JP2001251250A - 光伝送装置および光伝送システム - Google Patents
光伝送装置および光伝送システムInfo
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- JP2001251250A JP2001251250A JP2000061068A JP2000061068A JP2001251250A JP 2001251250 A JP2001251250 A JP 2001251250A JP 2000061068 A JP2000061068 A JP 2000061068A JP 2000061068 A JP2000061068 A JP 2000061068A JP 2001251250 A JP2001251250 A JP 2001251250A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非線形光学効果および光ＳＮＲ劣化による光
増幅中継数の制限を緩和し、経済的なネットワークを構
築する。 【解決手段】 送信部を構成する光伝送装置として、単
一波長の光を発生する光源と、ディジタル信号により単
一波長の光を位相変調する位相変調手段と、位相変調さ
れた光信号の各ビットの境界で光強度が小さくなるよう
に強度変調する強度変調手段とを備え、位相変調および
強度変調された光信号を送信する。
増幅中継数の制限を緩和し、経済的なネットワークを構
築する。 【解決手段】 送信部を構成する光伝送装置として、単
一波長の光を発生する光源と、ディジタル信号により単
一波長の光を位相変調する位相変調手段と、位相変調さ
れた光信号の各ビットの境界で光強度が小さくなるよう
に強度変調する強度変調手段とを備え、位相変調および
強度変調された光信号を送信する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号に
より位相変調された光信号を送受信する光伝送装置およ
び光伝送システムに関する。
より位相変調された光信号を送受信する光伝送装置およ
び光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】（ＩＭ−ＤＤ方式）図９は、強度変調−
直接検波（ＩＭ−ＤＤ）方式を用いた従来の波長多重光
伝送システムの構成例を示す。
直接検波（ＩＭ−ＤＤ）方式を用いた従来の波長多重光
伝送システムの構成例を示す。
【０００３】図において、送信部１０では、複数の光源
１１−１〜１１−ｎで発生させた波長λ１〜λｎの連続
光を光強度変調器１２−１〜１２−ｎに入力し、送信信
号でそれぞれ強度変調した光信号を生成する。各波長の
光信号は、光合波器１３で波長多重され、光ファイバ伝
送路３０−１〜３０−ｍおよびその損失を補償する光増
幅器３１−１〜３１−ｍを介して受信部２０まで伝送さ
れる。受信部２０では、光分波器２１で各波長の光信号
に分波し、それぞれ対応する受光素子２２−１〜２２−
ｎに入力して直接検波し、電気信号に変換する。各電気
信号は、識別再生回路２３−１〜２３−ｎにより識別再
生され、受信信号として出力される。
１１−１〜１１−ｎで発生させた波長λ１〜λｎの連続
光を光強度変調器１２−１〜１２−ｎに入力し、送信信
号でそれぞれ強度変調した光信号を生成する。各波長の
光信号は、光合波器１３で波長多重され、光ファイバ伝
送路３０−１〜３０−ｍおよびその損失を補償する光増
幅器３１−１〜３１−ｍを介して受信部２０まで伝送さ
れる。受信部２０では、光分波器２１で各波長の光信号
に分波し、それぞれ対応する受光素子２２−１〜２２−
ｎに入力して直接検波し、電気信号に変換する。各電気
信号は、識別再生回路２３−１〜２３−ｎにより識別再
生され、受信信号として出力される。
【０００４】このようなＩＭ−ＤＤ方式を用いた光伝送
システムは、１波長のみを伝送する場合でも、広帯域お
よび低損失な光ファイバ伝送路を用いているために、高
ビットレートの信号を長距離伝送することができる。ま
た、図９のように光増幅器３１を用いることにより、光
信号を光のままで増幅中継することができ、光信号を電
気信号に変換して識別再生する再生中継器を用いる場合
に比べて低コストな光伝送システムを構築できる。さら
に、図９のような波長多重光伝送システムでは、光ファ
イバ伝送路３０および光増幅器３１を複数の波長で共有
できるので、より経済的なシステムを構築できる。
システムは、１波長のみを伝送する場合でも、広帯域お
よび低損失な光ファイバ伝送路を用いているために、高
ビットレートの信号を長距離伝送することができる。ま
た、図９のように光増幅器３１を用いることにより、光
信号を光のままで増幅中継することができ、光信号を電
気信号に変換して識別再生する再生中継器を用いる場合
に比べて低コストな光伝送システムを構築できる。さら
に、図９のような波長多重光伝送システムでは、光ファ
イバ伝送路３０および光増幅器３１を複数の波長で共有
できるので、より経済的なシステムを構築できる。
【０００５】しかし、光ファイバ伝送路および光増幅器
で生じる信号劣化要因により、光増幅器のみで中継する
ことはできず再生中継器が必要になる。なお、波長多重
光伝送システムでは、再生中継器は波長数分必要とな
り、波長多重による経済化効果が低減する。
で生じる信号劣化要因により、光増幅器のみで中継する
ことはできず再生中継器が必要になる。なお、波長多重
光伝送システムでは、再生中継器は波長数分必要とな
り、波長多重による経済化効果が低減する。
【０００６】ここで、光増幅中継数の制限要因のうち、
光増幅器の自然放出光（ＡＳＥ光）による信号対雑音比
（光ＳＮＲ）の劣化、および光ファイバ伝送路の非線形
光学効果による信号劣化について説明する。
光増幅器の自然放出光（ＡＳＥ光）による信号対雑音比
（光ＳＮＲ）の劣化、および光ファイバ伝送路の非線形
光学効果による信号劣化について説明する。
【０００７】図９のように、光増幅器３１のみにより多
段に光信号の増幅中継を行う構成では、ＡＳＥ光が光増
幅器を通過するごとに累積される。このため、光信号と
ＡＳＥ光との比である光ＳＮＲは、送信端に対して受信
端で大きく劣化する。また、光ＳＮＲが小さくなると、
受信部で符号誤り率が増加する。この符号誤り率を一定
値以下に保持して信号品質を維持するには、光ファイバ
伝送路への入力光パワーを上昇させ、送信端での光ＳＮ
Ｒを大きくする必要がある。
段に光信号の増幅中継を行う構成では、ＡＳＥ光が光増
幅器を通過するごとに累積される。このため、光信号と
ＡＳＥ光との比である光ＳＮＲは、送信端に対して受信
端で大きく劣化する。また、光ＳＮＲが小さくなると、
受信部で符号誤り率が増加する。この符号誤り率を一定
値以下に保持して信号品質を維持するには、光ファイバ
伝送路への入力光パワーを上昇させ、送信端での光ＳＮ
Ｒを大きくする必要がある。
【０００８】しかし、光ファイバ伝送路への入力光パワ
ーを上昇させると、光ファイバ伝送路の非線形光学効果
による信号劣化が大きくなる。非線形光学効果は、光フ
ァイバ中を高パワーの光が伝搬するとき、光と光ファイ
バが相互作用を起こし、光ファイバの屈折率が非線形応
答を起こす現象である。光伝送システムで問題となる現
象として、自己位相変調と群速度分散の相互作用（ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ）、相互位相変調と群速度分散の相互作用
（ＸＰＭ＋ＧＶＤ）、四光波混合、誘導ラマン散乱等が
ある。
ーを上昇させると、光ファイバ伝送路の非線形光学効果
による信号劣化が大きくなる。非線形光学効果は、光フ
ァイバ中を高パワーの光が伝搬するとき、光と光ファイ
バが相互作用を起こし、光ファイバの屈折率が非線形応
答を起こす現象である。光伝送システムで問題となる現
象として、自己位相変調と群速度分散の相互作用（ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ）、相互位相変調と群速度分散の相互作用
（ＸＰＭ＋ＧＶＤ）、四光波混合、誘導ラマン散乱等が
ある。
【０００９】ＩＭ−ＤＤ方式を用いた光伝送システムに
おいて、１波長のみを伝送させた場合には、ＳＰＭ＋Ｇ
ＶＤ効果が顕著になることが報告されている（参考文
献：A.Naka et al.,"Fiber transmission distance det
ermined by eye opening degradation due to self-pha
se modulation and group-velocity dispersion", IEEE
lectoronics Letters, vol.28, pp.2221-2222, 199
2）。また、図９のような波長多重光伝送システムにお
いて、光伝送路の零分散波長近傍以外の波長を用いた場
合には、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果が顕著になることが報告さ
れている（参考文献：R.Hui et al.,"Cross-phase modu
lation in multispan WDM optical fiber systems", IE
EE Journal of Lightwave Technology, vol.17, pp.101
8-1026, 1999)。
おいて、１波長のみを伝送させた場合には、ＳＰＭ＋Ｇ
ＶＤ効果が顕著になることが報告されている（参考文
