DE60025975T2

DE60025975T2 - Optischer Sender und Verfahren zur Steuerung des optischen Senders, die die Einstellung eines variablen Tastverhältnisses und die wechselnde Phaseninvertierung für optische Taktsignale verwendet

Info

Publication number: DE60025975T2
Application number: DE60025975T
Authority: DE
Inventors: Akira Yokohama-shi Hirano; Kazushige Yonenaga; Yutaka Yokohama-shi Miyamoto; Kenji Yokosuka-shi Sato; Masaki Atsugi-shi Asobe
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE60025975D1; EP1059758A3; US6763197B1; EP1059758B1; EP1059758A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Sender zum Erzeugen optischer Signale, um über Übertragungsmedien, wie beispielsweise optische Fasern mit chromatischer Dispersion übertragen zu werden, die eine Übertragungsqualität verschlechtern können, und ein Verfahren zum Steuern eines solchen optischen Senders.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Im optischen Übertragungssystem ist die durch die Wellenformverzerrung aufgrund einer chromatischen Dispersion verursachte Verschlechterung einer Übertragungsqualität von großer Wichtigkeit. Dieses Phänomen tritt dann auf, wenn eine optische Pulsbreite vergrößert wird, um Interferenzen in Bezug auf benachbarte Zeitschlitze zu verursachen, wenn eine Bandbreite optischer Signale durch die Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern beeinflusst wird.
1 zeigt einen Stand der Technik, wie er in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-79705 (1989) offenbart ist. Diese Referenz nach dem Stand der Technik schlägt eine optische Modulationsvorrichtung vor, wobei die Gruppengeschwindigkeitsdispersion durch Anwenden eines Vor-Chirps (Chirp = Impulskompression durch FM) auf optische Signale bei einem Sender gelöscht wird, um die Verschlechterung aufgrund der Gruppengeschwindigkeitsdispersion zu unterdrücken. Bei diesem Vorschlag wird die Wellenformverzerrung am Empfangsende durch Anwenden eines Frequenz-Chirps in einem Ausmaß, das nahezu mit der Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern bei einem optischen Sender übereinstimmt, im Voraus unterdrückt.
In 1 wird das durch eine Lichtquelle 101 erzeugte Dauerstrich-Licht durch einen Taktgenerator 102 in zwei optische Takte aufgeteilt. Dieser Taktgenerator 102 kann beispielsweise ein optischer Mach-Zehnder-Modulator sein, der durch elektrische Sinuswellensignale anzutreiben ist. An dieser Stelle werden ein Wert und ein Vorzeichen des Chirps durch Steuern einer an den optischen Modulator oder ähnliches anzulegenden Vorspannung bei der Vor-Chirp-Einheit 106 gesteuert. Ebenso wird im Fall eines Verwendens eines optischen Elektroabsorptions-Modulators als der Taktgenerator 102 das Ausmaß des Chirps durch Steuern der an den optischen Elektroabsorptions-Modulator anzulegenden Vorspannung bei der Vor-Chirp-Einheit 106 eingestellt. Dann werden die chirpgesteuerten optischen Takte durch einen ersten und einen zweiten Datenmodulator 103 und 104 codiert, die als optische Modulatoren einer nächsten Stufe vorgesehen sind, und dann durch einen optischen Multiplexer 105 multiplext, um erwünschte Signale zu erhalten.
Jedoch wird bei dieser optischen Modulationsvorrichtung der Frequenz-Chirp in einem Ausmaß zum Löschen der Gruppengeschwindigkeitsdispersion im Voraus angewendet, so dass eine Bandbreite des optischen Signalspektrums erhöht wird. Die optische Spektrumsbandbreite ist umgekehrt proportional zu dem Quadrat der Toleranz in Bezug auf die Gruppengeschwindigkeitsdispersion, so dass die Toleranz progressiv erniedrig wird, wenn die Bandbreite erhöht wird. Folglich erniedrigt dieses herkömmliche Schema zum Anwenden des Vor-Chirps die Dispersionstoleranz und behindert dadurch einen stabilen Betrieb eines Übertragungssystems. Anders ausgedrückt wird die Übertragungsqualität selbst durch einen geringfügigen Unterschied bezüglich der Gruppengeschwindigkeitsdispersion verschlechtert werden.
Ebenso kann in dem Fall eines Verwendens des optischen Elektroabsorptions-Modulators als den Taktgenerator 102 die nichtlineare Abhängigkeit des Extinktionsverhältnisses in Bezug auf die Vorspannung, wie es in dieser Referenz nach dem Stand der Technik gezeigt ist, ein Problem verursachen. Wenn nämlich die Vorspannung geändert wird, um den Frequenz-Chirp zu steuern, wird auch die Taktpulsbreite verändert, so dass die optische Spektrumsbandbreite auch geändert wird und die Dispersionstoleranz auch geändert wird. Dieser Chirp und diese Pulsbreite können nicht unabhängig verändert werden, so dass es auch schwierig ist, ein erwünschtes Ausmaß des Chirps stabil einzustellen.
Zusätzlich gibt es einen großen optischen Leistungsverlust zu einer Zeit eines Extrahierens eines Taktlichts aus einem Dauerstrich-Licht unter Verwendung eines durch einen Modulator vorgesehenen Gatters im Taktgenerator 102, und der Verlust wird weiter erhöht, wenn sich zwei codierte Taktlichter aufgrund des optischen Interferenzeffekts zu einer Zeit eines Multiplexens beim optischen Multiplexer 105 gegenseitig auslöschen. Dies verursacht eine Erniedrigung bezüglich der optischen Leistung am Ausgangsende der optischen Modulationsvorrichtung, was wiederum ein Erniedrigen eines S/N-Verhältnisses zu einer Zeit einer Übertragung verursacht.
2 zeigt drei Kurven, die eine Beziehung zwischen der Dispersionstoleranz und der chromatischen Dispersion eines optischen Takts mit einer Bitrate von 80 Gbit/s unter Verwendung einer relativen optischen Phase von zwei codierten optischen Takten zu einer Zeit eines Multiplexens bei einem optischen Multiplexer als Parameter anzeigen. Wenn die Bitrate unterschiedlich wird, wird der Absolutwert einer Dispersion (|D|(ps/nm)), der über der horizontalen Achse angezeigt ist, geändert, aber eine relative Beziehung in Bezug auf ein Ausmaß an Mehraufwand in Bezug auf das Tastverhältnis und die relative optische Phasendifferenz bleibt dieselbe. Hier ist "gleichphasig" der Fall, in welchem die relative optische Phasendifferenz 0 oder ein ganzzahliges Vielfaches von 2π ist, ist "Außerhalb-einer-Phase" der Fall, in welchem die relative optische Phasendifferenz ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist und ist "Mittel-Phase" der Fall, in welchem die relative optische Phasendifferenz π/2 oder ein ungeradzahliges Vielfaches von π/2 ist.
Wie es in 2 gezeigt ist, wird die Verschlechterung einer Empfängerempfindlichkeit bemerkbar, wenn das Tastverhältnis exzessiv erhöht wird. Anders ausgedrückt gibt es zum Realisieren von sowohl einer hohen Dispersionstoleranz als auch einer geringen Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung eine Notwendigkeit zum optimalen Steuern des Tastverhältnisses. Jedoch wird der optische Takt beim Stand der Technik unter Verwendung von Sinuswellen bei einer Frequenz erzeugt, die gleich der Bitrate vor dem Multiplexen ist, indem die Antriebsstelle bei einem linearen Teil des Modulators eingestellt wird, und wird ein Steuern dieser Erzeugung eines optischen Takts auf einen erwünschten Wert die Änderung eines Modulationspegels erfordern, was wiederum ein Problem der Extinktionsverhältnisverschlechterung verursachen wird. Darüber hinaus wird die Signalwellenform aufgrund des Interferenzeffekts zu einer Zeit des Multiplexens verschlechtert werden.
Ebenso offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-79705 (1998) einen beispielhaften Fall eines Antreibens durch Rechteckswellen, aber ein solches Antreiben durch Rechteckswellen erweitert das optische Spektrum exzessiv, so dass die Dispersionstoleranz erniedrigt werden wird. Aus diesem Grund wird erwartet, dass der Einfluss der Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern in Bezug auf den Übertragungsabstand strenger wird. Ebenso kann ein Antreiben durch Sinuswellen nur ein exzessiv breites Tastverhältnis realisieren, so dass in dem Fall, in welchem die Anzahl von Teilungen 3 oder darüber ist, wie es in dieser Referenz nach dem Stand der Technik gezeigt ist, es schwierig ist, effektive optische Signale praktisch zu erzeugen, weil der Interferenzeffekt zwischen benachbarten optischen Takten so groß ist, dass sie sich einander auslöschen.
Andererseits zeigt 3 einen weiteren Stand der Technik, wie er in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 9-261207 (1997) offenbart ist, wobei Ausgaben von optischen Modulatoren 111 und 112 bei einem optischen Multiplexer 113 multiplext werden, während ein durch einen Niederfrequenz-Oszillator 115 erzeugtes Niederfrequenzsignal durch eine Phasenmodulation zu dem optischen Signal in einer von ihnen überlagert wird, und ein Teil des optischen Signals nach dem Multiplexen durch eine Erfassungs-Steuereinheit 116 für eine optische Phase überwacht wird und die Phasensteuerung durch eine Steuereinheit 110 für eine optische Phase so ausgeführt wird, dass die Intensität der intensitätsmodulierten Komponente des Niederfrequenzsignals im überwachten Teil minimal wird, um automatisch die relative optische Phasendifferenz beizubehalten.
Jedoch hat die Minimalwertsteuerung eine eher schlechte Empfindlichkeit, so dass es unvermeidlich ist, das Niederfrequenzsignal bei einer relativ großen Amplitude zu überlagern, wie es bereits in dieser Referenz nach dem Stand der Technik gezeigt ist. Jedoch beläuft sich dies, wie es bereits oben angegeben ist, auf ein absichtliches Versetzen der relative optischen Phasendifferenz gegenüber π, so dass sie sich dem Fall der relativen optischen Phasendifferenz gleich π/2 annähert, welche zu der ernsthaften Verschlechterung einer Dispersionstoleranz gehört. Anders ausgedrückt verursacht dieses Steuern selbst die Verschlechterung einer Dispersionstoleranz.
Wie es beschrieben ist, gibt es bei dem herkömmlichen optischen Sender, der versucht, die Verschlechterung einer Übertragungsqualität aufgrund der Gruppengeschwindigkeitsdispersion durch Steuern des auf den optischen Takt angewendeten Chirps zu einer Zeit eines Erzeugens des optischen Takts unter Verwendung von Sinuswellen oder ähnlichem zu unterdrücken, ein derartiges Problem, dass die exzessiv breite optische Spektrumsbandbreite besetzt werden wird, wenn der Chirp angewendet wird, so dass die Toleranz in Bezug auf die Gruppengeschwindigkeitsdispersion niedriger wird.
