JP2000201137A - 光伝送システム - Google Patents
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- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
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- H04B10/25133—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion including a lumped electrical or optical dispersion compensator
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主信号と同じ（またはほぼ同じ）波長で、時
分割多重制御情報等を収めたオーバヘッドに相当する制
御用信号を伝送する。 【解決手段】 光送信器は、波長λ0 のＯＴＤＭ信号
と、波長λ1(≒λ0)の制御信号光の光波形を時間領域で
拡大し、光ピーク強度をＯＴＤＭ信号ピーク強度に比べ
て十分に低く設定した制御信号光を合波して伝送用光フ
ァイバに送出する。光受信器は、伝送されたＯＴＤＭ信
号および制御信号光を２分岐してその一方を光時分割分
離手段に出力するとともに、他方の光に含まれる制御信
号光を元の光パルス列に復元し、電気信号に変換して制
御情報を抽出し光時分割分離手段に提供する。
分割多重制御情報等を収めたオーバヘッドに相当する制
御用信号を伝送する。 【解決手段】 光送信器は、波長λ0 のＯＴＤＭ信号
と、波長λ1(≒λ0)の制御信号光の光波形を時間領域で
拡大し、光ピーク強度をＯＴＤＭ信号ピーク強度に比べ
て十分に低く設定した制御信号光を合波して伝送用光フ
ァイバに送出する。光受信器は、伝送されたＯＴＤＭ信
号および制御信号光を２分岐してその一方を光時分割分
離手段に出力するとともに、他方の光に含まれる制御信
号光を元の光パルス列に復元し、電気信号に変換して制
御情報を抽出し光時分割分離手段に提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝送用光ファイバ
と、光増幅中継器および光再生中継器の両方または一方
を介してＯＴＤＭ信号（光時分割多重信号）を伝送する
光伝送システムおいて、伝送品質監視情報、フレーム情
報、多重信号チャネル情報等を乗せた制御信号光をＯＴ
ＤＭ信号に多重して伝送する光伝送システムに関する。
と、光増幅中継器および光再生中継器の両方または一方
を介してＯＴＤＭ信号（光時分割多重信号）を伝送する
光伝送システムおいて、伝送品質監視情報、フレーム情
報、多重信号チャネル情報等を乗せた制御信号光をＯＴ
ＤＭ信号に多重して伝送する光伝送システムに関する。
【０００２】また、本発明は、伝送用光ファイバおよび
光増幅中継器を介して信号光を伝送する光伝送システム
において、伝送路の波長分散補償に用いるモニタ光を信
号光に多重して伝送する光伝送システムに関する。
光増幅中継器を介して信号光を伝送する光伝送システム
において、伝送路の波長分散補償に用いるモニタ光を信
号光に多重して伝送する光伝送システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】光伝送システムでは、伝送品質の監視や
フレーム同期、多重信号チャネルの識別等が重要であ
る。従来の電気段で複数の系列のチャネルを多重化する
電気時分割多重方式（ＥＴＤＭ：Electrical Time Divi
sion Multiplexing)では、これらの機能に対応する伝送
品質監視情報、フレーム情報、多重信号チャネル情報が
ＳＤＨフレームのオーバヘッド内に収められており、信
号光を受光器で電気信号に変換した後に電気信号処理に
より、伝送品質監視、フレーム同期、チャネル識別を行
っていた（参考文献：河西・槇・辻共著、「ＳＤＨ伝送
方式」、オーム社）。また、伝送特性を向上させる方法
として、オーバヘッド内に誤り訂正符号を追加して誤り
率を低減する方法がある（参考文献：M.Tomizawa et a
l.,"STM-64 linearly repeatered optical transmissio
n experiment using forward error correcting cide
s", Electron. Lett., Vol.31, No.12, pp.1001-1003,
1996)。
フレーム同期、多重信号チャネルの識別等が重要であ
る。従来の電気段で複数の系列のチャネルを多重化する
電気時分割多重方式（ＥＴＤＭ：Electrical Time Divi
sion Multiplexing)では、これらの機能に対応する伝送
品質監視情報、フレーム情報、多重信号チャネル情報が
ＳＤＨフレームのオーバヘッド内に収められており、信
号光を受光器で電気信号に変換した後に電気信号処理に
より、伝送品質監視、フレーム同期、チャネル識別を行
っていた（参考文献：河西・槇・辻共著、「ＳＤＨ伝送
方式」、オーム社）。また、伝送特性を向上させる方法
として、オーバヘッド内に誤り訂正符号を追加して誤り
率を低減する方法がある（参考文献：M.Tomizawa et a
l.,"STM-64 linearly repeatered optical transmissio
n experiment using forward error correcting cide
s", Electron. Lett., Vol.31, No.12, pp.1001-1003,
1996)。
【０００４】一方、光伝送システムにおいて伝送速度を
向上する方法の一つに、複数の系列の短光パルス信号を
時間軸上でタイミングをずらしながら多重化する光時分
割多重方式（ＯＴＤＭ：Optical Time Division Multip
lexing) がある。さらに、光時分割多重方式には、図１
８に示す並列型（参考文献：特開平１０−２２９３６４
号公報（光パルス多重装置））と、図１９に示す直列型
（参考文献：S.Kawanishi et al.,"All-optical time-d
ivision-multiplexing of 100 Gbit/s signalbased on
four-wave mixing in a travelling-wave semiconducto
r laser amplifier", Electron.Lett., Vol.33, No.11,
pp.976-977, 1997) がある。
向上する方法の一つに、複数の系列の短光パルス信号を
時間軸上でタイミングをずらしながら多重化する光時分
割多重方式（ＯＴＤＭ：Optical Time Division Multip
lexing) がある。さらに、光時分割多重方式には、図１
８に示す並列型（参考文献：特開平１０−２２９３６４
号公報（光パルス多重装置））と、図１９に示す直列型
（参考文献：S.Kawanishi et al.,"All-optical time-d
ivision-multiplexing of 100 Gbit/s signalbased on
four-wave mixing in a travelling-wave semiconducto
r laser amplifier", Electron.Lett., Vol.33, No.11,
pp.976-977, 1997) がある。
【０００５】図１８において、繰り返し周波数ｆ0 の光
パルス列は光分岐器６１でＮ分岐され、それぞれ光変調
器６２−１〜６２−Ｎに入力される。各光変調器は、ビ
ットレートｆ0 の変調信号で駆動される。各光変調器で
変調された信号光は光増幅器６３−１〜６３−Ｎでそれ
ぞれ増幅され、光遅延器６４−１〜６４−Ｎでそれぞれ
異なる遅延を与えられ、光結合器６５で結合されること
により、ビットレートＮｆ0 のＯＴＤＭ信号が生成され
る。この構成は、各系列のビットレートが等しい場合で
あるが、Ｎ系列の変調信号がそれぞれ基本周波数ｆ0 の
整数倍のビットレートｍiｆ0（ｉ＝1,2,…,N、ｍi は１
以上の整数）を有する場合には、Ｎ分岐した基本周波数
ｆ0 の光パルス列をそれぞれ逓倍して変調することによ
り、任意のビットレートを有するＮ系列の信号光を時分
割多重したＯＴＤＭ信号を生成することができる。
パルス列は光分岐器６１でＮ分岐され、それぞれ光変調
器６２−１〜６２−Ｎに入力される。各光変調器は、ビ
ットレートｆ0 の変調信号で駆動される。各光変調器で
変調された信号光は光増幅器６３−１〜６３−Ｎでそれ
ぞれ増幅され、光遅延器６４−１〜６４−Ｎでそれぞれ
異なる遅延を与えられ、光結合器６５で結合されること
により、ビットレートＮｆ0 のＯＴＤＭ信号が生成され
る。この構成は、各系列のビットレートが等しい場合で
あるが、Ｎ系列の変調信号がそれぞれ基本周波数ｆ0 の
整数倍のビットレートｍiｆ0（ｉ＝1,2,…,N、ｍi は１
以上の整数）を有する場合には、Ｎ分岐した基本周波数
ｆ0 の光パルス列をそれぞれ逓倍して変調することによ
り、任意のビットレートを有するＮ系列の信号光を時分
割多重したＯＴＤＭ信号を生成することができる。
【０００６】図１９において、高速光パルス発生手段６
６で繰り返し周波数Σｍiｆ0の光パルス列を発生させ、
光変調器６７−１でビットレートｍ1ｆ0の変調信号によ
り変調し、光増幅器６８−１で増幅する。続いて、光変
調器６７−２でビットレートｍ2ｆ0の変調信号により異
なるタイミングの光パルスを変調し、光増幅器６８−２
で増幅する。以下同様に、各光変調器でそれぞれビット
レートｍiｆ0の変調信号により順次変調することによ
り、Ｎ系列の信号光を時分割多重したＯＴＤＭ信号を生
成することができる。
６で繰り返し周波数Σｍiｆ0の光パルス列を発生させ、
光変調器６７−１でビットレートｍ1ｆ0の変調信号によ
り変調し、光増幅器６８−１で増幅する。続いて、光変
調器６７−２でビットレートｍ2ｆ0の変調信号により異
なるタイミングの光パルスを変調し、光増幅器６８−２
で増幅する。以下同様に、各光変調器でそれぞれビット
レートｍiｆ0の変調信号により順次変調することによ
り、Ｎ系列の信号光を時分割多重したＯＴＤＭ信号を生
成することができる。
【０００７】また、光伝送システムでは、伝送特性を劣
化させる主な要因の一つとして光伝送路の波長分散があ
る。この波長分散が大きい場合には信号光の波形が歪む
ので、受信側で符号間干渉により符号誤りが生じる。こ
の影響は、伝送速度が速くなるほど増加する。したがっ
て、光伝送システムを構築する際には、光伝送路の波長
分散特性を把握し、分散補償を行うことが必要になる。
化させる主な要因の一つとして光伝送路の波長分散があ
る。この波長分散が大きい場合には信号光の波形が歪む
ので、受信側で符号間干渉により符号誤りが生じる。こ
の影響は、伝送速度が速くなるほど増加する。したがっ
て、光伝送システムを構築する際には、光伝送路の波長
分散特性を把握し、分散補償を行うことが必要になる。
【０００８】従来、システム導入時の波長分散を測定す
る手段として、図２０に示すように、ＰＭ−ＡＭ変換を
用いて光伝送路の零分散波長を測定し、それから波長分
散補償量を決定する方法がある（参考文献：富沢 他、
「ＰＭ−ＡＭ変換を用いた光ファイバの波長分散・非線
形係数同時測定法の検討」、電子情報通信学会 1995年
秋、Ｂ−735 ）。
る手段として、図２０に示すように、ＰＭ−ＡＭ変換を
用いて光伝送路の零分散波長を測定し、それから波長分
散補償量を決定する方法がある（参考文献：富沢 他、
「ＰＭ−ＡＭ変換を用いた光ファイバの波長分散・非線
形係数同時測定法の検討」、電子情報通信学会 1995年
秋、Ｂ−735 ）。
【０００９】図２０において、光送信器のモニタ光発生
手段７１から出力される波長λ1 のＣＷ光を光位相変調
手段７２に入力し、周波数ω1 で位相変調を加えたモニ
タ光を生成して伝送用光ファイバ７３に送出する。モニ
タ光は、伝送用光ファイバ７３および光増幅中継器７４
を介して伝送され、光受信器の光増幅器７５で増幅され
て光電変換手段７６に受信される。このとき、モニタ光
が伝送用光ファイバ７３から受ける波長分散により、位
相変調に応じた周波数ω1 の強度変調成分が現れる。
手段７１から出力される波長λ1 のＣＷ光を光位相変調
手段７２に入力し、周波数ω1 で位相変調を加えたモニ
タ光を生成して伝送用光ファイバ７３に送出する。モニ
タ光は、伝送用光ファイバ７３および光増幅中継器７４
を介して伝送され、光受信器の光増幅器７５で増幅され
て光電変換手段７６に受信される。このとき、モニタ光
が伝送用光ファイバ７３から受ける波長分散により、位
相変調に応じた周波数ω1 の強度変調成分が現れる。
【００１０】この強度振幅は、全伝送用光ファイバ中で
波長λ1 の光が受ける波長分散量に依存しているので、
モニタクロック検出手段７７で光電変換手段７６から出
力される電気信号から強度振幅情報を取り出せば、全伝
送用光ファイバの平均波長分散量がわかる。その情報を
波長分散補償量制御手段７８を用いてモニタ光発生手段
７１にフィードバックし、入力光波長を変えて数回同様
の測定をすることにより、光伝送システムに導入した伝
送用光ファイバに適する任意の波長を設定することがで
きる。通常は、伝送用光ファイバ全体の平均零分散波長
に合わせることにより、伝送用光ファイバの分散量を最
小にすることができる。
波長λ1 の光が受ける波長分散量に依存しているので、
モニタクロック検出手段７７で光電変換手段７６から出
力される電気信号から強度振幅情報を取り出せば、全伝
送用光ファイバの平均波長分散量がわかる。その情報を
波長分散補償量制御手段７８を用いてモニタ光発生手段
７１にフィードバックし、入力光波長を変えて数回同様
の測定をすることにより、光伝送システムに導入した伝
送用光ファイバに適する任意の波長を設定することがで
きる。通常は、伝送用光ファイバ全体の平均零分散波長
に合わせることにより、伝送用光ファイバの分散量を最
小にすることができる。
【００１１】しかし、40Ｇbit/s 以上の高速光伝送シス
テムでは、温度変動による波長分散の経時変動への対応
として、リアルタイムに波長分散を最適に補償する適応
分散等化が必要になる。システム運用中における従来の
適応分散等化法としては、図２１に示すように、信号光
とは別の波長のモニタ光を信号光と波長多重して送信
し、受信側で光分岐した波長多重光から波長フィルタで
モニタ光のみを分離し、波長分散量を測定する方法が提
案されている（参考文献：桑原 他、「ＰＭ−ＡＭ変換
効果を用いた分散変動検出による適応分散等化方式の検
討」、電子情報通信学会技術研究報告ＯＣＳ９８−
５）。
テムでは、温度変動による波長分散の経時変動への対応
として、リアルタイムに波長分散を最適に補償する適応
分散等化が必要になる。システム運用中における従来の
適応分散等化法としては、図２１に示すように、信号光
とは別の波長のモニタ光を信号光と波長多重して送信
し、受信側で光分岐した波長多重光から波長フィルタで
モニタ光のみを分離し、波長分散量を測定する方法が提
案されている（参考文献：桑原 他、「ＰＭ−ＡＭ変換
効果を用いた分散変動検出による適応分散等化方式の検
討」、電子情報通信学会技術研究報告ＯＣＳ９８−
５）。
【００１２】図２１において、信号光発生手段８１は波
長λ0 の信号光を出力する。モニタ光発生手段８２は波
長λ1 （≠λ0 ）のＣＷ光を出力し、光位相変調手段８
３はＣＷ光に周波数ω1 で位相変調を加えてモニタ光を
生成する。信号光とモニタ光は光結合手段８４で合波さ
れ、伝送用光ファイバ８５および光増幅中継器８６を介
して伝送される。このとき全伝送用光ファイバで受ける
波長分散により、信号光はパルス幅が広がり、モニタ光
には位相変調に応じた周波数ω1 の強度変調成分が現れ
る。
長λ0 の信号光を出力する。モニタ光発生手段８２は波
長λ1 （≠λ0 ）のＣＷ光を出力し、光位相変調手段８
３はＣＷ光に周波数ω1 で位相変調を加えてモニタ光を
生成する。信号光とモニタ光は光結合手段８４で合波さ
れ、伝送用光ファイバ８５および光増幅中継器８６を介
して伝送される。このとき全伝送用光ファイバで受ける
波長分散により、信号光はパルス幅が広がり、モニタ光
には位相変調に応じた周波数ω1 の強度変調成分が現れ
る。
【００１３】伝送された信号光およびモニタ光は、光受
信器の光増幅器８７で増幅されて光分岐手段８８で２分
