号から除去すべきサブキャリア光信号の光周波数との差分Δνを表す。そして、発振器８１は、周波数Δνの発振信号を出力する。位相シフタ８２Ｘ、８２Ｙは、それぞれ発振器８１から出力される発振信号の位相を調整する。位相シフタ８２Ｘ、８２Ｙによる位相シフト量は、モニタ回路７１により制御される。

ミキサ８３Ｘは、位相シフタ８２Ｘにより調整された発振信号と駆動信号Ｘとを掛け合わせる。駆動信号Ｘは、Ｘ偏波のサブキャリア多重光信号から分岐される分岐信号Ｘに対応する反転分岐信号Ｘ、およびＸ偏波のサブキャリア多重光信号に挿入される挿入信号Ｘに基づいて生成される。よって、ミキサ８３Ｘの出力信号は、下式で表すことができる。
(Ｂ_ＸＡ−Ｂ_ＸＤ)cos(２πΔνt)
Ｂ_ＸＤは、分岐信号Ｘを表す。すなわち、−Ｂ_ＸＤは、反転分岐信号Ｘを表す。Ｂ_ＸＡは、挿入信号Ｘを表す。

同様に、ミキサ８３Ｙは、位相シフタ８２Ｙにより調整された発振信号と駆動信号Ｙとを掛け合わせる。駆動信号Ｙは、Ｙ偏波のサブキャリア多重光信号から分岐される分岐信号Ｙに対応する反転分岐信号Ｙ、およびＹ偏波のサブキャリア多重光信号に挿入される挿入信号Ｙに基づいて生成される。よって、ミキサ８３Ｙの出力信号は、下式で表すことができる。
(Ｂ_ＹＡ−Ｂ_ＹＤ)cos(２πΔνt)
Ｂ_ＹＤは、分岐信号Ｙを表す。すなわち、−Ｂ_ＹＤは、反転分岐信号Ｙを表す。Ｂ_ＹＡは、挿入信号Ｙを表す。

分散付加部８４Ｘは、分散付加部４６Ｘと同様に、分散補償部４１から与えられる分散情報に基づいて、ミキサ８３Ｘの出力信号を補正する。また、分散付加部８４Ｙは、分散付加部４６Ｙと同様に、分散補償部４１から与えられる分散情報に基づいて、ミキサ８３Ｙの出力信号を補正する。

光源８５は、連続発振光を生成する。この連続発振光の光周波数は、特に限定されるものではない。ただし、連続発振光の光周波数は、参照光の光周波数とは異なり、且つ、入力サブキャリア多重光信号の光周波数とも異なる。そして、連続発振光は、光スプリッタ８６により分岐されて光変調器８７Ｘ、８７Ｙに導かれる。

光変調器８７Ｘは、分散付加部８４Ｘの出力信号で連続発振光を駆動することにより変調光信号Ｘを生成する。光変調器８７Ｙは、分散付加部８４Ｙの出力信号で連続発振光を駆動することにより変調光信号Ｙを生成する。偏波制御部８８は、変調光信号Ｘ、Ｙの偏波状態が互いに直交するように、変調光信号Ｙの偏波状態を制御する。偏波ビームコンバイナ８９は、変調光信号Ｘ、Ｙを合波して偏波多重変調光信号を生成する。

偏波多重変調光信号の偏波状態は、偏波制御器６６により制御される。このとき、偏波制御器６６は、偏波推定部１３により生成される偏波情報に基づいて、偏波多重変調光信号のＸ偏波成分（すなわち、変調光信号Ｘ）の偏波状態が参照光と一致し、偏波多重変調光信号のＹ偏波成分（すなわち、変調光信号Ｙ）の偏波状態が参照光と直交するように、偏波多重変調光信号の偏波状態を制御する。この後、偏波多重変調光信号は、光合波器６８により非線形光学媒質２０に導かれる。すなわち、入力波長分割多重光（参照光および偏波多重光信号）および偏波多重変調光信号（変調光信号Ｘおよび変調光信号Ｙ）が非線形光学媒質２０に入射される。