献：A.Naka et al.,"Fiber transmission distance det
ermined by eye opening degradation due to self-pha
se modulation and group-velocity dispersion", IEEE
lectoronics Letters, vol.28, pp.2221-2222, 199
2）。また、図９のような波長多重光伝送システムにお
いて、光伝送路の零分散波長近傍以外の波長を用いた場
合には、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果が顕著になることが報告さ
れている（参考文献：R.Hui et al.,"Cross-phase modu
lation in multispan WDM optical fiber systems", IE
EE Journal of Lightwave Technology, vol.17, pp.101
8-1026, 1999)。
【００１０】（ＤＰＳＫ−ＤＤ方式）次に、ＩＭ−ＤＤ
方式に比べて光ＳＮＲ劣化の影響を低減できるＤＰＳＫ
−ＤＤ方式について説明する。ＤＰＳＫ−ＤＤ方式は、
送信信号を光の位相の変化に対応させて伝送し、受信部
で前後のビットを干渉させ、位相変化を強度信号に変換
して復調する方式である。
方式に比べて光ＳＮＲ劣化の影響を低減できるＤＰＳＫ
−ＤＤ方式について説明する。ＤＰＳＫ−ＤＤ方式は、
送信信号を光の位相の変化に対応させて伝送し、受信部
で前後のビットを干渉させ、位相変化を強度信号に変換
して復調する方式である。
【００１１】図１０は、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式を用いた従
来の波長多重光伝送システムの構成例を示す。図におい
て、送信部１０では、複数の送信信号をそれぞれ符号化
器１４−１〜１４−ｎに入力し、送信信号“０”を“０
１”または“１０”とし、“１”を“１１”と符号化す
る。複数の光源１１−１〜１１−ｎで発生させた波長λ
１〜λｎの連続光を光位相変調器１５−１〜１５−ｎに
入力し、符号化器１４−１〜１４−ｎの出力信号により
それぞれ位相変調した光信号を生成する。このとき、光
信号の相対位相は符号化器１４−１〜１４−ｎの出力信
号に対応し、０とπの２値の位相変調信号となる。各波
長の光信号は、光合波器１３で波長多重され、光ファイ
バ伝送路３０−１〜３０−ｍおよびその損失を補償する
光増幅器３１−１〜３１−ｍを介して受信部２０まで伝
送される。
来の波長多重光伝送システムの構成例を示す。図におい
て、送信部１０では、複数の送信信号をそれぞれ符号化
器１４−１〜１４−ｎに入力し、送信信号“０”を“０
１”または“１０”とし、“１”を“１１”と符号化す
る。複数の光源１１−１〜１１−ｎで発生させた波長λ
１〜λｎの連続光を光位相変調器１５−１〜１５−ｎに
入力し、符号化器１４−１〜１４−ｎの出力信号により
それぞれ位相変調した光信号を生成する。このとき、光
信号の相対位相は符号化器１４−１〜１４−ｎの出力信
号に対応し、０とπの２値の位相変調信号となる。各波
長の光信号は、光合波器１３で波長多重され、光ファイ
バ伝送路３０−１〜３０−ｍおよびその損失を補償する
光増幅器３１−１〜３１−ｍを介して受信部２０まで伝
送される。
【００１２】受信部２０では、光分波器２１で各波長の
光信号に分波し、それぞれ対応する光復調器２４−１〜
２４−ｎに入力される。光復調器２４は、光弁別器２５
とバランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５
は２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、
一方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その
一方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出
力ポートに出力する。一方の出力ポートには、光の位相
に変化が無ければ、干渉によって分岐された光信号が強
め合って強度の大きい光信号を出力し、光の位相に変化
があれば、干渉によって分岐された光信号が打ち消し合
って強度の小さい光信号を出力する。
光信号に分波し、それぞれ対応する光復調器２４−１〜
２４−ｎに入力される。光復調器２４は、光弁別器２５
とバランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５
は２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、
一方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その
一方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出
力ポートに出力する。一方の出力ポートには、光の位相
に変化が無ければ、干渉によって分岐された光信号が強
め合って強度の大きい光信号を出力し、光の位相に変化
があれば、干渉によって分岐された光信号が打ち消し合
って強度の小さい光信号を出力する。
【００１３】送信部１０側では、予め送信信号が光信号
の位相変化に対応付けられているので、送信信号と等し
い光強度信号が光弁別器２５の一方の出力ポートから出
力される。光弁別器２５の他方の出力ポートには、論理
反転した光信号が出力される。これらをバランス型受光
器２６で受光することにより、送信信号に応じた電気信
号を復調することができる。各電気信号は、識別再生回
路２３−１〜２３−ｎにより識別再生され、受信信号と
して出力される。
の位相変化に対応付けられているので、送信信号と等し
い光強度信号が光弁別器２５の一方の出力ポートから出
力される。光弁別器２５の他方の出力ポートには、論理
反転した光信号が出力される。これらをバランス型受光
器２６で受光することにより、送信信号に応じた電気信
号を復調することができる。各電気信号は、識別再生回
路２３−１〜２３−ｎにより識別再生され、受信信号と
して出力される。
【００１４】ここで、光弁別器２５の２つの出力ポート
には、可干渉性のない光増幅器のＡＳＥ光成分は均等に
出力され、可干渉性のある光信号は相補的な光信号とし
て出力される。このため、バランス型受光器２６の出力
にはＡＳＥ光成分は相殺され、光信号成分は２倍になっ
て出力される。したがって、ＩＭ−ＤＤ方式と光信号の
ピークパワーを等しくすると、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式の光
ＳＮＲは２倍になり、ＡＳＥ累積による光ＳＮＲ劣化の
影響を低減することができる。しかし、非線形光学効果
については、位相変調を用いた場合でも劣化が生じるこ
とが報告されている（参考文献：S.Norimatsu et al.,"
The influence of cross-phase modulation on optical
FDM PSK homodyne transmission systems",IEEE Journ
al of Lightwave Technology, vol.11, pp.795-804, 19
93) 。
には、可干渉性のない光増幅器のＡＳＥ光成分は均等に
出力され、可干渉性のある光信号は相補的な光信号とし
て出力される。このため、バランス型受光器２６の出力
にはＡＳＥ光成分は相殺され、光信号成分は２倍になっ
て出力される。したがって、ＩＭ−ＤＤ方式と光信号の
ピークパワーを等しくすると、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式の光
ＳＮＲは２倍になり、ＡＳＥ累積による光ＳＮＲ劣化の
影響を低減することができる。しかし、非線形光学効果
については、位相変調を用いた場合でも劣化が生じるこ
とが報告されている（参考文献：S.Norimatsu et al.,"
The influence of cross-phase modulation on optical
FDM PSK homodyne transmission systems",IEEE Journ
al of Lightwave Technology, vol.11, pp.795-804, 19
93) 。
【００１５】以上説明したように、ＩＭ−ＤＤ方式を用
いた光伝送システムでは、光増幅器の多段中継に起因す
るＡＳＥ光累積による光ＳＮＲ劣化と、光ファイバ伝送
路における非線形光学効果の影響により、光増幅中継数
が制限されている。また、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式を用いた
光伝送システムでは、光ＳＮＲ劣化に対する制限は緩和
できるが、非線形光学効果の影響については低減でき
ず、光増幅中継数の制限要因になっている。
いた光伝送システムでは、光増幅器の多段中継に起因す
るＡＳＥ光累積による光ＳＮＲ劣化と、光ファイバ伝送
路における非線形光学効果の影響により、光増幅中継数
が制限されている。また、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式を用いた
光伝送システムでは、光ＳＮＲ劣化に対する制限は緩和
できるが、非線形光学効果の影響については低減でき