岐され、その一方を通過波長λ1 の光バンドパスフィル
タ８９に入力することにより、信号光を伝送しながらモ
ニタ光のみを取り出すことができる。このモニタ光は光
電変換手段９０で電気信号に変換される。モニタ光の強
度振幅は、全伝送用光ファイバ中で波長λ1 の光が受け
る波長分散量に依存しているので、モニタクロック検出
手段９１で光電変換手段９０から出力される電気信号か
ら強度振幅情報を取り出せば、全伝送用光ファイバの平
均波長分散量がわかる。その情報を波長分散補償量制御
手段９２を用いてモニタ光発生手段８２にフィードバッ
クし、入力光波長を変えて数回同様の測定をすることに
より、システム運用中の零分散波長変動に追従して最適
な送信波長を設定することができる。
信器の光増幅器８７で増幅されて光分岐手段８８で２分
岐され、その一方を通過波長λ1 の光バンドパスフィル
タ８９に入力することにより、信号光を伝送しながらモ
ニタ光のみを取り出すことができる。このモニタ光は光
電変換手段９０で電気信号に変換される。モニタ光の強
度振幅は、全伝送用光ファイバ中で波長λ1 の光が受け
る波長分散量に依存しているので、モニタクロック検出
手段９１で光電変換手段９０から出力される電気信号か
ら強度振幅情報を取り出せば、全伝送用光ファイバの平
均波長分散量がわかる。その情報を波長分散補償量制御
手段９２を用いてモニタ光発生手段８２にフィードバッ
クし、入力光波長を変えて数回同様の測定をすることに
より、システム運用中の零分散波長変動に追従して最適
な送信波長を設定することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＯＴ
ＤＭ方式は、単に複数の系列のチャネルの光パルス信号
を時間軸上で多重・分離するだけであり、ＥＴＤＭのよ
うなオーバヘッドはもっていない。したがって、伝送品
質の監視やフレーム同期、多重信号チャネルの識別、さ
らに誤り訂正符号の伝送等については、これまでほとん
ど検討されていなかった。
ＤＭ方式は、単に複数の系列のチャネルの光パルス信号
を時間軸上で多重・分離するだけであり、ＥＴＤＭのよ
うなオーバヘッドはもっていない。したがって、伝送品
質の監視やフレーム同期、多重信号チャネルの識別、さ
らに誤り訂正符号の伝送等については、これまでほとん
ど検討されていなかった。
【００１５】一方、オーバヘッドや冗長ビット列を用い
ないで誤り訂正符号を伝送する方法が提案されている。
これは、主信号とは別な波長の制御用信号で誤り訂正符
号を波長多重伝送することにより、主信号の誤り訂正ビ
ット列によるビットレート上昇を抑える方法である（参
考文献：特開平１１−３２００８号公報（光伝送装
置））。例えば、図２１に示すモニタ光に制御情報を乗
せて伝送するようなものであり、この方法を用いれば、
オーバヘッドをもたないＯＴＤＭ方式でも誤り訂正が可
能となる。
ないで誤り訂正符号を伝送する方法が提案されている。
これは、主信号とは別な波長の制御用信号で誤り訂正符
号を波長多重伝送することにより、主信号の誤り訂正ビ
ット列によるビットレート上昇を抑える方法である（参
考文献：特開平１１−３２００８号公報（光伝送装
置））。例えば、図２１に示すモニタ光に制御情報を乗
せて伝送するようなものであり、この方法を用いれば、
オーバヘッドをもたないＯＴＤＭ方式でも誤り訂正が可
能となる。
【００１６】しかし、主信号と制御用信号の波長多重伝
送方法では、光増幅中継器に備えられる光バンドパスフ
ィルタで２波長を通過させる必要があるので、主信号の
ビットレートに比べて広い帯域のバンド幅が必要であっ
た。そのため、光増幅器で発生するＡＳＥ（増幅された
自然放出光）の除去効果が低下し、伝送特性が劣化する
問題がある。さらに、ビットレートが高速になるほど、
伝送用光ファイバの波長分散の影響が大きくなり、主信
号と制御用信号の２波長間の位相差が１ビットを越え、
正しく誤り訂正ができなくなる問題もある。
送方法では、光増幅中継器に備えられる光バンドパスフ
ィルタで２波長を通過させる必要があるので、主信号の
ビットレートに比べて広い帯域のバンド幅が必要であっ
た。そのため、光増幅器で発生するＡＳＥ（増幅された
自然放出光）の除去効果が低下し、伝送特性が劣化する
問題がある。さらに、ビットレートが高速になるほど、
伝送用光ファイバの波長分散の影響が大きくなり、主信
号と制御用信号の２波長間の位相差が１ビットを越え、
正しく誤り訂正ができなくなる問題もある。
【００１７】本発明は、ＯＴＤＭ信号と同じ（またはほ
ぼ同じ）波長で、伝送品質監視情報、フレーム情報、多
重信号チャネル情報等を収めたオーバヘッドに相当する
制御信号光を伝送することができる光伝送システムを提
供することを目的とする。
ぼ同じ）波長で、伝送品質監視情報、フレーム情報、多
重信号チャネル情報等を収めたオーバヘッドに相当する
制御信号光を伝送することができる光伝送システムを提
供することを目的とする。
【００１８】また、図２１に示すように、波長λ0 の信
号光と波長λ1 のモニタ光を波長多重伝送し、モニタ光
を用いて波長分散補償を行う光伝送システムでは、あく
までもモニタ光波長に対する波長分散補償であり、モニ
タ光波長と信号光波長に対する各波長分散量のずれを予
め把握し、それに基づいて信号光発生手段８１の信号光
波長を制御する必要があった。
号光と波長λ1 のモニタ光を波長多重伝送し、モニタ光
を用いて波長分散補償を行う光伝送システムでは、あく
までもモニタ光波長に対する波長分散補償であり、モニ
タ光波長と信号光波長に対する各波長分散量のずれを予
め把握し、それに基づいて信号光発生手段８１の信号光
波長を制御する必要があった。
【００１９】また、信号光波長と異なる波長のモニタ光
を波長多重伝送するために、上記のように光増幅中継器
８６には広帯域性が要求されていた。そのため、光増幅
器で発生するＡＳＥの影響が大きくなり、伝送特性が劣
化するおそれがあった。
を波長多重伝送するために、上記のように光増幅中継器
８６には広帯域性が要求されていた。そのため、光増幅
器で発生するＡＳＥの影響が大きくなり、伝送特性が劣
化するおそれがあった。
【００２０】本発明は、信号光と同じ（またはほぼ同
じ）波長のモニタ光を用いて波長分散量を監視し、シス
テム運用中でも常に最適な波長分散補償を行うことがで
きる光伝送システムを提供することを目的とする。
じ）波長のモニタ光を用いて波長分散量を監視し、シス
テム運用中でも常に最適な波長分散補償を行うことがで
きる光伝送システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１の光伝送システ
ムは、光送信器に、波長λ0 で基本周波数ｆ0 の整数倍
のビットレートｍiｆ0のＮ系列の信号光を時分割多重し
たＯＴＤＭ信号を出力する光時分割多重信号発生手段
と、ＯＴＤＭ信号の波長と等しい波長またはほぼ等しい
波長λ1 で、ＯＴＤＭ信号に同期した基本周波数ｆ0 の
整数倍のビットレートｋｆ0 または整数分の一のビット
レートｆ0 ／ｋの光パルス列をＯＴＤＭ信号の制御情報
で変調した制御信号光を発生する制御信号光発生手段
と、制御信号光の光パルス波形を時間領域で拡大し、光
ピーク強度をＯＴＤＭ信号ピーク強度に比べて十分に低
く設定した制御信号光を出力する光パルス拡大手段と、
ＯＴＤＭ信号と制御信号光を合波して伝送用光ファイバ
に送出する光結合手段とを備える。さらに、光受信器
に、伝送された光を２分岐する光分岐手段と、光分岐手
段で分岐された一方の光に含まれる制御信号光を元の光
パルス列に復元する光パルス復元手段と、光パルス復元
手段の出力光を電気信号に変換する光電変換手段と、電
気信号からＯＴＤＭ信号の光時分割多重に関する情報や
タイミングクロックその他の制御情報を抽出する制御信
号処理手段と、制御情報に応じて、光分岐手段で分岐さ
れた他方の光に含まれるＯＴＤＭ信号をＮ系列の信号光
に光時分割分離する光時分割分離手段とを備える。
ムは、光送信器に、波長λ0 で基本周波数ｆ0 の整数倍
のビットレートｍiｆ0のＮ系列の信号光を時分割多重し
たＯＴＤＭ信号を出力する光時分割多重信号発生手段
と、ＯＴＤＭ信号の波長と等しい波長またはほぼ等しい
波長λ1 で、ＯＴＤＭ信号に同期した基本周波数ｆ0 の
整数倍のビットレートｋｆ0 または整数分の一のビット
レートｆ0 ／ｋの光パルス列をＯＴＤＭ信号の制御情報
で変調した制御信号光を発生する制御信号光発生手段
と、制御信号光の光パルス波形を時間領域で拡大し、光
ピーク強度をＯＴＤＭ信号ピーク強度に比べて十分に低
く設定した制御信号光を出力する光パルス拡大手段と、
ＯＴＤＭ信号と制御信号光を合波して伝送用光ファイバ
に送出する光結合手段とを備える。さらに、光受信器
に、伝送された光を２分岐する光分岐手段と、光分岐手
段で分岐された一方の光に含まれる制御信号光を元の光
パルス列に復元する光パルス復元手段と、光パルス復元
手段の出力光を電気信号に変換する光電変換手段と、電
気信号からＯＴＤＭ信号の光時分割多重に関する情報や
タイミングクロックその他の制御情報を抽出する制御信
号処理手段と、制御情報に応じて、光分岐手段で分岐さ
れた他方の光に含まれるＯＴＤＭ信号をＮ系列の信号光
に光時分割分離する光時分割分離手段とを備える。
【００２２】請求項２の光伝送システムは、請求項１の
構成において、複数の光再生中継器の一部または全部
に、伝送された光を２分岐する光分岐手段と、光分岐手
段で分岐された一方の光に含まれるＯＴＤＭ信号を識別
再生する第１の光識別再生手段と、光分岐手段で分岐さ
れた他方の光に含まれる制御信号光を元の光パルス列に
復元する光パルス復元手段と、光パルス復元手段から出
力される制御信号光の光パルス列を識別再生する第２の
光識別再生手段と、識別再生された制御信号光の光パル
ス波形を時間領域で拡大し、光ピーク強度をＯＴＤＭ信
号ピーク強度に比べて十分に低く設定した制御信号光を
出力する光パルス拡大手段と、識別再生されたＯＴＤＭ
信号と制御信号光を合波して伝送用光ファイバに送出す
る光結合手段とを備える。
構成において、複数の光再生中継器の一部または全部
に、伝送された光を２分岐する光分岐手段と、光分岐手
段で分岐された一方の光に含まれるＯＴＤＭ信号を識別
再生する第１の光識別再生手段と、光分岐手段で分岐さ
れた他方の光に含まれる制御信号光を元の光パルス列に
復元する光パルス復元手段と、光パルス復元手段から出
力される制御信号光の光パルス列を識別再生する第２の
光識別再生手段と、識別再生された制御信号光の光パル
ス波形を時間領域で拡大し、光ピーク強度をＯＴＤＭ信
号ピーク強度に比べて十分に低く設定した制御信号光を
出力する光パルス拡大手段と、識別再生されたＯＴＤＭ
信号と制御信号光を合波して伝送用光ファイバに送出す
る光結合手段とを備える。
【００２３】請求項３，４は、制御信号光発生手段の構
成を示す。請求項５は、制御信号光の内容を示す。請求
項６は、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係を示す。
請求項７，８は、光受信器にＯＴＤＭ信号および制御信
号光を識別再生する光識別再生手段を備えた構成を示
す。
成を示す。請求項５は、制御信号光の内容を示す。請求
項６は、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係を示す。
請求項７，８は、光受信器にＯＴＤＭ信号および制御信
号光を識別再生する光識別再生手段を備えた構成を示
す。
【００２４】請求項９にの光伝送システムは、光送信器
に、波長λ0 でビットレートｆ0 の信号光を発生する信
号光発生手段と、信号光の波長と等しい波長またはほぼ
等しい波長λ1 で繰り返し周波数ｆ1 の光パルス列のモ
ニタ光を発生するモニタ光発生手段と、モニタ光の光パ
ルス波形を時間領域で拡大し、光ピーク強度を信号光ピ
ーク強度に比べて十分に低く設定したモニタ光を出力す
る光パルス拡大手段と、信号光と光パルス拡大手段から
出力されるモニタ光を合波して伝送用光ファイバに送出
する光結合手段とを備える。さらに、光受信器に、伝送
された光に波長分散を与える波長分散調整手段と、波長
分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を信号光の
受信処理を行う信号光処理手段に出力する光分岐手段
と、光分岐手段で分岐された他方の光に含まれるモニタ
光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、光
パルス復元手段の出力光を電気信号に変換する光電変換
手段と、電気信号からモニタ光のクロック成分を検出す
るモニタクロック検出手段と、クロック成分が最大にな
るように波長分散調整手段の波長分散補償量を制御する
波長分散補償量制御手段とを備える。
に、波長λ0 でビットレートｆ0 の信号光を発生する信
号光発生手段と、信号光の波長と等しい波長またはほぼ
等しい波長λ1 で繰り返し周波数ｆ1 の光パルス列のモ
ニタ光を発生するモニタ光発生手段と、モニタ光の光パ
ルス波形を時間領域で拡大し、光ピーク強度を信号光ピ
ーク強度に比べて十分に低く設定したモニタ光を出力す
る光パルス拡大手段と、信号光と光パルス拡大手段から
出力されるモニタ光を合波して伝送用光ファイバに送出
する光結合手段とを備える。さらに、光受信器に、伝送
された光に波長分散を与える波長分散調整手段と、波長
分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を信号光の
受信処理を行う信号光処理手段に出力する光分岐手段
と、光分岐手段で分岐された他方の光に含まれるモニタ
光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、光
パルス復元手段の出力光を電気信号に変換する光電変換
手段と、電気信号からモニタ光のクロック成分を検出す
るモニタクロック検出手段と、クロック成分が最大にな
るように波長分散調整手段の波長分散補償量を制御する
波長分散補償量制御手段とを備える。
【００２５】請求項１０の光伝送システムは、請求項９
の構成において、光受信器に波長分散調整手段を備える
代わりに、モニタクロック検出手段で検出されるクロッ
ク成分が最大になるように、波長分散補償量制御手段が
光送信器の信号光発生手段およびモニタ光発生手段の波
長を制御する構成である。
の構成において、光受信器に波長分散調整手段を備える
代わりに、モニタクロック検出手段で検出されるクロッ
ク成分が最大になるように、波長分散補償量制御手段が
光送信器の信号光発生手段およびモニタ光発生手段の波
長を制御する構成である。
【００２６】請求項１１の光伝送システムは、請求項９
の構成において、複数の光増幅中継器の一部または全部
に、伝送された光に波長分散を与える波長分散調整手段
と、波長分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を
伝送用光ファイバに出力する光分岐手段と、光分岐手段
で分岐された他方の光に含まれるモニタ光を元の光パル
ス列に復元する光パルス復元手段と、光パルス復元手段
の出力光を電気信号に変換する光電変換手段と、電気信
号からモニタ光のクロック成分を検出するモニタクロッ
ク検出手段と、クロック成分が最大になるように波長分
散調整手段の波長分散補償量を制御する波長分散補償量
制御手段とを備える。
の構成において、複数の光増幅中継器の一部または全部
に、伝送された光に波長分散を与える波長分散調整手段
と、波長分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を
伝送用光ファイバに出力する光分岐手段と、光分岐手段
で分岐された他方の光に含まれるモニタ光を元の光パル
ス列に復元する光パルス復元手段と、光パルス復元手段
の出力光を電気信号に変換する光電変換手段と、電気信
号からモニタ光のクロック成分を検出するモニタクロッ
ク検出手段と、クロック成分が最大になるように波長分
散調整手段の波長分散補償量を制御する波長分散補償量
制御手段とを備える。
【００２７】請求項１２は、モニタ光発生手段の構成を
示す。請求項１３は、信号光とモニタ光の偏光関係を示
す。請求項１４は、モニタクロック検出手段の構成を示
す。請求項１５は、光受信器に信号光を識別再生する光
識別再生手段を備えた構成を示す。請求項１６は、光受
信器または光増幅中継器にモニタ光を識別再生する光識
別再生手段を備えた構成を示す。
示す。請求項１３は、信号光とモニタ光の偏光関係を示
す。請求項１４は、モニタクロック検出手段の構成を示
