JP2001148660A - 光信号発生回路および光伝送路 - Google Patents
光信号発生回路および光伝送路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光信号を、より安定に、より長距離伝送させ
ることが可能な光伝送路を提供する。 【解決手段】 第１の発明では、光ＮＲＺ信号を２分岐
し、一方をクロック抽出回路に、他方をＥＡ変調器に与
える。ＥＡ変調器は与えられたクロック成分で駆動され
るため、出力として光ＲＺ信号が得られる。第２の発明
では、光ＮＲＺ信号によって、ＲＺパルス列に、相互位
相変調による非線型位相シフトを生じさせて、光ＮＲＺ
信号に対応するＲＺパルスのみを抽出する。第３の発明
では、光パルスを伝送する光ファイバ伝送路の前段に第
１の、そして後段に第２の分散補償手段を設ける。第１
の分散補償手段中で誘起される非線型チャープにより、
光ファイバ伝送路中でのパルス拡がりを抑制する。
ることが可能な光伝送路を提供する。 【解決手段】 第１の発明では、光ＮＲＺ信号を２分岐
し、一方をクロック抽出回路に、他方をＥＡ変調器に与
える。ＥＡ変調器は与えられたクロック成分で駆動され
るため、出力として光ＲＺ信号が得られる。第２の発明
では、光ＮＲＺ信号によって、ＲＺパルス列に、相互位
相変調による非線型位相シフトを生じさせて、光ＮＲＺ
信号に対応するＲＺパルスのみを抽出する。第３の発明
では、光パルスを伝送する光ファイバ伝送路の前段に第
１の、そして後段に第２の分散補償手段を設ける。第１
の分散補償手段中で誘起される非線型チャープにより、
光ファイバ伝送路中でのパルス拡がりを抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、全光型の、ＮＲ
Ｚ信号からＲＺまたはソリトン信号へのフォーマット変
換回路に関するものである。また、そのようにして変換
されたＲＺまたはソリトン信号を伝送するに適した光伝
送路に関するものである。この光伝送路は、より詳細に
は、光ファイバ伝送路において伝送路の分散値を適切に
設定することにより、長距離の伝送を安定して行う光フ
ァイバ伝送路である。
Ｚ信号からＲＺまたはソリトン信号へのフォーマット変
換回路に関するものである。また、そのようにして変換
されたＲＺまたはソリトン信号を伝送するに適した光伝
送路に関するものである。この光伝送路は、より詳細に
は、光ファイバ伝送路において伝送路の分散値を適切に
設定することにより、長距離の伝送を安定して行う光フ
ァイバ伝送路である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ伝送路を用いて行なう光通信
システムには、今後、全光信号処理回路が必須になると
考えられる。現在研究されている全光信号処理回路で
は、光時間多重との相性の良さから、光信号の形式には
ＲＺ信号が用いられている。そして将来の超高速信号処
理のために、全光型のＮＲＺ／ＲＺ変換技術も必要にな
ると考えられる。
システムには、今後、全光信号処理回路が必須になると
考えられる。現在研究されている全光信号処理回路で
は、光時間多重との相性の良さから、光信号の形式には
ＲＺ信号が用いられている。そして将来の超高速信号処
理のために、全光型のＮＲＺ／ＲＺ変換技術も必要にな
ると考えられる。
【０００３】以下、ＮＲＺ信号をＲＺ信号へ変換する、
いわゆるトランスポンダの一般的な構成について説明す
る。たとえば米山他、「遅延マッハツェンダ干渉計を用
いた10Gbit/s、ＮＲＺ信号からの全光クロック抽出」、
１９９８年電子情報通信学会総合大会論文集、通信２、
B-10-145（文献１）に記載されているように、ＮＲＺ信
号は遅延マッハツェンダ（ＭＺ）干渉計に入力されて２
分岐され、互いに長さの異なる光路を伝搬して、再度合
成される。この際、遅延ＭＺ干渉計の２つの出力ポート
からは、合成和の光信号と、打ち消しあった差分の光信
号とがそれぞれ出力される。このうち、差分の光信号
は、入力された光信号のクロック成分を有しているの
で、同一周波数帯に同期範囲を持つ半導体モード同期レ
ーザーに入力し、光注入同期を施すことで、ＲＺクロッ
ク成分が抽出される。
いわゆるトランスポンダの一般的な構成について説明す
る。たとえば米山他、「遅延マッハツェンダ干渉計を用
いた10Gbit/s、ＮＲＺ信号からの全光クロック抽出」、
１９９８年電子情報通信学会総合大会論文集、通信２、
B-10-145（文献１）に記載されているように、ＮＲＺ信
号は遅延マッハツェンダ（ＭＺ）干渉計に入力されて２
分岐され、互いに長さの異なる光路を伝搬して、再度合
成される。この際、遅延ＭＺ干渉計の２つの出力ポート
からは、合成和の光信号と、打ち消しあった差分の光信
号とがそれぞれ出力される。このうち、差分の光信号
は、入力された光信号のクロック成分を有しているの
で、同一周波数帯に同期範囲を持つ半導体モード同期レ
ーザーに入力し、光注入同期を施すことで、ＲＺクロッ
ク成分が抽出される。
【０００４】しかし、この場合は光信号のＲＺクロック
成分のみが抽出され、ＮＲＺ光信号に含まれるデジタル
パターンまでは再現されない。また、上記文献１では半
導体モード同期レーザー（ＭＬＬＤ）を用いているが、
ＭＬＬＤのくり返し周波数（周波数の同期範囲）は、レ
ーザーの共振器長でほぼ決定される。現状のＭＬＬＤ
は、半導体チップをへき開することで共振器長を所望の
長さとしており、システムの使用周波数に適合した半導
体モード同期レーザーを得ることは、通常のレーザー素
子よりも困難である。
成分のみが抽出され、ＮＲＺ光信号に含まれるデジタル
パターンまでは再現されない。また、上記文献１では半
導体モード同期レーザー（ＭＬＬＤ）を用いているが、
ＭＬＬＤのくり返し周波数（周波数の同期範囲）は、レ
ーザーの共振器長でほぼ決定される。現状のＭＬＬＤ
は、半導体チップをへき開することで共振器長を所望の
長さとしており、システムの使用周波数に適合した半導
体モード同期レーザーを得ることは、通常のレーザー素
子よりも困難である。
【０００５】次に、こうして生成されたＲＺ信号やソリ
トン信号を伝送する光ファイバ伝送路について説明す
る。
トン信号を伝送する光ファイバ伝送路について説明す
る。
【０００６】従来、たとえば伝送ファイバに、その伝送
ファイバとは逆符号の波長分散を持つ分散補償ファイバ
などを接続して構成される光伝送路が知られている。こ
のような光伝送路中を伝搬する、いわゆる分散マネージ
ド・ソリトンを安定化する方法として、たとえば「4x20
Gbit/s soliton WDM transmission over 2000 Km with
100 Km dispersion-compensated spans of standard f
iber」、Electron. Lett. 33 No.14 p1234（１９９７年
発行。文献２）に開示されている方法が知られている。
この文献２は、光短パルスが伝送路に入射する前に該パ
ルスにチャープを施す、いわゆるプリ・チャープ法を開
示している。
ファイバとは逆符号の波長分散を持つ分散補償ファイバ
などを接続して構成される光伝送路が知られている。こ
のような光伝送路中を伝搬する、いわゆる分散マネージ
ド・ソリトンを安定化する方法として、たとえば「4x20
Gbit/s soliton WDM transmission over 2000 Km with
100 Km dispersion-compensated spans of standard f
iber」、Electron. Lett. 33 No.14 p1234（１９９７年
発行。文献２）に開示されている方法が知られている。
この文献２は、光短パルスが伝送路に入射する前に該パ
ルスにチャープを施す、いわゆるプリ・チャープ法を開
示している。
【０００７】しかし上記文献２に開示されるようなシス
テムでは、伝送路の出口では常に線形のアップチャープ
をした光パルスが伝搬することになる。従って、伝送路
の出口での安定な光パルスの幅は、その光パルスが生成
された直後の幅よりも広くなっている。幅の広い光パル
スは、光伝送システムにおいて、より高いビットレート
を実現する際には不都合である。また、プリ・チャープ
法において、必要なプリチャープの量は分散補償ファイ
バの性質により決定される。この方法を光波長多重伝送
に応用する場合、分散補償ファイバに分散スロープがあ
ると波長毎にチャープ量が変動し、伝送路設計が困難に
なる。
テムでは、伝送路の出口では常に線形のアップチャープ
をした光パルスが伝搬することになる。従って、伝送路
の出口での安定な光パルスの幅は、その光パルスが生成
された直後の幅よりも広くなっている。幅の広い光パル
スは、光伝送システムにおいて、より高いビットレート
を実現する際には不都合である。また、プリ・チャープ
法において、必要なプリチャープの量は分散補償ファイ
バの性質により決定される。この方法を光波長多重伝送
に応用する場合、分散補償ファイバに分散スロープがあ
ると波長毎にチャープ量が変動し、伝送路設計が困難に
なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、光ＮＲＺ
信号を光ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換す
るための、簡単な構成で信頼性が高い光ＮＲＺ／ＲＺ変
換器が要求されている。また、こうして生成された光パ
ルスが安定に伝搬される光伝送路が要求されている。
信号を光ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換す
るための、簡単な構成で信頼性が高い光ＮＲＺ／ＲＺ変
換器が要求されている。また、こうして生成された光パ
ルスが安定に伝搬される光伝送路が要求されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の実施形
態の光信号発生回路では、入力された光ＮＲＺ信号が、
光カプラにて２分岐され、その一方がクロック抽出回路
に与えられる。また、他方はＥＡ変調器に与えられる。
クロック抽出回路は、光ＮＲＺ信号からクロック成分を
抽出して、これをＥＡ変調器に与える。ＥＡ変調器は与
えられたクロック成分で駆動されるため、出力として光
ＲＺ信号が得られる。この時、ＥＡ変調器の前段に遅延
回路を設け、タイミングを調整することが望ましい。さ
らに、ＥＡ変調器の出力を遅延回路にフィードバック
し、遅延量を制御することが望ましい。
態の光信号発生回路では、入力された光ＮＲＺ信号が、
光カプラにて２分岐され、その一方がクロック抽出回路
に与えられる。また、他方はＥＡ変調器に与えられる。
クロック抽出回路は、光ＮＲＺ信号からクロック成分を
抽出して、これをＥＡ変調器に与える。ＥＡ変調器は与
えられたクロック成分で駆動されるため、出力として光
ＲＺ信号が得られる。この時、ＥＡ変調器の前段に遅延
回路を設け、タイミングを調整することが望ましい。さ
らに、ＥＡ変調器の出力を遅延回路にフィードバック
し、遅延量を制御することが望ましい。
【００１０】次に、この発明の第２の実施形態の光信号
発生回路は、第１の導波路と、第２の導波路とを有す
る。これら２本の導波路は、それぞれの一部が近接して
結合導波路領域が形成されている。そして、この第１の
導波路に、同一の波長を有する光ＮＲＺ信号と、ＲＺパ
ルス列とが入力される。すると、結合領域において、光
ＮＲＺ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調による
非線型位相シフトが生じる。この結果、ＲＺパルス列を
構成する個々のＲＺパルスのうち、光ＮＲＺ信号に対応
するＲＺパルスのみが、第１の導波路から出力される。
発生回路は、第１の導波路と、第２の導波路とを有す
る。これら２本の導波路は、それぞれの一部が近接して
結合導波路領域が形成されている。そして、この第１の
導波路に、同一の波長を有する光ＮＲＺ信号と、ＲＺパ
ルス列とが入力される。すると、結合領域において、光
ＮＲＺ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調による
非線型位相シフトが生じる。この結果、ＲＺパルス列を
構成する個々のＲＺパルスのうち、光ＮＲＺ信号に対応
するＲＺパルスのみが、第１の導波路から出力される。
【００１１】この時、光ＮＲＺ信号と、ＲＺパルス列と
の波長を異ならせ、第１の導波路の出力端に光バンドパ
スフィルタを配置すれば、第１の導波路の出力端に漏れ
出てきた光ＮＲＺ信号を除去することができる。さら
に、第２の導波路の出力端に受信器を設け、光ＮＲＺ信
号に対応しないＲＺパルスを受信して、光信号発生回路
の動作をモニタすることもできる。
の波長を異ならせ、第１の導波路の出力端に光バンドパ
スフィルタを配置すれば、第１の導波路の出力端に漏れ
出てきた光ＮＲＺ信号を除去することができる。さら
に、第２の導波路の出力端に受信器を設け、光ＮＲＺ信
号に対応しないＲＺパルスを受信して、光信号発生回路
の動作をモニタすることもできる。
【００１２】次に、この発明の第３の実施形態の光信号
発生回路は、Ｙ分岐光導波路を有する。このＹ分岐光導
波路中には、信号光の基本モードおよび１次モードが伝
搬する。よって、信号光の入力される点からＹ分岐点ま
での長さを適切に設定すれば、両モードの干渉により、
Ｙ分岐のいずれか一方のみに信号光が現われる。このよ
うなＹ分岐光導波路に、所定の波長を有する光ＮＲＺ信