ここで、入力波長分割多重光は、図４に示すように、参照光およびサブキャリア多重光信号Ｘ、Ｙを含む。また、偏波多重変調光信号は、周波数Δνの発振信号および光源８５により生成される連続発振光を利用して生成されている。したがって、非線形効果によって、Ｘ偏波において参照光からΔνだけ離れた光周波数に「Ｂ_ＸＡ−Ｂ_ＸＤ」が生成され、Ｙ偏波において参照光からΔνだけ離れた光周波数に「Ｂ_ＹＡ−Ｂ_ＹＤ」が生成される。すなわち、第３の実施形態においても、図１２と同様の作用により、サブキャリア多重光信号の各偏波成分から指定されたサブキャリア光信号が除去され、サブキャリア多重光信号の各偏波成分にサブキャリア光信号が挿入される。

なお、上述の実施例では、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは同じであるが、第３の実施形態はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第３の実施形態の光分岐挿入装置は、任意の空チャネルに光信号を挿入するように構成してもよい。

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、入力光の偏波状態に基づいて、Ｘ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号を表す電気信号およびＹ偏波において分岐／挿入されるサブキャリア光信号を表す電気信号が合成される。

図１７は、第４の実施形態に係わる光分岐挿入装置で使用される駆動信号生成回路の一例を示す。第４の実施形態の駆動信号生成回路は、図１３に示すスプリッタ４２Ｘ、４２Ｙ、インバータ４３Ｘ、４３Ｙ、コンバイナ４４Ｘ、４４Ｙ、遅延要素４５Ｘ、４５Ｙ、分散付加部４６Ｘ、４６Ｙに加えて、信号合成器９１を備える。

信号合成器９１には、駆動信号Ｘおよび駆動信号Ｙが入力される。ここで、駆動信号Ｘおよび駆動信号Ｙは、それぞれ下記のようにＩ成分およびＱ成分で表されるものとする。
なお、ＱＸ、ＱＹは、それぞれ虚数成分である。
Ｘ＝ＩＸ＋ＱＸ
Ｙ＝ＩＹ＋ＱＹ
信号合成器９１には、偏波推定部１３により生成される偏波情報が与えられる。ここで、偏波情報は、図６に示す角度θを表すものとする。この場合、信号合成器９１は、下記の演算を実行する。
Ｘ_Ｐ＝（ＩＸ＋ＱＸ）cosθ−（ＩＹ＋ＱＹ）sinθ
＝（ＩＸcosθ−ＩＹsinθ）＋（ＱＸcosθ−ＱＹsinθ）
Ｙ_Ｐ＝（ＩＸ＋ＱＸ）sinθ＋（ＩＹ＋ＱＹ）cosθ
＝（ＩＸsinθ＋ＩＹcosθ）＋（ＱＸsinθ＋ＱＹcosθ）
そして、信号合成器９１は、合成信号Ｘ_Ｐ、Ｙ_Ｐを出力する。

図１８は、偏波多重の一例を示す。駆動信号Ｘを表す変調光信号Ｘおよび駆動信号Ｙを表す変調光信号Ｙから偏波多重変調光信号を生成するときは、図１８に示すように、光ＩＱ変調器９２Ｘを用いて駆動信号Ｘから変調光信号Ｘが生成され、光ＩＱ変調器９２Ｙを用いて駆動信号Ｙから変調光信号Ｙが生成される。また、偏波回転器９３は、変調光信号Ｘ、Ｙの一方の偏波状態を９０度回転させる。図１８に示す例では、変調光信号Ｙの偏波状態が９０度回転させられている。そして、変調光信号Ｘおよび偏波状態が制御された変調光信号Ｙを合波することにより、偏波多重変調光信号が生成される。