Ebenso gibt es auch dann, wenn der Chirp durch den Gegentaktantrieb eines optischen Mach-Zehnder-Modulators vom Gegentakttyp derart gesteuert werden kann, dass er beliebig klein ist, ein derartiges Problem, dass das Tastverhältnis des optischen Takts nicht gesteuert werden kann.
Zusätzlich gibt es dann, wenn der optische Elektroabsorptions-Modulator verwendet wird, ein derartiges Problem, dass es schwierig ist, ein erwünschtes Ausmaß des Chirps anzuwenden, weil das Ausmaß des Chirps selbst groß ist und der Chirp-Parameter und das Tastverhältnis nicht unabhängig sind. Darüber hinaus gibt es auch ein derartiges Problem, dass ein beliebiges Steuern des Tastverhältnisses eine große Veränderung in Bezug auf den Verlust verursachen wird, so dass eine Variation bzw. Veränderung bezüglich des S/N-Verhältnisses zu einer Zeit einer Kommunikation verursacht werden wird und eine Schwankung in Bezug auf die Übertragungsqualität verursacht werden wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Sender und ein Steuerverfahren für einen optischen Sender zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Toleranz in Bezug auf die Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern, eine geringe Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung und eine verbesserte Stabilität, die kaum durch die Gruppengeschwindigkeitsdispersion selbst in dem Fall einer Netzwerkausmaßexpansion beeinflusst wird, realisieren können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Sender zur Verfügung gestellt, der folgendes aufweist: einen Lichtquellenabschnitt, der zum Erzeugen von optischen Taktpulsen konfiguriert ist, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, während ein Tastverhältnis der optischen Taktpulse konstant gehalten wird, welcher das Tastverhältnis variabel einstellen kann; und einen Codierabschnitt, der zum Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen konfiguriert ist, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine optische Übertragungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die folgendes aufweist: eine Vielzahl von optischen Sendern, die parallel vorgesehen sind und eingestellt sind, um optische Signale von wechselseitig unterschiedlichen optischen Wellenlängen auszugeben, wobei jeder optische Sender einen Lichtquellenabschnitt hat, der zum Erzeugen optischer Taktpulse konfiguriert ist, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, während ein Tastverhältnis der optischen Taktpulse konstant gehalten wird, welcher das Tastverhältnis variabel einstellen kann, und einen Codierabschnitt, der zum Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen konfiguriert ist, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist; und einen Wellenlängenmultiplexer, der zum Ausgeben von Signalen konfiguriert ist, die durch ein Wellenlängenmultiplexen der optischen Signale von wechselseitig unterschiedlichen optischen Wellenlängen erhalten sind, die von der Vielzahl optischer Sender ausgegeben sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerverfahren für einen optischen Sender zur Verfügung gestellt, das die folgenden Schritte aufweist: variables Einstellen eines Tastverhältnisses von optischen Taktpulsen auf einen Wert, der Interferenzen zwischen Pulsen klein macht, indem eine Konfiguration verwendet wird, die das Tastverhältnis variabel einstellen kann; Erzeugen der optischen Taktpulse, die durch Konstanthalten des Tastverhältnisses mit einer Signalbitrate synchronisiert sind; und Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Stand der Technik zeigt, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-79705 (1998) offenbart ist.
2 zeigt Kurven, die eine Beziehung zwischen einer chromatischen Dispersion optischer Pulse und einer Dispersionstoleranz bei 80 Gbit/s zeigen.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen weiteren Stand der Technik zeigt, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 9-261207 (1997) offenbart ist.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Grundkonfiguration eines optischen Senders der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur in einem Steuerverfahren für einen optischen Sender der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine spezifische Konfiguration des optischen Senders der 6 und Wellenformen bei verschiedenen Teilen zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine spezifische Konfiguration des optischen Senders der 8 und optische Spektren eines Teils von Licht, das bei einem Überwachungsanschluss und einem Ausgangsanschluss eines optischen Multiplexers extrahiert ist, zeigt.
10 zeigt Diagramme, die beispielhafte optische Ausgangsspektren für verschiedene Phasenzustände im optischen Sender 8 zeigen.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist ein Diagramm zum Erklären einer Art zum Anwenden von Verzögerungen durch optische Verzögerungsleitungen im optischen Sender der 12.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Konfiguration des optischen Senders der 12 zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere beispielhafte Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 zeigt Diagramme zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 15 und der 16.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
19 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 18.
20 zeigt Diagramme, die optische Wellenformen und optische Spektren im optischen Sender der 18 zeigen.
21 ist ein Diagramm, das den Fall zeigt, in welchem ein Mach-Zehnder-Modulator, der eine Codiereinheit im optischen Sender der 18 bildet, durch einen Einzelseitenantrieb angetrieben wird.
22 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration zeigt, wobei eine Begrenzungseinheit für eine optische Bandbreite im optischen Sender der 18 vorgesehen ist.
23 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere beispielhafte Konfiguration zeigt, wobei eine Begrenzungseinheit für eine optische Bandbreite im optischen Sender der 18 vorgesehen ist.
24 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
25 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 24 in Bezug auf eine Phasenverschiebung an einem Arm einer oberen Seite eines optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp.
26 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 24 in Bezug auf eine Phasenverschiebung an einem Arm einer unteren Seite eines optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp.
27 zeigt Diagramme zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 24 in Bezug auf eine Gesamtphasenverschiebung und eine optische Intensität.
28 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 24 in Bezug auf eine Antriebsstelle.
29 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
30 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs einer Tastverhältnissteuerung, die im optischen Sender der 29 vorgesehen ist.
31 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 29 in Bezug auf eine Phasenverschiebung an einem Arm einer oberen Seite eines optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp.
32 ist ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 29 in Bezug auf eine Phasenverschiebung an einem Arm einer unteren Seite eines optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp.
33 zeigt Diagramme zum Erklären eines Betriebs des optischen Senders der 29 in Bezug auf eine Gesamtphasenverschiebung und eine optische Intensität.
34 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
35 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
36 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zeigt, wobei eine Begrenzungseinheit für eine optische Bandbreite im optischen Sender der 24 vorgesehen ist.
37 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer optischen Übertragungsvorrichtung gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
38 zeigt Diagramme zum Erklären eines Betriebs der optischen Übertragungsvorrichtung der 37.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele des optischen Senders und des Steuerverfahrens für einen optischen Sender gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahmen auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Zuerst werden die Hauptmerkmale des optischen Senders und des Steuerverfahrens für einen optischen Sender vorliegenden Erfindung kurz zusammengefasst.
4 zeigt eine Grundkonfiguration des optischen Senders der vorliegenden Erfindung. Dieser optische Sender weist einen Lichtquellenabschnitt 1000 zum Erzeugen optischer Taktpulse auf, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, und einen Codierabschnitt 2000 zum Codieren der optischen Taktpulse unter Verwendung elektrischer Signale, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind. Der Lichtquellenabschnitt 1000 hat eine Funktion 1001 für ein Einstellen eines variablen Tastverhältnisses zum Ermöglichen einer variablen Einstellung des Tastverhältnisses der optischen Taktpulse und eine Funktion 1002 zur Erzeugung optischer Pulse mit konstantem Tastverhältnis zum Erzeugen der optischen Taktpulse, die mit einem konstanten Tastverhältnis mit der Signalbitrate synchronisiert sind. Der Codierabschnitt 2000 hat eine Funktion 2001 für eine wechselnde Phasenumkehr zum Einstellen einer relativen optischen Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist und eine Codierfunktion 2000 zum Codieren der optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase unter Verwendung der elektrischen Signale, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind.
Bei dem Steuerverfahren für einen optischen Sender der vorliegenden Erfindung wird der optische Sender in einer solchen Konfiguration gemäß einer Prozedur gesteuert, die in 5 gezeigt ist, wie es folgt.
Zuerst wird unter Verwendung der Funktion 1001 zum Einstellen eines variablen Tastverhältnisses des Lichtquellenabschnitts 1000, der oben beschrieben ist, das Tastverhältnis der optischen Taktpulse auf einen Wert eingestellt, der Interferenzen zwischen Pulse klein macht, um den Interferenzeffekt zu unterdrücken (Schritt S1).
Dann werden unter Verwendung der Funktion 1002 zur Erzeugung von optischen Pulsen mit konstantem Tastverhältnis des Lichtquellenabschnitts 1000, der oben beschrieben ist, die mit der Signalbitrate synchronisierten optischen Taktpulse erzeugt, während das Tastverhältnis der optischen Taktpulse konstant gehalten wird, um die Pulsbreite zu stabilisieren (Schritt S2).
Dann wird unter Verwendung der Funktion 2001 zur Inversion von Wechselphasen des Codierabschnitts 2000, der oben beschrieben ist, die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π ist, um die Dispersionstoleranz stabil halten zu können (Schritt S3).
Dann werden unter Verwendung der Codierfunktion 2002 des Codierabschnitts 2000, die oben beschrieben sind, die optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase unter Verwendung der mit den optischen Taktpulsen synchronisierten elektrischen Signale codier (Schritt S4).
Auf diese Weise kann das Tastverhältnis auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, der die Interferenzen zwischen Pulsen klein macht, weil das Tastverhältnis der optischen Taktpulse variabel ist, so dass es möglich wird, eine Einstellung zum Realisieren von sowohl der hohen Dispersionstoleranz als auch einer geringen Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung zu realisieren. Zusätzlich ist es auch möglich, die hohe Dispersionstoleranz stabil zu halten, weil die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π wird.
Darüber hinaus ist die Pulsbreite konstant, so dass die Amplitude nach der Entzerrung stabil wird und die Augenöffnungsverschlechterung, die bei dem herkömmlichen optischen Sender gesehen werden kann, vollständig eliminiert ist. Weiterhin ist es auch möglich, die Wellenform der optischen Taktpulse zu einer Wellenform mit einer hohen Dispersionstoleranz zu optimieren, so dass es möglich wird, die Dispersionstoleranz selbst auf nahezu zweifach so hoch wie diejenige des herkömmlichen optischen Senders zu erhöhen. Folglich wird es möglich, einen optischen Sender und ein Steuerverfahren für einen optischen Sender zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Toleranz in Bezug auf die Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern, eine geringe Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung und eine verbesserte Stabilität, die durch die Gruppengeschwindigkeitsdispersion selbst in dem Fall einer Netzwerksausmaßexpansion kaum beeinflusst wird, realisieren können, welche zum Aufbau von Netzwerken größeren Ausmaßes geeignet sind.
Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung das Einstellen der relativen optischen Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen beispielsweise derart beschrieben werden wird, dass sie auf ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seine Nähe eingestellt wird, und Beschreibungen einer solchen Form die Tatsache berücksichtigen sollen, dass die vorliegende Erfindung nicht nur in dem idealisierten Fall eines Einstellens der relativen optischen Phasendifferenz streng gleich auf ein ungeradzahliges Vielfaches von π effektiv ist, sondern auch in dem Fall eines Zulassens von irgendwelchen marginalen Fehlern bei dieser Einstellung. In einem solchen Fall eines Zulassens von irgendwelchen marginalen Fehlern wird die Dispersionstoleranz gegenüber dem idealisierten Fall verschlechtert werden, aber die marginalen Fehler, für welche die Verschlechterung der Dispersionstoleranz innerhalb 20% des idealisierten Falls ist, kann in der Praxis als tolerierbar angesehen werden, so dass "Nähe" solche marginalen Fehler innerhalb eines tolerierbaren Bereichs impliziert.