号と、この所定の波長とは異なる波長を有するＲＺパル
ス列とが入力される。
発生回路は、Ｙ分岐光導波路を有する。このＹ分岐光導
波路中には、信号光の基本モードおよび１次モードが伝
搬する。よって、信号光の入力される点からＹ分岐点ま
での長さを適切に設定すれば、両モードの干渉により、
Ｙ分岐のいずれか一方のみに信号光が現われる。このよ
うなＹ分岐光導波路に、所定の波長を有する光ＮＲＺ信
号と、この所定の波長とは異なる波長を有するＲＺパル
ス列とが入力される。
【００１３】すると、Ｙ分岐光導波路において、光ＮＲ
Ｚ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調による非線
型位相シフトが生じる。この結果、ＲＺパルス列を構成
する個々のＲＺパルスのうち、光ＮＲＺ信号に対応する
ＲＺパルスのみが、Ｙ分岐のいずれか一方に現われる。
一方で光ＮＲＺ信号に対応しないＲＺパルスは、Ｙ分岐
の他方に現われる。この実施形態においても、出力部分
に光バンドパスフィルタや、光ＮＲＺ信号に対応しない
ＲＺパルスを受信する受信器を配置するのも有効であ
る。
Ｚ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調による非線
型位相シフトが生じる。この結果、ＲＺパルス列を構成
する個々のＲＺパルスのうち、光ＮＲＺ信号に対応する
ＲＺパルスのみが、Ｙ分岐のいずれか一方に現われる。
一方で光ＮＲＺ信号に対応しないＲＺパルスは、Ｙ分岐
の他方に現われる。この実施形態においても、出力部分
に光バンドパスフィルタや、光ＮＲＺ信号に対応しない
ＲＺパルスを受信する受信器を配置するのも有効であ
る。
【００１４】次に、この発明の第４の実施形態の光信号
発生回路は、光導波路と、この光導波路に接続された偏
光子とを有する。この光導波路に、第１の偏波方向を有
する光ＮＲＺ信号と、第１の偏波方向と４５°異なる第
２の偏波方向を有するＲＺパルス列とが入力される。そ
の結果、光導波路内において、光ＮＲＺ信号によって、
ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフトが
生じる。この結果、ＲＺパルス列の光ファイバ５１の出
射端での偏波面を、もとの偏波面からずらすことができ
る。したがって、このＲＺパルス列を偏光子に入力し、
光ＮＲＺ信号に対応するＲＺパルスのみを抽出する。
発生回路は、光導波路と、この光導波路に接続された偏
光子とを有する。この光導波路に、第１の偏波方向を有
する光ＮＲＺ信号と、第１の偏波方向と４５°異なる第
２の偏波方向を有するＲＺパルス列とが入力される。そ
の結果、光導波路内において、光ＮＲＺ信号によって、
ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフトが
生じる。この結果、ＲＺパルス列の光ファイバ５１の出
射端での偏波面を、もとの偏波面からずらすことができ
る。したがって、このＲＺパルス列を偏光子に入力し、
光ＮＲＺ信号に対応するＲＺパルスのみを抽出する。
【００１５】次に、この発明の第４の実施形態の光伝送
路は、光パルスを伝送する光ファイバ伝送路の前段に第
１の、そして後段に第２の分散補償手段を設ける。ここ
で、第１の分散補償手段の分散値を０にほぼ等しく、あ
るいは瀬異常分散に設定する。そして第２の分散補償手
段の分散値をマイナスとする。よって、第１の分散補償
手段中で誘起される非線型チャープにより、光ファイバ
伝送路中でのパルス拡がりを抑制する。
路は、光パルスを伝送する光ファイバ伝送路の前段に第
１の、そして後段に第２の分散補償手段を設ける。ここ
で、第１の分散補償手段の分散値を０にほぼ等しく、あ
るいは瀬異常分散に設定する。そして第２の分散補償手
段の分散値をマイナスとする。よって、第１の分散補償
手段中で誘起される非線型チャープにより、光ファイバ
伝送路中でのパルス拡がりを抑制する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施形態を説明する。まず図１に、この発明の第
１の実施形態の光信号発生回路のブロック図を示す。
発明の実施形態を説明する。まず図１に、この発明の第
１の実施形態の光信号発生回路のブロック図を示す。
【００１７】第１の実施形態の光信号発生回路１０は、
光ＮＲＺ信号（光パルス列）が入力される入力ポート１
を有する。この入力ポート１に与えられた光ＮＲＺ信号
は、次いで光カプラ２に与えられる。光ＮＲＺ信号は、
この光カプラ２で２分岐され、一方はクロック抽出回路
３に、他方が光遅延回路４に入力される。
光ＮＲＺ信号（光パルス列）が入力される入力ポート１
を有する。この入力ポート１に与えられた光ＮＲＺ信号
は、次いで光カプラ２に与えられる。光ＮＲＺ信号は、
この光カプラ２で２分岐され、一方はクロック抽出回路
３に、他方が光遅延回路４に入力される。
【００１８】クロック抽出回路３は、入力された光ＮＲ
Ｚ信号からクロック成分を抽出する。このクロック抽出
回路３の具体的な構成の説明は省略するが、当業者であ
れば、この構成は自明であろう。こうしてクロック抽出
回路３から、光ＮＲＺ信号のクロック成分である正弦波
が電気信号の形で出力される。このクロック成分は、Ｅ
Ａ（電界吸収型）変調器５に与えられる。ＥＡ変調器５
は、このクロック信号により駆動される。
Ｚ信号からクロック成分を抽出する。このクロック抽出
回路３の具体的な構成の説明は省略するが、当業者であ
れば、この構成は自明であろう。こうしてクロック抽出
回路３から、光ＮＲＺ信号のクロック成分である正弦波
が電気信号の形で出力される。このクロック成分は、Ｅ
Ａ（電界吸収型）変調器５に与えられる。ＥＡ変調器５
は、このクロック信号により駆動される。
【００１９】前述した光カプラ２で分岐された一方の光
ＮＲＺ信号は、他方の光ＮＲＺ信号との光路長の違い、
クロック抽出回路３におけるクロック抽出処理に要する
時間、そしてクロック抽出回路３から電気信号として取
り出された正弦波の遅延などにより、タイミングがずれ
る。このタイミングずれを補正するため、光カプラ２で
分岐された他方の光ＮＲＺ信号を光遅延回路４に入力
し、ＥＡ変調器５に入力される正弦波信号と、他方の光
ＮＲＺ信号とのタイミングを調整する。
ＮＲＺ信号は、他方の光ＮＲＺ信号との光路長の違い、
クロック抽出回路３におけるクロック抽出処理に要する
時間、そしてクロック抽出回路３から電気信号として取
り出された正弦波の遅延などにより、タイミングがずれ
る。このタイミングずれを補正するため、光カプラ２で
分岐された他方の光ＮＲＺ信号を光遅延回路４に入力
し、ＥＡ変調器５に入力される正弦波信号と、他方の光
ＮＲＺ信号とのタイミングを調整する。
【００２０】すなわち光遅延回路４は、分岐された他方
の光ＮＲＺ信号の位相を調整し、前述したＥＡ変調器５
に与える。これにより図２に示すように、ＥＡ変調器５
に与えられる光ＮＲＺ信号のパルスの中心と、抽出され
たクロック成分の正弦波のピークとが合致するように、
分岐された他方の光ＮＲＺ信号の位相が調整される。こ
のような関係とすることで、分岐された他方の光ＮＲＺ
信号の一部をＥＡ変調器５で打ち抜くことができる。
の光ＮＲＺ信号の位相を調整し、前述したＥＡ変調器５
に与える。これにより図２に示すように、ＥＡ変調器５
に与えられる光ＮＲＺ信号のパルスの中心と、抽出され
たクロック成分の正弦波のピークとが合致するように、
分岐された他方の光ＮＲＺ信号の位相が調整される。こ
のような関係とすることで、分岐された他方の光ＮＲＺ
信号の一部をＥＡ変調器５で打ち抜くことができる。
【００２１】この結果、ＥＡ変調器５の出力として光Ｒ
Ｚ信号が生成される。この出力された光ＲＺ信号のパル
ス波形は、元の光ＮＲＺ信号が局所的には連続波である
ことから、連続波を正弦波駆動されたＥＡ変調器に入力
した場合と同様、ガウス型あるいはsec h(t)^2 型とな
る。こうして生成された光ＲＺ信号は、出力ポート６か
ら出力される。
Ｚ信号が生成される。この出力された光ＲＺ信号のパル
ス波形は、元の光ＮＲＺ信号が局所的には連続波である
ことから、連続波を正弦波駆動されたＥＡ変調器に入力
した場合と同様、ガウス型あるいはsec h(t)^2 型とな
る。こうして生成された光ＲＺ信号は、出力ポート６か
ら出力される。
【００２２】以上のように、非常に簡単な構成で光ＮＲ
Ｚ信号を光ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換
できる。こうして生成された光ＲＺないしソリトン信号
は、光増幅器（図示せず）で所定のレベルまで増幅され
た後に、光伝送路に送出される。
Ｚ信号を光ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換
できる。こうして生成された光ＲＺないしソリトン信号
は、光増幅器（図示せず）で所定のレベルまで増幅され
た後に、光伝送路に送出される。
【００２３】なお、第１の実施形態の光信号発生回路の
変形例を、図３に示す。この変形例は、図１に示した光
信号発生回路に、自動光出力制御（Auto-Level Contro
l;ALC）回路７を追加した構成である。
変形例を、図３に示す。この変形例は、図１に示した光
信号発生回路に、自動光出力制御（Auto-Level Contro
l;ALC）回路７を追加した構成である。
【００２４】図１に示した光信号発生回路は、光遅延回
路４を用いて光カプラ２において２分岐された他方の光
ＮＲＺ信号を遅延させている。この結果、ＥＡ変調器５
に入力される光ＮＲＺ信号と、ＥＡ変調器を駆動する正
弦波（再生されたクロック成分）とが図２に示した関係
になる。しかし実際には、外気温の変化や、ファイバに
加えられる曲げ応力などにより、このタイミング関係が
ずれる可能性がある。
路４を用いて光カプラ２において２分岐された他方の光
ＮＲＺ信号を遅延させている。この結果、ＥＡ変調器５
に入力される光ＮＲＺ信号と、ＥＡ変調器を駆動する正
弦波（再生されたクロック成分）とが図２に示した関係
になる。しかし実際には、外気温の変化や、ファイバに
加えられる曲げ応力などにより、このタイミング関係が
ずれる可能性がある。
【００２５】ＥＡ変調器５への入力光強度が一定であ
り、光ＮＲＺ信号と、ＥＡ変調器５を駆動する正弦波と
の間に、図２に示す関係が維持されている限り、ＥＡ変
調器５の光出力は常に最大になるはずである。そこで、
図３に示す光信号発生回路では、ＥＡ変調器５の出力の
一部を取り出し、これをＡＬＣ７に与える。このＡＬＣ
７は、ＥＡ変調器５の光出力の変動を検出して、ＥＡ変
調器５の光出力が最大になるように、光遅延回路４に対
して負帰還をかけるものである。
り、光ＮＲＺ信号と、ＥＡ変調器５を駆動する正弦波と
の間に、図２に示す関係が維持されている限り、ＥＡ変
調器５の光出力は常に最大になるはずである。そこで、
図３に示す光信号発生回路では、ＥＡ変調器５の出力の
一部を取り出し、これをＡＬＣ７に与える。このＡＬＣ
７は、ＥＡ変調器５の光出力の変動を検出して、ＥＡ変
調器５の光出力が最大になるように、光遅延回路４に対
して負帰還をかけるものである。
【００２６】すなわち、ＡＬＣ回路７により、ＥＡ変調
器５の光出力が最大になるように、光遅延回路４におけ
る遅延量が調整される。この結果、タイミングの自動調
整が可能となり、図２に示すタイミング関係が常に維持
される。したがって、信頼性の高い光ＮＲＺ／ＲＺ変換
器が得られる。
器５の光出力が最大になるように、光遅延回路４におけ
る遅延量が調整される。この結果、タイミングの自動調
整が可能となり、図２に示すタイミング関係が常に維持
される。したがって、信頼性の高い光ＮＲＺ／ＲＺ変換
器が得られる。
【００２７】次に、図４に、この発明の第２の実施形態
の光信号発生回路のブロック図を示す。第２の実施形態
の光信号発生回路２０は、方向性結合器２１を有する。
この方向性結合器２１は、光信号の入力ポート２２およ
び２３、結合導波路領域２４および２５、そして光信号
の出力ポート２６および２７を有する。
の光信号発生回路のブロック図を示す。第２の実施形態
の光信号発生回路２０は、方向性結合器２１を有する。
この方向性結合器２１は、光信号の入力ポート２２およ
び２３、結合導波路領域２４および２５、そして光信号
の出力ポート２６および２７を有する。
【００２８】この入力ポート２２には、同一の波長（こ
こではλ０とする）を有する光ＮＲＺ信号とＲＺパルス
列とが、同時に与えられる。これらは、方向性結合器２
１の結合導波路領域２４に進行する。そして、この結合
導波路領域２４において、強度の大きい光ＮＲＺ信号に
より、ＲＺパルス列に非線型位相シフトが誘起される。
この結果、光ＮＲＺ信号に対応するＲＺパルスのみが、
出力ポート２６から取り出される。
こではλ０とする）を有する光ＮＲＺ信号とＲＺパルス
列とが、同時に与えられる。これらは、方向性結合器２
１の結合導波路領域２４に進行する。そして、この結合
導波路領域２４において、強度の大きい光ＮＲＺ信号に
より、ＲＺパルス列に非線型位相シフトが誘起される。
この結果、光ＮＲＺ信号に対応するＲＺパルスのみが、
出力ポート２６から取り出される。
【００２９】このため、方向性結合器２１は、たとえば
シリカ・ファイバ、LiNbO3などの誘電体、あるいはInGa
As/InPを始めとする化合物半導体など、光カー効果の存
在する非線型媒質を材料としている。また、その構造は
入力／出力に関して全くの対称である。なお、光ＮＲＺ
信号とＲＺパルス列とは、それぞれのＲＺパルスのピー