ず、光増幅中継数の制限要因になっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光伝送システム
において問題となる非線形光学効果のうち、１波長伝送
で問題となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果、波長多重伝送で問題
となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
ついて、詳細に説明する。
において問題となる非線形光学効果のうち、１波長伝送
で問題となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果、波長多重伝送で問題
となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
ついて、詳細に説明する。
【００１７】（ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果）まず、従来の光伝
送システムにおいて、ＩＭ−ＤＤ方式におけるＳＰＭ＋
ＧＶＤ効果の影響について説明する。
送システムにおいて、ＩＭ−ＤＤ方式におけるＳＰＭ＋
ＧＶＤ効果の影響について説明する。
【００１８】図１１は、ＩＭ−ＤＤ方式で生じる自己位
相変調による光周波数変化を示す。(a) はＮＲＺ（Non-
Return to Zero) 符号を用いた強度変調信号の波形、
(b) は誘起される自己位相変調によって生じる光周波数
変化を示す。図１１(a) に示すような強度変調信号が光
ファイバ伝送路を伝搬すると、光ファイバの非線形屈折
率を介して自光信号に光強度に比例した光位相変化が生
じる。この光位相変化を自己位相変調（ＳＰＭ）とい
う。光位相変化の時間微分は光周波数変動に対応するた
め、図１１(b) に示すように光強度変化に応じて位相が
変化する際に光周波数変動が生じる。このように、ＮＲ
Ｚ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式では、符号が変化するビ
ットの境界でのみ光周波数変動が生じる。この光周波数
変動が光伝送路中の群速度分散により、光強度変化に変
換される効果をＳＰＭ＋ＧＶＤ効果という。
相変調による光周波数変化を示す。(a) はＮＲＺ（Non-
Return to Zero) 符号を用いた強度変調信号の波形、
(b) は誘起される自己位相変調によって生じる光周波数
変化を示す。図１１(a) に示すような強度変調信号が光
ファイバ伝送路を伝搬すると、光ファイバの非線形屈折
率を介して自光信号に光強度に比例した光位相変化が生
じる。この光位相変化を自己位相変調（ＳＰＭ）とい
う。光位相変化の時間微分は光周波数変動に対応するた
め、図１１(b) に示すように光強度変化に応じて位相が
変化する際に光周波数変動が生じる。このように、ＮＲ
Ｚ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式では、符号が変化するビ
ットの境界でのみ光周波数変動が生じる。この光周波数
変動が光伝送路中の群速度分散により、光強度変化に変
換される効果をＳＰＭ＋ＧＶＤ効果という。
【００１９】図１２は、ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ
方式の１波長伝送時の信号波形を示す。ここでは、波長
分散値 2.5ps/nm/kmの光伝送路を 120ｋｍごとに光増幅
中継し、360 ｋｍ伝送した場合の波形変化を示す。(a)
は伝送前、(b) は伝送後の波形を示す。なお、群速度分
散のみの影響を除くため、伝送後に分散補償ファイバに
より光伝送路の群速度分散を補償した。
方式の１波長伝送時の信号波形を示す。ここでは、波長
分散値 2.5ps/nm/kmの光伝送路を 120ｋｍごとに光増幅
中継し、360 ｋｍ伝送した場合の波形変化を示す。(a)
は伝送前、(b) は伝送後の波形を示す。なお、群速度分
散のみの影響を除くため、伝送後に分散補償ファイバに
より光伝送路の群速度分散を補償した。
【００２０】図１２(b) 中の２つの矢印は、ともに送信
信号の“１”を表しているが、前後のビットの符号に依
存し、波形が大きく異なっていることがわかる。図１１
に示すように、自己位相変調の光周波数変動は、符号が
変化するビットの境界のみで生じるが、この光周波数変
動はその前後のビットに対して影響を与え、符号間干渉
を生じさせる。この符号間干渉により、前後のビットの
符号に依存した波形のばらつきが生じ、信号に誤りが生
じることになる。
信号の“１”を表しているが、前後のビットの符号に依
存し、波形が大きく異なっていることがわかる。図１１
に示すように、自己位相変調の光周波数変動は、符号が
変化するビットの境界のみで生じるが、この光周波数変
動はその前後のビットに対して影響を与え、符号間干渉
を生じさせる。この符号間干渉により、前後のビットの
符号に依存した波形のばらつきが生じ、信号に誤りが生
じることになる。
【００２１】次に、ＤＰＳＫ＋ＤＤ方式におけるＳＰＭ
＋ＧＤＶ効果の影響について説明する。図１３は、位相
変調信号の光強度とその光周波数変化の関係を示す。
(a) は位相変調信号の波形、(b) は誘起される自己位相
変調によって生じる光周波数変化を示す。図１３(a) に
示すように、位相変調信号は送信信号を光の相対位相に
対応させるため、光強度を一定にできるが、光位相は変
化する。特に、符号が変化し、光の相対位相が“０”か
ら“π”、“π”から“０”に変化するビットの境界で
位相変化が生じる。
＋ＧＤＶ効果の影響について説明する。図１３は、位相
変調信号の光強度とその光周波数変化の関係を示す。
(a) は位相変調信号の波形、(b) は誘起される自己位相
変調によって生じる光周波数変化を示す。図１３(a) に
示すように、位相変調信号は送信信号を光の相対位相に
対応させるため、光強度を一定にできるが、光位相は変
化する。特に、符号が変化し、光の相対位相が“０”か
ら“π”、“π”から“０”に変化するビットの境界で
位相変化が生じる。
【００２２】上述したように、光位相変化の時間微分が
光周波数変動になるので、光位相が変化するときのビッ
ト境界に図１３(b) に示すような光周波数変動が生じ
る。光周波数変動は、群速度分散がある光ファイバを伝
送すると光強度変化に変換されるため、位相変調信号に
おいても強度変調信号と同様に送信信号に依存した強度
変化を生じることになる。この送信信号に依存した強度
変化により、上述のＩＭ−ＤＤ方式と同様に、位相変調
信号を用いた場合でもＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による符号間
干渉が生じ、波形劣化を招く。
光周波数変動になるので、光位相が変化するときのビッ
ト境界に図１３(b) に示すような光周波数変動が生じ
る。光周波数変動は、群速度分散がある光ファイバを伝
送すると光強度変化に変換されるため、位相変調信号に
おいても強度変調信号と同様に送信信号に依存した強度
変化を生じることになる。この送信信号に依存した強度
変化により、上述のＩＭ−ＤＤ方式と同様に、位相変調
信号を用いた場合でもＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による符号間
干渉が生じ、波形劣化を招く。
【００２３】図１４は、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式の１波長伝
送時の信号波形を示す。ここでは、図１２に示す信号波
形と同一条件で位相変調信号を伝送させた場合の波形変
化を示す。(a) は伝送前、(b) は伝送後の光復調器の出
力波形を示す。ＩＭ−ＤＤ方式の場合と同様に、図１４
(b) 中の２つの矢印は、ともに送信信号の“１”を表し
ているが、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式においてもＩＭ−ＤＤ方
式と同様に前後ビットによって波形が大きく異なり、符
号間干渉による波形のばらつきが生じている。
送時の信号波形を示す。ここでは、図１２に示す信号波
形と同一条件で位相変調信号を伝送させた場合の波形変
化を示す。(a) は伝送前、(b) は伝送後の光復調器の出
力波形を示す。ＩＭ−ＤＤ方式の場合と同様に、図１４
(b) 中の２つの矢印は、ともに送信信号の“１”を表し
ているが、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式においてもＩＭ−ＤＤ方
式と同様に前後ビットによって波形が大きく異なり、符
号間干渉による波形のばらつきが生じている。
【００２４】なお、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による符号間干
渉を低減させるために、ＩＭ−ＤＤ方式においてＲＺ
（Return to Zero) 符号を用いることが検討されてい
る。この場合には、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による劣化は低
減されるが、ＡＳＥ光による信号劣化は改善できない。
渉を低減させるために、ＩＭ−ＤＤ方式においてＲＺ
（Return to Zero) 符号を用いることが検討されてい