Nimmt man nun Bezug auf 6 bis 34 werden die spezifischen Ausführungsbeispiele in Bezug auf konkretere Konfigurationen des optischen Senders der 4 beschrieben werden.
6 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 6 weist eine Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis zum Erzeugen der mit der Signalbitrate synchronisierten optischen Taktpulse auf, wobei das Tastverhältnis variabel eingestellt werden kann, einen optischen Teiler 3 zum Teilen der von der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis erzeugten optischen Taktpulse, eine erste und eine zweite Codiereinheit 5 und 7 zum Codieren jeweiliger Ausgangssignale, die durch die optische Teilungseinheit 3 geteilt sind, eine optische Verzögerungsleitung 9 zum Verzögern eines durch die erste Codiereinheit 5 codierten Ausgangssignals und einen optischen Multiplexer 11 zum Multiplexen eines durch die optische Verzögerungsleitung 9 verzögerten Ausgangssignals und eines Ausgangssignals von der zweiten Codiereinheit 7.
Hier bildet die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis den oben beschriebenen Lichtquellenabschnitt 1000, während der optische Teiler 3, die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7, die optische Verzögerungsleitung 9 und der optische Multiplexer 11 den oben beschriebenen Codierabschnitt 2000 bilden.
Im optischen Sender einer solchen Konfiguration werden die durch die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis erzeugten optischen Pulse durch den optischen Teiler 3 in zwei aufgeteilt. An dieser Stelle ist das Teilungsverhältnis 1:1. Die aufgeteilten optischen Pulse werden jeweils durch die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7 unabhängig codiert. Eine hier verwendete Codier-Bitrate ist gleich der Wiederholfrequenz der optischen Pulse. Unter diesen aufgeteilten und codierten optischen Pulsen wird einer Komponente eine Verzögerung entsprechend einer Zeit für ein ungeradzahliges Vielfaches einer Hälfte der Wiederholperiode der optischen Pulse oder seiner Nähe durch die optische Verzögerungsleitung 9 zugeteilt. Das hier verwendete Verzögerungsausmaß ist so eingestellt, dass die relative optische Phasendifferenz zwischen zwei geteilten und codierten Komponenten ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe zu einer Zeit eines Multiplexens von ihnen bei dem optischen Multiplexer 11 wird.
Hier ist die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis eine Laserlichtquelle, wie beispielsweise eine modenverriegelte Laserdiode mit integriertem Modulator (siehe K. Sato et al., Electronics Letters Vol. 34, No. 20, S. 1944–1946, Oktober 1998), ein modenverriegelter Faserringlaser oder eine Superkontinuum-Lichtquelle (welche hierin nachfolgend gemeinsam Lichtquelle vom modenverriegelten Lasertyp genannt werden). Es ist auch möglich, eine Kombination einer solchen Lichtquelle vom modenverriegelten Lasertyp und eines optischen Bandpassfilters zu verwenden, so dass die Bandbreitenbegrenzung ausgeführt werden kann und das Tastverhältnis gesteuert werden kann. Der optische Teiler 3 ist eine Y-Verzweigung, ein Richtkoppler oder ähnliches. Jede der Codiereinheiten 5 und 7 ist ein Modulator vom Mach-Zehnder-Interferometertyp unter Verwendung einer Y-Verzweigung oder eines Richtkopplers oder ein Elektroabsorptions-Modulator. Die optische Verzögerungsleitung 9 ist eine Verzögerungsleitung oder ähnliches. Der optische Multiplexer 11 ist eine Y-Verzweigung, ein Richtkoppler oder ähnliches. Es ist zu beachten, dass die oben beschriebenen optischen Komponenten angenehmerweise auf einen LN-(Lithium-Niobat)- oder PLC-(Planar-Lightwave-Circuit)-Substrat hergestellt werden können.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 der optische Sender der 6 detaillierter beschrieben werden. Eine obere Hälfte der 7 zeigt eine Schaltungskonfiguration, die eine spezifische Konfiguration des optischen Senders der 6 ist, während eine untere Hälfte der 7 Wellenformen in verschiedenen Teilen des optischen Senders der 7 zeigt.
Im in einer oberen Hälfte der 7 gezeigten optischen Sender ist die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis durch einen modenverriegelten Halbleiterlaser 21 ausgebildet, ist der optische Teiler 3 durch eine Y-Verzweigung 23 ausgebildet, sind die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7 durch einen ersten und einen zweiten Modulator 25 und 27 vom Mach-Zehnder-Interferometertyp (MZ) ausgebildet und ist der optische Multiplexer 11 durch einen Richtkoppler 31 ausgebildet.
Im optischen Sender der 6 und der 7 werden die optischen Pulse ohne Frequenz-Chirp in dem erwünschten Tastverhältnis durch die durch den modenverriegelten Halbleiterlaser 21 ausgebildete Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis erzeugt. Die erzeugten optischen Pulse werden in den durch die Y-Verzweigung 23 ausgebildeten optischen Teiler 3 eingegeben und unter dem Teilungsverhältnis von 1:1 in zwei aufgeteilt. Die geteilten optischen Pulse werden jeweils durch die durch die Modulatoren 25 und 27 vom Mach-Zehnder-Interferometertyp (MZ) ausgebildeten Codiereinheiten 5 und 7 codiert, die durch NRZ-(Non-Return-to-Zero)-Codes angetrieben werden, um RZ-(Return-to-Zero)-Codes zu erzeugen. Die antreibenden NRZ-Codes sind nach der Aufteilung mit den optischen Pulsen synchronisiert.
Unter den codierten optischen Pulsen wird eine Komponente für ein ungeradzahliges Vielfaches einer Hälfte der Wiederholperiode der optischen Pulse oder ihrer Nähe durch die optische Verzögerungsleitung 9 verzögert, wie es durch die schattierte Wellenform in 7 angezeigt ist. Wenn die optische Verzögerungsleitung 9 einen eingebauten Heizer hat, kann das Verzögerungsausmaß mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, das kleiner als eine oder gleich einer Wellenlänge des Lichts ist, in dem der thermooptische Effekt durch Steuern der Energieleitung zum Heizer verwendet wird. Durch diese Präzisions-Verzögerungssteuerung unter Verwendung des thermooptischen Effekts wird die relative optische Phasendifferenz zwischen den zwei aufgeteilten optischen Pulsen bei dem optischen Multiplexer 11, der durch den Richtkoppler 31 ausgebildet ist, derart eingestellt, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe ist.
Auf diese Weise hat der von dem optischen Multiplexer 11 ausgegebene optische Pulse eine Eigenschaft, dass die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen immer π ist. Durch diese Steuerung wird der "Außerhalb-einer-Phase"- bzw. "nicht gleichphasig"-Zustand, der in 2 gezeigt ist, realisiert, um die hohe Dispersionstoleranz zu realisieren. Zusätzlich ist die Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung gering.
8 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 8 unterscheidet sich vom in 6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel diesbezüglich, dass eine optische variable Verzögerungsleitung 35, die die Verzögerungszeit verändern kann, anstelle der optischen Verzögerungsleitung 9 im Codierabschnitt 2000 verwendet wird, und dass der Codierabschnitt 2000 auch mit einer Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum zum Trennen eines Teils des Signals, das durch den optischen Multiplexer 11 multiplext ist, von einem Überwachungsanschluss des optischen Multiplexers 11 und zum selektiven Extrahieren von nur einer Mittenkomponente des optischen Spektrums, einem fotoelektrischen Wandler 39 zum Umwandeln der Mittenkomponente bzw. zentralen Komponente des optischen Spektrums, die durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum extrahiert ist, in ein elektrisches Signal und einer Verzögerungs-Steuerschaltung 41 zum Empfangen dieses elektrischen Signals von dem fotoelektrischen Wandler 39 und zum Steuern der optischen variablen Verzögerungsleitung 35 so, dass die zentrale Komponente des optischen Spektrums maximal wird, und zwar gemäß diesem elektrischen Signal, versehen ist.
Im optischen Sender einer solchen Konfiguration werden die durch die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis erzeugten optischen Pulse durch den optischen Teiler 3 in zwei aufgeteilt. An dieser Stelle ist das Teilungsverhältnis 1:1. Die aufgeteilten optischen Pulse werden jeweils durch die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7 unabhängig codiert. Eine hier verwendete Codier-Bitrate ist gleich der Wiederholfrequenz der optischen Pulse. Unter diesen aufgeteilten und codierten optischen Pulsen wird einer Komponente eine Verzögerung entsprechend einer Zeit für ein ungeradzahliges Vielfaches einer Hälfte der Wiederholperiode der optischen Pulse oder ihrer Nähe durch die optische variable Verzögerungsleitung 35 zugeteilt. Das hier verwendete Verzögerungsausmaß ist so eingestellt, dass die relative optische Phasendifferenz zwischen zwei aufgeteilten und codierten Komponenten ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe zu einer Zeit eines Multiplexens von ihnen bei dem optischen Multiplexer 11 wird.
Die zentrale Komponente des optischen Spektrums allein wird durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum extrahiert und durch den fotoelektrischen Wandler 39 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird in die Verzögerungs-Steuereinheit 41 eingegeben, und die optische variable Verzögerungsleitung 35 wird so gesteuert, dass die zentrale Komponente des optischen Spektrums maximal wird.
Hier ist die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum ein optisches Filter vom Fabry-Perot-Interferometertyp, ein optisches Filter vom dielektrischen Mehrschichttyp, ein optisches Filter vom gruppierten Wellenleitertyp, ein optisches Filter vom Mach-Zehnder-Interferometertyp oder ähnliches. Der fotoelektrische Wandler 39 ist eine Fotodiode, eine Fotovervielfacherröhre, eine CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder ähnliches. Die Verzögerungs-Steuerschaltung 41 ist eine geeignete Kombination aus einem Operationsverstärker, einem A/D-Wandler, einer Recheneinheit oder ähnlichem.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 der optische Sender der 8 detaillierter beschrieben werden. Eine obere Hälfte der 9 zeigt eine Schaltungskonfiguration, die eine spezifische Konfiguration des optischen Senders der 8 ist, während eine untere Hälfte der 9 optische Spektren zeigt, die durch Extrahieren eines Teils von Lichtern bei einem Überwachungsanschluss und einem Ausgangsanschluss des optischen Multiplexers 11 im optischen Sender der 9 erhalten werden.