クが、光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に位置す
るように、方向性結合器２１の入力ポート２２に与える
タイミングが調整されている。
シリカ・ファイバ、LiNbO3などの誘電体、あるいはInGa
As/InPを始めとする化合物半導体など、光カー効果の存
在する非線型媒質を材料としている。また、その構造は
入力／出力に関して全くの対称である。なお、光ＮＲＺ
信号とＲＺパルス列とは、それぞれのＲＺパルスのピー
クが、光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に位置す
るように、方向性結合器２１の入力ポート２２に与える
タイミングが調整されている。
【００３０】まず、光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列と双方
とも、非線型効果を生じない程度の光強度である場合の
動作を以下に説明する。結合導波路領域２４に進行して
きた光ＮＲＺ信号とＲＺパルスとは、結合導波路領域２
４における結合導波路長をＬｃとし、この結合導波路長
ＬｃがＬｃ＝π／（２ｋ）なる関係にあるとき、結合導
波路領域２４から結合導波路領域２５に全エネルギーが
遷移する。この結果、双方の光信号とも、出力ポート２
７から出力される。
とも、非線型効果を生じない程度の光強度である場合の
動作を以下に説明する。結合導波路領域２４に進行して
きた光ＮＲＺ信号とＲＺパルスとは、結合導波路領域２
４における結合導波路長をＬｃとし、この結合導波路長
ＬｃがＬｃ＝π／（２ｋ）なる関係にあるとき、結合導
波路領域２４から結合導波路領域２５に全エネルギーが
遷移する。この結果、双方の光信号とも、出力ポート２
７から出力される。
【００３１】ここでｋは、結合導波路２４と結合導波路
２５との結合の強さを表わす定数である。この値は、結
合導波路２４と２５がそれぞれ単独で存在すると仮定し
た場合に、それぞれの結合導波路に誘起される導波モー
ドの線形結合で結合部の導波モードを近似する場合の、
それぞれの導波モードの重なりの程度によって決まる。
すなわちｋの値は、双方の結合導波路間の距離、それぞ
れの導波路の幅、および、それぞれの導波路と周辺部の
屈折率の差に強く依存する。
２５との結合の強さを表わす定数である。この値は、結
合導波路２４と２５がそれぞれ単独で存在すると仮定し
た場合に、それぞれの結合導波路に誘起される導波モー
ドの線形結合で結合部の導波モードを近似する場合の、
それぞれの導波モードの重なりの程度によって決まる。
すなわちｋの値は、双方の結合導波路間の距離、それぞ
れの導波路の幅、および、それぞれの導波路と周辺部の
屈折率の差に強く依存する。
【００３２】次に、入力された光ＮＲＺ信号の光強度の
みが、非線型効果を誘起するくらい充分に大きい場合の
動作を以下に説明する。このとき結合導波路２４では、
この光ＮＲＺ信号によって、光ＮＲＺ信号には自己位相
変調（ＳＰＭ）による非線型位相シフトが、ＲＺパルス
には相互位相変調（ＸＰＭ）よる非線型位相シフトが、
それぞれ生じる。なお、この場合、ＲＺパルスによっ
て、光ＮＲＺ信号には相互位相変調が、ＲＺパルスには
自己位相変調が、それぞれ生じる。しかしここでは、Ｒ
Ｚパルス列によって生じる非線型効果は無視して考える
こととする。
みが、非線型効果を誘起するくらい充分に大きい場合の
動作を以下に説明する。このとき結合導波路２４では、
この光ＮＲＺ信号によって、光ＮＲＺ信号には自己位相
変調（ＳＰＭ）による非線型位相シフトが、ＲＺパルス
には相互位相変調（ＸＰＭ）よる非線型位相シフトが、
それぞれ生じる。なお、この場合、ＲＺパルスによっ
て、光ＮＲＺ信号には相互位相変調が、ＲＺパルスには
自己位相変調が、それぞれ生じる。しかしここでは、Ｒ
Ｚパルス列によって生じる非線型効果は無視して考える
こととする。
【００３３】この時、光ＮＲＺ信号に生じる非線型位相
シフトは、次の式（１）で表わされる。 φ（ＮＲＺ）＝２πＬｃ／λｎ２ＡＮＲＺ２・・・式（１）
シフトは、次の式（１）で表わされる。 φ（ＮＲＺ）＝２πＬｃ／λｎ２ＡＮＲＺ２・・・式（１）
【００３４】一方、ＲＺパルスに生じる非線型位相シフ
トは、次の式（２）で表わされる。 φ（ＲＺ）＝２πＬｃ／λａｎ２ＡＮＲＺ２・・・式（２）
トは、次の式（２）で表わされる。 φ（ＲＺ）＝２πＬｃ／λａｎ２ＡＮＲＺ２・・・式（２）
【００３５】ここで、ｎ２、λ、ＡＮＲＺは、それぞれ
非線型屈折率、光波長、光ＮＲＺ信号の振幅の大きさを
表わしている。また、ａはＸＰＭの寄与の程度を表わす
定数で、０．６７〜２の値をとる。ａ＝２となるのは、
光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列と、２つの信号光が同じ偏
波面上にある時である。以下この場合について説明す
る。
非線型屈折率、光波長、光ＮＲＺ信号の振幅の大きさを
表わしている。また、ａはＸＰＭの寄与の程度を表わす
定数で、０．６７〜２の値をとる。ａ＝２となるのは、
光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列と、２つの信号光が同じ偏
波面上にある時である。以下この場合について説明す
る。
【００３６】一般に、結合導波路領域２４を進行する信
号光に位相シフトが生じると、方向性結合器の対称性が
崩れる。それに伴い、結合導波路領域２４から結合導波
路２５へのエネルギー遷移が小さくなる。特に位相シフ
ト量が下記の式（３）で示す関係になる時、結合導波路
２５へのエネルギー遷移がほぼ０になる。この結果、入
力ポート２２に与えられた光が出力ポート２６より出力
される。 φ＝３ １／２ ｋ Ｌｃ・・・式（３）
号光に位相シフトが生じると、方向性結合器の対称性が
崩れる。それに伴い、結合導波路領域２４から結合導波
路２５へのエネルギー遷移が小さくなる。特に位相シフ
ト量が下記の式（３）で示す関係になる時、結合導波路
２５へのエネルギー遷移がほぼ０になる。この結果、入
力ポート２２に与えられた光が出力ポート２６より出力
される。 φ＝３ １／２ ｋ Ｌｃ・・・式（３）
【００３７】この原理を、この実施形態についてみる
と、光ＮＲＺ信号と同時に入力されることにより、ＲＺ
パルス列に相互位相変調が生じる。この非線型位相シフ
ト量が上記の式（３）で示した関係になっている時、Ｒ
Ｚパルス列は方向性結合器の出力ポート２６より出力さ
れる。
と、光ＮＲＺ信号と同時に入力されることにより、ＲＺ
パルス列に相互位相変調が生じる。この非線型位相シフ
ト量が上記の式（３）で示した関係になっている時、Ｒ
Ｚパルス列は方向性結合器の出力ポート２６より出力さ
れる。
【００３８】ただし、この位相シフトは、光ＮＲＺ信号
とＲＺパルス列が時間的に重なっている場合にのみ生じ
る。したがって、光ＮＲＺ信号の情報に対応するＲＺパ
ルスのみが、出力ポート２６より出力されることにな
る。この結果、ＮＲＺフォーマットからＲＺフォーマッ
トへの変換が実現される。
とＲＺパルス列が時間的に重なっている場合にのみ生じ
る。したがって、光ＮＲＺ信号の情報に対応するＲＺパ
ルスのみが、出力ポート２６より出力されることにな
る。この結果、ＮＲＺフォーマットからＲＺフォーマッ
トへの変換が実現される。
【００３９】なお厳密には、光ＮＲＺ信号によって、光
ＮＲＺ信号にＳＰＭによる位相シフトφ（ＮＲＺ）が生
じる。したがって、出力ポート２６へ光ＮＲＺ信号の漏
れ込みが起きる。しかし上述したように、ここでは光Ｎ
ＲＺ信号がＲＺパルス列と同じ偏波面上にある場合を考
えている。このような場合であれば、光ＮＲＺ信号に生
じる位相シフト量は、ＲＺパルス列に生じる位相シフト
量に比べて係数ａがかかっていないだけ小さい。さら
に、これに加えて方向性結合器のエネルギー遷移の位相
変化に対する反応は光強度の臨界強度Ｐｅに対して急峻
なものとなる。よって、ＳＰＭによって光ＮＲＺ信号に
生じる位相シフトは、実際上は問題ないと考えられる。
ＮＲＺ信号にＳＰＭによる位相シフトφ（ＮＲＺ）が生
じる。したがって、出力ポート２６へ光ＮＲＺ信号の漏
れ込みが起きる。しかし上述したように、ここでは光Ｎ
ＲＺ信号がＲＺパルス列と同じ偏波面上にある場合を考
えている。このような場合であれば、光ＮＲＺ信号に生
じる位相シフト量は、ＲＺパルス列に生じる位相シフト
量に比べて係数ａがかかっていないだけ小さい。さら
に、これに加えて方向性結合器のエネルギー遷移の位相
変化に対する反応は光強度の臨界強度Ｐｅに対して急峻
なものとなる。よって、ＳＰＭによって光ＮＲＺ信号に
生じる位相シフトは、実際上は問題ないと考えられる。
【００４０】以下、第２の実施形態の光信号発生回路２
０の変形例について、図５を用いて説明する。この変形
例の基本的な構成は、図４に示した第２の実施形態と同
様である。ただし、この変形例では、出力ポート２６の
先に光バンドパスフィルタ（Optical Bandpass Filte
r：ＯＢＦ）２８が配置されている。
０の変形例について、図５を用いて説明する。この変形
例の基本的な構成は、図４に示した第２の実施形態と同
様である。ただし、この変形例では、出力ポート２６の
先に光バンドパスフィルタ（Optical Bandpass Filte
r：ＯＢＦ）２８が配置されている。
【００４１】また、前述した第２の実施形態は、方向性
結合器２１に入力される光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列と
は、どちらも同じ波長（λ０）を有している。これに対
し、この変形例では、両者の波長を異なるものとして構
成している。すなわち、この変形例では、波長λ０を有
する光ＮＲＺ信号と、波長λ１を有するＲＺパルス列と
が、入力ポート２２に同時に与えられる。
結合器２１に入力される光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列と
は、どちらも同じ波長（λ０）を有している。これに対
し、この変形例では、両者の波長を異なるものとして構
成している。すなわち、この変形例では、波長λ０を有
する光ＮＲＺ信号と、波長λ１を有するＲＺパルス列と
が、入力ポート２２に同時に与えられる。
【００４２】これらは、方向性結合器２１の結合導波路
領域２４に進行する。この結合導波路領域２４におい
て、強度の大きい光ＮＲＺ信号により、ＲＺパルス列に
非線型位相シフトが誘起されるのは第２の実施形態と同
様である。従って、ＲＺパルス列は方向性結合器の出力
ポート２６より出力される。
領域２４に進行する。この結合導波路領域２４におい
て、強度の大きい光ＮＲＺ信号により、ＲＺパルス列に
非線型位相シフトが誘起されるのは第２の実施形態と同
様である。従って、ＲＺパルス列は方向性結合器の出力
ポート２６より出力される。
【００４３】ここで、光ＮＲＺ信号にもＳＰＭによる位
相シフトが生じ、出力ポート２６へ光ＮＲＺ信号の漏れ
込みが起きることも第２の実施形態と同様である。しか
し、この変形例にあっては、出力ポート２６に接続され
るＯＢＦ２８により、光ＮＲＺ信号が出力ポート２６へ
漏れ込むことを防止する。すなわちＯＢＦ２８は、光Ｎ
ＲＺ信号が有する波長λ０をストップし、ＲＺパルス列
が有する波長λ１を透過させるものである。したがって
この変形例では、さらに効率良いＮＲＺ／ＲＺ変換装置
を実現することができる。また、ＲＺパルス列の波長を
光ＮＲＺ信号の波長と一致させずともよいため、ＲＺパ
ルス列の波長を、この光信号発生回路に接続される光伝
送路での伝送に適した波長に選定することができる。
相シフトが生じ、出力ポート２６へ光ＮＲＺ信号の漏れ
込みが起きることも第２の実施形態と同様である。しか
し、この変形例にあっては、出力ポート２６に接続され
るＯＢＦ２８により、光ＮＲＺ信号が出力ポート２６へ
漏れ込むことを防止する。すなわちＯＢＦ２８は、光Ｎ
ＲＺ信号が有する波長λ０をストップし、ＲＺパルス列
が有する波長λ１を透過させるものである。したがって
この変形例では、さらに効率良いＮＲＺ／ＲＺ変換装置
を実現することができる。また、ＲＺパルス列の波長を
光ＮＲＺ信号の波長と一致させずともよいため、ＲＺパ
ルス列の波長を、この光信号発生回路に接続される光伝
送路での伝送に適した波長に選定することができる。
【００４４】さらに、図６に示すように、出力ポート２
７の後段に、ＯＢＦ２９および受信器３０を接続するの
も有効である。第２の実施形態および前述した変形例
は、光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列が時間的に重なってい
る場合にＲＺパルス列に位相シフトが生じることを利用
して、光ＮＲＺ信号の情報に対応するＲＺパルスを出力
ポート２６に導くものである。
７の後段に、ＯＢＦ２９および受信器３０を接続するの
も有効である。第２の実施形態および前述した変形例
は、光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列が時間的に重なってい
る場合にＲＺパルス列に位相シフトが生じることを利用
して、光ＮＲＺ信号の情報に対応するＲＺパルスを出力
ポート２６に導くものである。
【００４５】これを逆に考えると、光ＮＲＺ信号とＲＺ
パルス列が時間的に重なっていない場合には、ＲＺパル
ス列に位相シフトが生じることはない。したがってＲＺ
パルス列は、前述したように導波路領域２４において全
エネルギーが結合導波路領域２５に遷移する。この結