す。請求項１５は、光受信器に信号光を識別再生する光
識別再生手段を備えた構成を示す。請求項１６は、光受
信器または光増幅中継器にモニタ光を識別再生する光識
別再生手段を備えた構成を示す。
【００２８】請求項１７，１８は、光パルス拡大手段と
光パルス復元手段の構成を示す。請求項１９は、請求項
１，２の光伝送システムの光受信器に、制御信号光をモ
ニタ光として波長分散補償を行うための構成を備えたも
のである。
光パルス復元手段の構成を示す。請求項１９は、請求項
１，２の光伝送システムの光受信器に、制御信号光をモ
ニタ光として波長分散補償を行うための構成を備えたも
のである。
【００２９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態：請求項１）図
１は、本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示
す。
１は、本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示
す。
【００３０】図において、光送信器１と光受信器２は、
伝送用光ファイバ３および光増幅中継器または光再生中
継器４を介して接続される。光送信器１は、光時分割多
重信号発生手段１１、制御信号光発生手段１２、光パル
ス拡大手段１３、光結合手段１４により構成される。光
受信器２は、光増幅器２１、光分岐手段２２、光時分割
分離手段２３、光パルス復元手段２４、光電変換手段２
５、制御信号処理手段２６により構成される。
伝送用光ファイバ３および光増幅中継器または光再生中
継器４を介して接続される。光送信器１は、光時分割多
重信号発生手段１１、制御信号光発生手段１２、光パル
ス拡大手段１３、光結合手段１４により構成される。光
受信器２は、光増幅器２１、光分岐手段２２、光時分割
分離手段２３、光パルス復元手段２４、光電変換手段２
５、制御信号処理手段２６により構成される。
【００３１】光時分割多重信号発生手段１１は、従来と
同様の構成により、波長λ0 、ビットレートΣｍiｆ0の
ＯＴＤＭ信号を出力する。制御信号光発生手段１２は、
波長λ1 （≒λ0 ）、ＯＴＤＭ信号と同期した基本周波
数の整数倍の繰り返し周波数ｋｆ0 または整数分の一の
ｆ0 ／ｋ（ｋは１以上の整数）の光パルス列を発生し、
光時分割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各チ
ャネルのビットレート、チャネルの並び方等）や伝送品
質監視情報等で強度変調または位相変調して出力する。
また、制御信号光が基本周波数の整数倍ｈｆ0 （ｈは１
以上の整数）のタイミングクロック成分をもつように強
度変調または位相変調してもよい。
同様の構成により、波長λ0 、ビットレートΣｍiｆ0の
ＯＴＤＭ信号を出力する。制御信号光発生手段１２は、
波長λ1 （≒λ0 ）、ＯＴＤＭ信号と同期した基本周波
数の整数倍の繰り返し周波数ｋｆ0 または整数分の一の
ｆ0 ／ｋ（ｋは１以上の整数）の光パルス列を発生し、
光時分割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各チ
ャネルのビットレート、チャネルの並び方等）や伝送品
質監視情報等で強度変調または位相変調して出力する。
また、制御信号光が基本周波数の整数倍ｈｆ0 （ｈは１
以上の整数）のタイミングクロック成分をもつように強
度変調または位相変調してもよい。
【００３２】制御信号光発生手段１２では、光時分割多
重信号発生手段１１とは別のパルス光源から光パルス列
を発生させてもよいし、光時分割多重信号発生手段１１
のパルス光源から光分岐手段を用いて分岐して得られる
繰り返し周波数ｆ0 の光パルス列、あるいはそれを逓倍
または分周した光パルス列を用いてもよい（請求項３，
４）。
重信号発生手段１１とは別のパルス光源から光パルス列
を発生させてもよいし、光時分割多重信号発生手段１１
のパルス光源から光分岐手段を用いて分岐して得られる
繰り返し周波数ｆ0 の光パルス列、あるいはそれを逓倍
または分周した光パルス列を用いてもよい（請求項３，
４）。
【００３３】光パルス拡大手段１３は、制御信号光の光
パルス波形を時間領域で拡大し、ＯＴＤＭ信号のピーク
強度に比べて十分に低いピーク強度を有する制御信号光
を出力する。ＯＴＤＭ信号と制御信号光は光結合手段１
４で合波され、伝送用光ファイバ３と光増幅中継器また
は光再生中継器４を介して伝送される。なお、制御信号
光にＯＴＤＭ信号のフレーム情報や誤り訂正符号等をの
せる場合には、その部分が合波時にＯＴＤＭ信号のフレ
ーム位相に合うように、光送信器１を設計する必要があ
る。
パルス波形を時間領域で拡大し、ＯＴＤＭ信号のピーク
強度に比べて十分に低いピーク強度を有する制御信号光
を出力する。ＯＴＤＭ信号と制御信号光は光結合手段１
４で合波され、伝送用光ファイバ３と光増幅中継器また
は光再生中継器４を介して伝送される。なお、制御信号
光にＯＴＤＭ信号のフレーム情報や誤り訂正符号等をの
せる場合には、その部分が合波時にＯＴＤＭ信号のフレ
ーム位相に合うように、光送信器１を設計する必要があ
る。
【００３４】また、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関
係は、光結合手段１４への入射時において任意でよい
が、特に両者が互いに直交状態になるように設定すれ
ば、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の干渉を最小にすること
ができる（請求項６）。
係は、光結合手段１４への入射時において任意でよい
が、特に両者が互いに直交状態になるように設定すれ
ば、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の干渉を最小にすること
ができる（請求項６）。
【００３５】また、光増幅中継器または光再生中継器４
の中にある光バンドパスフィルタの帯域は、ＯＴＤＭ信
号と制御信号光がほぼ同じ波長であるので最小限のもの
を用いることができる。これにより、ＯＴＤＭ信号と波
長が異なる制御信号光を用いる従来法に比べて、光増幅
器で発生するＡＳＥを効率よく遮断することができ、伝
送特性を改善することができる。
の中にある光バンドパスフィルタの帯域は、ＯＴＤＭ信
号と制御信号光がほぼ同じ波長であるので最小限のもの
を用いることができる。これにより、ＯＴＤＭ信号と波
長が異なる制御信号光を用いる従来法に比べて、光増幅
器で発生するＡＳＥを効率よく遮断することができ、伝
送特性を改善することができる。
【００３６】伝送されたＯＴＤＭ信号および制御信号光
は、光増幅器２１で光増幅された後に光分岐手段２２で
２分岐される。２分岐された一方のＯＴＤＭ信号および
制御信号光は光パルス復元手段２４に入力される。光パ
ルス復元手段２４は、時間領域に拡大された波長λ1 の
制御信号光を元の光パルス列に復元する。この光パルス
復元手段２４は、ＯＴＤＭ信号に対しては光パルス拡大
手段として働き、波長λ0 のＯＴＤＭ信号は時間領域で
波形が拡大されて出力されるので、制御信号光だけを識
別することができる。また、２分岐された他方のＯＴＤ
Ｍ信号および制御信号光は光時分割分離手段２３に入力
されるが、ＯＴＤＭ信号強度に比べて制御信号光強度は
低いままであるので、ＯＴＤＭ信号だけを識別すること
ができる。
は、光増幅器２１で光増幅された後に光分岐手段２２で
２分岐される。２分岐された一方のＯＴＤＭ信号および
制御信号光は光パルス復元手段２４に入力される。光パ
ルス復元手段２４は、時間領域に拡大された波長λ1 の
制御信号光を元の光パルス列に復元する。この光パルス
復元手段２４は、ＯＴＤＭ信号に対しては光パルス拡大
手段として働き、波長λ0 のＯＴＤＭ信号は時間領域で
波形が拡大されて出力されるので、制御信号光だけを識
別することができる。また、２分岐された他方のＯＴＤ
Ｍ信号および制御信号光は光時分割分離手段２３に入力
されるが、ＯＴＤＭ信号強度に比べて制御信号光強度は
低いままであるので、ＯＴＤＭ信号だけを識別すること
ができる。
【００３７】光パルス復元手段２４で復元された波長λ
1 の制御信号光は光電変換手段２５で電気信号に変換さ
れ、制御信号処理手段２６で制御信号光により伝送され
た光時分割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各
チャネルのビットレート、チャネルの並び方等）や伝送
品質監視情報等を読み出す。そして、その情報を光時分
割分離手段２３に送出し、伝送品質監視情報で品質劣化
が検出されたときにはアラーム信号を出力する。また、
送信側で制御信号光がタイミングクロック成分を有する
ように設定している場合には、このタイミングクロック
を抽出して光時分割分離手段２３に送出する。なお、制
御信号光にＯＴＤＭ信号のフレーム情報や誤り訂正符号
等をのせている場合には、取り出した情報を光時分割分
離手段２３に送信するタイミングがＯＴＤＭ信号のフレ
ーム位相に合うように、光受信器２を設計する必要があ
る。
1 の制御信号光は光電変換手段２５で電気信号に変換さ
れ、制御信号処理手段２６で制御信号光により伝送され
た光時分割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各
チャネルのビットレート、チャネルの並び方等）や伝送
品質監視情報等を読み出す。そして、その情報を光時分
割分離手段２３に送出し、伝送品質監視情報で品質劣化
が検出されたときにはアラーム信号を出力する。また、
送信側で制御信号光がタイミングクロック成分を有する
ように設定している場合には、このタイミングクロック
を抽出して光時分割分離手段２３に送出する。なお、制
御信号光にＯＴＤＭ信号のフレーム情報や誤り訂正符号
等をのせている場合には、取り出した情報を光時分割分
離手段２３に送信するタイミングがＯＴＤＭ信号のフレ
ーム位相に合うように、光受信器２を設計する必要があ
る。
【００３８】光時分割分離手段２３は、制御信号処理手
段２６からのタイミングクロックと光時分割分離制御信
号に従って、ＯＴＤＭ信号をＮ系列のチャネルに分離す
る。光時分割分離手段２３としては、例えば非線形光学
ループミラーを用いた光分離回路（参考文献：K.Uchiya
ma et al.,"100 Gbit/s to 6.3 Gbit/s demultiplexing
experiment using polarization-independent nonline
ar optical loop mirror", Electron.Lett., Vol.29, p
p.873-875, 1994)や、四光波混合効果を用いた光分離回
路（参考文献：P.A.Andrekson et al.,"16 Gbit/s All-
optical demultiplexing using four-wave-mixing", El
ectron.Lett., Vol.27, pp.922-924, 1991) 等を用いる
ことができる。
段２６からのタイミングクロックと光時分割分離制御信
号に従って、ＯＴＤＭ信号をＮ系列のチャネルに分離す
る。光時分割分離手段２３としては、例えば非線形光学
ループミラーを用いた光分離回路（参考文献：K.Uchiya
ma et al.,"100 Gbit/s to 6.3 Gbit/s demultiplexing
experiment using polarization-independent nonline
ar optical loop mirror", Electron.Lett., Vol.29, p
p.873-875, 1994)や、四光波混合効果を用いた光分離回
路（参考文献：P.A.Andrekson et al.,"16 Gbit/s All-
optical demultiplexing using four-wave-mixing", El
ectron.Lett., Vol.27, pp.922-924, 1991) 等を用いる
ことができる。
【００３９】これにより、ＯＴＤＭ信号と等しい波長ま
たはほぼ等しい波長の制御信号光を用いて、光時分割多
重のフレーム検出、チャネル識別、伝送品質監視、およ
びタイミングクロック等の制御情報を伝送できる光時分
割多重伝送システムを実現することができる。また、上
記の説明では、光時分割多重方式への適用について説明
したが、ＲＺやＮＲＺ等の電気段での時分割多重方式に
も同様に適用することができる。
たはほぼ等しい波長の制御信号光を用いて、光時分割多
重のフレーム検出、チャネル識別、伝送品質監視、およ
びタイミングクロック等の制御情報を伝送できる光時分
割多重伝送システムを実現することができる。また、上
記の説明では、光時分割多重方式への適用について説明
したが、ＲＺやＮＲＺ等の電気段での時分割多重方式に
も同様に適用することができる。
【００４０】（光パルス拡大手段１３、光パルス復元手
段２４の構成例：請求項１７，１８）光パルス拡大手段
１３における光パルスの拡大方法には、光符号化法と波
長分散付与法がある。光パルス復元手段２４における光
パルスの復元方法には、光パルス拡大手段１３に対応す
る光逆符号化法と逆波長分散付与法がある。
段２４の構成例：請求項１７，１８）光パルス拡大手段
１３における光パルスの拡大方法には、光符号化法と波
長分散付与法がある。光パルス復元手段２４における光
パルスの復元方法には、光パルス拡大手段１３に対応す
る光逆符号化法と逆波長分散付与法がある。
【００４１】光符号化法は、図２(a) に示すように、光
分波器３１−１で光パルスの光周波数成分を複数に分割
し、位相変調器３２−１〜３２−ｎである固定の符号列
に基づいて設定された位相変調度により各周波数成分に
異なった大きさの位相変調を加え、光合波器３４−１で
各周波数成分を合波することにより光波形を時間軸上に
広げる方法である。また、図３(a) に示すように、強度
変調器３５−１〜３５−ｎで各周波数成分に異なった大
きさの強度変調を加える方法、図４(a) に示すように、
位相変調・強度変調器３７−１〜３７−ｎで各周波数成
分に異なった大きさの位相変調かつ強度変調を加える方
法でもよい。
分波器３１−１で光パルスの光周波数成分を複数に分割
し、位相変調器３２−１〜３２−ｎである固定の符号列
に基づいて設定された位相変調度により各周波数成分に
異なった大きさの位相変調を加え、光合波器３４−１で
各周波数成分を合波することにより光波形を時間軸上に
広げる方法である。また、図３(a) に示すように、強度
変調器３５−１〜３５−ｎで各周波数成分に異なった大
きさの強度変調を加える方法、図４(a) に示すように、
位相変調・強度変調器３７−１〜３７−ｎで各周波数成
分に異なった大きさの位相変調かつ強度変調を加える方
法でもよい。
【００４２】光逆符号化法は、図２(b) に示すように、
光分波器３１−２で光パルスの光周波数成分を複数に分
割し、位相変調器３３−１〜３３−ｎで光パルス拡大手
段とは逆の符号列に基づいて設定された位相変調度によ
り各周波数成分に異なった大きさの位相変調を加え、光
合波器３４−２で各周波数成分を合波することにより光
波形を時間軸上で元に戻す方法である。また、図３(b)
に示すように、強度変調器３６−１〜３６−ｎで各周波
数成分に異なった大きさの強度変調を加える方法、図４
(b) に示すように、位相変調・強度変調器３８−１〜３
８−ｎで各周波数成分に異なった大きさの位相変調かつ
強度変調を加える方法でもよい。
光分波器３１−２で光パルスの光周波数成分を複数に分
割し、位相変調器３３−１〜３３−ｎで光パルス拡大手
段とは逆の符号列に基づいて設定された位相変調度によ
り各周波数成分に異なった大きさの位相変調を加え、光
合波器３４−２で各周波数成分を合波することにより光
波形を時間軸上で元に戻す方法である。また、図３(b)
に示すように、強度変調器３６−１〜３６−ｎで各周波
数成分に異なった大きさの強度変調を加える方法、図４
(b) に示すように、位相変調・強度変調器３８−１〜３
８−ｎで各周波数成分に異なった大きさの位相変調かつ
強度変調を加える方法でもよい。
【００４３】図２、図３、図４に示す光符号化法による
光パルス拡大手段１３および光逆符号化法による光パル
ス復元手段２４には、空間型の位相変調器（参考文献：
J.A.Salehi,"Coherent Ultrashort Light Pulse Code-D
ivision Multiple Access Communication Systems", J.