In dem in einer oberen Hälfte der 9 gezeigten optischen Sender ist gleich wie in dem Fall der 7 eine Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis durch einen modenverriegelten Halbleiterlaser 21 ausgebildet, ist der optische Teiler 3 durch eine Y-Verzweigung 23 ausgebildet, sind die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7 durch einen ersten und einen zweiten Modulator 25 und 27 vom Mach-Zehnder-Interferometertyp (MZ) ausgebildet und ist der optische Multiplexer 11 durch einen Richtkoppler 45 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Mach-Zehnder-Interferometer kombiniert mit dem Richtkoppler 45 als der optische Multiplexer 11 verwendet werden.
10 zeigt beispielhafte optische Spektren zu einer Zeit eines Extrahierens eines Teils der Lichter bei dem Überwachungsanschluss und dem Ausgangsanschluss des optischen Multiplexers 11 im optischen Sender der 9, wobei Teile (a), (b) und (c) der 10 die Fälle zeigen, in welchen die relative optische Phasendifferenz zwischen optischen Pulsen, die durch den optischen Teiler 3 geteilt sind, jeweils 0, π und π/2 sind. Um die hohe Dispersionstoleranz zu realisieren, muss diese Phasendifferenz π oder ein ungeradzahliges Vielfaches von π sein, und in einem solchen Fall hat das optische Spektrum eine Form, bei welcher die zentrale Komponente unterdrückt ist, wie es in einem Teil (b) der 10 gezeigt ist.
Bei diesem Mach-Zehnder-Interferometer wird ein Anschluss, der mit dem Ausgangsanschluss gepaart ist, den optischen Puls mit der invertierten optischen Phase ausgeben. Folglich wird die zentrale Komponente bei dem Überwachungsanschluss in diesem Zustand am größten. Aus diesem Grund kann die Phasendifferenz eines ungeradzahligen Vielfachen von π oder seiner Nähe bei dem Ausgangsanschluss beibehalten werden, indem die zentrale Komponente bei dem Überwachungsanschluss maximal gemacht wird.
Somit wird die zentrale Komponente durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum extrahiert, durch den fotoelektrischen Wandler 3 in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird die optische variable Verzögerungsleitung 35 gesteuert, um eine Signalintensität dieses elektrischen Signals maximal zu machen. Durch diese Rückkoppelsteuerung wird es möglich, die hohe Dispersionstoleranz selbst dann stabil zu realisieren, wenn die Phasen der zwei aufgeteilten optischen Pulse schwanken.
Diesbezüglich ist anzumerken, dass der Stand der Technik, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 9-261207 (1997) offenbart ist, die oben angegeben ist, eine Steuerung verwendet, bei welcher die Schwankung bzw. Variation der optischen Leistung aufgrund der Extinktion bzw. Auslöschung bei sich überlagernden Teilen der optischen Pulse, um multiplext zu werden, erfasst und minimiert wird. Jedoch beläuft sich diese Variation nur auf eine Differenz zwischen dem Fall, in welchem die überlagernden Teile der optischen Pulse sich einander auslöschen, und den Fall, in welchem sie sich einander intensivieren, so dass das S/N-Verhältnis niedrig ist und daher die Genauigkeit der Steuerung schlecht ist. Zusätzlich entsteht auch ein derartiges Problem, dass die Empfindlichkeit für unterschiedliche Tastverhältniswerte unterschiedlich wird.
Gegensätzlich dazu verwendet dieses Ausführungsbeispiel eine Steuerung, bei welcher die zentrale Komponente allein durch das optische Bandpassfilter extrahiert und maximiert wird, so dass das S/N-Verhältnis hoch ist, so dass die Steuerung mit hoher Genauigkeit möglich ist. Darüber hinaus ist die Variation der Empfindlichkeit für unterschiedliche Tastverhältniswerte sehr gering.
Die anderen Grundoperationen bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem oben beschriebenen Betrieb wird die Rückkoppelsteuerung ausgeführt, um die zentrale Komponente bei dem Überwachungsanschluss maximal zu machen, aber statt dessen ist es auch möglich, eine Steuerung auszuführen, bei welcher ein Teil der optischen Signalkomponente von dem Ausgangsanschluss überwacht wird und die zentrale Komponente des optischen Spektrums minimiert wird. Es ist ebenso möglich, eine Steuerung auszuführen, bei welcher ein Teil der optischen Signalkomponente von dem Ausgangsanschluss oder dem Überwachungsanschluss überwacht wird und Linienspektren benachbart zu der zentralen Komponente des optischen Spektrums maximiert oder minimiert werden.
11 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 11 unterscheidet sich von dem in 8 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel diesbezüglich, dass eine Lichtquellen-Steuerschaltung 46 zum Steuern der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis im Codierabschnitt 2000 anstelle der Verzögerungs-Steuerschaltung 41 zum Steuern der optischen variablen Verzögerungsleitung 35 vorgesehen ist, während die optische variable Verzögerungsleitung 35 durch die optische Verzögerungsleitung 9 gleich derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ersetzt ist. Das Übrige der Konfiguration und der Operationen ist dasselbe wie beim zweiten Ausführungsbeispiel der 8.
Im optischen Sender der 11 werden die durch die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis durch den optischen Teiler 3 in zwei geteilt. An dieser Stelle ist das Teilungsverhältnis 1:1. Die geteilten optischen Pulse werden jeweils durch die erste und die zweite Codiereinheit 5 und 7 unabhängig codiert. Eine hier verwendete Codier-Bitrate ist gleich der Wiederholfrequenz der optischen Pulse. Unter diesen geteilten und codierten optischen Pulsen ist einer Komponente eine Verzögerung entsprechend einer Zeit für ein ungeradzahliges Vielfaches einer Hälfte der Wiederholperiode der optischen Pulse oder ihrer Nähe durch die optische Verzögerungsleitung 9 zugeteilt. Das hier verwendete Verzögerungsausmaß ist so eingestellt, dass die relative optische Phasendifferenz zwischen zwei geteilten und codierten Komponenten ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe zu einer Zeit eines Multiplexens von ihnen bei dem optischen Multiplexer 11 wird.
Die zentrale Komponente des optischen Spektrums allein wird durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum extrahiert und durch den fotoelektrischen Wandler 3 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird in die Lichtquellen-Steuereinheit 46 eingegeben, und die Wellenlänge der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis wird so gesteuert, dass die zentrale Komponente des optischen Spektrums maximal wird.
Hier ist die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum ein optisches Filter vom Fabry-Perot-Interferometertyp, ein optisches Filter vom dielektrischen Mehrschichttyp, ein optisches Filter vom Feldwellenleitertyp, ein optisches Filter vom Mach-Zehnder-Interferometertyp, oder ähnliches, welches eine schmalere Bandbreite als diejenige hat, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Dies ist deshalb so, weil die höhere Genauigkeit für die Erfassung der Wellenlängenvariation erforderlich ist. Der fotoelektrische Wandler 39 ist eine Fotodiode, eine Fotovervielfacherröhre, eine CCD oder ähnliches. Die Lichtquellen-Steuerschaltung 46 ist eine geeignete Kombination aus einem Operationsverstärker, einem A/D-Wandler, einer Recheneinheit oder ähnlichem.
Als Nächstes wird der optische Sender der 11 detaillierter beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass bei diesem Ausführungsbeispiel ein mit einem Richtkoppler kombiniertes Mach-Zehnder-Interferometer als der optische Multiplexer 11 verwendet werden wird.
Gleich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel sollte bei diesem dritten Ausführungsbeispiel der 11 die zentrale Komponente oder die Linienspektren benachbart zu der zentralen Komponente des optischen Spektrums bei dem Überwachungsanschluss oder dem Ausgangsanschluss aus demselben Grund maximiert oder minimiert werden, wie er beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Somit wird die zentrale Komponente durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum mit einer schmaleren Bandbreite als derjenigen, die beim zweiten Ausführungsbeispie 1 verwendet wird, extrahiert, durch den fotoelektrischen Wandler 39 in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis derart gesteuert, dass eine Signalintensität dieses elektrischen Signals maximal gemacht wird. Durch diese Rückkoppelsteuerung wird es möglich, die Oszillationswellenlänge der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis stabil auf einem konstanten Wert zu halten.
Diesbezüglich ist anzumerken, dass es einen Bericht gibt, der anzeigt, dass ein Wert der Gruppengeschwindigkeitsdispersion der optischen Fasern sich bei 0,07 ps/nm²/km in Abhängigkeit von der Wellenlänge ändert (siehe K. S. Kim et al., Journal of Applied Physics, Vol. 73, No. 5, S. 2069–2074, März 1993), und zwar aus demjenigen Grund, dass dann, wenn die Wellenlänge der Lichtquelle schwankt, ein Wert der Gruppengeschwindigkeitsdispersion, die auf die optischen Pulse ausgeübt wird, sich auch ändert, so dass es eine Möglichkeit eines Veranlassens der Wellenformverzerrung für die optischen Pulse gibt, welche zu der Übertragungsqualitätsverschlechterung führt. Durch die Steuerung dieses dritten Ausführungsbeispiels wird es möglich, eine solche Verschlechterung zu verhindern, so dass die Systemzuverlässigkeit verbessert werden kann.
Die anderen Grundoperationen bei diesem dritten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel.
12 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 12 unterscheidet sich von dem in 11 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel diesbezüglich, dass im Codierabschnitt 2000 ein optischer Teiler 51 zum Teilen der optischen Taktpulse von der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis in vier anstelle des optischen Teilers 3 verwendet wird, vier Codiereinheiten 53–56 zum jeweiligen Codieren von vier Ausgaben des optischen Teilers 51 anstelle der ersten und der zweiten Codiereinheit 5 und 7 verwendet werden, drei optische Verzögerungsleitungen 57–59 zum Verzögern der Ausgangssignale von nur drei Codiereinheiten 53–55 unter den vier Codiereinheiten 53–56 anstelle der optischen Verzögerungsleitung 9 verwendet werden und ein optischer Multiplexer 61 zum Multiplexen von drei Ausgangssignalen der drei optischen Verzögerungsleitungen 57–59 und dem Ausgangssignal der vierten Codiereinheit 56, das nicht verzögert ist, anstelle des optischen Multiplexers 11 verwendet wird. Das Übrige der Konfiguration und der Operationen ist gleich dem dritten Ausführungsbeispiel der 11.
Im optischen Sender einer solchen Konfiguration werden die durch die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis erzeugten optischen Pulse durch den optischen Teiler 51 in vier geteilt. An dieser Stelle ist das Teilungsverhältnis 1:1:1:1. Die geteilten optischen Pulse werden jeweils durch die vier Codiereinheiten 55–56 unabhängig codiert. Eine hier verwendete Codier-Bitrate ist gleich der Wiederholfrequenz der optischen Pulse.