果、光ＮＲＺ信号の情報に対応しないＲＺパルス列が、
出力ポート２７に出力されることになる。
パルス列が時間的に重なっていない場合には、ＲＺパル
ス列に位相シフトが生じることはない。したがってＲＺ
パルス列は、前述したように導波路領域２４において全
エネルギーが結合導波路領域２５に遷移する。この結
果、光ＮＲＺ信号の情報に対応しないＲＺパルス列が、
出力ポート２７に出力されることになる。
【００４６】ここで、出力ポート２６に現れるＲＺパル
ス列と、出力ポート２７に現れるＲＺパルス列とを比較
してみると、これらのＲＺパルス列は相互に反転した関
係になっている。また出力ポート２７には、位相変調を
受けていない光ＮＲＺ信号も出力されている。これを、
ＯＢＦ２９によって光ＮＲＺ信号を除去すれば、出力ポ
ート２６に現れるＲＺパルス列と反転したＲＺパルス列
が得られる。このＲＺパルス信号を受信器３０で受信す
れば、光信号発生回路２０の監視に用いることができ
る。
ス列と、出力ポート２７に現れるＲＺパルス列とを比較
してみると、これらのＲＺパルス列は相互に反転した関
係になっている。また出力ポート２７には、位相変調を
受けていない光ＮＲＺ信号も出力されている。これを、
ＯＢＦ２９によって光ＮＲＺ信号を除去すれば、出力ポ
ート２６に現れるＲＺパルス列と反転したＲＺパルス列
が得られる。このＲＺパルス信号を受信器３０で受信す
れば、光信号発生回路２０の監視に用いることができ
る。
【００４７】次に、この発明の第３の実施形態の光信号
発生回路のブロック図を示す。第３の実施形態の光信号
発生回路４０は、Ｙ分岐光導波路の中で生じる非線型効
果を利用して、ＮＲＺ／ＲＺ変換を行なうものである。
以下、図７および図８を用いて詳細に説明する。
発生回路のブロック図を示す。第３の実施形態の光信号
発生回路４０は、Ｙ分岐光導波路の中で生じる非線型効
果を利用して、ＮＲＺ／ＲＺ変換を行なうものである。
以下、図７および図８を用いて詳細に説明する。
【００４８】第３の実施形態の光信号発生回路４０は、
Ｙ分岐光導波路４１を有する。このＹ分岐光導波路４１
は、出力ポート４２および出力ポート４３を有する。Ｙ
分岐光導波路４１は、第２の実施形態におけると同様、
非線型効果をもつ材質で形成されている。このＹ分岐光
導波路４１内では、基本導波モードと１次導波モードと
が励起される。
Ｙ分岐光導波路４１を有する。このＹ分岐光導波路４１
は、出力ポート４２および出力ポート４３を有する。Ｙ
分岐光導波路４１は、第２の実施形態におけると同様、
非線型効果をもつ材質で形成されている。このＹ分岐光
導波路４１内では、基本導波モードと１次導波モードと
が励起される。
【００４９】第３の実施形態の光信号発生回路４０で
も、Ｙ分岐光導波路４１に、第２の実施形態と同様、波
長λ０を有する光ＮＲＺ信号と、波長λ１を有するＲＺ
パルス列とを、同時に入力する。この時、ＮＲＺ光信号
とＲＺパルス列とのタイミングは、第２の実施形態と同
様、それぞれのＲＺパルスのピークが、光ＮＲＺ信号の
ビット・スロットの中心に位置するように調整されてい
る必要がある。
も、Ｙ分岐光導波路４１に、第２の実施形態と同様、波
長λ０を有する光ＮＲＺ信号と、波長λ１を有するＲＺ
パルス列とを、同時に入力する。この時、ＮＲＺ光信号
とＲＺパルス列とのタイミングは、第２の実施形態と同
様、それぞれのＲＺパルスのピークが、光ＮＲＺ信号の
ビット・スロットの中心に位置するように調整されてい
る必要がある。
【００５０】まず、Ｙ分岐光導波路４１にＲＺパルスの
みを入力したと仮定すると、そのパルスに関する基本導
波モードの波と１次導波モードの波とは、図８（ａ）に
示すようになる。これらがＹ分岐の部分に到達すると、
各々のモードの波が分割され、出力ポート４２、また出
力ポート４３に導かれる。ここで出力ポート４２におい
ては、基本導波モードの波と１次導波モードの波とが相
互に打ち消しあって、パルスが現れない。しかし一方、
出力ポート４３においては、基本導波モードの波と１次
導波モードの波とが相互に強め合って、パルスが現れ
る。これは、Ｙ分岐光導波路４１の入力部からＹ分岐部
分までの長さを適切に設定することで実現される。
みを入力したと仮定すると、そのパルスに関する基本導
波モードの波と１次導波モードの波とは、図８（ａ）に
示すようになる。これらがＹ分岐の部分に到達すると、
各々のモードの波が分割され、出力ポート４２、また出
力ポート４３に導かれる。ここで出力ポート４２におい
ては、基本導波モードの波と１次導波モードの波とが相
互に打ち消しあって、パルスが現れない。しかし一方、
出力ポート４３においては、基本導波モードの波と１次
導波モードの波とが相互に強め合って、パルスが現れ
る。これは、Ｙ分岐光導波路４１の入力部からＹ分岐部
分までの長さを適切に設定することで実現される。
【００５１】次に、Ｙ分岐光導波路４１に光ＮＲＺ信号
とＲＺパルスとを入力したと仮定する。この時、光ＮＲ
Ｚ信号の光強度が非線型効果を誘起するくらい充分に大
きければ、この光ＮＲＺ信号によって、ＲＺパルス列に
相互位相変調が生じる。なお、この場合、ＲＺパルスに
よって、光ＮＲＺ信号にも相互位相変調が生じる。しか
しここでは、ＲＺパルス列によって生じる非線型効果は
無視して考えることとする。そのため、ＲＺパルス列の
強度は、ＲＺパルス列に生じる自己位相変調、また光Ｎ
ＲＺ信号への相互位相変調が無視できる程度に設定す
る。
とＲＺパルスとを入力したと仮定する。この時、光ＮＲ
Ｚ信号の光強度が非線型効果を誘起するくらい充分に大
きければ、この光ＮＲＺ信号によって、ＲＺパルス列に
相互位相変調が生じる。なお、この場合、ＲＺパルスに
よって、光ＮＲＺ信号にも相互位相変調が生じる。しか
しここでは、ＲＺパルス列によって生じる非線型効果は
無視して考えることとする。そのため、ＲＺパルス列の
強度は、ＲＺパルス列に生じる自己位相変調、また光Ｎ
ＲＺ信号への相互位相変調が無視できる程度に設定す
る。
【００５２】ＲＺパルスに相互位相変調が生じた場合、
その位相変化量は基本モードと１次モードとで異なる。
したがって、両モードにおけるＹ分岐部分直前での位相
関係が変化する。特に、図８（ｂ）に示したように、Ｙ
分岐部分直前で両モードの位相差がπだけ変化した場
合、出力ポート４２においては、基本導波モードの波と
１次導波モードの波とが相互に強め合って、パルスが現
れる。一方で出力ポート４３においては、基本導波モー
ドの波と１次導波モードの波とが相互に打ち消しあっ
て、パルスが現れない。
その位相変化量は基本モードと１次モードとで異なる。
したがって、両モードにおけるＹ分岐部分直前での位相
関係が変化する。特に、図８（ｂ）に示したように、Ｙ
分岐部分直前で両モードの位相差がπだけ変化した場
合、出力ポート４２においては、基本導波モードの波と
１次導波モードの波とが相互に強め合って、パルスが現
れる。一方で出力ポート４３においては、基本導波モー
ドの波と１次導波モードの波とが相互に打ち消しあっ
て、パルスが現れない。
【００５３】ここで、ＲＺパルスに相互位相変調が生じ
るのは、光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列が時間的に重なっ
ている場合のみである。したがって、光ＮＲＺ信号の情
報に対応するＲＺパルスのみが、出力ポート４２より出
力されることになる。この結果、ＮＲＺフォーマットか
らＲＺフォーマットへの変換が実現される。
るのは、光ＮＲＺ信号とＲＺパルス列が時間的に重なっ
ている場合のみである。したがって、光ＮＲＺ信号の情
報に対応するＲＺパルスのみが、出力ポート４２より出
力されることになる。この結果、ＮＲＺフォーマットか
らＲＺフォーマットへの変換が実現される。
【００５４】なお、光ＮＲＺ信号によって、光ＮＲＺ信
号にＳＰＭによる位相シフトが生じるのは、第２の実施
形態において述べたと同様である。しかし、光ＮＲＺ信
号がＲＺパルス列と同じ偏波面上にあれば、光ＮＲＺ信
号に生じる位相変化量は小さいものとなる。この時、光
ＮＲＺ信号における基本導波モードと１次導波モードと
の位相関係は、図８（ａ）、図８（ｂ）の中間の状態で
ある。したがって、光ＮＲＺ信号は出力ポート４２、お
よび出力ポート４３の両方に現れる。光ＮＲＺ信号とＲ
Ｚパルス列との波長を異ならせ、出力ポート４２にＯＢ
Ｆ４４を接続すれば、この光ＮＲＺ信号の迷光は除去で
きる。これにより、良好なＮＲＺ／ＲＺ変換を実現する
ことができる。
号にＳＰＭによる位相シフトが生じるのは、第２の実施
形態において述べたと同様である。しかし、光ＮＲＺ信
号がＲＺパルス列と同じ偏波面上にあれば、光ＮＲＺ信
号に生じる位相変化量は小さいものとなる。この時、光
ＮＲＺ信号における基本導波モードと１次導波モードと
の位相関係は、図８（ａ）、図８（ｂ）の中間の状態で
ある。したがって、光ＮＲＺ信号は出力ポート４２、お
よび出力ポート４３の両方に現れる。光ＮＲＺ信号とＲ
Ｚパルス列との波長を異ならせ、出力ポート４２にＯＢ
Ｆ４４を接続すれば、この光ＮＲＺ信号の迷光は除去で
きる。これにより、良好なＮＲＺ／ＲＺ変換を実現する
ことができる。
【００５５】この第３の実施形態の変形例を、図９を用
いて説明する。第３の実施形態において、出力ポート４
３にもＯＢＦ４６を配置し、光ＮＲＺ信号の迷光を除去
すれば、出力ポート４２に現れるＲＺパルス列と反転し
たＲＺパルス列が得られる。このＲＺパルス信号を受信
器４６で受信すれば、光信号発生回路４０の監視に用い
ることができる。
いて説明する。第３の実施形態において、出力ポート４
３にもＯＢＦ４６を配置し、光ＮＲＺ信号の迷光を除去
すれば、出力ポート４２に現れるＲＺパルス列と反転し
たＲＺパルス列が得られる。このＲＺパルス信号を受信
器４６で受信すれば、光信号発生回路４０の監視に用い
ることができる。
【００５６】次に、この発明の第４の実施形態の光信号
発生回路のブロック図を示す。第４の実施形態の光信号
発生回路５０は、光ファイバ中でＲＺパルス列に誘起さ
れるＸＰＭを利用してＲＺパルスの偏波面を回転させ、
所望の偏波面のＲＺパルスを取り出してＮＲＺ／ＲＺ変
換を行なうものである。以下、図１０および図１１を用
いて詳細に説明する。
発生回路のブロック図を示す。第４の実施形態の光信号
発生回路５０は、光ファイバ中でＲＺパルス列に誘起さ
れるＸＰＭを利用してＲＺパルスの偏波面を回転させ、
所望の偏波面のＲＺパルスを取り出してＮＲＺ／ＲＺ変
換を行なうものである。以下、図１０および図１１を用
いて詳細に説明する。
【００５７】図１０は、第４の実施形態の光信号発生回
路５０の構成を示すブロック図である。光信号発生回路
５０は、光ファイバ５１と、この光ファイバ５１に接続
される偏光子５２を有する。光ファイバ５１には、たと
えばシリカ・ファイバを用いる。なお以下では説明の簡
単のために、光ファイバ５１には複屈折がないものとす
る。
路５０の構成を示すブロック図である。光信号発生回路
５０は、光ファイバ５１と、この光ファイバ５１に接続
される偏光子５２を有する。光ファイバ５１には、たと
えばシリカ・ファイバを用いる。なお以下では説明の簡
単のために、光ファイバ５１には複屈折がないものとす
る。
【００５８】第４の実施形態の光信号発生回路５０で
も、光ファイバ５１に、波長λ０を有する光ＮＲＺ信号
と、波長λ１を有するＲＺパルス列とを同時に入力す
る。この時、ＮＲＺ光信号とＲＺパルス列とのタイミン
グは、上述の各実施形態と同様、それぞれのＲＺパルス
のピークが、光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に
位置するように調整されている必要がある。
も、光ファイバ５１に、波長λ０を有する光ＮＲＺ信号
と、波長λ１を有するＲＺパルス列とを同時に入力す
る。この時、ＮＲＺ光信号とＲＺパルス列とのタイミン
グは、上述の各実施形態と同様、それぞれのＲＺパルス
のピークが、光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に
位置するように調整されている必要がある。
【００５９】第４の実施形態では、光ＮＲＺ信号とＲＺ
パルス列とは同一の波長を有する。ただし、ＲＺパルス
列の偏波面は、光ＮＲＺ信号の偏波面と４５°異ならせ
て光ファイバ５１に入力される。この関係を図１１に示
す。すなわち、光ファイバ５１の光軸と垂直にｘ軸およ
びｙ軸をとり、光ファイバ５１の光軸をｚ軸とすると
き、光ＮＲＺ信号の偏波面をたとえばｘ軸と合致するよ
うに光ファイバ５１に入力する。このとき、ＲＺパルス
列の偏波面はｘ軸から４５°傾けて、光ファイバ５１に
入力する。この結果、ＲＺパルス列は、ｘ−ｚ平面内
（すなわち光ＮＲＺ信号の偏波面内）と、ｙ−ｚ平面内
とにその成分を有する。
パルス列とは同一の波長を有する。ただし、ＲＺパルス
列の偏波面は、光ＮＲＺ信号の偏波面と４５°異ならせ
て光ファイバ５１に入力される。この関係を図１１に示
す。すなわち、光ファイバ５１の光軸と垂直にｘ軸およ
びｙ軸をとり、光ファイバ５１の光軸をｚ軸とすると
き、光ＮＲＺ信号の偏波面をたとえばｘ軸と合致するよ
うに光ファイバ５１に入力する。このとき、ＲＺパルス
列の偏波面はｘ軸から４５°傾けて、光ファイバ５１に
入力する。この結果、ＲＺパルス列は、ｘ−ｚ平面内
（すなわち光ＮＲＺ信号の偏波面内）と、ｙ−ｚ平面内
とにその成分を有する。
【００６０】このような状態で、ＲＺパルス列の一方の
成分の位相が他方の成分の位相に対して変化すると、そ
の変化した方の成分は直線偏波から円偏波に変化する。