Lightwave Technol., Vol.8, No.3, pp.478-491, 1990)
や、ＰＬＣの位相変調回路（参考文献：瀧口 他、「ア
レイ導波路格子対を用いたコヒーレント光ＣＤＭＡの原
理実験」、電子情報通信学会 1998 年春、Ｃ−３−115
）を用いることができる。
光パルス拡大手段１３および光逆符号化法による光パル
ス復元手段２４には、空間型の位相変調器（参考文献：
J.A.Salehi,"Coherent Ultrashort Light Pulse Code-D
ivision Multiple Access Communication Systems", J.
Lightwave Technol., Vol.8, No.3, pp.478-491, 1990)
や、ＰＬＣの位相変調回路（参考文献：瀧口 他、「ア
レイ導波路格子対を用いたコヒーレント光ＣＤＭＡの原
理実験」、電子情報通信学会 1998 年春、Ｃ−３−115
）を用いることができる。
【００４４】波長分散付与法は、図５(a) に示すよう
に、波長分散付与手段３９で光パルスに所定の波長分散
量（Ｄ(ps/nm) ）を与えることにより、その波長分散量
に応じたパルス幅に拡大して光ピーク強度を低減する方
法である。なお、波長分散付与手段３９は、拡大したと
きの制御信号光ピーク強度がＯＴＤＭ信号ピーク強度の
１桁以上小さくなるように、十分に大きい波長分散量を
有する必要がある。さらに、拡大したときの光パルス幅
が、入力光パルス列の繰り返し周期より小さくすること
により、隣接光パルス間の干渉が少なくなり、強度変動
が小さい安定した制御信号光を生成することができる。
に、波長分散付与手段３９で光パルスに所定の波長分散
量（Ｄ(ps/nm) ）を与えることにより、その波長分散量
に応じたパルス幅に拡大して光ピーク強度を低減する方
法である。なお、波長分散付与手段３９は、拡大したと
きの制御信号光ピーク強度がＯＴＤＭ信号ピーク強度の
１桁以上小さくなるように、十分に大きい波長分散量を
有する必要がある。さらに、拡大したときの光パルス幅
が、入力光パルス列の繰り返し周期より小さくすること
により、隣接光パルス間の干渉が少なくなり、強度変動
が小さい安定した制御信号光を生成することができる。
【００４５】逆波長分散付与法は、図５(b) に示すよう
に、波長分散付与手段４０で波長分散付与手段３９の逆
符号の波長分散量（−Ｄ(ps/nm) ）を与えることによ
り、光パルス列を復元する方法である。波長分散付与手
段３９，４０には、光ファイバや、チャープ光ファイバ
グレーティング（参考文献：K.O.Hill,"Aperiodic Dist
ributed-Parameter Waveguide for Integrated Optic
s", Appl.Opt., Vol.13, No.8, pp.1853-1856, 1974)等
を用いることができる。
に、波長分散付与手段４０で波長分散付与手段３９の逆
符号の波長分散量（−Ｄ(ps/nm) ）を与えることによ
り、光パルス列を復元する方法である。波長分散付与手
段３９，４０には、光ファイバや、チャープ光ファイバ
グレーティング（参考文献：K.O.Hill,"Aperiodic Dist
ributed-Parameter Waveguide for Integrated Optic
s", Appl.Opt., Vol.13, No.8, pp.1853-1856, 1974)等
を用いることができる。
【００４６】（第２の実施形態：請求項７）図６は、本
発明の光伝送システムの第２の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光受信器２の光時分割分離手段２３の前
段に、ＯＴＤＭ信号と制御信号光が重畳された光を光領
域で識別再生する光識別再生手段２７を配置し、レベル
の低い制御信号光成分を除去し、レベルの高いＯＴＤＭ
信号成分のみを光時分割分離手段２３に入力させること
を特徴とする。これにより、信号対雑音比を改善し、伝
送特性のよい光伝送システムを実現することができる。
発明の光伝送システムの第２の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光受信器２の光時分割分離手段２３の前
段に、ＯＴＤＭ信号と制御信号光が重畳された光を光領
域で識別再生する光識別再生手段２７を配置し、レベル
の低い制御信号光成分を除去し、レベルの高いＯＴＤＭ
信号成分のみを光時分割分離手段２３に入力させること
を特徴とする。これにより、信号対雑音比を改善し、伝
送特性のよい光伝送システムを実現することができる。
【００４７】光識別再生手段２７としては、半導体を用
いた可飽和吸収体（参考文献：平野他、「超高速可飽和
吸収体型光ゲートを用いた光処理技術とその光識別、光
時分割分離回路への適用」、電子情報通信学会技術研究
報告ＯＣＳ96-129）や、非線形増幅ループミラー（ＮＡ
ＬＭ）（参考文献：M.E.Fermann et al.,"Nonlinearamp
lifiling loop mirror", Opt.Lett., Vol.15, No.13, p
p.752-754, 1990) や、光横注入型双安定レーザを用い
た２Ｒまたは３Ｒ光信号処理（参考文献：野中他、「レ
ーザ型光スイッチを用いた光信号処理」、電子情報通信
学会技術研究報告ＯＣＳ97-109）等を利用することがで
きる。
いた可飽和吸収体（参考文献：平野他、「超高速可飽和
吸収体型光ゲートを用いた光処理技術とその光識別、光
時分割分離回路への適用」、電子情報通信学会技術研究
報告ＯＣＳ96-129）や、非線形増幅ループミラー（ＮＡ
ＬＭ）（参考文献：M.E.Fermann et al.,"Nonlinearamp
lifiling loop mirror", Opt.Lett., Vol.15, No.13, p
p.752-754, 1990) や、光横注入型双安定レーザを用い
た２Ｒまたは３Ｒ光信号処理（参考文献：野中他、「レ
ーザ型光スイッチを用いた光信号処理」、電子情報通信
学会技術研究報告ＯＣＳ97-109）等を利用することがで
きる。
【００４８】また、光識別再生手段２７として、ＯＴＤ
Ｍ信号と制御信号光のピークパワーの違いによる非線形
光学効果の違いを利用する方法を用いてもよい。例え
ば、図７に示す構成のように、ＯＴＤＭ信号と制御信号
光が重畳された光を光増幅器５１で増幅して非線形光学
媒質５２に入射すると、ピークパワーの高いＯＴＤＭ信
号の方が自己位相変調や相互位相変調によるスペクトル
広がりが大きくなる（参考文献：P.V.Mamyshev, "All-O
ptical Data Regeneration Based on Self-phasemodula
tion effect", ECOC'98, Vol.1, pp.475-476, 1998)。
そこで、広がったスペクトルの一部を光バンドパスフィ
ルタ５３で切り取ることにより、制御信号光の影響が低
減されたＯＴＤＭ信号を得ることができる。
Ｍ信号と制御信号光のピークパワーの違いによる非線形
光学効果の違いを利用する方法を用いてもよい。例え
ば、図７に示す構成のように、ＯＴＤＭ信号と制御信号
光が重畳された光を光増幅器５１で増幅して非線形光学
媒質５２に入射すると、ピークパワーの高いＯＴＤＭ信
号の方が自己位相変調や相互位相変調によるスペクトル
広がりが大きくなる（参考文献：P.V.Mamyshev, "All-O
ptical Data Regeneration Based on Self-phasemodula
tion effect", ECOC'98, Vol.1, pp.475-476, 1998)。
そこで、広がったスペクトルの一部を光バンドパスフィ
ルタ５３で切り取ることにより、制御信号光の影響が低
減されたＯＴＤＭ信号を得ることができる。
【００４９】また、光識別再生手段２７でフレーム情報
やタイミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手
段２６で検出されたフレーム情報やタイミングクロック
を入力する。このような光識別再生手段２７としては、
位相感応型光増幅器（ＰＳＡ）（参考文献：特開平９−
２２２６２２公報、「光増幅器および光増幅中継伝送シ
ステム」）や、非線形光学ループミラー（ＮＯＬＭ）
（参考文献：N.J.Doran,"Nonlinear-optical loop mirr
or", Opt.Lett., Vol.13, No.1, pp.56-58, 1988) 等を
利用することができる。
やタイミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手
段２６で検出されたフレーム情報やタイミングクロック
を入力する。このような光識別再生手段２７としては、
位相感応型光増幅器（ＰＳＡ）（参考文献：特開平９−
２２２６２２公報、「光増幅器および光増幅中継伝送シ
ステム」）や、非線形光学ループミラー（ＮＯＬＭ）
（参考文献：N.J.Doran,"Nonlinear-optical loop mirr
or", Opt.Lett., Vol.13, No.1, pp.56-58, 1988) 等を
利用することができる。
【００５０】（第３の実施形態：請求項８）図８は、本
発明の光伝送システムの第３の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光受信器２の光電変換手段２５の前段
に、ＯＴＤＭ信号と制御信号光が重畳された光を光領域
で識別再生する光識別再生手段２７を配置し、光パルス
復元手段２４によりピーク強度が低くなったＯＴＤＭ信
号成分を除去し、レベルの高い制御信号光成分のみを制
御信号処理手段２６に入力させることを特徴とする。こ
れにより、制御信号光の弁別が容易になる。
発明の光伝送システムの第３の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光受信器２の光電変換手段２５の前段
に、ＯＴＤＭ信号と制御信号光が重畳された光を光領域
で識別再生する光識別再生手段２７を配置し、光パルス
復元手段２４によりピーク強度が低くなったＯＴＤＭ信
号成分を除去し、レベルの高い制御信号光成分のみを制
御信号処理手段２６に入力させることを特徴とする。こ
れにより、制御信号光の弁別が容易になる。
【００５１】光識別再生手段２７としては、第２の実施
形態に示すように半導体を用いた可飽和吸収体、非線形
増幅ループミラー（ＮＡＬＭ）、光横注入型双安定レー
ザを用いた２Ｒまたは３Ｒ光信号処理、ＯＴＤＭ信号と
制御信号光のピークパワーの違いによる非線形光学効果
の違いを利用する方法（ここではピークパワーの高い制
御信号光がスペクトル広がりを起こし、ＯＴＤＭ信号の
影響が低減された制御信号光が得られる）等を利用する
ことができる。なお、光受信器２の光時分割分離手段２
３の前段および光電変換手段２５の前段の両方に光識別
再生手段２７を配置するようにしてもよい。
形態に示すように半導体を用いた可飽和吸収体、非線形
増幅ループミラー（ＮＡＬＭ）、光横注入型双安定レー
ザを用いた２Ｒまたは３Ｒ光信号処理、ＯＴＤＭ信号と
制御信号光のピークパワーの違いによる非線形光学効果
の違いを利用する方法（ここではピークパワーの高い制
御信号光がスペクトル広がりを起こし、ＯＴＤＭ信号の
影響が低減された制御信号光が得られる）等を利用する
ことができる。なお、光受信器２の光時分割分離手段２
３の前段および光電変換手段２５の前段の両方に光識別
再生手段２７を配置するようにしてもよい。
【００５２】（第４の実施形態：請求項２）図９は、本
発明の光伝送システムの第４の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光送信器１と光受信器２とを接続する伝
送用光ファイバ３に適当な間隔で挿入される光再生中継
器４で、ＯＴＤＭ信号および制御信号光の識別再生を行
うところにある。
発明の光伝送システムの第４の実施形態を示す。本実施
形態の特徴は、光送信器１と光受信器２とを接続する伝
送用光ファイバ３に適当な間隔で挿入される光再生中継
器４で、ＯＴＤＭ信号および制御信号光の識別再生を行
うところにある。
【００５３】光再生中継器４に入力されるＯＴＤＭ信号
および制御信号光は光分岐手段２２で２分岐され、その
一方のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光パルス復元手
段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時間領
域に拡大された制御信号光を元の光パルス列に復元し、
ＯＴＤＭ信号を時間領域に拡大する。光パルス復元手段
２４としては、光送信器１の光パルス拡大手段１３に対
応させ、図２〜５に示す構成のものを用いる（請求項１
７，１８）。復元された制御信号光は光電変換手段２５
で電気信号に変換され、制御信号処理手段２６で光時分
割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各チャネル
のビットレート、チャネルの並び方等）や伝送品質監視
情報、タイミングクロック等を読み出す。
および制御信号光は光分岐手段２２で２分岐され、その
一方のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光パルス復元手
段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時間領
域に拡大された制御信号光を元の光パルス列に復元し、
ＯＴＤＭ信号を時間領域に拡大する。光パルス復元手段
２４としては、光送信器１の光パルス拡大手段１３に対
応させ、図２〜５に示す構成のものを用いる（請求項１
７，１８）。復元された制御信号光は光電変換手段２５
で電気信号に変換され、制御信号処理手段２６で光時分
割多重に関する情報（フレームの先頭位置、各チャネル
のビットレート、チャネルの並び方等）や伝送品質監視
情報、タイミングクロック等を読み出す。
【００５４】光識別再生手段２７は、光分岐手段２２で
分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を入力して
光領域で識別再生するが、ＯＴＤＭ信号強度に比べて制
御信号光強度は低いままであるので、ＯＴＤＭ信号だけ
を識別して信号対雑音比を改善することができる。ま
た、光識別再生手段２７でフレーム情報やタイミングク
ロックが必要な場合は、制御信号処理手段２６で検出さ
れたフレーム情報やタイミングクロックを入力する。
分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を入力して
光領域で識別再生するが、ＯＴＤＭ信号強度に比べて制
御信号光強度は低いままであるので、ＯＴＤＭ信号だけ
を識別して信号対雑音比を改善することができる。ま
た、光識別再生手段２７でフレーム情報やタイミングク
ロックが必要な場合は、制御信号処理手段２６で検出さ
れたフレーム情報やタイミングクロックを入力する。
【００５５】なお、前者の光識別再生手段２７には、タ