Unter diesen geteilten und codierten optischen Pulsen werden wenigstens drei Komponenten Verzögerungen zugeteilt. Wie es in 13 gezeigt ist, wenden nämlich die optischen Verzögerungsleitungen 57–59 jeweils Verzögerungen an, die durch das 1/4-, 2/4- und 3/4-fache einer Zeitperiode von einem Zeitschlitz für das Codieren oder ein ganzzahliges Vielfaches einer Zeitperiode von einem Zeitschlitz für das Codieren, addiert zu 1/4, 2/4 und 3/4 einer Zeitperiode von einem Zeitschlitz für das Codieren, gegeben sind. Es ist zu beachten, dass durch die optischen Verzögerungsleitungen anzuwendenden Verzögerungen im Allgemeinen durch das [(k/n) + m] – (k = 1, 2, ..., (n – 1), und zwar jeweils)-fache einer Zeitperiode von einem Zeitschlitz für das Codieren gegeben sind, wobei n die Zahl eines Multiplexens ist und m eine beliebige ganze Zahl ist.
Die hier verwendeten Verzögerungsausmaße sind so eingestellt, dass die relativen optischen Phasendifferenzen unter vier geteilten und codierten Komponenten ungeradzahlige Vielfache von π oder seiner Nähe zu einer Zeit eines Multiplexens von ihnen bei dem optischen Multiplexer 61 werden.
Die zentrale Komponente des optischen Spektrums allein wird durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum extrahiert und durch den fotoelektrischen Wandler 39 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird in die Lichtquellen-Steuereinheit 46 eingegeben, und die Wellenlänge der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis wird so gesteuert, dass die zentrale Komponente des optischen Spektrums maximal wird.
Hier ist der optische Teiler 51 durch drei optische Teiler mit 2 Verzweigungen ausgebildet, wobei der erste die Eingabe in zwei aufteilt, welche dann jeweils durch die anderen zwei in zwei aufgeteilt werden, um das Aufteilen in vier zu realisieren. Es ist auch möglich, einen Sternkoppler, eine PLC-Schaltung oder einen LN-Wellenleiter, der 4 Verzweigungen hat, für diesen optischen Teiler 51 zu verwenden.
Die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum ist ein optisches Filter vom Fabry-Perot-Interferometertyp, ein optisches Filter vom dielektrischen Mehrschichttyp, ein optisches Filter vom Feldwellenleitertyp, ein optisches Filter vom Mach-Zehnder-Interferometertyp, oder ähnliches, welches eine schmalere Bandbreite als diejenige hat, die beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Dies ist deshalb so, weil die höhere Genauigkeit für die Erfassung der Wellenlängenvariation erforderlich ist. Der fotoelektrische Wandler 39 ist eine Fotodiode, eine Fotovervielfacherröhre, eine CCD oder ähnliches. Die Lichtquellen-Steuerschaltung 46 ist eine geeignete Kombination aus einem Operationsverstärker, einem A/D-Wandler, einer Recheneinheit oder ähnlichem.
Als Nächstes wird der optische Sender der 12 detaillierter beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass bei diesem Ausführungsbeispiel ein Richtkoppler oder eine PLC als der optische Multiplexer 61 verwendet werden wird.
Gleich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sollte bei diesem vierten Ausführungsbeispiel der 12 die zentrale Komponente oder die Linienspektren benachbart zu der zentralen Komponente des optischen Spektrums bei dem Überwachungsanschluss oder dem Ausgangsanschluss aus demselben Grund maximiert oder minimiert werden, wie er bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Somit wird die zentrale Komponente bei dem Überwachungsanschluss durch die Auswahleinheit 37 für ein optisches Spektrum mit einer schmaleren Bandbreite als derjenigen extrahiert, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet ist, durch den fotoelektrischen Wandler 39 in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird die Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis derart gesteuert, dass eine Signalintensität dieses elektrischen Signals maximal gemacht wird. Durch diese Rückkoppelsteuerung wird es möglich, die Oszillationswellenlänge der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis stabil auf einem konstanten Wert zu halten. Die Effektivität dieser Steuerung ist dieselbe wie diejenige, die oben für das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Die anderen Grundoperationen bei diesem vierten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen.
Es ist zu beachten, dass es, wie es in 14 gezeigt ist, möglich ist, die Konfiguration der 12 durch Vertauschen der positionsmäßigen Beziehung der vier Codiereinheiten 53–56 und der drei optischen Verzögerungsleitungen 57–59 zu modifizieren, so dass drei der Ausgangssignale des optischen Teilers 51 durch die drei optischen Verzögerungsleitungen 57–59 verzögert werden und dann die drei verzögerten Ausgangssignale und das eine nicht verzögerte Ausgangssignal des optischen Teilers 51 jeweils durch die vier Codiereinheiten 53–56 codiert werden.
Ebenso sind bei den obigen Ausführungsbeispielen die Steuerung der optischen variablen Verzögerungsleitung 35 und die Steuerung der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis getrennt beschrieben, aber es ist auch möglich, bei dieser Steuerungen gleichzeitig oder selektiv gemäß der Notwendigkeit zu verwenden, um den optischen Sender zu realisieren, der stabil ist und der eine hohe Toleranz in Bezug auf die Gruppengeschwindigkeitsdispersion hat.
15 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 15 unterscheidet sich von dem in 6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel diesbezüglich, dass eine Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite hinter dem optischen Multiplexer 11 im Codierabschnitt 2000 vorgesehen ist. Das Übrige der Konfiguration und der Operationen ist gleich dem ersten Ausführungsbeispiel der 6, so dass den entsprechenden Bestandteilselementen dieselben Bezugszeichen in 6 und in 15 zugeteilt sind.
Die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite hat eine Übertragungsbandbreite, die Komponenten außerhalb der notwendigen optischen Signalbandbreite blockiert, so dass diese Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite unnötige harmonische Komponenten höherer Ordnung entfernt und dadurch die spektrale Effizienz verbessert.
Es ist zu beachten, dass anstelle eines Vorsehens der Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite an einer Ausgangsseite des optischen Multiplexers 71, wie es in 15 gezeigt ist, es auch möglich ist, eine Konfiguration zu verwenden, wie sie in 16 gezeigt ist, wobei die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf einer Ausgangsseite der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis vorgesehen ist. Selbst wenn die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite an einer Ausgangsseite der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis vorgesehen ist, ist es auch möglich, die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung zu unterdrücken, was gleich wie in dem Fall der 15 ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 17 der optische Sender der 15 oder der 16 detaillierter beschrieben werden. 17 zeigt Diagramme, die beispielhafte optische Spektren der durch den optischen Sender der 15 oder der 16 erzeugten optischen Signale darstellt.
Wie es in einem Teil (a) der 17 gezeigt ist, erscheinen die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung auf beiden äußeren Seiten der nötigen Signalbandbreite, die als optische Signal-Bitrate angezeigt ist, bei der Erzeugungseinheit 1 für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis oder der Codiereinheit 5, die den optischen Sender bildet. Die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite hat eine Übertragungsbandbreitencharakteristik zum Blockieren dieser unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung, das heißt der Komponenten außerhalb der nötigen optischen Signalbandbreite, wie es in einem Teil (b) der 17 gezeigt ist. Folglich wird es durch Vorsehen der Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite mit einer solchen Übertragungsbandbreitencharakteristik möglich, die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung zu unterdrücken, die auf beiden äußeren Seiten erscheinen, wie es in einem Teil (c) der 17 gezeigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, was aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist.
Es ist zu beachten, dass die obigen Ausführungsbeispiele auf einfache Weise an den Fall eines Verwendens der Zahl eines Multiplexens größer als oder gleich 3 angepasst werden kann, indem die Pulsbreite der Erzeugungseinheit für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis gesteuert wird.
Es ist ebenso zu beachten, dass die obigen Ausführungsbeispiele für den Fall keines Verzögerns von einem der aufgeteilten optischen Pulse beschrieben sind, aber es auch möglich ist, alle der aufgeteilten optischen Pulse zu verzögern, indem auf gleiche Weise, wie es oben beschrieben ist, relative Verzögerungen zwischen diesen optischen Pulsen eingestellt werden.
18 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 18 weist eine CW-(Dauerstrich-)Lichtquelle 65, eine Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz und eine Codiereinheit 69 auf. Hier bilden die CW-Lichtquelle 65 und die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz den oben beschriebenen Lichtquellenabschnitt 1000 und bilden die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz und die Codiereinheit 69 den oben beschriebenen Codierabschnitt 2000.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die durch die CW-Lichtquelle 65 erzeugten Dauerstrich-Lichter durch die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz in Takte mit der Wiederholfrequenz moduliert, die ein doppeltes einer Antriebsfrequenz ist, die zu der Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz zugeführt wird. Diese Takte mit verdoppelter Frequenz werden dann durch die Codiereinheit 69 codiert. Die hier verwendete Codier-Bitrate ist gleich der Wiederholfrequenz der optischen Takte. Anders ausgedrückt ist die Antriebsfrequenz der zu der Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz zugeführten Takte eine Hälfte der Bitrate.
Hier ist die CW-Lichtquelle 65 eine Laserlichtquelle, wie beispielsweise DFB-LD, FP-LD oder ähnliches. Die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz ist ein Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakttyp auf einem LN-Substrat oder ähnliches. Die Codiereinheit 69 ist ein Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakttyp auf einem LN-Substrat oder ähnliches.
Als Nächstes wird der Betrieb des optischen Senders des in 18 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 19 beschrieben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden, wie es in 19 gezeigt ist, ein erster und ein zweiter Mach-Zehnder-Modulator 67a und 69a vom Gegentakttyp, die auf einem LN-Substrat 66 in Reihe ausgebildet sind, als die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz und die Codiereinheit 69 verwendet werden.
Die durch die CW-Lichtquelle 65 erzeugten Dauerstrich-Lichter werden durch den ersten Mach-Zehnder-Modulator 67a in optische Taktpulse mit invertierter Wechselphase moduliert, wie es in 19 gezeigt ist. Diese optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase haben die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen gleich einem ungeradzahligen Vielfachen von π oder seiner Nähe, was gleich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist. An dieser Stelle kann die Wiederholfrequenz elektrischer Signale zum Antreiben des ersten Mach-Zehnder-Modulators 67a eine Hälfte der Frequenz der optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase sein, wie es in 19 angezeigt ist. Hier wird die Wechselphaseninversion realisiert, wenn der erste Mach-Zehnder-Modulator 67a durch einen Nullstellenantrieb angetrieben wird, wobei die Antriebsstelle auf eine Stelle eingestellt ist, bei welcher die spezifische Durchlässigkeit zu einer Zeit keiner Modulation minimal wird.
Die optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase werden durch den zweiten Mach-Zehnder-Modulator 69a auf eine chirpfreie Weise codiert. 20 zeigt beispielhafte optische Wellenformen und optische Spektren, die durch dieses Ausführungsbeispiel für die Bitrate von 40 Gbit/s erhalten werden. In dem Fall, in welchem die relative optische Phasendifferenz 0 oder π ist, wird das optische Spektrum äquivalent zu demjenigen in dem Fall eines optischen Multiplexens, der bei den obigen Beispielen beschrieben ist, erhalten, so dass es gesehen werden kann, dass der "Außerhalb-einer-Phase"-Zustand zum Realisieren der hohen Dispersionstoleranz auch bei diesem Ausführungsbeispiel realisiert wird.