る。この場合には、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による劣化は低
減されるが、ＡＳＥ光による信号劣化は改善できない。
【００２５】（ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果）次に、波長多重伝
送で問題となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶ
Ｄ効果のうち、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果について詳細に説明
する。
送で問題となるＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶ
Ｄ効果のうち、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果について詳細に説明
する。
【００２６】光強度により送信信号を伝送するＩＭ−Ｄ
Ｄ方式では、送信信号に対応した光強度変化が光ファイ
バの非線形屈折率を介して隣接波長の位相を変化させ
る。この位相変化により生じる光周波数変化が、群速度
分散により強度揺らぎとして現れる効果をＸＰＭ＋ＧＶ
Ｄ効果という。
Ｄ方式では、送信信号に対応した光強度変化が光ファイ
バの非線形屈折率を介して隣接波長の位相を変化させ
る。この位相変化により生じる光周波数変化が、群速度
分散により強度揺らぎとして現れる効果をＸＰＭ＋ＧＶ
Ｄ効果という。
【００２７】図１５は、ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ
方式で波長多重伝送を行った場合の相互位相変調によっ
て生じる光周波数変化を示す。図１５(a),(b) は、波長
λ１，λ２の光強度変調信号の波形を示す。図１５(a),
(b) 間の矢印は、光強度の変化によって隣接波長間の相
互位相変調が生じる点を示し、例えば下向きの矢印は波
長λ１の光信号が波長λ２の光信号に光周波数変化を生
じさせることを意味する。図１５(c) は、波長λ１の光
信号の強度変化によって波長λ２の光信号に生じる光周
波数変化を示す。
方式で波長多重伝送を行った場合の相互位相変調によっ
て生じる光周波数変化を示す。図１５(a),(b) は、波長
λ１，λ２の光強度変調信号の波形を示す。図１５(a),
(b) 間の矢印は、光強度の変化によって隣接波長間の相
互位相変調が生じる点を示し、例えば下向きの矢印は波
長λ１の光信号が波長λ２の光信号に光周波数変化を生
じさせることを意味する。図１５(c) は、波長λ１の光
信号の強度変化によって波長λ２の光信号に生じる光周
波数変化を示す。
【００２８】図１５(a),(b) に示すように、隣接波長間
には送信信号の相関はないので、隣接チャネル間の強度
変化には相関はない。このため、図１５(c) に示すよう
に、隣接チャネルの影響により生じた光周波数変化は自
光信号とは無関係なランダムな変化となる。このランダ
ムな光周波数変化は、光ファイバ中の群速度分散により
ランダムな強度変化に変換される。
には送信信号の相関はないので、隣接チャネル間の強度
変化には相関はない。このため、図１５(c) に示すよう
に、隣接チャネルの影響により生じた光周波数変化は自
光信号とは無関係なランダムな変化となる。このランダ
ムな光周波数変化は、光ファイバ中の群速度分散により
ランダムな強度変化に変換される。
【００２９】次に、上述したＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による
ランダムな波形劣化の受信後の周波数分布について説明
する。図１６は、ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式で
生じるＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の周波数分布を示す。ここで
は、中心波長を連続光とし、他を10Ｇbit/s のビットレ
ートでＮＲＺ符号を用いて強度変調した３波長の波長多
重光信号について、伝送時の中心波長の光信号を直接検
波した場合の電気スペクトルを示す。
ランダムな波形劣化の受信後の周波数分布について説明
する。図１６は、ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式で
生じるＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の周波数分布を示す。ここで
は、中心波長を連続光とし、他を10Ｇbit/s のビットレ
ートでＮＲＺ符号を用いて強度変調した３波長の波長多
重光信号について、伝送時の中心波長の光信号を直接検
波した場合の電気スペクトルを示す。
【００３０】この電気スペクトルは連続光を受光した際
のものであるので、本来は周波数０Hz成分のみ存在し、
他の周波数成分は存在しない。しかし、図１６に示すよ
うに、本来スペクトルが存在しない領域にブロードなス
ペクトルが生じている。このスペクトルは、隣接波長の
ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によるランダムな強度変化によって
生じたものである。ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じたス
ペクトルは、図に示すように信号周波数帯域と重なって
おり、取り除くことは不可能である。このため、受信部
においてランダムな信号劣化が生じることになる。
のものであるので、本来は周波数０Hz成分のみ存在し、
他の周波数成分は存在しない。しかし、図１６に示すよ
うに、本来スペクトルが存在しない領域にブロードなス
ペクトルが生じている。このスペクトルは、隣接波長の
ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によるランダムな強度変化によって
生じたものである。ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じたス
ペクトルは、図に示すように信号周波数帯域と重なって
おり、取り除くことは不可能である。このため、受信部
においてランダムな信号劣化が生じることになる。
【００３１】以上、ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式
におけるＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の影響について説明した
が、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式についてもＳＰＭ＋ＧＶＤ効果
と同様に信号劣化を生じる。また、ＲＺ符号を用いたＩ
Ｍ−ＤＤ方式についても、強度変化は送信信号に依存
し、隣接波長にＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によるランダムな信
号劣化を与える。
におけるＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の影響について説明した
が、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式についてもＳＰＭ＋ＧＶＤ効果
と同様に信号劣化を生じる。また、ＲＺ符号を用いたＩ
Ｍ−ＤＤ方式についても、強度変化は送信信号に依存
し、隣接波長にＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によるランダムな信
号劣化を与える。
【００３２】図１７は、100 ＧHz間隔の３波長多重伝送
実験により得られたアイパターンを示す。信号のビット
レートは10Ｇbit/s とした。また、実験に用いた光伝送
路は波長分散値 2.5ps/nm/kmであり、 120ｋｍごとに光
増幅中継し、360 ｋｍ伝送した。なお、群速度分散のみ
の影響を除くため、伝送後に分散補償ファイバにより光
伝送路の群速度分散を補償した。
実験により得られたアイパターンを示す。信号のビット
レートは10Ｇbit/s とした。また、実験に用いた光伝送
路は波長分散値 2.5ps/nm/kmであり、 120ｋｍごとに光
増幅中継し、360 ｋｍ伝送した。なお、群速度分散のみ
の影響を除くため、伝送後に分散補償ファイバにより光
伝送路の群速度分散を補償した。
【００３３】図１７(a),(b),(c) は、それぞれＮＲＺ符
号を用いたＩＭ−ＤＤ方式、ＲＺ符号を用いたＩＭ−Ｄ
Ｄ方式、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式のアイパターンを示す。な
お、比較のために、伝送前のアイパターンもそれぞれ同
時に示す。図に示すように、３波長多重伝送後のアイパ
ターンは、伝送前と比較して波形がランダムに劣化し、
“０”と“１”のレベル差が小さくなって誤りが生じや
すくなっていることがわかる。このように、波長多重伝
送を行った場合は、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果に加え、ＸＰＭ
＋ＧＶＤ効果によりランダムな波形劣化を受けて信号が
劣化する。
号を用いたＩＭ−ＤＤ方式、ＲＺ符号を用いたＩＭ−Ｄ
Ｄ方式、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式のアイパターンを示す。な