したがって、その成分の光ファイバ５１の出射端での偏
波面を、もとの偏波面からずらすことができる。これ
は、光ＮＲＺ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調
を誘起させることにより実現される。
成分の位相が他方の成分の位相に対して変化すると、そ
の変化した方の成分は直線偏波から円偏波に変化する。
したがって、その成分の光ファイバ５１の出射端での偏
波面を、もとの偏波面からずらすことができる。これ
は、光ＮＲＺ信号によってＲＺパルス列に相互位相変調
を誘起させることにより実現される。
【００６１】すなわち、光ＮＲＺ信号の光強度が非線型
効果を誘起するくらい充分に大きければ、この光ＮＲＺ
信号によって、ＲＺパルス列に相互位相変調が生じる。
なお、この場合、ＲＺパルスによって、光ＮＲＺ信号に
相互位相変調が生じる。しかしここでは、ＲＺパルス列
によって生じる非線型効果は無視して考えることとす
る。そのため、ＲＺパルス列の強度は、ＲＺパルス列に
生じる自己位相変調、また光ＮＲＺ信号への相互位相変
調が無視できる程度に設定する。
効果を誘起するくらい充分に大きければ、この光ＮＲＺ
信号によって、ＲＺパルス列に相互位相変調が生じる。
なお、この場合、ＲＺパルスによって、光ＮＲＺ信号に
相互位相変調が生じる。しかしここでは、ＲＺパルス列
によって生じる非線型効果は無視して考えることとす
る。そのため、ＲＺパルス列の強度は、ＲＺパルス列に
生じる自己位相変調、また光ＮＲＺ信号への相互位相変
調が無視できる程度に設定する。
【００６２】こうすると、光ＮＲＺ信号がオンとなって
いる時間に対応するＲＺパルスの両成分間には、位相差
Δφが生じる。このΔφは、次の式（４）で表わされ
る。 Δφ＝２π／ｎ２（４／３）Ａ２Ｌ・・・式（４）
いる時間に対応するＲＺパルスの両成分間には、位相差
Δφが生じる。このΔφは、次の式（４）で表わされ
る。 Δφ＝２π／ｎ２（４／３）Ａ２Ｌ・・・式（４）
【００６３】特にΔφ＝πである時には、光ファイバ５
１の出射端では光ＮＲＺ信号に対応して位相変調を受け
たＲＺパルスは、入射端における偏波面と直交する直線
偏波となっている。偏光子５２の偏波の向きを、ＲＺパ
ルスの直線偏波の向きに合わせれば、偏光子５２の出力
として光ＮＲＺ信号と同じパターンのＲＺ光信号が得ら
れる。このとき、必要な光ＮＲＺ信号のピーク強度（オ
ンレベルの強度）をＰＮＲＺとすると、これは次の式
（５）で表わされる。 ＰＮＲＺ＝３λＡeff／（８Ｌeffｎ２）・・・式（５） ここで、Ｌeff＝（１／α）[１−ｅｘｐ（−αＬ）]で
あり、ＡeffはEffectiveCore Areaである。
１の出射端では光ＮＲＺ信号に対応して位相変調を受け
たＲＺパルスは、入射端における偏波面と直交する直線
偏波となっている。偏光子５２の偏波の向きを、ＲＺパ
ルスの直線偏波の向きに合わせれば、偏光子５２の出力
として光ＮＲＺ信号と同じパターンのＲＺ光信号が得ら
れる。このとき、必要な光ＮＲＺ信号のピーク強度（オ
ンレベルの強度）をＰＮＲＺとすると、これは次の式
（５）で表わされる。 ＰＮＲＺ＝３λＡeff／（８Ｌeffｎ２）・・・式（５） ここで、Ｌeff＝（１／α）[１−ｅｘｐ（−αＬ）]で
あり、ＡeffはEffectiveCore Areaである。
【００６４】たとえば、Ｌ＝５Ｋｍ、λ＝１５５５ｎ
ｍ、Ａeff＝５０μｍ２、ｎ２＝2.5 x10^-20ｍ／Ｗ、α
＝0.046／Ｋｍとすると、ＰＮＲＺは２６２ｍＷ程度と
なる。
ｍ、Ａeff＝５０μｍ２、ｎ２＝2.5 x10^-20ｍ／Ｗ、α
＝0.046／Ｋｍとすると、ＰＮＲＺは２６２ｍＷ程度と
なる。
【００６５】また、光ＮＲＺ信号の信号光とＲＺパルス
列の波長が異なる場合でも、ファイバの波長分散を充分
に小さくしておけば、それぞれのＲＺパルスのピークが
光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に位置する関係
が、しばらくの間維持される。したがって上記の効果が
得られる。
列の波長が異なる場合でも、ファイバの波長分散を充分
に小さくしておけば、それぞれのＲＺパルスのピークが
光ＮＲＺ信号のビット・スロットの中心に位置する関係
が、しばらくの間維持される。したがって上記の効果が
得られる。
【００６６】この第４の実施形態の変形例を、図１２を
用いて説明する。この変形例では、第４の実施形態にお
ける光ファイバ５１に、偏光ビームスプリッタ５３が接
続されている。この偏光ビームスプリッタ５３は、光Ｎ
ＲＺ信号によって変換されたＲＺパルスの偏波を通過さ
せる。したがって、変換されないＲＺパルスの偏波は反
射される。ここで、偏光ビームスプリッタ５３で反射さ
れたＲＺパルスは、偏光ビームスプリッタ５３を通過し
たＲＺパルスと、相互に反転した関係にある。よって、
この反転したＲＺパルス信号を受信器５４で受信すれ
ば、光信号発生回路５０の監視に用いることができる。
用いて説明する。この変形例では、第４の実施形態にお
ける光ファイバ５１に、偏光ビームスプリッタ５３が接
続されている。この偏光ビームスプリッタ５３は、光Ｎ
ＲＺ信号によって変換されたＲＺパルスの偏波を通過さ
せる。したがって、変換されないＲＺパルスの偏波は反
射される。ここで、偏光ビームスプリッタ５３で反射さ
れたＲＺパルスは、偏光ビームスプリッタ５３を通過し
たＲＺパルスと、相互に反転した関係にある。よって、
この反転したＲＺパルス信号を受信器５４で受信すれ
ば、光信号発生回路５０の監視に用いることができる。
【００６７】次いで図１３に、第５の実施形態として、
前述した光信号発生回路で発生した光ＲＺ信号／ソリト
ンパルスの伝送を行なう光伝送路を示す。この光伝送路
は、いわゆる”光増幅器スパン”が繰り返して接続され
た構成を有する。しかし図１３では、説明の簡単のため
に、光増幅器スパンの一つについて示す。すなわち図１
３において、図１３（ａ）は一つの光増幅器スパンを示
す図であり、図１３（ｂ）はこの光増幅器スパンの分散
マップである。
前述した光信号発生回路で発生した光ＲＺ信号／ソリト
ンパルスの伝送を行なう光伝送路を示す。この光伝送路
は、いわゆる”光増幅器スパン”が繰り返して接続され
た構成を有する。しかし図１３では、説明の簡単のため
に、光増幅器スパンの一つについて示す。すなわち図１
３において、図１３（ａ）は一つの光増幅器スパンを示
す図であり、図１３（ｂ）はこの光増幅器スパンの分散
マップである。
【００６８】図１３（ａ）に示すように、一つの光増幅
器スパンは、入力光パルスの波長で零分散となる分散シ
フトファイバ（ＤＳＦ）６１、通常分散ファイバ（ＳＭ
Ｆ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補償ファイ
バ（ＤＣＦ）６３が順次接続された光ファイバ伝送路６
０で構成されている。この光増幅器スパンは、光増幅器
７０を介して繰り返し接続される。
器スパンは、入力光パルスの波長で零分散となる分散シ
フトファイバ（ＤＳＦ）６１、通常分散ファイバ（ＳＭ
Ｆ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補償ファイ
バ（ＤＣＦ）６３が順次接続された光ファイバ伝送路６
０で構成されている。この光増幅器スパンは、光増幅器
７０を介して繰り返し接続される。
【００６９】ＤＳＦ６１の分散値をＤ０、伝送ファイバ
６２の分散値をＤ１、そしてＤＣＦ６３の分散値をＤ２
とした時、それぞれの関係は、Ｄ０は０にほぼ等しく、
Ｄ１＞Ｄ０、Ｄ２＜０なる関係となっている。以下の説
明では、ＤＳＦ６１を長さ１０Ｋｍ（分散値０ps／nm／
km）、伝送ファイバ６２を長さ５０Km（分散値１７ps／
nm／km）、ＤＣＦ６３を長さ１０Km（分散値−８２．６
ps／nm／km）として説明する。この実施形態では、ＤＳ
Ｆ６１の分散値が０であるため、増幅器スパンの平均分
散は、伝送ファイバ６２の分散値とＤＣＦ６３の分散値
とで定義される。
６２の分散値をＤ１、そしてＤＣＦ６３の分散値をＤ２
とした時、それぞれの関係は、Ｄ０は０にほぼ等しく、
Ｄ１＞Ｄ０、Ｄ２＜０なる関係となっている。以下の説
明では、ＤＳＦ６１を長さ１０Ｋｍ（分散値０ps／nm／
km）、伝送ファイバ６２を長さ５０Km（分散値１７ps／
nm／km）、ＤＣＦ６３を長さ１０Km（分散値−８２．６
ps／nm／km）として説明する。この実施形態では、ＤＳ
Ｆ６１の分散値が０であるため、増幅器スパンの平均分
散は、伝送ファイバ６２の分散値とＤＣＦ６３の分散値
とで定義される。
【００７０】この光増幅器スパンに、ソリトン伝送に必
要な光強度を有する光パルスが入射した場合を考える。
この場合の光パルスの状態を、図１４に模式的に示す。
要な光強度を有する光パルスが入射した場合を考える。
この場合の光パルスの状態を、図１４に模式的に示す。
【００７１】光信号発生回路内で、あるいは光ファイバ
伝送路６０に前置される形で配置される光増幅器７０
で、所定の光強度にまで増幅された光パルスは、ＤＳＦ
６１内を伝搬する際、自己位相変調によって非線型チャ
ープを生じる（図１４（ａ））。このチャープは、異常
分散の影響を打ち消す方向になっている。このとき、前
述したようにＤＳＦ６１の分散値は０である。したがっ
て、ここを伝搬する光パルスの波形には変化がなく、光
パルスのスペクトルのみが変化する。
伝送路６０に前置される形で配置される光増幅器７０
で、所定の光強度にまで増幅された光パルスは、ＤＳＦ
６１内を伝搬する際、自己位相変調によって非線型チャ
ープを生じる（図１４（ａ））。このチャープは、異常
分散の影響を打ち消す方向になっている。このとき、前
述したようにＤＳＦ６１の分散値は０である。したがっ
て、ここを伝搬する光パルスの波形には変化がなく、光
パルスのスペクトルのみが変化する。
【００７２】こうして非線型チャープを持った光パルス
が伝送ファイバ６２に入射すると、分散の影響に打ち勝
って圧縮を起こす（図１４（ｂ））。この圧縮は、光パ
ルスが非線型チャープを持つことに加え、伝送ファイバ
６２内での光パルスの自己位相変調による効果によって
も生じる。この光パルスが伝送ファイバ６２を伝搬する
につれ、損失が増大し、強度が低下する。こうなると、
伝送ファイバ６２の持つ異常分散の影響が光パルスに表
われてくるようになり、光パルスのパルス幅が拡がる
（図１４（ｃ））。この拡がりは線形的なものである。
が伝送ファイバ６２に入射すると、分散の影響に打ち勝
って圧縮を起こす（図１４（ｂ））。この圧縮は、光パ
ルスが非線型チャープを持つことに加え、伝送ファイバ
６２内での光パルスの自己位相変調による効果によって
も生じる。この光パルスが伝送ファイバ６２を伝搬する
につれ、損失が増大し、強度が低下する。こうなると、
伝送ファイバ６２の持つ異常分散の影響が光パルスに表
われてくるようになり、光パルスのパルス幅が拡がる
（図１４（ｃ））。この拡がりは線形的なものである。
【００７３】このようにパルス幅が拡がった光パルス
は、続くＤＣＦ６３において線形圧縮される。この結
果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、入力光パルスの状態が
ほぼ再現される（図１４（ｄ））。この光パルスは最後
に、光増幅器７０に入力され、増幅される。
は、続くＤＣＦ６３において線形圧縮される。この結
果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、入力光パルスの状態が
ほぼ再現される（図１４（ｄ））。この光パルスは最後
に、光増幅器７０に入力され、増幅される。
【００７４】このような光増幅器スパンを繰り返し接続
して光伝送路を構成することにより、各々の光増幅器ス
パンの出口、すなわち各々の光増幅器の出力において、
元の光パルスからのチャープと波形変化の小さいソリト
ン的パルスが得られる。この結果、光パルスの安定な伝
搬が実現される。
して光伝送路を構成することにより、各々の光増幅器ス
パンの出口、すなわち各々の光増幅器の出力において、
元の光パルスからのチャープと波形変化の小さいソリト
ン的パルスが得られる。この結果、光パルスの安定な伝
搬が実現される。
【００７５】上述のファイバのパラメーターを用いて、
入力パルス幅２０psのガウス型パルスの伝搬に伴う波形
変化、およびチャープ量の変化を計算した結果を図１５
に示す。第５の実施形態の光伝送路６０では、通常分散
ファイバ６２とＤＣＦ６３とで決まる平均分散値は０．
２ps／nm／kmである。ここで、図１５（ａ）はスパン内
の、図１５（ｂ）は各スパンの入り口での、パルスの波
形変化およびチャープ量をプロットしたものである。比
較のため、プリチャープ法を用いた場合の波形変化およ
びチャープ量もプロットした。なお、この時のプリチャ
ープ量は−１．０である。
入力パルス幅２０psのガウス型パルスの伝搬に伴う波形
変化、およびチャープ量の変化を計算した結果を図１５
に示す。第５の実施形態の光伝送路６０では、通常分散
ファイバ６２とＤＣＦ６３とで決まる平均分散値は０．
２ps／nm／kmである。ここで、図１５（ａ）はスパン内
の、図１５（ｂ）は各スパンの入り口での、パルスの波
形変化およびチャープ量をプロットしたものである。比
較のため、プリチャープ法を用いた場合の波形変化およ
びチャープ量もプロットした。なお、この時のプリチャ
ープ量は−１．０である。
【００７６】図１５（ａ）から、この発明の光伝送路は
プリチャープ法と比較して、伝送ファイバ６２内ではパ
ルス幅の拡がり方が大きいものの、各スパンの入り口で