イミングクロックを用いずに低強度の光を除去するもの
であり、第２の実施形態で示したように、半導体を用い
た可飽和吸収体、非線形増幅ループミラー（ＮＡＬ
Ｍ）、光横注入型双安定レーザを用いた２Ｒまたは３Ｒ
光信号処理、ＯＴＤＭ信号と制御信号光のピークパワー
の違いによる非線形光学効果の違いを利用する方法等を
利用することができる。この光再生中継器４では、光２
Ｒ中継（等化、識別再生）を行うことができる。
イミングクロックを用いずに低強度の光を除去するもの
であり、第２の実施形態で示したように、半導体を用い
た可飽和吸収体、非線形増幅ループミラー（ＮＡＬ
Ｍ）、光横注入型双安定レーザを用いた２Ｒまたは３Ｒ
光信号処理、ＯＴＤＭ信号と制御信号光のピークパワー
の違いによる非線形光学効果の違いを利用する方法等を
利用することができる。この光再生中継器４では、光２
Ｒ中継（等化、識別再生）を行うことができる。
【００５６】また、後者の光識別再生手段２７は、外部
光クロックにより入射光の識別再生を行うものであり、
第２の実施形態で示したように、位相感応型光増幅器
（ＰＳＡ）や、非線形光学ループミラー（ＮＯＬＭ）を
利用することができる。この光再生中継器４では、制御
信号処理手段２６からのタイミングクロックを用いて、
光３Ｒ中継（等化、リタイミング、識別再生）を行うこ
とができる。
光クロックにより入射光の識別再生を行うものであり、
第２の実施形態で示したように、位相感応型光増幅器
（ＰＳＡ）や、非線形光学ループミラー（ＮＯＬＭ）を
利用することができる。この光再生中継器４では、制御
信号処理手段２６からのタイミングクロックを用いて、
光３Ｒ中継（等化、リタイミング、識別再生）を行うこ
とができる。
【００５７】このようにして識別再生されたＯＴＤＭ信
号には制御信号光が含まれていないので、改めて制御信
号光を生成し、ＯＴＤＭ信号に多重化して伝送用光ファ
イバに送出する必要がある。制御信号発生手段２８は、
制御信号処理手段２６で抽出したタイミングクロックを
基に、波長λ1 （≒λ0 ）の光パルス列を発生し、制御
信号処理手段２６で検出した光時分割多重に関する情報
や伝送品質監視情報等で強度変調または位相変調して出
力する。
号には制御信号光が含まれていないので、改めて制御信
号光を生成し、ＯＴＤＭ信号に多重化して伝送用光ファ
イバに送出する必要がある。制御信号発生手段２８は、
制御信号処理手段２６で抽出したタイミングクロックを
基に、波長λ1 （≒λ0 ）の光パルス列を発生し、制御
信号処理手段２６で検出した光時分割多重に関する情報
や伝送品質監視情報等で強度変調または位相変調して出
力する。
【００５８】なお、請求項２における制御信号光を識別
再生する第２の光識別再生手段は、ここでは光電変換手
段２５、制御信号処理手段２６、制御信号光発生手段２
８に対応する。
再生する第２の光識別再生手段は、ここでは光電変換手
段２５、制御信号処理手段２６、制御信号光発生手段２
８に対応する。
【００５９】制御信号発生手段２８から出力される識別
再生された制御信号光は、光パルス拡大手段２９で光パ
ルス波形が時間領域に拡大され、ＯＴＤＭ信号のピーク
強度に比べて十分に低いピーク強度を有する制御信号光
に変換される。このようにして識別再生されたＯＴＤＭ
信号と制御信号光は光結合手段３０で合波され、光増幅
器２１で光増幅された後に伝送用光ファイバ３に送出さ
れる。このとき、ＯＴＤＭ信号のフレームの先頭位置と
制御信号光のフレームの先頭位置は所定の関係に設定さ
れる。また、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係は、
光結合手段３０への入射時に互いに直交状態になるよう
に設定してもよい（請求項６）。また、光増幅器２１
は、光分岐手段２２の前段またはその両方に配置しても
よい。
再生された制御信号光は、光パルス拡大手段２９で光パ
ルス波形が時間領域に拡大され、ＯＴＤＭ信号のピーク
強度に比べて十分に低いピーク強度を有する制御信号光
に変換される。このようにして識別再生されたＯＴＤＭ
信号と制御信号光は光結合手段３０で合波され、光増幅
器２１で光増幅された後に伝送用光ファイバ３に送出さ
れる。このとき、ＯＴＤＭ信号のフレームの先頭位置と
制御信号光のフレームの先頭位置は所定の関係に設定さ
れる。また、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係は、
光結合手段３０への入射時に互いに直交状態になるよう
に設定してもよい（請求項６）。また、光増幅器２１
は、光分岐手段２２の前段またはその両方に配置しても
よい。
【００６０】（第５の実施形態：請求項２）図１０は、
本発明の光伝送システムの第５の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第４の実施形態と同様に、光再生中継
器４でＯＴＤＭ信号および制御信号光の識別再生を行う
ところにあるが、制御信号光の識別再生方法が第４の実
施形態と異なる。
本発明の光伝送システムの第５の実施形態を示す。本実
施形態の特徴は、第４の実施形態と同様に、光再生中継
器４でＯＴＤＭ信号および制御信号光の識別再生を行う
ところにあるが、制御信号光の識別再生方法が第４の実
施形態と異なる。
【００６１】光再生中継器４に入力されるＯＴＤＭ信号
および制御信号光は光分岐手段２２−１で２分岐され、
その一方のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光パルス復
元手段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時
間領域に拡大された制御信号光を元の光パルス列に復元
し、ＯＴＤＭ信号を時間領域に拡大する。光パルス復元
手段２４としては、光送信器１の光パルス拡大手段１３
に対応させ、図２〜５に示す構成のものを用いる（請求
項１７，１８）。このＯＴＤＭ信号および復元された制
御信号光は光分岐手段２２−２で２分岐され、その一方
のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光電変換手段２５で
電気信号に変換され、制御信号処理手段２６でタイミン
グクロック等が読み出される。
および制御信号光は光分岐手段２２−１で２分岐され、
その一方のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光パルス復
元手段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時
間領域に拡大された制御信号光を元の光パルス列に復元
し、ＯＴＤＭ信号を時間領域に拡大する。光パルス復元
手段２４としては、光送信器１の光パルス拡大手段１３
に対応させ、図２〜５に示す構成のものを用いる（請求
項１７，１８）。このＯＴＤＭ信号および復元された制
御信号光は光分岐手段２２−２で２分岐され、その一方
のＯＴＤＭ信号および制御信号光が光電変換手段２５で
電気信号に変換され、制御信号処理手段２６でタイミン
グクロック等が読み出される。
【００６２】光識別再生手段２７−２は、光分岐手段２
２−２で分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を
入力して光領域で識別再生するが、制御信号光強度に比
べてＯＴＤＭ信号強度は低いので、制御信号光だけを識
別することができる。また、光識別再生手段２７−２で
タイミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手段
２６で検出されたタイミングクロックを入力する。
２−２で分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を
入力して光領域で識別再生するが、制御信号光強度に比
べてＯＴＤＭ信号強度は低いので、制御信号光だけを識
別することができる。また、光識別再生手段２７−２で
タイミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手段
２６で検出されたタイミングクロックを入力する。
【００６３】光識別再生手段２７−１は、光分岐手段２
２−１で分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を
入力して光領域で識別再生するが、ＯＴＤＭ信号強度に
比べて制御信号光強度は低いままであるので、ＯＴＤＭ
信号だけを識別して信号対雑音比を改善することができ
る。また、光識別再生手段２７−１でフレーム情報やタ
イミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手段２
６で検出されたフレーム情報やタイミングクロックを入
力する。以上の光識別再生手段２７−１，２７−２は、
第４の実施形態と同様のものを用いることができる。
２−１で分岐された他方のＯＴＤＭ信号と制御信号光を
入力して光領域で識別再生するが、ＯＴＤＭ信号強度に
比べて制御信号光強度は低いままであるので、ＯＴＤＭ
信号だけを識別して信号対雑音比を改善することができ
る。また、光識別再生手段２７−１でフレーム情報やタ
イミングクロックが必要な場合は、制御信号処理手段２
６で検出されたフレーム情報やタイミングクロックを入
力する。以上の光識別再生手段２７−１，２７−２は、
第４の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００６４】なお、請求項２における制御信号光を識別
再生する第２の光識別再生手段は、ここでは光分岐手段
２２−２、光電変換手段２５、制御信号処理手段２６、
光識別再生手段２７−２に対応する。
再生する第２の光識別再生手段は、ここでは光分岐手段
２２−２、光電変換手段２５、制御信号処理手段２６、
光識別再生手段２７−２に対応する。
【００６５】光識別再生手段２７−２で識別再生された
制御信号光は、光パルス拡大手段２９で光パルス波形が
時間領域で拡大され、ＯＴＤＭ信号のピーク強度に比べ
て十分に低いピーク強度を有する制御信号光に変換され
る。このようにして識別再生されたＯＴＤＭ信号と制御
信号光は光結合手段３０で合波され、光増幅器２１で光
増幅された後に伝送用光ファイバ３に送出される。この
とき、ＯＴＤＭ信号のフレームの先頭位置と制御信号光
のフレームの先頭位置は所定の関係に設定される。ま
た、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係は、光結合手
段３０への入射時に互いに直交状態になるように設定し
てもよい（請求項６）。また、光増幅器２１は、光分岐
手段２２の前段またはその両方に配置してもよい。
制御信号光は、光パルス拡大手段２９で光パルス波形が
時間領域で拡大され、ＯＴＤＭ信号のピーク強度に比べ
て十分に低いピーク強度を有する制御信号光に変換され
る。このようにして識別再生されたＯＴＤＭ信号と制御
信号光は光結合手段３０で合波され、光増幅器２１で光
増幅された後に伝送用光ファイバ３に送出される。この
とき、ＯＴＤＭ信号のフレームの先頭位置と制御信号光
のフレームの先頭位置は所定の関係に設定される。ま
た、ＯＴＤＭ信号と制御信号光の偏光関係は、光結合手
段３０への入射時に互いに直交状態になるように設定し
てもよい（請求項６）。また、光増幅器２１は、光分岐
手段２２の前段またはその両方に配置してもよい。
【００６６】以上示した実施形態の構成は、ＯＴＤＭ信
号に制御信号光を符号分割多重方式（ＣＤＭ）または分
散分割多重方式（ＤＤＭ）により多重して伝送し、受信
側で制御信号用の符号または分散量を選択することによ
り制御信号光だけを抽出し、その中にディジタルデータ
として含まれる制御信号を読み取る構成である。このＯ
ＴＤＭ信号と制御信号光の関係と、図２１に示す波長分
散を測定する構成の信号光とモニタ光の関係とを対応さ
せれば、信号光とモニタ光を等しい波長またはほぼ等し
い波長で多重伝送することが可能となる。以下、この場
合の実施形態について説明する。なお、上記の各実施形
態における制御信号光を以下に示す各実施形態のモニタ
光として用いることも可能である（請求項１９）。
号に制御信号光を符号分割多重方式（ＣＤＭ）または分
散分割多重方式（ＤＤＭ）により多重して伝送し、受信
側で制御信号用の符号または分散量を選択することによ
り制御信号光だけを抽出し、その中にディジタルデータ
として含まれる制御信号を読み取る構成である。このＯ
ＴＤＭ信号と制御信号光の関係と、図２１に示す波長分
散を測定する構成の信号光とモニタ光の関係とを対応さ
せれば、信号光とモニタ光を等しい波長またはほぼ等し
い波長で多重伝送することが可能となる。以下、この場
合の実施形態について説明する。なお、上記の各実施形
態における制御信号光を以下に示す各実施形態のモニタ
光として用いることも可能である（請求項１９）。
【００６７】（第６の実施形態：請求項９）図１１は、
本発明の光伝送システムの第６の実施形態を示す。図に
おいて、光送信器１と光受信器２は、伝送用光ファイバ
３および光増幅中継器５を介して接続される。光送信器
１は、信号光発生手段１５、モニタ光発生手段１６、光
パルス拡大手段１３、光結合手段１４により構成され
る。光受信器２は、光増幅器２１、波長分散調整手段４
１、光分岐手段２２、信号光処理手段４２、光パルス復
元手段２４、光電変換手段２５、モニタクロック検出手
段４３、波長分散補償量制御手段４４により構成され
る。
本発明の光伝送システムの第６の実施形態を示す。図に
おいて、光送信器１と光受信器２は、伝送用光ファイバ
３および光増幅中継器５を介して接続される。光送信器
１は、信号光発生手段１５、モニタ光発生手段１６、光
パルス拡大手段１３、光結合手段１４により構成され
る。光受信器２は、光増幅器２１、波長分散調整手段４
１、光分岐手段２２、信号光処理手段４２、光パルス復
元手段２４、光電変換手段２５、モニタクロック検出手
段４３、波長分散補償量制御手段４４により構成され
る。
【００６８】信号光発生手段１５は、波長λ0 、ビット
レートｆ0 の信号光を出力する。モニタ光発生手段１６
は、波長λ1 （≒λ0 ）、繰り返し周波数ｆ1 （＜
ｆ0 ）の光パルス列を出力する。光パルス拡大手段１３
は、光パルス列の波形を時間領域で拡大し、信号光ピー
ク強度に比べて十分に低いピーク強度を有するモニタ光
を出力する。信号光とモニタ光は光結合手段１４で合波
され、伝送用光ファイバ３および光増幅中継器５を介し
て伝送される。このとき、光増幅中継器５の中にある光
バンドパスフィルタの帯域は、信号光とモニタ光がほぼ
同じ波長であるので最小限のものを用いることができ
る。これにより、信号光と波長が異なるモニタ光を用い
る従来法に比べて、光増幅器で発生するＡＳＥを効率よ
く遮断することができ、伝送特性を改善することができ
る。
レートｆ0 の信号光を出力する。モニタ光発生手段１６
は、波長λ1 （≒λ0 ）、繰り返し周波数ｆ1 （＜
ｆ0 ）の光パルス列を出力する。光パルス拡大手段１３
は、光パルス列の波形を時間領域で拡大し、信号光ピー
ク強度に比べて十分に低いピーク強度を有するモニタ光