お、比較のために、伝送前のアイパターンもそれぞれ同
時に示す。図に示すように、３波長多重伝送後のアイパ
ターンは、伝送前と比較して波形がランダムに劣化し、
“０”と“１”のレベル差が小さくなって誤りが生じや
すくなっていることがわかる。このように、波長多重伝
送を行った場合は、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果に加え、ＸＰＭ
＋ＧＶＤ効果によりランダムな波形劣化を受けて信号が
劣化する。
【００３４】なお、ここでは波長多重伝送を行った場合
の非線形光学効果の例として、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によ
る劣化について説明したが、光強度変化すなわち光パワ
ーの変化が他の波長に影響を与える現象については、上
記のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果と同様の劣化を生じさせる。
の非線形光学効果の例として、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果によ
る劣化について説明したが、光強度変化すなわち光パワ
ーの変化が他の波長に影響を与える現象については、上
記のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果と同様の劣化を生じさせる。
【００３５】このように、光伝送システムでは、非線形
光学効果と光ＳＮＲ劣化の影響により信号が劣化する。
特に、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
よる影響は、従来技術を用いる光伝送システムにおいて
光増幅中継数の大きな制限要因となっている。
光学効果と光ＳＮＲ劣化の影響により信号が劣化する。
特に、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
よる影響は、従来技術を用いる光伝送システムにおいて
光増幅中継数の大きな制限要因となっている。
【００３６】本発明は、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果やＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果等の非線形光学効果、および光ＳＮＲ劣化に
よる光増幅中継数の制限を緩和し、光伝送路における再
生中継器を最小限に抑えて経済的なネットワークを構築
することができる光伝送装置および光伝送システムを提
供することを目的とする。
ＧＶＤ効果等の非線形光学効果、および光ＳＮＲ劣化に
よる光増幅中継数の制限を緩和し、光伝送路における再
生中継器を最小限に抑えて経済的なネットワークを構築
することができる光伝送装置および光伝送システムを提
供することを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光伝送
装置は、単一波長の光を発生する光源と、ディジタル信
号により単一波長の光を位相変調する位相変調手段と、
位相変調された光信号の各ビットの境界で光強度が小さ
くなるように強度変調する強度変調手段とを備え、位相
変調および強度変調された光信号を送信する。
装置は、単一波長の光を発生する光源と、ディジタル信
号により単一波長の光を位相変調する位相変調手段と、
位相変調された光信号の各ビットの境界で光強度が小さ
くなるように強度変調する強度変調手段とを備え、位相
変調および強度変調された光信号を送信する。
【００３８】請求項２に記載の光伝送装置は、異なる波
長の光を発生する複数の光源と、複数のディジタル信号
により各波長の光をそれぞれ位相変調する複数の位相変
調手段と、位相変調された各波長の光信号の各ビットの
境界で光強度が小さくなるようにそれぞれ強度変調する
複数の強度変調手段と、位相変調および強度変調された
各波長の光信号を合波する光合波器とを備え、光合波器
から出力される波長多重光信号を送信する。
長の光を発生する複数の光源と、複数のディジタル信号
により各波長の光をそれぞれ位相変調する複数の位相変
調手段と、位相変調された各波長の光信号の各ビットの
境界で光強度が小さくなるようにそれぞれ強度変調する
複数の強度変調手段と、位相変調および強度変調された
各波長の光信号を合波する光合波器とを備え、光合波器
から出力される波長多重光信号を送信する。
【００３９】このように、ディジタル送信信号により位
相変調されたビットの境界で、光強度が小さくなるよう
に信号のビットに同期したタイミングで強度変調を行う
ので、送信波形の強度変化はすべてのビットにおいて一
様になり、ビットの境界で光強度が小さくなる。これに
より、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑
圧でき、信号劣化を低減することができる。
相変調されたビットの境界で、光強度が小さくなるよう
に信号のビットに同期したタイミングで強度変調を行う
ので、送信波形の強度変化はすべてのビットにおいて一
様になり、ビットの境界で光強度が小さくなる。これに
より、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑
圧でき、信号劣化を低減することができる。
【００４０】請求項３に記載の光伝送装置は、ディジタ
ル信号により位相変調された光信号を復調して電気信号
に変換する光復調手段と、電気信号を識別再生してディ
ジタル信号を出力する識別再生手段とを備え、請求項１
に記載の光伝送装置から送信された光信号を光復調手段
に受信する。
ル信号により位相変調された光信号を復調して電気信号
に変換する光復調手段と、電気信号を識別再生してディ
ジタル信号を出力する識別再生手段とを備え、請求項１
に記載の光伝送装置から送信された光信号を光復調手段
に受信する。
【００４１】請求項４に記載の光伝送装置は、複数のデ
ィジタル信号により各波長の光信号がそれぞれ位相変調
された波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分
波器と、各波長の光信号を復調してそれぞれ電気信号に
変換する複数の光復調手段と、各電気信号を識別再生し
てそれぞれ対応するディジタル信号を出力する複数の識
別再生手段とを備え、請求項２に記載の光伝送装置から
送信された波長多重光信号を光分波器に受信して分波す
る。
ィジタル信号により各波長の光信号がそれぞれ位相変調
された波長多重光信号を各波長の光信号に分波する光分
波器と、各波長の光信号を復調してそれぞれ電気信号に
変換する複数の光復調手段と、各電気信号を識別再生し
てそれぞれ対応するディジタル信号を出力する複数の識
別再生手段とを備え、請求項２に記載の光伝送装置から
送信された波長多重光信号を光分波器に受信して分波す
る。
【００４２】また、光復調手段で復調された電気信号の
クロック周波数以上の周波数成分を減衰させる手段を備
えてもよい（請求項５）。本発明の光伝送装置から送信
された光信号は、送信信号のクロック周波数と一致した
成分により強度変調された波形となる。したがって、Ｘ
ＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣化は隣接チャネルの強度
変化の周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波
数に生じるので、復調信号からクロック周波数以上の成
分を減衰させることにより、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による
波形劣化を低減することができる。
クロック周波数以上の周波数成分を減衰させる手段を備
えてもよい（請求項５）。本発明の光伝送装置から送信
された光信号は、送信信号のクロック周波数と一致した
成分により強度変調された波形となる。したがって、Ｘ
ＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣化は隣接チャネルの強度
変化の周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波
数に生じるので、復調信号からクロック周波数以上の成
分を減衰させることにより、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による
波形劣化を低減することができる。
【００４３】また、光復調手段は、入力された光信号を
前後のビット間で干渉させ、光信号の位相変調成分を強
度変調成分に変換する光弁別器と、光弁別器の出力光信
号を電気信号に変換する光電変換器とにより構成しても
よい（請求項６）。
前後のビット間で干渉させ、光信号の位相変調成分を強
度変調成分に変換する光弁別器と、光弁別器の出力光信
号を電気信号に変換する光電変換器とにより構成しても
よい（請求項６）。
【００４４】請求項７に記載の光伝送システムは、請求
項１に記載の光伝送装置と、この光伝送装置から送信さ
れた光信号または波長多重光信号を伝送する光ファイバ
伝送路と、光ファイバ伝送路を伝送された光信号を受信
する請求項３に記載の光伝送装置とを備えた構成であ
る。
項１に記載の光伝送装置と、この光伝送装置から送信さ
れた光信号または波長多重光信号を伝送する光ファイバ