は、チャープが常にほぼ０になっていることがわかる。
また図１５（ｂ）は、左の縦軸にパルス幅を、右の縦軸
にチャープ量をとった図である。図１５（ｂ）から、こ
の発明の光伝送路はプリチャープ法と比較して、より狭
いパルス幅で安定すること、および、チャープ量がほぼ
０であることがわかる。
プリチャープ法と比較して、伝送ファイバ６２内ではパ
ルス幅の拡がり方が大きいものの、各スパンの入り口で
は、チャープが常にほぼ０になっていることがわかる。
また図１５（ｂ）は、左の縦軸にパルス幅を、右の縦軸
にチャープ量をとった図である。図１５（ｂ）から、こ
の発明の光伝送路はプリチャープ法と比較して、より狭
いパルス幅で安定すること、および、チャープ量がほぼ
０であることがわかる。
【００７７】さらに、この時のパルスピーク強度は、プ
リチャープ法が４４．７ｍＷであるのに対して、この発
明の光伝送路によれば１７ｍＷと、半分以下のレベルで
あることも特徴の一つである。この結果、光増幅器の負
担が軽減される。
リチャープ法が４４．７ｍＷであるのに対して、この発
明の光伝送路によれば１７ｍＷと、半分以下のレベルで
あることも特徴の一つである。この結果、光増幅器の負
担が軽減される。
【００７８】図１６に、この発明の第６の実施形態の光
伝送路を示す。第６の実施形態の光伝送路も、基本的な
構成は第５の実施形態と同様である。図１６でも図１３
と同様、光増幅器スパンの一つについて示す。なお、第
５の実施形態の光伝送路と同様の部分については同じ参
照符号を付す。すなわち図１６（ａ）は一つの光増幅器
スパンを示す図であり、図１６（ｂ）はこの光増幅器ス
パンの分散マップである
伝送路を示す。第６の実施形態の光伝送路も、基本的な
構成は第５の実施形態と同様である。図１６でも図１３
と同様、光増幅器スパンの一つについて示す。なお、第
５の実施形態の光伝送路と同様の部分については同じ参
照符号を付す。すなわち図１６（ａ）は一つの光増幅器
スパンを示す図であり、図１６（ｂ）はこの光増幅器ス
パンの分散マップである
【００７９】図１６（ａ）に示すように、第６の実施形
態でも、一つの光増幅器スパンは光ファイバ伝送路８０
により構成される。光ファイバ伝送路８０は、入力光パ
ルスの波長で正常分散を有する正常分散ファイバ（ＮＤ
Ｆ：Normal Dispersion Fiber）８１、通常分散ファイ
バ（ＳＭＦ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補
償ファイバ（ＤＣＦ）６３を順次接続して構成されてい
る。
態でも、一つの光増幅器スパンは光ファイバ伝送路８０
により構成される。光ファイバ伝送路８０は、入力光パ
ルスの波長で正常分散を有する正常分散ファイバ（ＮＤ
Ｆ：Normal Dispersion Fiber）８１、通常分散ファイ
バ（ＳＭＦ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補
償ファイバ（ＤＣＦ）６３を順次接続して構成されてい
る。
【００８０】ここで、ＮＤＦ８１の分散値をＤ４、伝送
ファイバ６２の分散値をＤ１、そしてＤＣＦ６３の分散
値をＤ２とした時、それぞれの関係は、Ｄ４＜０、Ｄ１
＞０、Ｄ２＜０なる関係となっている。以下の説明で
は、ＤＳＦ６１を長さ１０Ｋｍ（分散値−１ps／nm／k
m）、伝送ファイバ６２を長さ５０Km（分散値１７ps／n
m／km）、ＤＣＦ６３を長さ１０Km（分散値−８２．６p
s／nm／km）として説明する。したがって図１６（ｂ）
に示すように、光伝送路８０全体の平均分散は、わずか
プラスとなる。
ファイバ６２の分散値をＤ１、そしてＤＣＦ６３の分散
値をＤ２とした時、それぞれの関係は、Ｄ４＜０、Ｄ１
＞０、Ｄ２＜０なる関係となっている。以下の説明で
は、ＤＳＦ６１を長さ１０Ｋｍ（分散値−１ps／nm／k
m）、伝送ファイバ６２を長さ５０Km（分散値１７ps／n
m／km）、ＤＣＦ６３を長さ１０Km（分散値−８２．６p
s／nm／km）として説明する。したがって図１６（ｂ）
に示すように、光伝送路８０全体の平均分散は、わずか
プラスとなる。
【００８１】第６の実施形態の光パルスの状態を、図１
７に模式的に示す。光増幅器スパンに入力された光パル
スは、ＮＤＦ８１内を伝搬する際、自己位相変調によっ
て非線型チャープを生じる（図１７（ａ））とともに、
ＮＤＦ８１が有する正常分散によって線形のチャープも
誘起される。これらの両効果はいずれもブルーチャープ
となるので、ＮＤＦ８１を通過した光パルスの幅は拡が
る。
７に模式的に示す。光増幅器スパンに入力された光パル
スは、ＮＤＦ８１内を伝搬する際、自己位相変調によっ
て非線型チャープを生じる（図１７（ａ））とともに、
ＮＤＦ８１が有する正常分散によって線形のチャープも
誘起される。これらの両効果はいずれもブルーチャープ
となるので、ＮＤＦ８１を通過した光パルスの幅は拡が
る。
【００８２】次いで光パルスが伝送ファイバ６２に入射
すると、ブルーチャープと、伝送ファイバ６２中で生じ
る自己位相変調の効果とによって圧縮を起こす（図１７
（ｂ））。この圧縮効果は、主にブルーチャープの影響
によるものである。第６の実施形態ではこれに加えて、
ＮＤＦ８１中で生じた非線型チャープおよび線形チャー
プの効果も上乗せされ、より効果的に光パルスが圧縮さ
れる。したがって、伝送ファイバ６２中で再び線形のパ
ルス拡がりが生じても、その広がりは第５の実施形態に
比較して抑制される（図１７（ｃ））。この光パルス
は、続くＤＣＦ６３に入力され、ここで線形圧縮され
る。この結果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、入力光パル
スの状態がほぼ再現される（図１７（ｄ））。
すると、ブルーチャープと、伝送ファイバ６２中で生じ
る自己位相変調の効果とによって圧縮を起こす（図１７
（ｂ））。この圧縮効果は、主にブルーチャープの影響
によるものである。第６の実施形態ではこれに加えて、
ＮＤＦ８１中で生じた非線型チャープおよび線形チャー
プの効果も上乗せされ、より効果的に光パルスが圧縮さ
れる。したがって、伝送ファイバ６２中で再び線形のパ
ルス拡がりが生じても、その広がりは第５の実施形態に
比較して抑制される（図１７（ｃ））。この光パルス
は、続くＤＣＦ６３に入力され、ここで線形圧縮され
る。この結果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、入力光パル
スの状態がほぼ再現される（図１７（ｄ））。
【００８３】この第６の実施形態では、伝送ファイバ６
２に前置するファイバをＮＤＦとすることにより、自己
位相変調による非線形チャープに加えて線形のブルーチ
ャープが生じる。これらのブルーチャープによって、伝
送ファイバ６２中でのパルス圧縮が増長され、特に伝送
ファイバ６２後半での線形なパルス拡がりが抑制され
る。この結果、ＤＣＦ６３に要求される分散補償量は低
減する。また、ＮＤＦ８１を前置することで、ソリトン
パルスの安定化に必要な光強度がさらに低減される。
２に前置するファイバをＮＤＦとすることにより、自己
位相変調による非線形チャープに加えて線形のブルーチ
ャープが生じる。これらのブルーチャープによって、伝
送ファイバ６２中でのパルス圧縮が増長され、特に伝送
ファイバ６２後半での線形なパルス拡がりが抑制され
る。この結果、ＤＣＦ６３に要求される分散補償量は低
減する。また、ＮＤＦ８１を前置することで、ソリトン
パルスの安定化に必要な光強度がさらに低減される。
【００８４】上述した第５、第６の実施形態の光伝送路
は、単波長の光信号を伝送するのみならず、波長多重光
通信のためにも用いることができる。すなわち、相互に
波長の異なる複数の信号光を、合波カプラやＡＷＧ（Ar
rayed Waveguide Grating）などによって合波し、伝送
路に入力する。
は、単波長の光信号を伝送するのみならず、波長多重光
通信のためにも用いることができる。すなわち、相互に
波長の異なる複数の信号光を、合波カプラやＡＷＧ（Ar
rayed Waveguide Grating）などによって合波し、伝送
路に入力する。
【００８５】光ファイバには分散スロープが存在するた
め、光波長多重伝送では、個々の波長（チャンネル）で
分散値が異なる。一般に、信号光の波長が長くなるにつ
れて、生じる分散が大きくなる。しかし、第５の実施形
態におけるＤＳＦ６１、あるいは第６の実施形態におけ
るＮＤＦ８１で生じる自己位相変調効果は、分散を打ち
消す方向に働く。このため、入力される各波長の光パル
スの光強度を調整することにより、それぞれのチャンネ
ル毎に最もパルスが安定するように設定することができ
る。
め、光波長多重伝送では、個々の波長（チャンネル）で
分散値が異なる。一般に、信号光の波長が長くなるにつ
れて、生じる分散が大きくなる。しかし、第５の実施形
態におけるＤＳＦ６１、あるいは第６の実施形態におけ
るＮＤＦ８１で生じる自己位相変調効果は、分散を打ち
消す方向に働く。このため、入力される各波長の光パル
スの光強度を調整することにより、それぞれのチャンネ
ル毎に最もパルスが安定するように設定することができ
る。
【００８６】たとえば第５の実施形態の光伝送路を用
い、これに４波長を多重した通信を行なうことを考え
る。伝送路が０．７ps／nm／kmの分散スロープを有する
とした場合に、各波長（チャンネル）毎に最適化された
光強度で伝搬するパルスについて、伝送距離に対するパ
ルス幅の変化の様子を図１８に示す。図１８も、左の縦
軸にパルス幅を、右の縦軸にチャープ量をとった図であ
る。
い、これに４波長を多重した通信を行なうことを考え
る。伝送路が０．７ps／nm／kmの分散スロープを有する
とした場合に、各波長（チャンネル）毎に最適化された
光強度で伝搬するパルスについて、伝送距離に対するパ
ルス幅の変化の様子を図１８に示す。図１８も、左の縦
軸にパルス幅を、右の縦軸にチャープ量をとった図であ
る。
【００８７】伝送路の平均分散は最も短波長側から順に
０．１ps、０．１７ps、０．２４psおよび０．３１ps
（／nm／km）とし、各チャンネル間の波長間隔は１nmと
する。図１８に示した各チャンネルの光強度は、短波長
側から順に９．０ｍＷ、１５．５ｍＷ、２１．７ｍＷ、
２８．２ｍＷであり、いずれも若干のパルス幅揺らぎが
あるものの、安定した伝搬状態になっている。これは、
分散が異なる場合でも、光強度を適切に設定することで
最適な状態に調整できることを示しており、実効的に分
散スロープの影響を低減している。これは同一の条件で
プリチャープ法による最適条件が短波長側から順に２
６．４ｍＷ、４１．３ｍＷ、４８．７ｍＷ、６９．８ｍ
Ｗであることと比較すると、より低いレベルで済む。こ
のことは、この発明によれば、光波長多重伝送方式にお
いて、光増幅器への負担を大幅に低減できることを示し
ている。
０．１ps、０．１７ps、０．２４psおよび０．３１ps
（／nm／km）とし、各チャンネル間の波長間隔は１nmと
する。図１８に示した各チャンネルの光強度は、短波長
側から順に９．０ｍＷ、１５．５ｍＷ、２１．７ｍＷ、
２８．２ｍＷであり、いずれも若干のパルス幅揺らぎが
あるものの、安定した伝搬状態になっている。これは、
分散が異なる場合でも、光強度を適切に設定することで
最適な状態に調整できることを示しており、実効的に分
散スロープの影響を低減している。これは同一の条件で
プリチャープ法による最適条件が短波長側から順に２
６．４ｍＷ、４１．３ｍＷ、４８．７ｍＷ、６９．８ｍ
Ｗであることと比較すると、より低いレベルで済む。こ
のことは、この発明によれば、光波長多重伝送方式にお
いて、光増幅器への負担を大幅に低減できることを示し
ている。
【００８８】図１９に、この発明の第７の実施形態の光
伝送路を示す。第７の実施形態の光伝送路も、基本的な
構成は第６の実施形態と同様である。図１９でも図１６
と同様、光増幅器スパンの一つについて示す。すなわち
図１９（ａ）は一つの光増幅器スパンを示す図であり、
図１９（ｂ）はこの光増幅器スパンの分散マップである
伝送路を示す。第７の実施形態の光伝送路も、基本的な
構成は第６の実施形態と同様である。図１９でも図１６
と同様、光増幅器スパンの一つについて示す。すなわち
図１９（ａ）は一つの光増幅器スパンを示す図であり、
図１９（ｂ）はこの光増幅器スパンの分散マップである
【００８９】図１９（a）に示すように、第７の実施形
態でも、一つの光増幅器スパンは光ファイバ伝送路９０
により構成される。光ファイバ伝送路９０中、ファイバ
９１およびファイバ９２の一組で、入力光パルスの波長
で正常分散を有するように構成されている。ファイバ９
１およびファイバ９２の後段には、通常分散ファイバ
（ＳＭＦ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補償
ファイバ（ＤＣＦ）６３を順次接続して、光ファイバ伝
送路９０が構成されている。
態でも、一つの光増幅器スパンは光ファイバ伝送路９０
により構成される。光ファイバ伝送路９０中、ファイバ
９１およびファイバ９２の一組で、入力光パルスの波長
で正常分散を有するように構成されている。ファイバ９
１およびファイバ９２の後段には、通常分散ファイバ
（ＳＭＦ）を用いる伝送ファイバ６２、および分散補償
ファイバ（ＤＣＦ）６３を順次接続して、光ファイバ伝
送路９０が構成されている。
【００９０】ここで、ファイバ９１を通常分散ファイ
バ、ファイバ９２を分散補償ファイバとして説明する。