を出力する。信号光とモニタ光は光結合手段１４で合波
され、伝送用光ファイバ３および光増幅中継器５を介し
て伝送される。このとき、光増幅中継器５の中にある光
バンドパスフィルタの帯域は、信号光とモニタ光がほぼ
同じ波長であるので最小限のものを用いることができ
る。これにより、信号光と波長が異なるモニタ光を用い
る従来法に比べて、光増幅器で発生するＡＳＥを効率よ
く遮断することができ、伝送特性を改善することができ
る。
【００６９】なお、信号光発生手段１５は、時分割多重
方式であればＲＺ、ＮＲＺ等の変調方式には依存しな
い。また、光時分割多重方式にも適用できる。モニタ光
発生手段１６は、信号光発生手段１５とは別のパルス光
源を用いてもよいし、信号光発生手段１５としてパルス
光源を用いている場合には、光分岐手段を用いて分岐し
て得られる繰り返し周波数ｆ0 の光パルス列、またはそ
の１／ｎ分周であるｆ0／ｎの光パルス列を用いてもよ
い（請求項１２）。
方式であればＲＺ、ＮＲＺ等の変調方式には依存しな
い。また、光時分割多重方式にも適用できる。モニタ光
発生手段１６は、信号光発生手段１５とは別のパルス光
源を用いてもよいし、信号光発生手段１５としてパルス
光源を用いている場合には、光分岐手段を用いて分岐し
て得られる繰り返し周波数ｆ0 の光パルス列、またはそ
の１／ｎ分周であるｆ0／ｎの光パルス列を用いてもよ
い（請求項１２）。
【００７０】また、信号光とモニタ光の偏光関係は、光
結合手段１４への入射時において任意でよいが、特に両
者が互いに直交状態になるように設定すれば、信号光と
モニタ光の干渉を最小にすることができる（請求項１
３）。
結合手段１４への入射時において任意でよいが、特に両
者が互いに直交状態になるように設定すれば、信号光と
モニタ光の干渉を最小にすることができる（請求項１
３）。
【００７１】伝送された信号光およびモニタ光は、光増
幅器２１で光増幅された後に波長分散調整手段４１で波
長分散補償され、光分岐手段２２で２分岐される。２分
岐された一方の信号光およびモニタ光は光パルス復元手
段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時間領
域に拡大された波長λ1 のモニタ光を元の光パルス列に
復元する。この光パルス復元手段２４は、信号光に対し
ては光パルス拡大手段として働き、波長λ0 の信号光は
時間領域で波形が拡大されて出力されるので、モニタ光
だけを識別することができる。また、２分岐された他方
の信号光およびモニタ光は信号光処理手段４２に入力さ
れるが、信号光強度に比べてモニタ光強度は低いままで
あるので、信号光だけを識別することができる。
幅器２１で光増幅された後に波長分散調整手段４１で波
長分散補償され、光分岐手段２２で２分岐される。２分
岐された一方の信号光およびモニタ光は光パルス復元手
段２４に入力される。光パルス復元手段２４は、時間領
域に拡大された波長λ1 のモニタ光を元の光パルス列に
復元する。この光パルス復元手段２４は、信号光に対し
ては光パルス拡大手段として働き、波長λ0 の信号光は
時間領域で波形が拡大されて出力されるので、モニタ光
だけを識別することができる。また、２分岐された他方
の信号光およびモニタ光は信号光処理手段４２に入力さ
れるが、信号光強度に比べてモニタ光強度は低いままで
あるので、信号光だけを識別することができる。
【００７２】光パルス復元手段２４で復元された波長λ
1 のモニタ光は光電変換手段２５で電気信号に変換さ
れ、モニタクロック検出手段４３でモニタ光のクロック
成分が検出される。波長分散補償量制御手段４４は、検
出されたクロック成分が最大になるように波長分散調整
手段４１の波長分散量を制御する。
1 のモニタ光は光電変換手段２５で電気信号に変換さ
れ、モニタクロック検出手段４３でモニタ光のクロック
成分が検出される。波長分散補償量制御手段４４は、検
出されたクロック成分が最大になるように波長分散調整
手段４１の波長分散量を制御する。
【００７３】なお、光パルス拡大手段１３および光パル
ス復元手段２５は、上述した実施形態の制御信号光に対
する図２〜５に示す構成のものをそのまま用いることが
できる（請求項１７，１８）。
ス復元手段２５は、上述した実施形態の制御信号光に対
する図２〜５に示す構成のものをそのまま用いることが
できる（請求項１７，１８）。
【００７４】（モニタクロック検出手段４３の構成例：
請求項１４）図１２は、モニタクロック検出手段４３の
構成例を示す。図において、モニタクロック検出手段４
３は、電気信号を分岐する分岐器４６、直流成分を抽出
するローパスフィルタ４７−０、モニタ光のパルス繰り
返し周波数成分（ｆ1 ）を抽出するローパスフィルタ４
７−１、モニタ光のパルス繰り返し周波数成分の高調波
成分（Ｎｆ1 、Ｎは２以上の整数）を抽出するローパス
フィルタ４７−Ｎ、信号処理回路４８により構成され
る。
請求項１４）図１２は、モニタクロック検出手段４３の
構成例を示す。図において、モニタクロック検出手段４
３は、電気信号を分岐する分岐器４６、直流成分を抽出
するローパスフィルタ４７−０、モニタ光のパルス繰り
返し周波数成分（ｆ1 ）を抽出するローパスフィルタ４
７−１、モニタ光のパルス繰り返し周波数成分の高調波
成分（Ｎｆ1 、Ｎは２以上の整数）を抽出するローパス
フィルタ４７−Ｎ、信号処理回路４８により構成され
る。
【００７５】モニタ光は光パルス列であるので、光電変
換手段２５から出力される電気信号の電力スペクトル
は、図１２(b) に示すようにモニタ光のパルス繰り返し
周波数成分（ｆ1 ）と、パルス幅に相当する高調波成分
（Ｎｆ1 ）を有する。例えば、パルス幅３ｐｓでパルス
繰り返し周波数１ＧHzの光パルス列の場合には、光電変
換した後の電力スペクトルは、直流成分とパルス幅３ｐ
ｓに相当する約 100ＧHzまでのびている。各ローパスフ
ィルタ４７−０〜４７−Ｎは、この電気信号から直流成
分と繰り返し周波数成分（またはその高調波成分）を検
出し、信号処理回路４８は、繰り返し周波数成分電力Ｐ
(f1)（または高調波成分電力Ｐ(Nf1) ）と直流成分電力
Ｐ(0) の比Ｐ(f1)／Ｐ(0)（またはＰ(Nf1)／Ｐ(0))をク
ロック成分として出力する。波長分散補償量制御手段４
４は、モニタクロック検出手段４３から出力されるクロ
ック成分が最大になるように波長分散調整手段４１を制
御する。
換手段２５から出力される電気信号の電力スペクトル
は、図１２(b) に示すようにモニタ光のパルス繰り返し
周波数成分（ｆ1 ）と、パルス幅に相当する高調波成分
（Ｎｆ1 ）を有する。例えば、パルス幅３ｐｓでパルス
繰り返し周波数１ＧHzの光パルス列の場合には、光電変
換した後の電力スペクトルは、直流成分とパルス幅３ｐ
ｓに相当する約 100ＧHzまでのびている。各ローパスフ
ィルタ４７−０〜４７−Ｎは、この電気信号から直流成
分と繰り返し周波数成分（またはその高調波成分）を検
出し、信号処理回路４８は、繰り返し周波数成分電力Ｐ
(f1)（または高調波成分電力Ｐ(Nf1) ）と直流成分電力
Ｐ(0) の比Ｐ(f1)／Ｐ(0)（またはＰ(Nf1)／Ｐ(0))をク
ロック成分として出力する。波長分散補償量制御手段４
４は、モニタクロック検出手段４３から出力されるクロ
ック成分が最大になるように波長分散調整手段４１を制
御する。
【００７６】なお、モニタ光の短光パルス波形は、伝送
用光ファイバの波長分散の変動で大きく変化するので、
モニタクロック検出手段４３で検出されるクロック成分
のうち、特に高次の高調波成分ほど敏感に変動し、図１
２(c) に示すように、Ｐ(f1)／Ｐ(0) よりＰ(Nf1)／Ｐ
(0)の方が波長分散の変化に対してより急激に電力比が
低下する。したがって、例えばシステム導入時には、波
長分散のダイナミックレンジが大きいＰ(f1)／Ｐ(0) を
用いて最適波長分散補償量を探す。そして、システム運
用時には、Ｐ(Nf1)／Ｐ(0)を用いて精度よく伝送用光フ
ァイバの波長分散適応等化を行うようにする。このよう
に、本発明によれば、システム導入時およびシステム運
用時のいずれでも、常に受信側で最適な波長分散補償を
行うことができる。
用光ファイバの波長分散の変動で大きく変化するので、
モニタクロック検出手段４３で検出されるクロック成分
のうち、特に高次の高調波成分ほど敏感に変動し、図１
２(c) に示すように、Ｐ(f1)／Ｐ(0) よりＰ(Nf1)／Ｐ
(0)の方が波長分散の変化に対してより急激に電力比が
低下する。したがって、例えばシステム導入時には、波
長分散のダイナミックレンジが大きいＰ(f1)／Ｐ(0) を
用いて最適波長分散補償量を探す。そして、システム運
用時には、Ｐ(Nf1)／Ｐ(0)を用いて精度よく伝送用光フ
ァイバの波長分散適応等化を行うようにする。このよう
に、本発明によれば、システム導入時およびシステム運
用時のいずれでも、常に受信側で最適な波長分散補償を
行うことができる。
【００７７】波長分散調整手段４１としては、チャープ
光ファイバグレーティングの波長分散特性を温度または
張力・応力で変化させる方法（参考文献：加藤 他、
「チャープグレーティングによる補償量および動作波長
可変分散補償器の検討」、電子情報通信学会 1998 年
春、Ｂ−10−126 ）等を用いることができる。
光ファイバグレーティングの波長分散特性を温度または
張力・応力で変化させる方法（参考文献：加藤 他、
「チャープグレーティングによる補償量および動作波長
可変分散補償器の検討」、電子情報通信学会 1998 年
春、Ｂ−10−126 ）等を用いることができる。
【００７８】なお、波長分散調整手段４１の波長分散量
を制御するための構成として、モニタクロック検出手段
４３および波長分散補償量制御手段４４に代えて、モニ
タ光のＱ値を測定する方法でもよい。すなわち、モニタ
光をサンプリングして光強度のヒストグラムを求め、こ
のヒストグラムより時間平均化した信号対雑音比係数を
Ｑ値としてモニタし、このＱ値が良好な値を示すように
波長分散調整手段４１の波長分散量を制御してもよい
（参考文献：特願平１０−２２９６５９、「光信号品質
モニタ」）。
を制御するための構成として、モニタクロック検出手段
４３および波長分散補償量制御手段４４に代えて、モニ
タ光のＱ値を測定する方法でもよい。すなわち、モニタ
光をサンプリングして光強度のヒストグラムを求め、こ
のヒストグラムより時間平均化した信号対雑音比係数を
Ｑ値としてモニタし、このＱ値が良好な値を示すように
波長分散調整手段４１の波長分散量を制御してもよい
（参考文献：特願平１０−２２９６５９、「光信号品質
モニタ」）。
【００７９】（第７の実施形態：請求項１０）図１３
は、本発明の光伝送システムの第７の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第６の実施形態が光受信器２の波
長分散調整手段４１で波長分散補償を行うのに対して、
波長分散補償量制御手段４４から出力される制御信号を
光送信器１の信号光発生手段１５およびモニタ光発生手
段１６にフィードバックし、信号光の波長λ0 およびモ
ニタ光の波長λ1 を同時に変化させることにより波長分
散補償を行うところにある。
は、本発明の光伝送システムの第７の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第６の実施形態が光受信器２の波
長分散調整手段４１で波長分散補償を行うのに対して、
波長分散補償量制御手段４４から出力される制御信号を
光送信器１の信号光発生手段１５およびモニタ光発生手
段１６にフィードバックし、信号光の波長λ0 およびモ
ニタ光の波長λ1 を同時に変化させることにより波長分
散補償を行うところにある。
【００８０】モニタ光の光パルス波形を時間領域に拡大
して伝送し、受信側でそれを元の光パルスに戻し、その
クロック成分が最大になるように制御する構成は第６の
実施形態と同様である。なお、本実施形態では、信号光
の波長λ0 とモニタ光の波長λ1 が等しいかほぼ等しく
設定されるので、モニタ光に対する波長分散補償を行う
ことにより同時に信号光に対する波長分散補償を行うこ
とができる。
して伝送し、受信側でそれを元の光パルスに戻し、その
クロック成分が最大になるように制御する構成は第６の
実施形態と同様である。なお、本実施形態では、信号光
の波長λ0 とモニタ光の波長λ1 が等しいかほぼ等しく
設定されるので、モニタ光に対する波長分散補償を行う
ことにより同時に信号光に対する波長分散補償を行うこ
とができる。
【００８１】また、第６の実施形態と第７の実施形態を
組み合わせ、光受信器２の波長分散調整手段４１による
波長分散補償と、信号光の波長λ0 およびモニタ光の波
長λ 1 の制御を同時に行うようにしてもよい。
組み合わせ、光受信器２の波長分散調整手段４１による
波長分散補償と、信号光の波長λ0 およびモニタ光の波
長λ 1 の制御を同時に行うようにしてもよい。
【００８２】（第８の実施形態：請求項１５）図１４
は、本発明の光伝送システムの第８の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、光受信器２の信号光処理手段４２
の前段に光識別再生手段２７を配置し、レベルの低いモ
ニタ光成分を除去し、レベルの高い信号光成分のみを信
号光処理手段４２に入力させることを特徴とする。これ
により、伝送特性のよい光伝送システムを実現すること
ができる。本実施形態は、第６の実施形態の光受信器２
に適用した構成例を示すが、第７の実施形態の光受信器
２にも同様に適用することができる。
は、本発明の光伝送システムの第８の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、光受信器２の信号光処理手段４２
の前段に光識別再生手段２７を配置し、レベルの低いモ
ニタ光成分を除去し、レベルの高い信号光成分のみを信
号光処理手段４２に入力させることを特徴とする。これ
により、伝送特性のよい光伝送システムを実現すること
ができる。本実施形態は、第６の実施形態の光受信器２
に適用した構成例を示すが、第７の実施形態の光受信器
２にも同様に適用することができる。
【００８３】光識別再生手段２７としては、上述した半
導体を用いた可飽和吸収体、非線形増幅ループミラー
（ＮＡＬＭ）、光横注入型双安定レーザを用いた２Ｒま
たは３Ｒ光信号処理等を利用することができる。また、
図７に示すような構成により、信号光とモニタ光のピー
クパワーの違いによる非線形光学効果の違いを利用する
方法を用いてもよい。
導体を用いた可飽和吸収体、非線形増幅ループミラー
（ＮＡＬＭ）、光横注入型双安定レーザを用いた２Ｒま
たは３Ｒ光信号処理等を利用することができる。また、
図７に示すような構成により、信号光とモニタ光のピー
クパワーの違いによる非線形光学効果の違いを利用する
方法を用いてもよい。
【００８４】（第９の実施形態：請求項１６）図１５
は、本発明の光伝送システムの第９の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、光受信器２の光電変換手段２５の
前段に光識別再生手段２７を配置し、光パルス復元手段