伝送路と、光ファイバ伝送路を伝送された光信号を受信
する請求項３に記載の光伝送装置とを備えた構成であ
る。
【００４５】請求項８に記載の光伝送システムは、請求
項２に記載の光伝送装置と、この光伝送装置から送信さ
れた光信号または波長多重光信号を伝送する光ファイバ
伝送路と、光ファイバ伝送路を伝送された波長多重光信
号を受信する請求項４に記載の光伝送装置とを備えた構
成である。
項２に記載の光伝送装置と、この光伝送装置から送信さ
れた光信号または波長多重光信号を伝送する光ファイバ
伝送路と、光ファイバ伝送路を伝送された波長多重光信
号を受信する請求項４に記載の光伝送装置とを備えた構
成である。
【００４６】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の光伝送装置および光伝送システムの第１の実施形態
を示す。ＤＰＳＫ−ＤＤ方式による変復調部の基本的な
部分は、図１０に示す従来の構成と同様である。ここで
は、１波長の光信号を伝送する構成を示す。
明の光伝送装置および光伝送システムの第１の実施形態
を示す。ＤＰＳＫ−ＤＤ方式による変復調部の基本的な
部分は、図１０に示す従来の構成と同様である。ここで
は、１波長の光信号を伝送する構成を示す。
【００４７】図において、送信部１０では、ディジタル
送信信号を符号化器１４に入力して符号化する。光源１
１から出力される波長λ１の連続光は光位相変調器１５
に入力され、符号化器１４の出力信号により位相変調さ
れる。この位相変調信号は、クロック信号で駆動される
光強度変調器１６に入力され、ビットの境界で光強度が
小さくなるようにビットごとに強度変調される。この光
信号は、光ファイバ伝送路３０−１〜３０−ｍおよびそ
の損失を補償する光増幅器３１−１〜３１−ｍを介して
受信部２０まで伝送される。
送信信号を符号化器１４に入力して符号化する。光源１
１から出力される波長λ１の連続光は光位相変調器１５
に入力され、符号化器１４の出力信号により位相変調さ
れる。この位相変調信号は、クロック信号で駆動される
光強度変調器１６に入力され、ビットの境界で光強度が
小さくなるようにビットごとに強度変調される。この光
信号は、光ファイバ伝送路３０−１〜３０−ｍおよびそ
の損失を補償する光増幅器３１−１〜３１−ｍを介して
受信部２０まで伝送される。
【００４８】受信部２０では、受信した光信号が光復調
器２４に入力される。光復調器２４は、光弁別器２５と
バランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５は
２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、一
方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その一
方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出力
ポートに出力する。一方の出力ポートには、送信信号と
等しい光強度信号が出力され、他方の出力ポートには論
理反転した光強度信号が出力される。光弁別器２５から
出力される２つの光強度信号はバランス型受光器２６に
受光され、送信信号に応じた電気信号が復調される。電
気信号は識別再生回路２３により識別再生され、ディジ
タル受信信号として出力される。
器２４に入力される。光復調器２４は、光弁別器２５と
バランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５は
２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、一
方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その一
方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出力
ポートに出力する。一方の出力ポートには、送信信号と
等しい光強度信号が出力され、他方の出力ポートには論
理反転した光強度信号が出力される。光弁別器２５から
出力される２つの光強度信号はバランス型受光器２６に
受光され、送信信号に応じた電気信号が復調される。電
気信号は識別再生回路２３により識別再生され、ディジ
タル受信信号として出力される。
【００４９】このように本発明の特徴は、送信部１０を
構成する光伝送装置にあり、送信する位相変調信号に対
して光強度変調器１６を用いてビットの境界で光強度が
小さくなるように強度変調するところにある。受信部２
０を構成する光伝送装置は従来のもので対応することが
できる。
構成する光伝送装置にあり、送信する位相変調信号に対
して光強度変調器１６を用いてビットの境界で光強度が
小さくなるように強度変調するところにある。受信部２
０を構成する光伝送装置は従来のもので対応することが
できる。
【００５０】本実施形態は、１波長の光信号を伝送する
ものであるが、このときに影響を与える非線形光学効果
はＳＰＭ＋ＧＶＤ効果である。上述したように、ＮＲＺ
符号を用いるＩＭ−ＤＤ方式、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式で
は、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉によっ
て信号が劣化する。本実施形態では、ディジタル送信信
号により位相変調されたビットの境界で、光強度が小さ
くなるように信号のビットに同期したタイミングで強度
変調を行う。このため、送信波形の強度変化はすべての
ビットにおいて一様になり、ビットの境界で光強度が小
さくなる。ビットの境界の光強度を小さくすれば、ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑圧でき、信
号劣化を低減することができる。
ものであるが、このときに影響を与える非線形光学効果
はＳＰＭ＋ＧＶＤ効果である。上述したように、ＮＲＺ
符号を用いるＩＭ−ＤＤ方式、ＤＰＳＫ−ＤＤ方式で
は、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉によっ
て信号が劣化する。本実施形態では、ディジタル送信信
号により位相変調されたビットの境界で、光強度が小さ
くなるように信号のビットに同期したタイミングで強度
変調を行う。このため、送信波形の強度変化はすべての
ビットにおいて一様になり、ビットの境界で光強度が小
さくなる。ビットの境界の光強度を小さくすれば、ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑圧でき、信
号劣化を低減することができる。
【００５１】なお、本実施形態では、送信部１０から位
相変調信号を送信し、受信部２０で光弁別器２５および
バランス型受光器２６を用いた復調処理を行う構成であ
るので、従来のＤＰＳＫ−ＤＤ方式と同様に受信感度を
高め、光増幅器３１のＡＳＥ光の影響を小さくすること
ができる。ＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式でも、ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑圧できる
が、本発明の構成ではＡＳＥ光の影響も合わせて低減で
きるところに特徴がある。
相変調信号を送信し、受信部２０で光弁別器２５および
バランス型受光器２６を用いた復調処理を行う構成であ
るので、従来のＤＰＳＫ−ＤＤ方式と同様に受信感度を
高め、光増幅器３１のＡＳＥ光の影響を小さくすること
ができる。ＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式でも、ＳＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を抑圧できる
が、本発明の構成ではＡＳＥ光の影響も合わせて低減で
きるところに特徴がある。
【００５２】図２は、第１の実施形態における１波長伝
送時の信号波形を示す。ここでは、ビットレート10Ｇbi
t/s の信号を波長分散値 2.5ps/nm/kmの光伝送路で 120
ｋｍごとに光増幅中継し、360 ｋｍ伝送した場合の波形
変化を示す。(a) は伝送前、(b) は伝送後の光復調器の
出力波形を示す。なお、群速度分散のみの影響を除くた
め、伝送後に分散補償ファイバにより光伝送路の群速度
分散を補償した。
送時の信号波形を示す。ここでは、ビットレート10Ｇbi
t/s の信号を波長分散値 2.5ps/nm/kmの光伝送路で 120
ｋｍごとに光増幅中継し、360 ｋｍ伝送した場合の波形
変化を示す。(a) は伝送前、(b) は伝送後の光復調器の
出力波形を示す。なお、群速度分散のみの影響を除くた
め、伝送後に分散補償ファイバにより光伝送路の群速度
分散を補償した。
【００５３】従来のＩＭ−ＤＤ方式やＤＰＳＫ−ＤＤ方
式では、図１７に示すように、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果によ
る符号間干渉により、前後のビットの依存して波形が変
化し劣化が生じているのに対して、本実施形態では符号
間干渉を抑圧できるので波形劣化が小さいことが分か
る。
式では、図１７に示すように、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果によ