Hier wird die optische Wellenform für die relative optische Phasendifferenz gleich π durch Einstellen der Antriebsstelle des ersten Mach-Zehnder-Modulators 67a auf eine Stelle realisiert, bei welcher die optische Durchlässigkeit zu einer Zeit keiner Modulation minimal wird.
Bei dieser Konfiguration der 19 kann das Tastverhältnis der optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase durch Steuern der zu dem ersten Mach-Zehnder-Modulator 67a zuzuführenden Antriebsamplitude von 1/2 auf 2/3 gesteuert werden. Ebenso kann die Wellenform der optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase durch Ändern der Antriebswellenform gesteuert werden, so dass die Wellenform zu einer Wellenform optimiert werden kann, die eine höhere Dispersionstoleranz hat. Unter Verwendung dieser Steuerungen kann die Augenöffnungsverschlechterung aufgrund des Interferenzeffekts zwischen Pulsen zu einer Zeit einer Dispersion von Null auf ein Minimum unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass der erste und der zweite Mach-Zehnder-Modulator bei der Konfiguration der 19 beide durch den Gegentaktantrieb angetrieben werden, aber der zweite Mach-Zehnder-Modulator 69a, der die Codiereinheit 69 bildet, die gleiche Codierung selbst dann realisieren kann, wenn er durch einen Einzelseitenantrieb angetrieben wird, wie es in 21 gezeigt ist. In diesem Fall wird ein minuziöser Chirp zu einer Zeit der Codierung zurückbleiben, aber sein Einfluss auf die Grundoperationen ist gering. Darüber hinaus ist es, wie es auf einfache Weise aus dem Obigen gesehen werden kann, auch möglich, den Einzelseitenantrieb für den ersten Mach-Zehnder-Modulator 67a zu verwenden, der die Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz bildet. In diesem Fall ist die Antriebsstelle auf eine Stelle einzustellen, bei welcher die optische Durchlässigkeit zu einer Zeit keiner Modulation minimal wird oder ihre Nähe, gleich wie es oben beschrieben ist. In diesem Fall wird ein minuziöser Chirp bei den erzeugten Pulsen mit doppelter Frequenz zurückbleiben, aber sein Einfluss auf die Grundoperationen ist gering.
Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben worden, dass zuerst die optischen Taktpulse mit invertierter Wechselphase erzeugt werden und sie dann codiert werden, aber es ist möglich, die Codierung zuerst auszuführen und dann die Wechselphaseninversion der codierten Signale auszuführen. In einem solchen Fall ist die positionsmäßige Beziehung der Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz und der Codiereinheit 69 zu vertauschen.
Ebenso sind die Erzeugungseinheit für Pulse mit doppelter Frequenz und die Codiereinheit auf einem einzigen Substrat integriert ausgebildet, aber sie können auf getrennten Substraten ausgebildet sein.
22 und 23 zeigen Konfigurationen, wobei die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite der 15 und der 16 im optischen Sender des in 18 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiels vorgesehen ist, wobei 22 eine Konfiguration zeigt, bei welcher die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf einer Ausgangsseite der Codiereinheit 69 vorgesehen ist, während 23 eine Konfiguration zeigt, bei welcher die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf einer Ausgangsseite der Erzeugungseinheit 67 für Pulse mit doppelter Frequenz vorgesehen ist. Durch Vorsehen der Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf solche Arten ist es möglich, die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung zu entfernen, und dadurch wird es möglich, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, die aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist, was gleich wie in dem Fall des oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiels ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Tastverhältnis der optischen Taktpulse variabel eingestellt werden, so dass es möglich ist, sowohl die hohe Dispersionstoleranz als auch die geringe Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung zu realisieren, indem das Tastverhältnis auf einen geeigneten Wert um 0,5 eingestellt wird. Ebenso wird die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe ist, so dass die hohe Dispersionstoleranz stabil beibehalten werden kann.
24 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 24 weist eine Pulslichtquelle 151 auf, die den Lichtquellenabschnitt 1000 zum Erzeugen der mit der Signal-Bitrate synchronisierten optischen Taktpulse bildet, und einen LN-Modulator 153 und vier Breitbandverstärker 155a–155d, die den Codierabschnitt 2000 zum Codieren der optischen Taktpulse unter Verwendung der mit den optischen Taktpulsen synchronisierten elektrischen Signale bilden. Der LN-Modulator 153 hat zwei Paare von Modulationselektroden 153a–153d vom Gegentakttyp, an welche jeweils Ausgänge der Breitbandverstärker 155a–155d angeschlossen sind.
Die Pulslichtquelle 151 erzeugt optische Pulse mit dem Tastverhältnis von 0,5 oder darunter in Bezug auf eine Zeitperiode von einem Zeitschlitz bei zu erzeugenden optischen Signalen. Ebenso sind in diesen optischen Sender einzugebende elektrische Signale RZ-Codes mit dem Tastverhältnis von 0,5 oder seiner Nähe bei zu erzeugenden optischen Signalen. Die Eingangs-RZ-Codes werden in die Breitbandverstärker 155a–155d als CH1, CH2 und ihre Inversion CH1, CH2 eingegeben, wie es in 24 angezeigt ist, und durch die Breitbandverstärker 155a–155d zu einer Spannung verstärkt, die zum Antreiben des LN-Modulators 153 ausreicht, d.h. in eine Nähe von Vπ/s. Dann werden die optischen Pulse von der Pulslichtquelle 151 in RZ-Codes mit invertierter Wechselphase durch Verwenden der durch die Breitbandverstärker 155a–155d verstärkten elektrischen Signale codiert.
Hier ist die Pulslichtquelle 151 ein Generator für optische Pulse, wie beispielsweise ein modenverriegelter Halbleiterlaser, ein Ringlaser, eine Lichtquelle mit integriertem Modulator oder ähnliches, oder eine Kombination aus einer CW-Lichtquelle und einem externen Modulator, wie beispielsweise einem LN-Modulator (was hierin nachfolgend auch gemeinsam Lichtquelle vom modenverriegelten Lasertyp genannt werden wird). Ebenso ist der LN-Modulator 153 mit zwei Paaren von den Modulationselektroden 153a–153d vom Gegentakttyp ein optischer Intensitätsmodulator vom Mach-Zehnder-Interferometertyp, wobei jeder der Arme einer oberen Seite und einer unteren Seite dieses optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp zwei Modulationselektroden hat, die in Reihe vorgesehen sind, und die optische Phase unabhängig steuert. Die Breitbandverstärker 155a–155d verstärken die Amplitude der in den LN-Modulator 153 einzugebenden elektrischen Signale bis zu einem Wert, der zum Antreiben des LN-Modulators 153 erforderlich ist.
In diesem optischen Sender der 24 werden die von der Pulslichtquelle 151 ausgegebenen optischen Pulse mit dem Tastverhältnis kleiner als oder gleich 0,5 in den LN-Modulator 153 mit zwei Paaren von den Modulationselektroden 153a–153d vom Gegentakttyp eingegeben, durch diesen LN-Modulator 153 mit einem Trennverhältnis von 1:1 getrennt, und die Phasenverschiebung wird unabhängig bei dem Arm der oberen Seite und dem Arm der unteren Seite des LN-Modulators 153 angewendet. Hier werden, wie es in 24 gezeigt ist, bei diesem LN-Modulator 153 in die bei entsprechenden Positionen an dem Arm der unteren Seite und dem Arm der oberen Seite des LN-Modulators 153 vorgesehene Modulationselektroden eingegebene Signale derart eingestellt, dass sie wechselseitig in vertierte Signale sind, so dass der LN-Modulator durch den Gegentaktantrieb angetrieben wird.
Die elektrischen Signale CH1 und CH2, die an den Arm der oberen Seite des LN-Modulators 153 anzulegen sind, haben die Antriebsamplituden, wie es in Teilen (a) bzw. (b) der 25 gezeigt ist. Wie es in den Teilen (a) und (b) der 25 gezeigt ist, haben diese elektrischen Signale CH1 und CH2 das Tastverhältnis von 0,5 oder seiner Nähe, und die Amplitude wird durch die Breitbandverstärker 155a und 155c derart eingestellt, dass sie Vπ/2 ist. Zusätzlich werden die relativen Phasen bezüglich einer Zeit von diesen zwei elektrischen Signalen derart eingestellt, dass sie durch 1/2 Zeitschlitz angezeigt werden, wie es in 25 angezeigt ist. Durch eine Einstellung auf diese Weise wird die Phasenverschiebung, wie sie in einem Teil (c) der 25 angezeigt ist, als die gesamte Phasenverschiebung an dem Arm der oberen Seite des optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp angewendet werden. Das bedeutet, dass die Phasenverschiebung von höchstens π angewendet wird.
Andererseits sind die an den Arm der unteren Seite des LN-Modulators 153 anzulegenden elektrischen Signale CH1 und CH2 die logische Inversion der elektrischen Signale CH1 und CH2, die an den Arm der oberen Seite anzulegen sind, wie es jeweils in Teilen (a) und (b) der 26 gezeigt ist. Das bedeutet, dass zum Arm der unteren Seite des optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp die Antriebsamplitude, die die logische Inversion von CH1 ist, an die erste Modulationselektrode angelegt wird und die Antriebsamplitude von CH2 an die nächste Modulationselektrode angelegt wird. Folglich ist die auf den Arm der unteren Seite angewendete Phasenverschiebung eine Inversion von derjenigen, die auf den Arm der oberen Seite angewendet ist, wie es in einem Teil (c) der 26 gezeigt ist.
Durch Summieren der auf den Arm der oberen Seite und den Arm der unteren Seite angewendeten Phasenverschiebungen hat die relative optische Phasendifferenz eine Gesamtamplitude von 2π, wie es möglicherweise in einem Teil (a) der 27 angezeigt ist. Die Vorspannung wird derart eingestellt, dass die in einem Teil (a) der 27 angezeigte Antriebsstelle derart eingestellt wird, dass sie mit der Extinktionsspannung bzw. Auslöschspannung des optischen Intensitätsmodulators vom Mach-Zehnder-Interferometertyp übereinstimmt. Wie es in 28 gezeigt ist, wird nämlich ein Nullstellenantrieb, bei welchem eine Richtung der Antriebsamplitude in Bezug auf die elektrischen Signale CH1 und CH2 vertauscht ist, ausgeführt werden. Auf diese Weise kehrt der optische Intensitätsmodulator vom Mach-Zehnder-Interferometertyp die Phase bei ihrer Extinktionsstelle um, so dass die erzeugten optischen Signale optische Taktpulse mit invertierter Wechselphase werden, wie es in einem Teil (b) der 27 gezeigt ist.
Der optische Sender dieses Ausführungsbeispiels hat eine Multiplexfunktion, die zwei elektrische Signale durch Anlegen der elektrischen Signale CH1 und CH2 über die Breitbandverstärker 155a–155d von den zwei Paaren der Modulationselektroden 153a–153d vom Gegentakttyp des LN-Modulators 153 multiplexen kann, während dieser optische Sender durch Signale mit einer Bitrate betrieben wird, die kleiner als eine oder gleich einer Hälfte von derjenigen der zu erzeugenden optischen Signale ist, so dass eine Multiplexschaltung weggelassen werden kann und billige Verstärker zum Antreiben des Modulators verwendet werden können.