２４によりピーク強度が低くなった信号光成分を除去
し、レベルの高いモニタ光成分のみをモニタクロック検
出手段４３に入力させることを特徴とする。これによ
り、モニタ光の弁別が容易になる。光識別再生手段２７
としては、上述した半導体を用いた可飽和吸収、非線形
増幅ループミラー、光横注入型双安定レーザを用いた２
Ｒまたは３Ｒ光信号処理、信号光とモニタ光のピークパ
ワーの違いによる非線形光学効果の違いを利用する方法
等を利用することができる。
は、本発明の光伝送システムの第９の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、光受信器２の光電変換手段２５の
前段に光識別再生手段２７を配置し、光パルス復元手段
２４によりピーク強度が低くなった信号光成分を除去
し、レベルの高いモニタ光成分のみをモニタクロック検
出手段４３に入力させることを特徴とする。これによ
り、モニタ光の弁別が容易になる。光識別再生手段２７
としては、上述した半導体を用いた可飽和吸収、非線形
増幅ループミラー、光横注入型双安定レーザを用いた２
Ｒまたは３Ｒ光信号処理、信号光とモニタ光のピークパ
ワーの違いによる非線形光学効果の違いを利用する方法
等を利用することができる。
【００８５】本実施形態は、第６の実施形態の光受信器
２に適用した構成例を示すが、第７の実施形態の光受信
器２にも同様に適用することができる。また、光受信器
２の信号光処理手段４２の前段および光電変換手段２５
の前段の両方に光識別再生手段２７を配置するようにし
てもよい。
２に適用した構成例を示すが、第７の実施形態の光受信
器２にも同様に適用することができる。また、光受信器
２の信号光処理手段４２の前段および光電変換手段２５
の前段の両方に光識別再生手段２７を配置するようにし
てもよい。
【００８６】（第１０の実施形態：請求項１１）図１６
は、本発明の光伝送システムの第１０の実施形態を示
す。本実施形態の特徴は、光送信器１と光受信器２とを
接続する伝送用光ファイバ３に適当な間隔で挿入される
光増幅中継器５で波長分散補償を行うところにある。本
実施形態の光増幅中継器５において波長分散補償を行う
構成は、第６の実施形態で示した光受信器と同様の構成
である。すなわち、光増幅器２１、波長分散調整手段４
１、光分岐手段２２、光パルス復元手段２４、光電変換
手段２５、モニタクロック検出手段４３、波長分散補償
量制御手段４４により構成され、パルス幅が拡大された
モニタ光を元の光パルス列に復元し、そのクロック成分
が最大になるように波長分散補償量を制御する。
は、本発明の光伝送システムの第１０の実施形態を示
す。本実施形態の特徴は、光送信器１と光受信器２とを
接続する伝送用光ファイバ３に適当な間隔で挿入される
光増幅中継器５で波長分散補償を行うところにある。本
実施形態の光増幅中継器５において波長分散補償を行う
構成は、第６の実施形態で示した光受信器と同様の構成
である。すなわち、光増幅器２１、波長分散調整手段４
１、光分岐手段２２、光パルス復元手段２４、光電変換
手段２５、モニタクロック検出手段４３、波長分散補償
量制御手段４４により構成され、パルス幅が拡大された
モニタ光を元の光パルス列に復元し、そのクロック成分
が最大になるように波長分散補償量を制御する。
【００８７】なお、第９の実施形態のように、光電変換
手段２５の前段に光識別再生手段を配置し、レベルの高
いモニタ光成分のみをモニタクロック検出手段４３に入
力させるようにしてもよい（請求項１６）。
手段２５の前段に光識別再生手段を配置し、レベルの高
いモニタ光成分のみをモニタクロック検出手段４３に入
力させるようにしてもよい（請求項１６）。
【００８８】また、図１７に示すように、波長分散量が
可変の第１の波長分散調整手段４１−１を光分岐手段２
２の前段に備え、波長分散量が固定の第２の波長分散調
整手段４１−２を光パルス復元手段２４の前段に備え、
２つの波長分散調整手段を介して分散補償され、さらに
光パルス復元手段２４で元の光パルス列に復元されたモ
ニタ光のクロック成分が最大になるように、波長分散補
償量制御手段４４が第１の波長分散調整手段４１−１の
波長分散補償量を制御する。
可変の第１の波長分散調整手段４１−１を光分岐手段２
２の前段に備え、波長分散量が固定の第２の波長分散調
整手段４１−２を光パルス復元手段２４の前段に備え、
２つの波長分散調整手段を介して分散補償され、さらに
光パルス復元手段２４で元の光パルス列に復元されたモ
ニタ光のクロック成分が最大になるように、波長分散補
償量制御手段４４が第１の波長分散調整手段４１−１の
波長分散補償量を制御する。
【００８９】このとき、信号光について、パルス幅がタ
イムスロットの約60％に設定されるように調整すること
により、光増幅中継器５から伝送用光ファイバ３に送出
される信号光のピーク強度を抑えるプリブロードニング
法（参考文献：特願平１０−１３５３３７、「光増幅中
継システム」）が適用できる。これにより、自己位相変
調やビット間四光波混合等の非線形光学効果の影響を低
減し、伝送距離の長距離化を図ることができる。
イムスロットの約60％に設定されるように調整すること
により、光増幅中継器５から伝送用光ファイバ３に送出
される信号光のピーク強度を抑えるプリブロードニング
法（参考文献：特願平１０−１３５３３７、「光増幅中
継システム」）が適用できる。これにより、自己位相変
調やビット間四光波混合等の非線形光学効果の影響を低
減し、伝送距離の長距離化を図ることができる。
【００９０】なお、以上示した第６，第８，第９の実施
形態における光受信器２や、第１０の実施形態における
光増幅中継器５において、光増幅器２１と波長分散調整
手段４１の配置を入れ替えてもよい。
形態における光受信器２や、第１０の実施形態における
光増幅中継器５において、光増幅器２１と波長分散調整
手段４１の配置を入れ替えてもよい。
【００９１】ところで、特開平８−３２１８０５号公報
（光伝送システム、光多重伝送システム及びその周辺技
術）には、主信号に振幅変調や位相変調によって制御信
号を重畳し、受信側でその制御信号を利用して分散補償
やチャネル識別を行う技術が示されている。これに対し
て本発明の光伝送システムは、ＯＴＤＭ信号（または信
号光）に制御信号光（またはモニタ光）を符号分割多重
方式（ＣＤＭ）または分散分割多重方式（ＤＤＭ）によ
り多重して伝送し、受信側で符号または分散量を選択す
ることにより制御信号光（モニタ光）を抽出し、その中
にディジタルデータとして含まれる制御信号を読み取る
構成であり、まず主信号に対する制御信号の多重化方法
が異なっている。さらに、本発明の光伝送システムで
は、いわばフレームヘッダの情報を主信号に多重して伝
送することができ、クロックや強度変化などのアナログ
情報からでは行うことができない誤り訂正などの制御も
行うことが可能である。
（光伝送システム、光多重伝送システム及びその周辺技
術）には、主信号に振幅変調や位相変調によって制御信
号を重畳し、受信側でその制御信号を利用して分散補償
やチャネル識別を行う技術が示されている。これに対し
て本発明の光伝送システムは、ＯＴＤＭ信号（または信
号光）に制御信号光（またはモニタ光）を符号分割多重
方式（ＣＤＭ）または分散分割多重方式（ＤＤＭ）によ
り多重して伝送し、受信側で符号または分散量を選択す
ることにより制御信号光（モニタ光）を抽出し、その中
にディジタルデータとして含まれる制御信号を読み取る
構成であり、まず主信号に対する制御信号の多重化方法
が異なっている。さらに、本発明の光伝送システムで
は、いわばフレームヘッダの情報を主信号に多重して伝
送することができ、クロックや強度変化などのアナログ
情報からでは行うことができない誤り訂正などの制御も
行うことが可能である。
【００９２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光伝送シ
ステムは、ＯＴＤＭ信号と同じ波長またはほぼ同じ波長
で、伝送品質監視情報、フレーム情報、多重信号チャネ
ル情報等を収めたオーバヘッドに相当する制御用信号を
伝送することができる。また、光増幅中継器または光再
生中継器では、ＯＴＤＭ信号および制御信号光が通過す
る必要最小限の帯域の光バンドパスフィルタを用いるこ
とができ、光増幅器で発生するＡＳＥの影響の少ない高
い伝送特性を実現することができる。
ステムは、ＯＴＤＭ信号と同じ波長またはほぼ同じ波長
で、伝送品質監視情報、フレーム情報、多重信号チャネ
ル情報等を収めたオーバヘッドに相当する制御用信号を
伝送することができる。また、光増幅中継器または光再
生中継器では、ＯＴＤＭ信号および制御信号光が通過す
る必要最小限の帯域の光バンドパスフィルタを用いるこ
とができ、光増幅器で発生するＡＳＥの影響の少ない高
い伝送特性を実現することができる。
【００９３】さらに、光再生中継器ごとにＯＴＤＭ信号
および制御信号光の信号対雑音比を改善することによ
り、自己位相変調やビット間四光波混合等の非線形光学
効果の影響を低減でき、伝送距離の長距離化を図ること
ができる。
および制御信号光の信号対雑音比を改善することによ
り、自己位相変調やビット間四光波混合等の非線形光学
効果の影響を低減でき、伝送距離の長距離化を図ること
ができる。
【００９４】また、本発明の光伝送システムは、信号光
と同じ波長またはほぼ同じ波長のモニタ光を用いて波長
分散補償量を監視し、常に最適値に制御することができ
る。さらに、光増幅中継器では信号光およびモニタ光が
通過する必要最小限の帯域の光バンドパスフィルタを用
いることができ、光増幅器で発生するＡＳＥの影響の少
ない高い伝送特性を実現することができる。
と同じ波長またはほぼ同じ波長のモニタ光を用いて波長
分散補償量を監視し、常に最適値に制御することができ
る。さらに、光増幅中継器では信号光およびモニタ光が
通過する必要最小限の帯域の光バンドパスフィルタを用
いることができ、光増幅器で発生するＡＳＥの影響の少
ない高い伝送特性を実現することができる。
【図１】本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】光パルス拡大手段１３および光パルス復元手段
２４の第１の構成例（符号化法）を示す図。
２４の第１の構成例（符号化法）を示す図。
【図３】光パルス拡大手段１３および光パルス復元手段
２４の第２の構成例（符号化法）を示す図。
２４の第２の構成例（符号化法）を示す図。
【図４】光パルス拡大手段１３および光パルス復元手段
２４の第３の構成例（符号化法）を示す図。
２４の第３の構成例（符号化法）を示す図。
【図５】光パルス拡大手段１３および光パルス復元手段
２４の第４の構成例（波長分散付与法）を示す図。
２４の第４の構成例（波長分散付与法）を示す図。
【図６】本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示
すブロック図。
すブロック図。
【図７】光識別再生手段２７の構成例を示す図。
【図８】本発明の光伝送システムの第３の実施形態を示
すブロック図。
すブロック図。
【図９】本発明の光伝送システムの第４の実施形態を示
すブロック図。
すブロック図。
【図１０】本発明の光伝送システムの第５の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図１１】本発明の光伝送システムの第６の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図１２】モニタクロック検出手段４３の構成例を示す
図。
図。
【図１３】本発明の光伝送システムの第７の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図１４】本発明の光伝送システムの第８の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図１５】本発明の光伝送システムの第９の実施形態を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図１６】本発明の光伝送システムの第１０の実施形態
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図１７】第１０の実施形態におけるプリブロードニン
グ法の構成例を示す図。
グ法の構成例を示す図。
【図１８】光時分割多重信号発生手段の構成例（並列
型）を示す図。
型）を示す図。
【図１９】光時分割多重信号発生手段の構成例（直列
型）を示す図。
型）を示す図。
【図２０】光伝送システムの波長分散を測定する従来の
第１の構成例を示すブロック図。
第１の構成例を示すブロック図。
【図２１】光伝送システムの波長分散を測定する従来の
第２の構成例を示すブロック図。
第２の構成例を示すブロック図。
１ 光送信器 ２ 光受信器 ３ 伝送用光ファイバ ４ 光増幅中継器または光再生中継器 ５ 光増幅中継器 １１ 光時分割多重信号発生手段 １２ 制御信号光発生手段 １３ 光パルス拡大手段 １４ 光結合手段 １５ 信号光発生手段 １６ モニタ光発生手段 ２１ 光増幅器 ２２ 光分岐手段 ２３ 光時分割分離手段 ２４ 光パルス復元手段 ２５ 光電変換手段 ２６ 制御信号処理手段 ２７ 光識別再生手段 ２８ 制御信号光発生手段 ２９ 光パルス拡大手段 ３０ 光結合手段 ３１ 光分波器 ３２，３３ 位相変調器 ３４ 光合波器 ３５，３６ 強度変調器 ３７，３８ 位相変調・強度変調器 ３９，４０ 波長分散付与手段 ４１ 波長分散調整手段 ４２ 信号光処理手段 ４３ モニタクロック検出手段 ４４ 波長分散補償量制御手段 ４６ 分岐器 ４７ ローパスフィルタ ４８ 信号処理回路 ５１ 光増幅器 ５２ 非線形光学媒質 ５３ 光バンドパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 3/00 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｍ // Ｈ０４Ｂ 3/46 (72)発明者 山林 由明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 鎌谷 修 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 野中 弘二 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 内山 健太郎 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB13 EA30 HA16 5K002 AA06 BA04 BA05 CA01 CA13 CA16 DA03 FA01 5K028 BB08 DD04 FF05 FF13 MM05 MM09 MM12 MM14 NN32 TT02 5K042 BA01 CA10 CA15 DA00 EA05 FA06 FA25 JA01 JA03 LA08 MA02 NA04
Claims (19)
- 【請求項１】 直列に接続された複数の伝送用光ファイ
バと光増幅中継器または光再生中継器を介して、光送信
器から送信された信号光を光受信器に伝送する光伝送シ