但し、偏波多重光の偏波状態は、伝送路上で回転する。このため、光分岐挿入装置は、入力光の偏波状態を推定し、その推定結果に応じて偏波多重変調光信号を生成する。ここで、偏波推定部１３により図６に示す角度θが得られるものとする。この場合、第４の実施形態の駆動信号生成回路は、図１８に示す状態に対して角度θだけ偏波が回転した偏波多重変調光信号が生成されるように、駆動信号Ｘ、Ｙを合成する。すなわち、信号合成器９１は、駆動信号Ｘ、Ｙから上述の駆動信号Ｘ_Ｐ、Ｙ_Ｐを生成する。

図１９は、駆動信号による偏波合成の一例を示す。この実施例では、光ＩＱ変調器９２Ｘは、合成信号Ｘ_Ｐで連続発振光ＣＷを駆動して変調光信号を生成し、光ＩＱ変調器９２Ｙは、合成信号Ｙ_Ｐで連続発振光ＣＷを駆動して変調光信号を生成する。そして、光ＩＱ変調器９２Ｙから出力される変調光信号の偏波が９０度回転させられる。この結果、図１９に示すように、所定の偏波軸に対して角度θだけ回転した偏波多重変調光信号が生成される。

このように、第４の実施形態では、偏波情報に基づいて電気領域で駆動信号Ｘ、Ｙを合成することにより、入力光の偏波状態に応じた偏波多重変調光信号が生成される。したがって、たとえば、第４の実施形態の駆動信号生成回路が第１の実施形態の光分岐挿入装置に適用される場合、図１４に示す光変調器１８Ｘ、１８Ｙ、偏波制御器１９Ｘ、１９Ｙの代わりに、図１９に示す光ＩＱ変調器９２Ｘ、９２Ｙ、偏波回転器９３が使用される。なお、第４の実施形態の駆動信号生成回路は、第２および第３の実施形態にも適用可能である。

＜他の実施形態＞
上述の実施例では、光分岐挿入装置は、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。すなわち、上述の実施例では、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号が分岐され、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号が挿入される。

本発明は、この構成に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置は、ＷＤＭ信号から指定された波長チャネルの光信号を分岐し、ＷＤＭ信号の所望の波長チャネルに光信号を挿入する構成であってもよい。ただし、この場合、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの位相は同期している必要がある。

なお、サブキャリア多重光信号が１つのレーザ光源から出力される連続発振光を変調することにより生成されるときは、サブキャリア多重光信号に多重化される複数のサブキャリア光信号の位相は同期している。よって、サブキャリア多重光信号は、位相が同期している波長分割多重光信号の一例である。