Es ist zu beachten, dass es auch möglich ist, den optischen Sender dieses Ausführungsbeispiels durch verwenden des LN-Modulators aufzubauen, der nur ein Paar von den Modulationselektroden vom Gegentakttyp hat, wenn die Multiplexfunktion unnötig ist.
29 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 29 unterscheidet sich vom optischen Sender der 24 diesbezüglich, dass eine CW-Lichtquelle 161 zum Erzeugen von stabilen Dauerstrich-Lichtern anstelle der Pulslichtquelle 151 verwendet wird und Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157d, die das Tastverhältnis elektrisch steuern können, jeweils auf der Eingangsseite der Breitbandverstärker 155a–155d vorgesehen sind. Das Übrige der Konfiguration und der Operationen ist gleich dem siebten Ausführungsbeispiel der 24, so dass den entsprechenden Bestandteilselementen dieselben Bezugszeichen in 24 und in 29 zugeteilt sind. In diesem Fall ist der Lichtquellenabschnitt 1000 durch die CW-Lichtquelle 161 und die Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157d ausgebildet.
Die CW-Lichtquelle 161 ist eine Lichtquelle, wie beispielsweise ein DFB-Laser oder ein Laser variabler Wellenlänge.
Die Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157d sind vorgesehen, um das Tastverhältnis der erzeugten optischen Pulse zu steuern, und können das Tastverhältnis elektrisch steuern, wie es in 30 gezeigt ist. Unter Verwendung dieser Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157d wird es möglich, die optischen Pulse mit dem stabilen Tastverhältnis zu erzeugen, während Interferenzen unter den optischen Pulsen unterdrückt werden, ohne die Lichtquelle für Pulse mit variablem Tastverhältnis zu verwenden. Eine solche Tastverhältnis-Steuerung kann durch eine Kombination aus digitalen ICs oder ähnlichem realisiert werden. Wenn das Tastverhältnis gesteuert wird, um Interferenzen zwischen den optischen Pulsen zu unterdrücken, werden 25, 26 und 27, die oben beschrieben sind, modifiziert werden, wie es jeweils in 31, 32 und 33 gezeigt ist, die grundsätzlich gleich der 25, der 26 und der 27 sind, außer dass das Tastverhältnis geändert ist.
Es ist auch möglich, Wellenform-Formungseinheiten, wie beispielsweise elektrische Tiefpassfilter, an der Ausgangsseite der Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157d zu dem Zweck eines Glättens der Antriebswellenform und eines Verhinderns der Erzeugung harmonischer höherer Ordnung vorzusehen.
In diesem optischen Sender der 29 werden die Dauerstrich-Lichter von der CW-Lichtquelle 161 durch den LN-Modulator 153 durch Verwenden der elektrischen Signale CH1 und CH2 der RZ-Codes moduliert, die durch die Breitbandverstärker 155a–155d verstärkt sind, um die codierte und multiplexte Ausgabe in Formen der RZ-Codes mit invertierter Wechselphase zu erzeugen, was gleich wie in dem Fall der 24 ist.
34 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 34 unterscheidet sich vom optischen Sender der 24 diesbezüglich, dass ein LN-Modulator 163 mit vier Paaren von Modulationselektroden 162a–163h vom Gegentakttyp anstelle des LN-Modulators 153 mit zwei Paaren von Modulationselektroden 153a–153d verwendet wird und acht Breitbandverstärker 155a–155h entsprechend den vier Paaren der Modulationselektroden 163a–163h vom Gegentakttyp anstelle der vier Breitbandverstärker 155a–155d verwendet werden. Das Übrige der Konfiguration und der Operationen ist gleich wie beim siebten Ausführungsbeispiel der 24, so dass den entsprechenden Bestandteilselementen dieselben Bezugszeichen in 24 und in 30 zugeteilt sind.
In diesem optischen Sender der 34 sind die Grundoperationen dieselben wie im optischen Sender der 24, aber die an den Arm der oberen Seite und den Arm der unteren Seite des LN-Modulators 163 mit vier Paaren von Modulationselektroden 163a–163h vom Gegentakttyp anzulegenden elektrischen Signale werden derart eingestellt, dass wechselseitig invertierte Signale in die entsprechenden Modulationselektroden eingegeben werden. Dann werden die optischen Pulse von der Pulslichtquelle 151 durch den LN-Modulator 163 durch Verwenden der elektrischen Signale CH1, CH2, CH3, und CH4 der RZ-Codes moduliert, die durch die Breitbandverstärker 155a–155h verstärkt sind, um die codierte und multiplexte Ausgabe in Formen der RZ-Codes mit invertierter Wechselphase zu erzeugen.
35 zeigt eine Konfiguration des optischen Senders gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der optische Sender der 35 unterscheidet sich vom optischen Sender der 30 diesbezüglich, dass eine CW-Lichtquelle 161 zum Erzeugen von stabilen Dauerstrich-Lichtern anstelle der Pulslichtquelle 151 verwendet wird und Tastverhältnis-Steuerungen 157a–157h, die das Tastverhältnis elektrisch steuern können, jeweils auf der Eingangsseite der Breitbandverstärker 155a–155h vorgesehen sind. Das übrige der Konfiguration und der Operationen ist gleich wie beim siebten Ausführungsbeispiel der 34, so dass den entsprechenden Bestandteilselementen dieselben Bezugszeichen in 34 und in 35 zugeteilt sind.
In diesem optischen Sender der 35 werden die Dauerstrich-Lichter von der CW-Lichtquelle 161 durch den LN-Modulator 163 durch Verwenden der elektrischen Signale CH1, CH2, CH3 und CH4 der RZ-Codes moduliert, die durch die Breitbandverstärker 155a–155h verstärkt sind, um die codierte und multiplexte Ausgabe in Formen der RZ-Codes mit invertierter Wechselphase zu erzeugen, was gleich wie in dem Fall der 34 ist.
36 zeigt eine Konfiguration, bei welcher die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite der 15 und der 16 im optischen Sender des in 24 gezeigten siebten Ausführungsbeispiels vorgesehen ist, wobei die Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf einer Ausgangsseite des LN-Modulators 153 vorgesehen ist. Durch Vorsehen der Begrenzungseinheit 71 für eine optische Bandbreite auf derartige Weise ist es möglich, die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung zu entfernen, und dadurch wird es möglich, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, was aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist, was gleich wie in dem Fall des oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiels ist.
Bei den siebten bis zehnten Ausführungsbeispielen, die oben beschrieben sind, haben die von dem LN-Modulator 153 oder 163 ausgegebenen optischen Pulse die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen, die immer gleich π ist, so dass die hohe Dispersionstoleranz realisiert wird.
Es ist zu beachten, dass das neunte und das zehnte Ausführungsbeispiel den Fall beschreiben, in welchen die Zahl eines Multiplexens 4 ist, aber diese Ausführungsbeispiele auf einfache Weise auf den Fall erweitert werden können, der irgendeine gerade Zahl von Kanälen verwendet.
37 zeigt eine Konfiguration einer optischen Übertragungsvorrichtung gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die optische Übertragungsvorrichtung der 37 ist ausgebildet durch paralleles Vorsehen einer Vielzahl von optischen Sendern, wie sie in 6 gezeigt sind, durch Einstellen dieser Vielzahl von optischen Sendern zum Ausgeben optischer Signale von wechselseitig unterschiedlichen optischen Wellenlängen und durch Vorsehen eines optischen Wellenlängenmultiplexers 73 zum Multiplexen der von dieser Vielzahl optischer Sender ausgegebenen optischen Signale und zum Ausgeben der wellenlängenmultiplexten Ausgabe.
Hier hat der optische Wellenlängenmultiplexer 73 eine periodische Übertragungsbandbreie mit einer Charakteristik zum Blockieren von Komponenten außerhalb der nötigen optischen Signalbandbreite, so dass die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung entfernt werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 38 der Betrieb dieser optischen Übertragungsvorrichtung der 37 detaillierter beschrieben werden. Ein Teil (a) der 38 zeigt ein Diagramm, das ein beispielhaftes optisches Spektrum der optischen Signale bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt, die von der Vielzahl optischer Sender ausgegeben werden, die in der optischen Übertragungsvorrichtung der 37 parallel vorgesehen sind. Wie es in einem Teil (a) der 38 gezeigt ist, erscheinen die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung auf beiden äußeren Seiten der nötigen Signalbandbreite, die als die optische Signal-Bitrate vor einem Wellenlängenmultiplexen angezeigt ist, bei der Erzeugungseinheit für optische Pulse mit variablem Tastverhältnis oder der Codiereinheit 5, die einen jeweiligen optischen Sender bildet.
Der optische Wellenlängenmultiplexer 73 hat eine periodische Übertragungsbandbreite mit einer Charakteristik zum Blockieren dieser unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung, d.h. Komponenten, die außerhalb der nötigen optischen Signalbandbreite sind, wie es in einem Teil (b) der 38 gezeigt ist. Folglich wird es durch Vorsehen des optischen Wellenlängenmultiplexers 73 mit einer solchen periodischen Übertragungsbandbreitencharakteristik möglich, die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung, die auf beiden äußeren Seiten erscheinen, zu unterdrücken, wie es in einem Teil (c) der 38 gezeigt ist. Auf diese Weise wird es möglich, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, die aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist, und es wird möglich, eine Verschlechterung der Übertragungscharakteristik aufgrund eines Übersprechens zwischen den optischen Signalen unterschiedlicher Wellenlängen zu verhindern.
Es ist zu beachten, dass 37 den Fall eines parallelen Vorsehens einer Vielzahl optischer Sender der 6 zeigt, aber es auch möglich ist, statt dessen eine Vielzahl optischer Sender der 18 oder der 24 parallel vorzusehen.
Wie es oben beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Tastverhältnis der optischen Taktpulse variabel eingestellt werden, so dass es möglich ist, sowohl die hohe Dispersionstoleranz als auch die geringe Empfängerempfindlichkeitsverschlechterung durch Einstellen des Tastverhältnisses auf einen geeigneten Wert zu realisieren. Ebenso wird die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt, dass sie ein ungeradzahliges Vielfaches von π oder seiner Nähe ist, so dass die hohe Dispersionstoleranz stabil beibehalten werden kann. Folglich ist es möglich, einen stabilen optischen Sender zur Verfügung zu stellen, der für einen Aufbau von Netzwerken größeren Ausmaßes geeignet ist.
Ebenso kann gemäß der vorliegenden Erfindung der optische Sender mit einer Signalmultiplexfunktion versehen und durch Signale mit einer Bitrate, die kleiner als eine oder gleich einer Hälfte von derjenigen der zu erzeugenden optischen Signale ist, betrieben werden, so dass eine Multiplexschaltung weggelassen werden kann und billige Verstärker zum Antreiben des Modulators verwendet werden können und daher kann ein signifikanter ökonomischer Vorteil zur Verfügung gestellt werden.