すなわち、ファイバ９１の分散値をＤ５、ファイバ９２
の分散値をＤ６、伝送ファイバ６２の分散値をＤ１、そ
してＤＣＦ６３の分散値をＤ２とした時、それぞれの関
係は、Ｄ５＞０、Ｄ６＜０、Ｄ１＞０、そしてＤ２＜０
なる関係となっている。以下の説明では、ファイバ９１
の分散値を１６ps／nm／km、ファイバ９２を、ファイバ
９１の分散を補償する分散補償ファイバ、伝送ファイバ
６２を長さ５０Km（分散値１６ps／nm／km）、ＤＣＦ６
３を長さ９．３７５Km（分散値−８５．０ps／nm／km）
として説明する。したがって図１９（ｂ）に示すよう
に、光伝送路９０全体の平均分散は、わずかプラスとな
る。
バ、ファイバ９２を分散補償ファイバとして説明する。
すなわち、ファイバ９１の分散値をＤ５、ファイバ９２
の分散値をＤ６、伝送ファイバ６２の分散値をＤ１、そ
してＤＣＦ６３の分散値をＤ２とした時、それぞれの関
係は、Ｄ５＞０、Ｄ６＜０、Ｄ１＞０、そしてＤ２＜０
なる関係となっている。以下の説明では、ファイバ９１
の分散値を１６ps／nm／km、ファイバ９２を、ファイバ
９１の分散を補償する分散補償ファイバ、伝送ファイバ
６２を長さ５０Km（分散値１６ps／nm／km）、ＤＣＦ６
３を長さ９．３７５Km（分散値−８５．０ps／nm／km）
として説明する。したがって図１９（ｂ）に示すよう
に、光伝送路９０全体の平均分散は、わずかプラスとな
る。
【００９１】第７の実施形態の光パルスの状態を、図２
０に模式的に示す。この第７の実施形態においては、光
増幅器スパンに入力する光パルスは、その挙動を安定さ
せるため、わずかにアップ・チャープしているものを用
いる。光増幅器スパンに入力された光パルスは、ファイ
バ９１およびファイバ９２内を伝搬する際、自己位相変
調により非線型チャープを生じる。このとき、ファイバ
９１とファイバ９２との組では、残留分散はゼロとなっ
ている。しかし、局所的には分散が存在しているので、
ファイバ９１および９２の組から出力された光パルス
（図２０（ａ））は、自己位相変調によるチャープと、
あらかじめ持っているブルーチャープ（プリ・チャー
プ）とを併せ持つ、入力された光パルスからは僅かに変
化した波形となる。
０に模式的に示す。この第７の実施形態においては、光
増幅器スパンに入力する光パルスは、その挙動を安定さ
せるため、わずかにアップ・チャープしているものを用
いる。光増幅器スパンに入力された光パルスは、ファイ
バ９１およびファイバ９２内を伝搬する際、自己位相変
調により非線型チャープを生じる。このとき、ファイバ
９１とファイバ９２との組では、残留分散はゼロとなっ
ている。しかし、局所的には分散が存在しているので、
ファイバ９１および９２の組から出力された光パルス
（図２０（ａ））は、自己位相変調によるチャープと、
あらかじめ持っているブルーチャープ（プリ・チャー
プ）とを併せ持つ、入力された光パルスからは僅かに変
化した波形となる。
【００９２】次いで光パルス（図２０（ａ））が伝送フ
ァイバ６２に入射すると、分散の影響にうち勝って圧縮
を起こす（図２０（ｂ））。この圧縮には、伝送ファイ
バ６２中での自己位相変調による効果も含まれている。
この光パルスが伝送ファイバ６２を伝搬するにつれ、損
失が増大し、強度が低下する。こうなると、伝送ファイ
バ６２の持つ異常分散の影響が光パルスに表われてくる
ようになり、光パルスのパルス幅が拡がる（図２０
（ｃ））。
ァイバ６２に入射すると、分散の影響にうち勝って圧縮
を起こす（図２０（ｂ））。この圧縮には、伝送ファイ
バ６２中での自己位相変調による効果も含まれている。
この光パルスが伝送ファイバ６２を伝搬するにつれ、損
失が増大し、強度が低下する。こうなると、伝送ファイ
バ６２の持つ異常分散の影響が光パルスに表われてくる
ようになり、光パルスのパルス幅が拡がる（図２０
（ｃ））。
【００９３】この拡がりは線形的なもので、光パルスが
続いて続くＤＣＦ６３に入射した際、ＤＣＦ６３内で線
形圧縮される。この結果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、
入力光パルスの状態がほぼ再現される（図２０
（ｄ））。このパルスは最後に、光増幅器７０に入力さ
れ、増幅される。
続いて続くＤＣＦ６３に入射した際、ＤＣＦ６３内で線
形圧縮される。この結果、ＤＣＦ６３の出口の部分で、
入力光パルスの状態がほぼ再現される（図２０
（ｄ））。このパルスは最後に、光増幅器７０に入力さ
れ、増幅される。
【００９４】このような光増幅器スパンを繰り返し接続
して光伝送路を構成することにより、各々の光増幅器ス
パンの出口、すなわち各々の光増幅器の出力において、
元の光パルスからのチャープと波形変化の小さいソリト
ン的パルスが得られる。この結果、光パルスの安定な伝
搬が実現される。
して光伝送路を構成することにより、各々の光増幅器ス
パンの出口、すなわち各々の光増幅器の出力において、
元の光パルスからのチャープと波形変化の小さいソリト
ン的パルスが得られる。この結果、光パルスの安定な伝
搬が実現される。
【００９５】この実施形態では、ファイバ９１およびフ
ァイバ９２の長さ、および分散量を種々に変更すること
によって、光伝送路に入力する光パルスのプリ・チャー
プ量、また伝送路６２内を伝送する光パルスのパワー
を、より自由度高く設定することができる。またこの実
施形態では、伝送ファイバに前置する分散補償手段を２
本１組のファイバで構成しているため、光パルスのパワ
ー、チャープ量等に関して、よりトレランスの大きい光
伝送路を構成することができる。
ァイバ９２の長さ、および分散量を種々に変更すること
によって、光伝送路に入力する光パルスのプリ・チャー
プ量、また伝送路６２内を伝送する光パルスのパワー
を、より自由度高く設定することができる。またこの実
施形態では、伝送ファイバに前置する分散補償手段を２
本１組のファイバで構成しているため、光パルスのパワ
ー、チャープ量等に関して、よりトレランスの大きい光
伝送路を構成することができる。
【００９６】図２１に、この発明の第８の実施形態の光
伝送路を示す。図２２でも図１９と同様、光増幅器スパ
ンの一つについて示す。第８の実施形態の光伝送路も、
基本的な構成は第７の実施形態と同様である。しかし第
８の実施形態では、伝送ファイバ６２の直前に、可変光
減衰器９３を新たに設けている点で異なる。
伝送路を示す。図２２でも図１９と同様、光増幅器スパ
ンの一つについて示す。第８の実施形態の光伝送路も、
基本的な構成は第７の実施形態と同様である。しかし第
８の実施形態では、伝送ファイバ６２の直前に、可変光
減衰器９３を新たに設けている点で異なる。
【００９７】可変光減衰器９３は、伝送ファイバ６２に
挿入される光パルスの強度を減衰させる。ただし、可変
光減衰器９３を通過した光パルスの波形自体は、そのま
まに保たれている。なお、図２１に示した光増幅器スパ
ンは、可変光減衰器９３を挿入している以外は第７の実
施形態と同様であるので、分散マップは省略する。すな
わち図２１は、一つの光増幅器スパンを示す図である。
挿入される光パルスの強度を減衰させる。ただし、可変
光減衰器９３を通過した光パルスの波形自体は、そのま
まに保たれている。なお、図２１に示した光増幅器スパ
ンは、可変光減衰器９３を挿入している以外は第７の実
施形態と同様であるので、分散マップは省略する。すな
わち図２１は、一つの光増幅器スパンを示す図である。
【００９８】第８の実施形態の光パルスの状態は、図２
０に示した第７の実施形態におけるとほぼ同様である。
すなわち光増幅器スパンに入力された光パルスは、ファ
イバ９１およびファイバ９２内を伝搬する際、自己位相
変調により非線型チャープを生じる。そして、ファイバ
９１および９２の組から出力された光パルス（図２０
（ａ）参照）は、自己位相変調によるチャープと、あら
かじめ持っているブルーチャープ（プリ・チャープ）と
を併せ持つ、入力された光パルスからは僅かに変化した
波形となる。
０に示した第７の実施形態におけるとほぼ同様である。
すなわち光増幅器スパンに入力された光パルスは、ファ
イバ９１およびファイバ９２内を伝搬する際、自己位相
変調により非線型チャープを生じる。そして、ファイバ
９１および９２の組から出力された光パルス（図２０
（ａ）参照）は、自己位相変調によるチャープと、あら
かじめ持っているブルーチャープ（プリ・チャープ）と
を併せ持つ、入力された光パルスからは僅かに変化した
波形となる。
【００９９】次いで光パルス（図２０（ａ）参照）は、
光減衰器９３で光強度が減衰した後、伝送ファイバ６２
に入射する。光パルスはここで、分散の影響にうち勝っ
て圧縮を起こす（図２０（ｂ）参照）。このとき、光減
衰器９３で十分に光強度が抑制されていれば、伝送ファ
イバ６２中での非線形性も抑制される。結果として、伝
送ファイバ６２中での自己位相変調効果は、より小さく
なる。
光減衰器９３で光強度が減衰した後、伝送ファイバ６２
に入射する。光パルスはここで、分散の影響にうち勝っ
て圧縮を起こす（図２０（ｂ）参照）。このとき、光減
衰器９３で十分に光強度が抑制されていれば、伝送ファ
イバ６２中での非線形性も抑制される。結果として、伝
送ファイバ６２中での自己位相変調効果は、より小さく
なる。
【０１００】この光パルスは、第７の実施例と同様、異
常分散の影響により、パルスは広がる（図２０（ｃ）参
照）。次いで光パルスがＤＣＦ６３に入力され、線形圧
縮されることにより、入力光パルスの状態がほぼ再現さ
れる（図２０（ｄ）参照）。
常分散の影響により、パルスは広がる（図２０（ｃ）参
照）。次いで光パルスがＤＣＦ６３に入力され、線形圧
縮されることにより、入力光パルスの状態がほぼ再現さ
れる（図２０（ｄ）参照）。
【０１０１】以上説明したように、伝送ファイバ６２の
直前に可変光減衰器９３を挿入した点が第８の実施形態
の特徴である。可変光減衰器９３により、その光強度を
減衰させられた光パルスは、伝送ファイバ６２中での自
己位相変調効果が抑制される。その結果、たとえ異常分
散の影響でパルス拡がりが生じ、隣接するパルス同士が
かさなったとしても、非線形性に起因する相互作用が低
減される。
直前に可変光減衰器９３を挿入した点が第８の実施形態
の特徴である。可変光減衰器９３により、その光強度を
減衰させられた光パルスは、伝送ファイバ６２中での自
己位相変調効果が抑制される。その結果、たとえ異常分
散の影響でパルス拡がりが生じ、隣接するパルス同士が
かさなったとしても、非線形性に起因する相互作用が低
減される。
【０１０２】ここで、第７の実施形態において（図２１
参照）、伝送ファイバ中の非線形性が無い場合でも、光
パルスにわずかなプリ・チャープを施し、かつ、前置す
るファイバ９１および９２中の自己位相変調効果によ
り、ほとんどパルス形状に変化のないソリトン的な伝搬
が可能であることが示されている。よって第８の実施形
態において、光減衰器９３による光強度の減衰があった
としても、第７の実施形態と同様の伝搬が実現されるこ
とは明らかである。
参照）、伝送ファイバ中の非線形性が無い場合でも、光
パルスにわずかなプリ・チャープを施し、かつ、前置す
るファイバ９１および９２中の自己位相変調効果によ
り、ほとんどパルス形状に変化のないソリトン的な伝搬
が可能であることが示されている。よって第８の実施形
態において、光減衰器９３による光強度の減衰があった
としても、第７の実施形態と同様の伝搬が実現されるこ
とは明らかである。
【０１０３】図２３は、光減衰器９３における減衰量を
変えた場合に、伝送ファイバ６２中の非線形性に起因す
るパルス間相互作用による時間ジッタがどの程度低減さ
れるかを計算した結果である。図２３では、信号列のビ
ット・レートを40Gbit/sとし、入力光パルスとして、半
値全幅７．５psのガウス形を仮定した。また図２３では
比較のため、伝送ファイバ中での非線形性を全く無視し
た場合についても示した。
変えた場合に、伝送ファイバ６２中の非線形性に起因す
るパルス間相互作用による時間ジッタがどの程度低減さ
れるかを計算した結果である。図２３では、信号列のビ
ット・レートを40Gbit/sとし、入力光パルスとして、半
値全幅７．５psのガウス形を仮定した。また図２３では
比較のため、伝送ファイバ中での非線形性を全く無視し
た場合についても示した。
【０１０４】これによると、光減衰器１１における減衰
量を３、５、７．５ｄＢと大きくしていくことで、伝搬
に伴う時間ジッタの累積が低減され、非線形性を無視し
た場合に近づいていくことがわかる。さらに、伝送ファ
イバ６２中での過剰な自己位相変調効果が抑制されるた
めに、プリ・チャープ量、及び最適光強度ともに小さく
できることも第８の実施形態の特徴的な性質である。
量を３、５、７．５ｄＢと大きくしていくことで、伝搬
に伴う時間ジッタの累積が低減され、非線形性を無視し
た場合に近づいていくことがわかる。さらに、伝送ファ
イバ６２中での過剰な自己位相変調効果が抑制されるた
めに、プリ・チャープ量、及び最適光強度ともに小さく
できることも第８の実施形態の特徴的な性質である。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、光ＮＲＺ信号を光
ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換するため
の、簡単な構成で信頼性が高い光ＮＲＺ／ＲＺ変換器が
得られる。また、こうして生成された光パルスが安定に
伝搬される光伝送路が実現される。
ＲＺ信号、さらに言えばソリトン信号に変換するため
の、簡単な構成で信頼性が高い光ＮＲＺ／ＲＺ変換器が