以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２の発振光を生成する光源回路と、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号または前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号に対応する挿入信号の少なくとも一方に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記駆動信号で前記第２の発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光および前記変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光および変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記２）
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光と一致または直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致または直交するように制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記３）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と一致し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも低く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ低くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に一致するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記４）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と一致し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも低く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ高くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と直行するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記５）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と直交し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも低く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ低くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に一致するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と直交するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記６）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と直交し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも低く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ高くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記７）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と一致し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも高く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ高くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に一致するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記８）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と一致し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも高く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ低くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と直交するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記９）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と直交し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも高く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ高くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に一致するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と直交するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記１０）
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と直交し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも高く、
前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ低くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致するように制御する
ことを特徴とする付記２に記載の光分岐挿入装置。
（付記１１）
前記第１の発振光の光周波数と前記第２の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分と同じであり、
前記駆動信号生成器は、前記分岐信号の反転信号に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記１２）
前記駆動信号生成器は、前記分岐信号の反転信号と前記挿入信号との和に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする付記１１に記載の光分岐挿入装置。
（付記１３）
前記電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部をさらに備え、
前記第１の発振光の光周波数と前記第２の発振光の光周波数との差分は、前記周波数推定部により推定される差分と同じである
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記１４）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２および第３の発振光を生成する光源回路と、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記第１の駆動信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
前記第２の駆動信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１の変調光信号、前記第２の変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１の変調光信号、第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１５）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
第１〜第５の発振光を生成する光源回路と、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成し、前記第１の偏波の波長分割多重光信号へ挿入する光信号に対応する第１の挿入信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号へ挿入する光信号に対応する第２の挿入信号に基づいて第３の駆動信号および第４の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記第１の駆動信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
前記第２の駆動信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
前記第３の駆動信号で前記第４の発振光を変調して第３の変調光信号を生成する第３の光変調器と、
前記第４の駆動信号で前記第５の発振光を変調して第４の変調光信号を生成する第４の光変調器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１〜第４の変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１〜第４の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備え、
前記第１の発振光の光周波数と前記第２の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分と同じであり、
前記第１の発振光の光周波数と前記第３の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分と同じであり、
前記第１の発振光の光周波数と前記第４の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号の光周波数との差分と同じであり、
前記第１の発振光の光周波数と前記第５の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第２の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号の光周波数との差分と同じである
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１６）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
指定された周波数の発振信号を生成する発振器と、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記波長分割多重光と異なる光周波数を有する発振光を生成する光源と、
前記駆動信号で前記発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
前記第１の波長分割多重光および前記偏波制御器により偏波状態が制御された変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１７）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２および第３の発振光を生成する光源回路と、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の駆動信号および前記第２の駆動信号を合成して第１の合成信号および第２の合成信号を生成する信号合成器と、
前記第１の合成信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
前記第２の合成信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
前記第１の変調光信号に対して前記第２の変調光信号の偏波状態を直交させる第１の偏波制御器と、
前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１の変調光信号、および前記第１の偏波制御器により偏波状態が制御された第２の変調光信号の偏波状態を制御する第２の偏波制御器と、
前記第１の波長分割多重光、前記第２の偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１の変調光信号、第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１８）
第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入方法であって、
前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成し、
前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成し、
前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定し、
第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２の発振光を生成し、
前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号または前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号に対応する挿入信号の少なくとも一方に基づいて駆動信号を生成し、
前記駆動信号で前記第２の発振光を変調して変調光信号を生成し、
前記偏波状態に基づいて、前記第１の発振光および前記変調光信号の偏波状態を制御し、
前記第１の波長分割多重光、偏波状態が制御された第１の発振光および変調光信号を非線形光学媒質に入力する
ことを特徴とする光分岐挿入方法。

１ サブキャリア光分岐装置
１０ 光分岐挿入装置
１１ 光スプリッタ
１２ 受信器
１３ 偏波推定部
１４ 周波数推定部
１５ 復調器
１６ 駆動信号生成器
１７ 光源回路
１８Ｘ、１８Ｙ 光変調器
１９Ｃ、１９Ｘ、１９Ｙ 偏波制御器
２０ 非線形光学媒質
５３ 光コム発生器
６６ 偏波制御部
７１ モニタ回路
８１ 発振器
８３Ｘ、８３Ｙ ミキサ
９１ 信号合成器
１００、２００、３００ 光分岐挿入装置

Claims (8)

1. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
   第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２の発振光を生成する光源回路と、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号または前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号に対応する挿入信号の少なくとも一方に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
   前記駆動信号で前記第２の発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光および前記変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
   前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光および変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
   を備える光分岐挿入装置。
2. 前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光と一致または直交するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致または直交するように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光分岐挿入装置。
3. 前記第１の偏波の波長分割多重光信号の偏波状態は、前記参照光と一致し、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号の光周波数は、前記参照光の光周波数よりも低く、
   前記光源回路は、前記第２の発振光の光周波数が前記第１の発振光の光周波数よりも前記差分だけ低くなるように前記第１の発振光および前記第２の発振光を生成し、
   前記偏波制御器は、前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光の偏波状態を前記参照光に一致するように制御し、前記変調光信号の偏波状態を前記第１の偏波の波長分割多重光信号と一致するように制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光分岐挿入装置。
4. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
   第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２および第３の発振光を生成する光源回路と、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
   前記第１の駆動信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
   前記第２の駆動信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１の変調光信号、前記第２の変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
   前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１の変調光信号、第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
   を備える光分岐挿入装置。
5. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
   第１〜第５の発振光を生成する光源回路と、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成し、前記第１の偏波の波長分割多重光信号へ挿入する光信号に対応する第１の挿入信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号へ挿入する光信号に対応する第２の挿入信号に基づいて第３の駆動信号および第４の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
   前記第１の駆動信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
   前記第２の駆動信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
   前記第３の駆動信号で前記第４の発振光を変調して第３の変調光信号を生成する第３の光変調器と、
   前記第４の駆動信号で前記第５の発振光を変調して第４の変調光信号を生成する第４の光変調器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１〜第４の変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
   前記第１の波長分割多重光、および前記偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１〜第４の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備え、
   前記第１の発振光の光周波数と前記第２の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分と同じであり、
   前記第１の発振光の光周波数と前記第３の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号の光周波数との差分と同じであり、
   前記第１の発振光の光周波数と前記第４の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号の光周波数との差分と同じであり、
   前記第１の発振光の光周波数と前記第５の発振光の光周波数との差分は、前記参照光の光周波数と前記第２の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号の光周波数との差分と同じである
   ことを特徴とする光分岐挿入装置。
6. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
   指定された周波数の発振信号を生成する発振器と、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
   前記波長分割多重光と異なる光周波数を有する発振光を生成する光源と、
   前記駆動信号で前記発振光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記変調光信号の偏波状態を制御する偏波制御器と、
   前記第１の波長分割多重光および前記偏波制御器により偏波状態が制御された変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
   を備える光分岐挿入装置。
7. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成する光スプリッタと、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成する受信器と、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
   第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２および第３の発振光を生成する光源回路と、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第１の分岐信号および前記第２の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する第２の分岐信号に基づいて第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の駆動信号および前記第２の駆動信号を合成して第１の合成信号および第２の合成信号を生成する信号合成器と、
   前記第１の合成信号で前記第２の発振光を変調して第１の変調光信号を生成する第１の光変調器と、
   前記第２の合成信号で前記第３の発振光を変調して第２の変調光信号を生成する第２の光変調器と、
   前記第１の変調光信号に対して前記第２の変調光信号の偏波状態を直交させる第１の偏波制御器と、
   前記偏波推定部により推定された偏波状態に基づいて、前記第１の発振光、前記第１の変調光信号、および前記第１の偏波制御器により偏波状態が制御された第２の変調光信号の偏波状態を制御する第２の偏波制御器と、
   前記第１の波長分割多重光、前記第２の偏波制御器により偏波状態が制御された第１の発振光、第１の変調光信号、第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
   を備える光分岐挿入装置。
8. 第１の偏波の波長分割多重光信号および第２の偏波の波長分割多重光信号が偏波多重された偏波多重光信号および参照光を含む波長分割多重光を処理する光分岐挿入方法であって、
   前記波長分割多重光を分岐して第１の波長分割多重光および第２の波長分割多重光を生成し、
   前記第２の波長分割多重光を光電変換して電気信号を生成し、
   前記電気信号に基づいて前記波長分割多重光の偏波状態を推定し、
   第１の発振光および前記第１の発振光と異なる光周波数を有する第２の発振光を生成し、
   前記第１の偏波の波長分割多重光信号から分岐する光信号に対応する分岐信号または前記第１の偏波の波長分割多重光信号に挿入する光信号に対応する挿入信号の少なくとも一方に基づいて駆動信号を生成し、
   前記駆動信号で前記第２の発振光を変調して変調光信号を生成し、
   前記偏波状態に基づいて、前記第１の発振光および前記変調光信号の偏波状態を制御し、
   前記第１の波長分割多重光、偏波状態が制御された第１の発振光および変調光信号を非線形光学媒質に入力する
   ことを特徴とする光分岐挿入方法。

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