Zusätzlich können gemäß der vorliegenden Erfindung die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung, die in den durch den optischen Sender erzeugten optischen Signalen enthalten sind, durch die Begrenzungseinheit für eine optische Bandbreite entfernt werden, so dass es möglich ist, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, die aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist, und daher kann die spektrale Effizienz verbessert werden.
Darüber hinaus können gemäß der vorliegenden Erfindung die unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung durch den optischen Wellenlängenmultiplexer mit einer periodischen Übertragungsbandbreite mit einer Charakteristik zum Blockieren von Komponenten außerhalb der nötigen optischen Signalbandbreite entfernt werden, so dass es möglich ist, ein Erniedrigen der spektralen Effizienz zu verhindern, die aufgetreten sein könnte, wenn die erzeugten optischen Signale eine Bandbreite besetzen, die größer als die nötige Bandbreite ist, und es ist möglich, eine Verschlechterung der Übertragungscharakteristik aufgrund eines Übersprechens zwischen den optischen Signalen unterschiedlicher Wellenlängen zu verhindern.
Es ist anzumerken, dass neben denjenigen, die bereits oben angegeben sind, viele Modifikationen und Variationen der obigen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden können, ohne von den neuen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demgemäß sollen alle derartigen Modifikationen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche enthalten sein.

Claims

Optischer Sender, der folgendes aufweist: einen Lichtquellenabschnitt, der zum Erzeugen von optischen Taktpulsen konfiguriert ist, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, während ein Tastverhältnis der optischen Taktpulse konstant gehalten wird; und einen Codierabschnitt, der zum Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen konfiguriert ist, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungerades ganzzahliges Vielfaches von π ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquellenabschnitt das Tastverhältnis variabel einstellen kann.
Optischer Sender nach Anspruch 1, wobei der Lichtquellenabschnitt eine modenverriegelte Lasertyp-Lichtquelle zum Erzeugen der optischen Taktpulse hat, die mit der Signalbitrate synchronisiert sind, während das Tastverhältnis konstant gehalten wird, welcher das Tastverhältnis der optischen Taktpulse variabel einstellen kann.
Optischer Sender nach Anspruch 1, wobei der Codierabschnitt einen Teiler zum Teilen der optischen Taktpulse hat, eine Codier- und Verzögerungseinheit zum Codieren jedes Ausgangssignals des Teilers durch Verwenden der elektrischen Signale, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während diejenigen Ausgangssignale des Teilers verzögert werden, die andere als ein Ausgangssignal des Teilers sind, in Bezug auf das eine Ausgangssignal des Teilers, und einen Multiplexer zum Multiplexen von Ausgangssignalen der Codier- und Verzögerungseinheit, wobei durch die Codier- und Verzögerungseinheit auf diejenigen Ausgangssignale des Teilers, die andere als das eine Ausgangssignal des Teilers sind, angewendeten Verzögerungen durch das [(k/n) + m)]-fache (k = 1, 2, ..., (n – 1), jeweils) einer Zeitperiode eines Zeitschlitzes zum Codieren gegeben sind, wobei n eine Anzahl eines Multiplexens durch den Multiplexer und m eine beliebige ganze Zahl ist, so dass die relative optische Phasendifferenz das ungerade ganzzahlige Vielfache von π wird.
Optischer Sender nach Anspruch 3, wobei die Codier- und Verzögerungseinheit Codiereinheiten zum Codieren jedes Ausgangssignal des Teilers durch Verwenden der elektrischen Signale, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, und Verzögerungseinheiten zum Verzögern von wenigstens einem Teil von Ausgangssignalen der Codiereinheit aufweist.
Optischer Sender nach Anspruch 3, wobei die Codier- und Verzögerungseinheit Verzögerungseinheiten zum Verzögern wenigstens eines Teils von Ausgangssignalen des Teilers und Codiereinheiten zum Codieren von Ausgangssignalen der Verzögerungseinheiten und von irgendeinem Ausgangssignal des Teilers, das nicht durch die Verzögerungseinheiten verzögert ist, durch Verwenden der elektrischen Signale, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, aufweist.
Optischer Sender nach Anspruch 3, der weiterhin folgendes aufweist: eine optische Spektrumsextraktionseinheit, die zum Aufteilen eines Teils von Signalen konfiguriert ist, die durch den Multiplexer multiplext sind, und zum Extrahieren einer zentralen Komponente oder eines Linienspektrums benachbart zu der zentralen Komponente eines optischen Spektrums des Teils von Signalen; und eine Rückkoppeleinheit, die zum Erzeugen von Rückkoppelsignalen basierend auf der zentralen Komponente oder dem Linienspektrum, die oder das durch die optische Spektrumsextraktionseinheit extrahiert ist, konfiguriert ist.
Optischer Sender nach Anspruch 6, wobei die Codier- und Verzögerungseinheit eine Einheit für eine variable Verzögerung hat, die ein Ausmaß einer Verzögerung variieren kann, und die Rückkoppeleinheit eine Verzögerungs-Steuereinheit zum Erzeugen der Rückkoppelsignale zum derartigen Steuern der Einheit für eine variable Verzögerung, dass die zentrale Komponente oder das Linienspektrum, die oder das durch die optische Spektrumsextraktionseinheit extrahiert ist, maximal oder minimal wird, hat.
Optischer Sender nach Anspruch 6, wobei die Rückkoppeleinheit eine Lichtquellen-Steuereinheit zum Erzeugen der Rückkoppelsignale zum Steuern des Lichtquellenabschnitts so hat, dass die zentrale Komponente oder das Linienspektrum, die oder das durch die optische Spektrumsextraktionseinheit extrahiert ist, maximal oder minimal wird.
Optischer Sender nach Anspruch 6, wobei der Teil von Signalen, der durch die optische Spektrumsextraktionseinheit aufgeteilt ist, phaseninvertierte Komponenten von Signalen sind, die durch den Multiplexer multiplext sind.
Optischer Sender nach Anspruch 1, wobei der Lichtquellenabschnitt eine Erzeugungseinheit für Dauerstrich-Lichter bzw. Lichter einer kontinuierlichen Welle zum Erzeugen von Lichtern einer kontinuierlichen Welle aufweist, und einen Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakt-Typ, der durch einen Nullstellenantrieb angetrieben wird, und der Codierabschnitt den Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakt-Typ und eine Codiereinheit zum Codieren einer Ausgabe des Mach-Zehnder-Modulators vom Gegentakt-Typ aufweist.
Optischer Sender nach Anspruch 10, wobei der Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakt-Typ durch Taktsignale mit einer Wiederholfrequenz angetrieben wird, die eine Hälfte einer Wiederholfrequenz der optischen Taktpulse ist, so dass die optischen Taktpulse aus den Lichtern mit kontinuierlicher Welle erzeugt werden, die durch die Erzeugungseinheit für Lichter einer kontinuierlichen Welle erzeugt sind, während die relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt ist, dass sie ein ungerades ganzzahliges Vielfaches von π ist.
Optischer Sender nach Anspruch 10, wobei der Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakt-Typ das Tastverhältnis der optischen Taktpulse durch Steuern einer Antriebsamplitude variabel einstellen kann.
Optischer Sender nach Anspruch 10, wobei der Mach-Zehnder-Modulator vom Gegentakt-Typ eine Wellenform der optischen Taktpulse zu einer Wellenform mit einer hohen Dispersionstoleranz durch Steuern einer Antriebswellenform optimiert.
Optischer Sender nach Anspruch 1, wobei der Codierabschnitt einen LN-(Lithiumniobat)-Modulator mit wenigstens einem Paar von Modulationselektroden vom Gegentakt-Typ aufweist, der durch einen Nullstellenantrieb durch Einstellen von Signalen angetrieben wird, die in die Modulationselektroden vom Gegentakt-Typ, die bei entsprechenden Positionen an einem unteren Seitenarm und einem oberen Seitenarm des LN-Modulators vorgesehen sind, als wechselseitig invertierte Signale eingegeben werden.
Optischer Sender nach Anspruch 14, wobei der LN-Modulator wenigstens zwei Paare der Modulationselektroden vom Gegentakt-Typ hat und in unterschiedliche Paare unter den wenigstens zwei Paaren der Modulationselektroden vom Gegentakt-Typ eingegebene Signale multiplext.
Optischer Sender nach Anspruch 1, der weiterhin eine optische Bandbreiten-Begrenzungseinheit zum Entfernen von unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung aufweist, die in durch den optischen Sender zu erzeugenden optischen Signalen enthalten sind.
Optischer Sender nach Anspruch 16, wobei die optische Bandbreiten-Begrenzungseinheit eine Übertragungsbandbreite mit einer Kennlinie zum Blockieren von Komponenten außerhalb einer nötigen optischen Signalbandbreite hat, um zum Entfernen der unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung fähig zu sein.
Optische Sendevorrichtung, die folgendes aufweist: eine Vielzahl von optischen Sendern, die parallel vorgesehen sind und die eingestellt sind, um optische Signale von wechselseitig unterschiedlichen optischen Wellenlängen auszugeben, wobei jeder optische Sender einen Lichtquellenabschnitt hat, der zum Erzeugen von optischen Pulsen konfiguriert ist, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, während ein Tastverhältnis der optischen Taktpulse konstant gehalten wird, und einen Codierabschnitt, der zum Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen konfiguriert ist, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungerades ganzzahliges Vielfaches von π ist; und einen Wellenlängenmultiplexer, der zum Ausgeben von Signalen konfiguriert ist, die durch ein Wellenlängenmultiplexen der optischen Signale von wechselseitig unterschiedlichen optischen Wellenlängen erhalten sind, die von der Vielzahl von optischen Sendern ausgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtquellenabschnitt das Tastverhältnis variabel einstellen kann.
Optische Sendevorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Wellenlängenmultiplexer eine periodische Übertragungsbandbreite mit einer Kennlinie zum Blockieren von Komponenten außerhalb einer nötigen optischen Signalbandbreite hat, um zum Entfernen von unnötigen harmonischen Komponenten höherer Ordnung fähig zu sein.
Steuerverfahren für einen optischen Sender, das die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen der optischen Taktpulse, die mit einer Signalbitrate synchronisiert sind, durch Konstanthalten des Tastverhältnisses; und Codieren der optischen Taktpulse durch Verwenden von elektrischen Signalen, die mit den optischen Taktpulsen synchronisiert sind, während eine relative optische Phasendifferenz zwischen den optischen Taktpulsen in benachbarten Zeitschlitzen derart eingestellt wird, dass sie ein ungerades ganzzahliges Vielfaches von π ist, gekennzeichnet durch variables Einstellen eines Tastverhältnisses von optischen Taktpulsen auf einen Wert, der Interferenzen zwischen Pulsen klein macht, unter Verwendung einer Konfiguration, die das Tastverhältnis variabel einstellen kann.