ステムにおいて、 前記光送信器は、 波長λ0 で、基本周波数ｆ0 の整数倍のビットレートｍ
iｆ0（ｉ＝1,2,…,N、ｍi は１以上の整数）のＮ系列
（Ｎは２以上の整数）の信号光を時分割多重した光時分
割多重信号（以下「ＯＴＤＭ信号」という）を出力する
光時分割多重信号発生手段と、 前記ＯＴＤＭ信号の波長と等しい波長またはほぼ等しい
波長λ1 で、前記ＯＴＤＭ信号に同期した基本周波数ｆ
0 の整数倍のビットレートｋｆ0 または整数分の一のビ
ットレートｆ0 ／ｋの光パルス列を、前記ＯＴＤＭ信号
の制御情報で変調した制御信号光を発生する制御信号光
発生手段と、 前記制御信号光の光パルス波形を時間領域で拡大し、光
ピーク強度を前記ＯＴＤＭ信号ピーク強度に比べて十分
に低く設定した制御信号光を出力する光パルス拡大手段
と、 前記ＯＴＤＭ信号と前記光パルス拡大手段から出力され
る制御信号光を合波して前記伝送用光ファイバに送出す
る光結合手段とを備え、 前記光受信器は、 伝送された光を２分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された一方の光に含まれる制御信
号光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、 前記光パルス復元手段の出力光を電気信号に変換する光
電変換手段と、 前記電気信号から前記ＯＴＤＭ信号の光時分割多重に関
する情報やタイミングクロックその他の制御情報を抽出
する制御信号処理手段と、 前記制御情報に応じて、前記光分岐手段で分岐された他
方の光に含まれるＯＴＤＭ信号をＮ系列の信号光に光時
分割分離する光時分割分離手段とを備えたことを特徴と
する光伝送システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光伝送システムにおい
て、 前記複数の光再生中継器の一部または全部は、 伝送された光を２分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された一方の光に含まれるＯＴＤ
Ｍ信号を識別再生する第１の光識別再生手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の光に含まれる制御信
号光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、 前記光パルス復元手段から出力される制御信号光を識別
再生する第２の光識別再生手段と、 前記識別再生された制御信号光の光パルス波形を時間領
域で拡大し、光ピーク強度を前記ＯＴＤＭ信号ピーク強
度に比べて十分に低く設定した制御信号光を出力する光
パルス拡大手段と、 前記識別再生されたＯＴＤＭ信号と前記光パルス拡大手
段から出力された制御信号光を合波して前記伝送用光フ
ァイバに送出する光結合手段とを備えたことを特徴とす
る光伝送システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光伝送システムにおい
て、 前記制御信号光発生手段は、 前記ＯＴＤＭ信号と同期した基本周波数ｆ0 の整数倍の
ビットレートｋｆ0 または整数分の一のビットレートｆ
0 ／ｋの光パルス列を発生するパルス光源と、 前記光パルス列を制御情報で強度変調または位相変調し
た制御信号光を出力する強度変調器または位相変調器と
を備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光伝送システムにおい
て、 前記制御信号光発生手段は、 前記光時分割多重信号発生手段の光源から出力される基
本周波数ｆ0 の光パルス列を分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された光パルス列を逓倍または分
周して繰り返し周波数ｋｆ0 またはｆ0 ／ｋの光パルス
列を出力する分周器または逓倍器と、 前記光パルス列を制御情報で強度変調または位相変調し
た制御信号光を出力する強度変調器または位相変調器と
を備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送
システムにおいて、 前記制御信号光は、光時分割多重のフレーム情報、多重
信号チャネル情報、誤り訂正情報、伝送品質監視情報の
少なくとも１つを含む制御情報で前記光パルス列を変調
して生成する構成であり、 前記制御信号処理手段は、前記光時分割多重のフレーム
情報、多重信号チャネル情報、誤り訂正情報、伝送品質
監視情報の少なくとも１つを読み取る構成であることを
特徴とする光伝送システム。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の光伝送
システムにおいて、 前記ＯＴＤＭ信号と前記制御信号光の偏光関係が、前記
光結合手段への入射時に直交状態であることを特徴とす
る光伝送システム。 - 【請求項７】 請求項１に記載の光伝送システムにおい
て、 前記光受信器の光時分割分離手段の前段に、光ピーク強
度の高いＯＴＤＭ信号のみを出力する光識別再生手段を
備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項８】 請求項１に記載の光伝送システムにおい
て、 前記光受信器の光電変換手段の前段に、光ピーク強度の
高い制御信号光のみを出力する光識別再生手段を備えた
ことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項９】 直列に接続された複数の伝送用光ファイ
バおよび光増幅中継器を介して、光送信器から送信され
た信号光を光受信器に伝送する光伝送システムにおい
て、 前記光送信器は、 波長λ0 でビットレートｆ0 の信号光を発生する信号光
発生手段と、 前記信号光の波長と等しい波長またはほぼ等しい波長λ
1 で繰り返し周波数ｆ 1 の光パルス列のモニタ光を発生
するモニタ光発生手段と、 前記モニタ光の光パルス波形を時間領域で拡大し、光ピ
ーク強度を前記信号光ピーク強度に比べて十分に低く設
定したモニタ光を出力する光パルス拡大手段と、 前記信号光と前記光パルス拡大手段から出力されるモニ
タ光を合波して前記伝送用光ファイバに送出する光結合
手段とを備え、 前記光受信器は、 伝送された光に波長分散を与える波長分散調整手段と、 前記波長分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を
前記信号光の受信処理を行う信号光処理手段に出力する
光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の光に含まれるモニタ
光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、 前記光パルス復元手段の出力光を電気信号に変換する光
電変換手段と、 前記電気信号から前記モニタ光のクロック成分を検出す
るモニタクロック検出手段と、 前記クロック成分が最大になるように前記波長分散調整
手段の波長分散補償量を制御する波長分散補償量制御手
段とを備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の光伝送システムにお
いて、 前記光受信器に波長分散調整手段を備える代わりに、前
記モニタクロック検出手段で検出されるクロック成分が
最大になるように、前記波長分散補償量制御手段が前記
光送信器の信号光発生手段およびモニタ光発生手段の波
長を制御する構成であることを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項１１】 請求項９に記載の光伝送システムにお
いて、 前記複数の光増幅中継器の一部または全部は、 伝送された光に波長分散を与える波長分散調整手段と、 前記波長分散調整手段の出力光を２分岐し、その一方を
伝送用光ファイバに出力する光分岐手段と、 前記光分岐手段で分岐された他方の光に含まれるモニタ
光を元の光パルス列に復元する光パルス復元手段と、 前記光パルス復元手段の出力光を電気信号に変換する光
電変換手段と、 前記電気信号から前記モニタ光のクロック成分を検出す
るモニタクロック検出手段と、 前記クロック成分が最大になるように前記波長分散調整
手段の波長分散補償量を制御する波長分散補償量制御手
段とを備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１２】 請求項９または請求項１０に記載の光
伝送システムにおいて、 前記モニタ光発生手段は、前記信号光発生手段の光源か
ら出力される繰り返し周波数ｆ0 の光パルス列を分岐
し、その光パルス列またはそれを１／ｎ分周した繰り返
し周波数ｆ0 ／ｎの光パルス列を用いる構成であること
を特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１３】 請求項９または請求項１０に記載の光
伝送システムにおいて、 前記信号光と前記モニタ光の偏光関係が、前記光結合手
段への入射時に直交状態であることを特徴とする光伝送
システム。 - 【請求項１４】 請求項９，１０，１１のいずれかに記
載の光伝送システムにおいて、 前記モニタクロック検出手段は、光電変換手段が出力す
る電気信号から、直流成分と、モニタ光の繰り返し周波
数成分（f1）またはその高調波成分（Ｎf1：Ｎは２以上
の整数）を検出し、繰り返し周波数成分電力Ｐ(f1)また
は高調波成分電力Ｐ(Nf1) と直流成分電力Ｐ(0) の比Ｐ
(f1)／Ｐ(0) またはＰ(Nf1)／Ｐ(0)をクロック成分とし
て出力する構成であることを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項１５】 請求項９または請求項１０に記載の光
伝送システムにおいて、 前記光受信器の信号光処理手段の前段に、光ピーク強度
の高い信号光のみを出力する光識別再生手段を備えたこ
とを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１６】 請求項９，１０，１１のいずれかに記
載の光伝送システムにおいて、 前記光受信器または前記光増幅中継器の光電変換手段の
前段に、光ピーク強度の高いモニタ光のみを出力する光
識別再生手段を備えたことを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項１７】 請求項１，２，９〜１１のいずれかに
記載の光伝送システムにおいて、 前記光パルス拡大手段は、光パルスの光周波数成分を複
数に分割し、ある固定の符号列に基づいて設定された位
相変調度、または強度変調度、または位相変調度かつ強
度変調度で、各周波数成分に異なった大きさの位相変
調、または強度変調、または位相変調かつ強度変調を加
え、各周波数成分を合波して光波形を時間軸上で拡大し
た制御信号光またはモニタ光を出力する構成であり、 前記光パルス復元手段は、前記制御信号光またはモニタ
光の光周波数成分を複数に分割し、前記光パルス拡大手
段とは逆の符号列に基づいて設定された位相変調度、ま
たは強度変調度、または位相変調度かつ強度変調度で、
各周波数成分に異なった大きさの位相変調、または強度
変調、または位相変調かつ強度変調を加え、各周波数成
分を合波して光波形を時間軸上で元に戻した光パルス列
を出力する構成であることを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項１８】 請求項１，２，９〜１１のいずれかに
記載の光伝送システムにおいて、 前記光パルス拡大手段は、光パルスのパルス幅を十分に
拡大するだけの波長分散量（Ｄ（ps/nm)）を有する第１
の波長分散付与手段を用いた構成であり、 前記光パルス復元手段は、前記光パルス拡大手段とは逆
の符号の波長分散量（−Ｄ（ps/nm)）を有する第２の波
長分散付与手段を用いた構成であることを特徴とする光
伝送システム。 - 【請求項１９】 請求項１または請求項２に記載の光伝
送システムにおいて、 前記光受信器または前記光再生中継器は、さらに、 前記光分岐手段の前段に配置され、伝送された光に波長
分散を与える波長分散調整手段と、 前記光電変換手段から出力される電気信号から前記制御
信号光のクロック成分を検出するモニタクロック検出手
段と、 前記クロック成分が最大になるように前記波長分散調整
手段の波長分散補償量を制御する波長分散補償量制御手
段とを備えたことを特徴とする光伝送システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08226699A JP3288023B2 (ja) | 1998-10-27 | 1999-03-25 | 光伝送システム |
| US09/422,726 US6587242B1 (en) | 1998-10-27 | 1999-10-22 | Optical transmission system |
| EP99402642A EP0998066B1 (en) | 1998-10-27 | 1999-10-25 | Transmission system for optical time division multiplexed signal |
| DE69935054T DE69935054T2 (de) | 1998-10-27 | 1999-10-25 | Übertragungssystem für ein optisches Zeitmultiplexsignal |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30584298 | 1998-10-27 | ||
| JP10-305842 | 1998-10-27 | ||
| JP10-305843 | 1998-10-27 | ||
| JP30584398 | 1998-10-27 | ||
| JP08226699A JP3288023B2 (ja) | 1998-10-27 | 1999-03-25 | 光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000201137A true JP2000201137A (ja) | 2000-07-18 |
| JP3288023B2 JP3288023B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=27303868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08226699A Expired - Fee Related JP3288023B2 (ja) | 1998-10-27 | 1999-03-25 | 光伝送システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6587242B1 (ja) |
| EP (1) | EP0998066B1 (ja) |
| JP (1) | JP3288023B2 (ja) |
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