得られる。また、こうして生成された光パルスが安定に
伝搬される光伝送路が実現される。
【図１】第１の実施形態の光信号発生回路を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】光ＮＲＺ信号と、抽出されたクロック成分との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】第１の実施形態の光信号発生回路の変形例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】第２の実施形態の光信号発生回路を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】第２の実施形態の光信号発生回路の変形例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】第２の実施形態の光信号発生回路の別の変形例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態の光信号発生回路を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】第３の実施形態での各モードの伝搬状態を説明
する図である。
する図である。
【図９】第３の実施形態の光信号発生回路の変形例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１０】第４の実施形態の光信号発生回路を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１１】第４の実施形態の動作原理を説明する図であ
る。
る。
【図１２】第４の実施形態の光信号発生回路の変形例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１３】第５の実施形態の光伝送路を示す図である。
【図１４】第５の実施形態の光伝送路における光パルス
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図１５】第５の実施形態の光伝送路におけるパルスの
伝搬に伴う波形変化、およびチャープ量の変化を示す図
である。
伝搬に伴う波形変化、およびチャープ量の変化を示す図
である。
【図１６】第６の実施形態の光伝送路を示す図である。
【図１７】第６の実施形態の光伝送路における光パルス
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図１８】第５の実施形態の光伝送路にて光波長多重伝
送を行なった場合の、パルスの伝搬に伴う波形変化、お
よびチャープ量の変化を示す図である。
送を行なった場合の、パルスの伝搬に伴う波形変化、お
よびチャープ量の変化を示す図である。
【図１９】第７の実施形態の光伝送路を示す図である。
【図２０】第７の実施形態の光伝送路における光パルス
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図２１】第８の実施形態の光伝送路を示す図である。
【図２２】第８の実施形態における、時間ジッタの変化
量を示す図である。
量を示す図である。
３・・・・クロック抽出回路 ４・・・・光遅延回路 ５・・・・ＥＡ変調器 ２２、２３・・・入力ポート ２６、２７・・・入力ポート ２４・・・結合導波路領域 ２８、２９、４４、４５・・・光バンドパスフィルタ ３０、４６、５４・・・受信器 ４１・・・Ｙ分岐光導波路 ６０、８０、９０・・・光ファイバ伝送路 ６１・・・ＤＳＦ ６２・・・伝送ファイバ ６３・・・ＤＣＦ ８１・・・ＮＤＦ ９３・・・可変光減衰器
Claims (20)
- 【請求項１】 光ＮＲＺ信号が入力される入力ポート
と、 前記光ＮＲＺ信号を２分岐する光カプラと、 ２分岐された前記光ＮＲＺ信号の一方からクロック成分
を抽出するクロック抽出回路と、 ２分岐された前記光ＮＲＺ信号の他方を入力とし、前記
クロック成分によって駆動されるＥＡ変調器と、を有す
ることを特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項２】 光ＮＲＺ信号が入力される入力ポート
と、 前記光ＮＲＺ信号を２分岐する光カプラと、 ２分岐された前記光ＮＲＺ信号の一方からクロック成分
を抽出するクロック抽出回路と、 ２分岐された前記光ＮＲＺ信号の他方を遅延させる遅延
回路と、 前記遅延回路の出力に接続され、前記クロック成分によ
って駆動されるＥＡ変調器と、を有することを特徴とす
る光信号発生回路。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光信号発生回路
において、 前記ＥＡ変調器の出力の一部が入力されるレベル制御回
路を有し、 このレベル制御回路は、前記ＥＡ変調器の光出力の変動
に応じて前記遅延回路の遅延量を制御することを特徴と
する光信号発生回路。 - 【請求項４】 第１の導波路と、第２の導波路と、これ
ら第１および第２の導波路それぞれの一部を近接配置し
た結合導波路領域とで構成される方向性結合器を有する
光信号発生回路であって、 第１の波長を有する光ＮＲＺ信号と、第１の波長を有す
るＲＺパルス列とを、前記光信号発生回路の前記第１の
導波路の入力側に入力し、 前記結合領域において、前記光ＮＲＺ信号によって前記
ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフトを
生じさせ、 前記ＲＺパルス列を構成する個々のＲＺパルスのうち、
前記光ＮＲＺ信号に対応するパルスを前記第１の導波路
の出力端から出力することを特徴とする光信号発生回
路。 - 【請求項５】 第１の導波路と、第２の導波路と、これ
ら第１および第２の導波路それぞれの一部を近接配置し
た結合領域とで構成される方向性結合器を有する光信号
発生回路であって、 第１の波長を有する光ＮＲＺ信号と、第２の波長を有す
るＲＺパルス列とを、前記光信号発生回路の前記第１の
導波路の入力側に入力し、 前記結合領域において、前記光ＮＲＺ信号によって、前
記ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフト
を生じさせ、 前記ＲＺパルス列を構成する個々のＲＺパルスのうち、
前記光ＮＲＺ信号に対応するパルスを前記第１の導波路
の出力端から出力することを特徴とする光信号発生回
路。 - 【請求項６】 請求項５記載の光信号発生回路におい
て、 前記第１の導波路の出力端に、前記第１の波長をストッ
プする光バンドパスフィルタを配置し、前記第１の導波
路に漏れ込んだ前記光ＮＲＺ信号を除去するものである
ことを特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項７】 請求項５記載の光信号発生回路におい
て、 前記第２の導波路の出力端に配置され、前記第１の波長
をストップする光バンドパスフィルタと、 この光バンドパスフィルタの後段に配置され、前記第２
の波長を受信する受信器とを有し、 前記第２の導波路に漏れ込んだ前記光ＮＲＺ信号を除去
するとともに、前記ＲＺパルス列を構成する個々のＲＺ
パルスのうち、前記光ＮＲＺ信号に対応しないパルスを
前記受信器で受信することを特徴とする光信号発生回
路。 - 【請求項８】 入力ポートと、第１の出力ポートおよび
第２の出力ポートと、前記入力ポートに与えられた信号
光を前記第１および第２の出力ポートに導くＹ分岐光導
波路を有する光信号発生回路であって、 第１の波長を有する光ＮＲＺ信号と、第２の波長を有す
るＲＺパルス列とを、前記入力ポートに入力し、 前記Ｙ分岐光導波路において、前記光ＮＲＺ信号によっ
て、前記ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相
シフトを生じさせて前記ＲＺパルス列のモードを制御す
ることにより、 前記ＲＺパルス列を構成する個々のＲＺパルスのうち、
前記光ＮＲＺ信号に対応するパルスを前記および第２の
出力ポートのいずれかより出力することを特徴とする光
信号発生回路。 - 【請求項９】 請求項８記載の光信号発生回路におい
て、 前記Ｙ分岐光導波路は、入力される光信号の基本導波モ
ードと１次導波モードとが伝搬する光導波路であること
を特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項１０】 請求項９記載の光信号発生回路におい
て、 前記光ＮＲＺ信号に対応する前記ＲＺパルスが出力され
る出力ポートに、前記第１の波長をストップする光バン
ドパスフィルタを配置し、前記第１の出力ポートに漏れ
込んだ前記光ＮＲＺ信号を除去するものであることを特
徴とする光信号発生回路。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の光信号発生回路にお
いて、 前記光ＮＲＺ信号に対応しない前記ＲＺパルスが出力さ
れる出力ポートに、前記第１の波長をストップする光バ
ンドパスフィルタを配置し、前記第１の出力ポートに漏
れ込んだ前記光ＮＲＺ信号を除去するものであることを
特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の光信号発生回路にお
いて、 前記光バンドパスフィルタの後段に、前記第２の波長を
受信する受信器を配置し、 前記光ＮＲＺ信号に対応しない前記ＲＺパルスが出力さ
れる出力ポートに漏れ込んだ前記光ＮＲＺ信号を除去す
るとともに、前記光ＮＲＺ信号に対応しない前記ＲＺパ
ルスを前記受信器で受信することを特徴とする光信号発
生回路。 - 【請求項１３】 光導波路と、この光導波路に接続され
た偏光子とを有する光信号発生回路であって、 第１の偏波方向を有する光ＮＲＺ信号と、前記第１の偏
波方向と４５°異なる第２の偏波方向を有するＲＺパル
ス列とを前記光導波路に入力し、 前記光導波路内において、前記光ＮＲＺ信号によって、
前記ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフ
トを生じさせ、 前記偏光子により、前記ＲＺパルス列を構成する個々の
ＲＺパルスのうち、前記光ＮＲＺ信号に対応するパルス
を抽出することを特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項１４】 光導波路と、この光導波路に接続され
た偏光ビームスプリッタとを有する光信号発生回路であ
って、 第１の偏波方向を有する光ＮＲＺ信号と、前記第１の偏
波方向と４５°異なる第２の偏波方向を有するＲＺパル
ス列とを前記光導波路に入力し、 前記光導波路内において、前記光ＮＲＺ信号によって、
前記ＲＺパルス列に相互位相変調による非線型位相シフ
トを生じさせ、 前記偏光ビームスプリッタにより、前記ＲＺパルス列を
構成する個々のＲＺパルスのうち、前記光ＮＲＺ信号に
対応するパルスを透過させるとともに、前記ＲＺパルス
列を構成する個々のＲＺパルスのうち、前記光ＮＲＺ信
号に対応しないパルスを反射させ、 前記偏光ビームスプリッタにより反射された、前記光Ｎ
ＲＺ信号に対応しないＲＺパルスを受信器にて受信する
ことを特徴とする光信号発生回路。 - 【請求項１５】 光パルスを伝送する光ファイバ伝送路
と、 この光ファイバ伝送路の前段に接続される第１の分散補
償手段と、 この光ファイバ伝送路の後段に接続される第２の分散補
償手段とから構成される光伝送路において、 前記第１の分散補償手段を分散シフトファイバ、かつ前
記第２の分散補償手段を分散補償ファイバで構成したこ
とを特徴とする光伝送路。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の光伝送路において、 前記第１の分散補償手段の分散値を０にほぼ等しく、前
記第２の分散補償手段の分散値をマイナスとしたことを
特徴とする光伝送路。 - 【請求項１７】 請求項１５記載の光伝送路において、 前記第１の分散補償手段の分散値を正常分散とし、前記
第２の分散補償手段の分散値をマイナスとしたことを特
徴とする光伝送路。 - 【請求項１８】 請求項１６または請求項１７記載の光
伝送路において、 前記第１の分散補償手段中で誘起される非線型チャープ
により、前記光ファイバ伝送路中でのパルス拡がりを抑
制することを特徴とする光伝送路。 - 【請求項１９】 光パルスを伝送する光ファイバ伝送路
と、 この光ファイバ伝送路の前段に接続される第１の分散補
償手段と、 この光ファイバ伝送路の後段に接続される第２の分散補
償手段とから構成される光伝送路において、 前記第１の分散補償手段は、平均が零分散となるように
組み合わされた２つの光ファイバから構成され、 前記第１の分散補償手段への入力としてわずかにブルー
・チャープを与えられた光パルスを用い、 このブルー・チャープと、前記第１の分散補償手段中で
誘起された自己位相変調によるチャープとの効果によ
り、前記伝送ファイバ中での前記光パルスの拡がりを抑
制することを特徴とする光伝送路。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の光伝送路において、 前記伝送ファイバの直前に可変光減衰器を設け、前記伝
送ファイバに入力する光パルスの光強度を抑制すること
で、前記伝送ファイバ中の非線形性に伴うパルス間相互
作用を低減することを特徴とする光伝送路。
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