る符号間干渉により、前後のビットの依存して波形が変
化し劣化が生じているのに対して、本実施形態では符号
間干渉を抑圧できるので波形劣化が小さいことが分か
る。
【００５４】図３は、第１の実施形態における伝送後の
符号誤り率特性を示す。なお、実験条件は図２の実験と
同様である。本実験では、光伝送路の損失を30ｄＢに固
定し、光伝送路への光入力パワーを変化させた場合の符
号誤り率を示す。図中の●印は、光入力パワーが小さい
場合の符号誤り率であるが、後述する３波長伝送時の符
号誤り率を転用した。これは、光入力パワーが小さい場
合には、非線形光学効果の影響はなく、１波長伝送時の
符号誤り率とほぼ一致するからである。図３(a) はＮＲ
Ｚ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式、図３(b) はＲＺ符号を
用いたＩＭ−ＤＤ方式、図３(c) はＤＰＳＫ−ＤＤ方式
であり、図３(d) が本実施形態の符号誤り率である。
符号誤り率特性を示す。なお、実験条件は図２の実験と
同様である。本実験では、光伝送路の損失を30ｄＢに固
定し、光伝送路への光入力パワーを変化させた場合の符
号誤り率を示す。図中の●印は、光入力パワーが小さい
場合の符号誤り率であるが、後述する３波長伝送時の符
号誤り率を転用した。これは、光入力パワーが小さい場
合には、非線形光学効果の影響はなく、１波長伝送時の
符号誤り率とほぼ一致するからである。図３(a) はＮＲ
Ｚ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式、図３(b) はＲＺ符号を
用いたＩＭ−ＤＤ方式、図３(c) はＤＰＳＫ−ＤＤ方式
であり、図３(d) が本実施形態の符号誤り率である。
【００５５】光伝送路への光入力パワーを減少させる
と、符号誤り率が悪化する。これは、上述したＡＳＥ光
による光ＳＮＲ劣化の影響により、光入力パワーに下限
が存在することを示す。一方、光伝送路への光入力パワ
ーを上昇させると、符号誤り率がやはり悪化する。これ
は、非線形光学効果による影響で波形が劣化したことに
よる制限である。この上限、下限間の光入力パワーの範
囲が広いほど、ＡＳＥ光および非線形光学効果の影響が
小さく、光増幅中継数を大きくすることができる。基準
となる符号誤り率を10-9以下とすると、これを満たす光
入力パワーの範囲は、図３(d) に示す本実施形態のもの
が最大であり、ＡＳＥ光および非線形光学効果の影響を
低減できることがわかる。
と、符号誤り率が悪化する。これは、上述したＡＳＥ光
による光ＳＮＲ劣化の影響により、光入力パワーに下限
が存在することを示す。一方、光伝送路への光入力パワ
ーを上昇させると、符号誤り率がやはり悪化する。これ
は、非線形光学効果による影響で波形が劣化したことに
よる制限である。この上限、下限間の光入力パワーの範
囲が広いほど、ＡＳＥ光および非線形光学効果の影響が
小さく、光増幅中継数を大きくすることができる。基準
となる符号誤り率を10-9以下とすると、これを満たす光
入力パワーの範囲は、図３(d) に示す本実施形態のもの
が最大であり、ＡＳＥ光および非線形光学効果の影響を
低減できることがわかる。
【００５６】なお、本実施形態では、光復調器２４の光
弁別器２５としてマッハツェンダ干渉計を用いた構成を
示したが、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による符号間干渉の低減
効果は光復調器の構成によらないので、他の復調方式を
用いた場合でも同様に光伝送路中で生じる符号間干渉を
低減することができる。
弁別器２５としてマッハツェンダ干渉計を用いた構成を
示したが、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による符号間干渉の低減
効果は光復調器の構成によらないので、他の復調方式を
用いた場合でも同様に光伝送路中で生じる符号間干渉を
低減することができる。
【００５７】また、光復調器２４の復調信号からクロッ
ク周波数以上の成分を減衰させる手段として、例えば図
１に示すように、受信部２０の光復調器２４と識別再生
器２３との間にフィルタを配置してもよい。本実施形態
の送信部１０では、光送信波形のすべてのビットが一様
な強度変化となるので、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形
劣化もすべてのビットに同様に生じる。その結果、復調
後の波形劣化は、クロック周波数と一致またはその逓倍
の周波数成分に生じる。したがって、光復調器２４の出
力に対してクロック周波数以上の成分を減衰させるフィ
ルタを用いることにより、復調後の波形劣化を改善する
ことができる。
ク周波数以上の成分を減衰させる手段として、例えば図
１に示すように、受信部２０の光復調器２４と識別再生
器２３との間にフィルタを配置してもよい。本実施形態
の送信部１０では、光送信波形のすべてのビットが一様
な強度変化となるので、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形
劣化もすべてのビットに同様に生じる。その結果、復調
後の波形劣化は、クロック周波数と一致またはその逓倍
の周波数成分に生じる。したがって、光復調器２４の出
力に対してクロック周波数以上の成分を減衰させるフィ
ルタを用いることにより、復調後の波形劣化を改善する
ことができる。
【００５８】（第２の実施形態）図４は、本発明の光伝
送装置および光伝送システムの第２の実施形態を示す。
ＤＰＳＫ−ＤＤ方式による変復調部の基本的な部分は、
図１０に示す従来の構成と同様である。ここでは、ｎ波
長多重伝送する構成を示す。
送装置および光伝送システムの第２の実施形態を示す。
ＤＰＳＫ−ＤＤ方式による変復調部の基本的な部分は、
図１０に示す従来の構成と同様である。ここでは、ｎ波
長多重伝送する構成を示す。
【００５９】図において、送信部１０では、複数のディ
ジタル送信信号をそれぞれ符号化器１４−１〜１４−ｎ
に入力して符号化する。複数の光源１１−１〜１１−ｎ
で発生させた波長λ１〜λｎの連続光を光位相変調器１
５−１〜１５−ｎに入力し、符号化器１４−１〜１４−
ｎの出力信号によりそれぞれ位相変調した光信号を生成
する。各波長の位相変調信号は、それぞれクロック信号
で駆動される光強度変調器１６−１〜１６−ｎに入力さ
れ、ビットの境界で光強度が小さくなるようにビットご
とに強度変調される。各波長の光信号は、光合波器１３
で波長多重され、光ファイバ伝送路３０−１〜３０−ｍ
およびその損失を補償する光増幅器３１−１〜３１−ｍ
を介して受信部２０まで伝送される。
ジタル送信信号をそれぞれ符号化器１４−１〜１４−ｎ
に入力して符号化する。複数の光源１１−１〜１１−ｎ
で発生させた波長λ１〜λｎの連続光を光位相変調器１
５−１〜１５−ｎに入力し、符号化器１４−１〜１４−
ｎの出力信号によりそれぞれ位相変調した光信号を生成
する。各波長の位相変調信号は、それぞれクロック信号
で駆動される光強度変調器１６−１〜１６−ｎに入力さ
れ、ビットの境界で光強度が小さくなるようにビットご
とに強度変調される。各波長の光信号は、光合波器１３
で波長多重され、光ファイバ伝送路３０−１〜３０−ｍ
およびその損失を補償する光増幅器３１−１〜３１−ｍ
を介して受信部２０まで伝送される。
【００６０】受信部２０では、光分波器２１で各波長の
光信号に分波し、それぞれ対応する光復調器２４−１〜
２４−ｎに入力される。光復調器２４は、光弁別器２５
とバランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５
は２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、
一方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その
一方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出
力ポートに出力する。一方の出力ポートには、送信信号
と等しい光強度信号が出力され、他方の出力ポートには
論理反転した光強度信号が出力される。光弁別器２５か
ら出力される２つの光強度信号はバランス型受光器２６
に受光され、送信信号に応じた電気信号が復調される。
各光復調器２４−１〜２４−ｎから出力される電気信号
は、それぞれ識別再生回路２３−１〜２３−ｎにより識
別再生され、ディジタル受信信号として出力される。
光信号に分波し、それぞれ対応する光復調器２４−１〜
２４−ｎに入力される。光復調器２４は、光弁別器２５
とバランス型受光器２６から構成される。光弁別器２５
は２入力２出力のマッハツェンダ干渉計により構成し、
一方の入力ポートから入力した光信号を２分岐し、その
一方に１ビット分時間遅延させた後に合波して２つの出
力ポートに出力する。一方の出力ポートには、送信信号
と等しい光強度信号が出力され、他方の出力ポートには
論理反転した光強度信号が出力される。光弁別器２５か
ら出力される２つの光強度信号はバランス型受光器２６
に受光され、送信信号に応じた電気信号が復調される。
各光復調器２４−１〜２４−ｎから出力される電気信号
は、それぞれ識別再生回路２３−１〜２３−ｎにより識
別再生され、ディジタル受信信号として出力される。
【００６１】本実施形態では、第１の実施形態と同様
に、ディジタル送信信号により位相変調されたビットの
境界で、光強度が小さくなるように信号のビットに同期
したタイミングで強度変調を行うので、送信波形の強度
変化はすべてのビットにおいて一様になり、ビットの境
界で光強度が小さくなる。これにより、ＳＰＭ＋ＧＶＤ
効果により生じる符号間干渉を抑圧でき、信号劣化を低
減することができる。
に、ディジタル送信信号により位相変調されたビットの
境界で、光強度が小さくなるように信号のビットに同期
したタイミングで強度変調を行うので、送信波形の強度
変化はすべてのビットにおいて一様になり、ビットの境
界で光強度が小さくなる。これにより、ＳＰＭ＋ＧＶＤ
効果により生じる符号間干渉を抑圧でき、信号劣化を低
減することができる。
【００６２】次に、本実施形態において、ＸＰＭ＋ＧＶ
Ｄ効果によって生じる信号劣化を低減する原理について
説明する。図５は、第２の実施形態で相互位相変調によ
って生じる光周波数変化を示す。図５(a),(b) は、波長
λ１，λ２の位相変調・強度変調信号の波形を示す。図
５(a),(b) 間の矢印は、相互位相変調により隣接波長間
の光強度変化による光周波数変動が生じる点を示す。例
えば下向きの矢印は、波長λ１の光信号が波長λ２の光
信号に光周波数変化を生じさせることを意味する。図５
(c) は、波長λ１の光信号の強度変化によって波長λ２
の光信号に生じる光周波数変化を示す。
Ｄ効果によって生じる信号劣化を低減する原理について
説明する。図５は、第２の実施形態で相互位相変調によ
って生じる光周波数変化を示す。図５(a),(b) は、波長
λ１，λ２の位相変調・強度変調信号の波形を示す。図
５(a),(b) 間の矢印は、相互位相変調により隣接波長間
の光強度変化による光周波数変動が生じる点を示す。例
えば下向きの矢印は、波長λ１の光信号が波長λ２の光
信号に光周波数変化を生じさせることを意味する。図５
(c) は、波長λ１の光信号の強度変化によって波長λ２
の光信号に生じる光周波数変化を示す。
【００６３】本実施形態では、図５(a),(b) に示すよう
に、ディジタル送信信号は光の位相により伝達されるの
で、光強度は送信信号によらず、ビットの境界で常に光
強度が小さくなる。このため、送信信号のクロック周波
数と一致した成分により強度変調された波形となる。ま
た、全てのビットが同一の強度変調を受けるため、図中
の矢印のように、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果も全てのビットで
一様に影響を与える。この結果、図５(c) に示すよう
に、隣接チャネルからの相互位相変調により生じる光周
波数変化の周期はビットレートと一致することになる。
に、ディジタル送信信号は光の位相により伝達されるの
で、光強度は送信信号によらず、ビットの境界で常に光
強度が小さくなる。このため、送信信号のクロック周波
数と一致した成分により強度変調された波形となる。ま
た、全てのビットが同一の強度変調を受けるため、図中
の矢印のように、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果も全てのビットで
一様に影響を与える。この結果、図５(c) に示すよう
に、隣接チャネルからの相互位相変調により生じる光周
波数変化の周期はビットレートと一致することになる。
【００６４】このように、本実施形態におけるＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果による波形劣化は、隣接チャネルの強度変化
の周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波数に
生じる。したがって、光復調器２４の復調信号からクロ
ック周波数以上の成分を減衰させる手段として、例えば
図４に示すように、受信部２０の光復調器２４と識別再
生器２３との間にフィルタを配置することにより、ＸＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果による波形劣化を低減することが可能と
なる。
ＧＶＤ効果による波形劣化は、隣接チャネルの強度変化
の周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波数に
生じる。したがって、光復調器２４の復調信号からクロ
ック周波数以上の成分を減衰させる手段として、例えば
図４に示すように、受信部２０の光復調器２４と識別再
生器２３との間にフィルタを配置することにより、ＸＰ
Ｍ＋ＧＶＤ効果による波形劣化を低減することが可能と
なる。
【００６５】ここで、第２の実施形態におけるＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果による波形劣化の受信後の周波数分布につい
て説明する。図６は、第２の実施形態におけるＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果の周波数分布を示す。ここでは、中心波長を
連続光とし、他を本発明により位相変調・強度変調した
ビットレート10Ｇbit/s の３波長の波長多重光信号につ
いて、伝送時の中心波長の光信号を直接検波した場合の
電気スペクトルを示す。
ＧＶＤ効果による波形劣化の受信後の周波数分布につい
て説明する。図６は、第２の実施形態におけるＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果の周波数分布を示す。ここでは、中心波長を
連続光とし、他を本発明により位相変調・強度変調した
ビットレート10Ｇbit/s の３波長の波長多重光信号につ
いて、伝送時の中心波長の光信号を直接検波した場合の
電気スペクトルを示す。
【００６６】この電気スペクトルは連続光を受光した際
のものであるので、本来は周波数０Hz成分のみ存在す
る。他の周波数成分は、隣接波長のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果
による影響を示している。ＩＭ−ＤＤ方式では、図１６
に示すように信号帯域全域にわたりブロードなスペクト
ルが生じていたが、本実施形態のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
よる波形劣化は、隣接チャネルの強度変化の周期である
クロック周波数およびその逓倍の周波数に生じている。
したがって、その波形劣化成分は、クロック周波数以上
の成分を減衰させるフィルタにより容易に取り除くこと
ができる。
のものであるので、本来は周波数０Hz成分のみ存在す
る。他の周波数成分は、隣接波長のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果
による影響を示している。ＩＭ−ＤＤ方式では、図１６
に示すように信号帯域全域にわたりブロードなスペクト
ルが生じていたが、本実施形態のＸＰＭ＋ＧＶＤ効果に
よる波形劣化は、隣接チャネルの強度変化の周期である
クロック周波数およびその逓倍の周波数に生じている。
したがって、その波形劣化成分は、クロック周波数以上
の成分を減衰させるフィルタにより容易に取り除くこと
ができる。
【００６７】図７は、第２の実施形態の構成による３波
長多重伝送実験により得られたアイパターンを示す。信
号のビットレートは10Ｇbit/s とした。また、実験に用
いた光伝送路は波長分散値 2.5ps/nm/kmであり、 120ｋ
ｍごとに光増幅中継し、360ｋｍ伝送した。なお、群速
度分散のみの影響を除くため、伝送後に分散補償ファイ
バにより光伝送路の群速度分散を補償した。図１７に示
す従来構成では、３波波長多重伝送後のアイパターンが
大きく波形劣化していたが、本実施形態の構成では３波
長多重伝送後のアイパターンに顕著な劣化が見られず、
ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による波
形劣化が抑圧できていることがわかる。
長多重伝送実験により得られたアイパターンを示す。信
号のビットレートは10Ｇbit/s とした。また、実験に用
いた光伝送路は波長分散値 2.5ps/nm/kmであり、 120ｋ
ｍごとに光増幅中継し、360ｋｍ伝送した。なお、群速
度分散のみの影響を除くため、伝送後に分散補償ファイ
バにより光伝送路の群速度分散を補償した。図１７に示
す従来構成では、３波波長多重伝送後のアイパターンが
大きく波形劣化していたが、本実施形態の構成では３波
長多重伝送後のアイパターンに顕著な劣化が見られず、
ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果およびＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による波
形劣化が抑圧できていることがわかる。
【００６８】図８は、第２の実施形態における伝送後の
符号誤り率特性を示す。なお、実験条件は図２の実験と
同様である。本実験では、光伝送路の損失を30ｄＢに固
定し、光伝送路への光入力パワーを変化させた場合の符
号誤り率を示す。図８(a) はＮＲＺ符号を用いたＩＭ−
ＤＤ方式、図８(b) はＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方
式、図８(c) はＤＰＳＫ−ＤＤ方式であり、図８(d) が
本実施形態の符号誤り率である。なお、参考のために、
１波長伝送時の符号誤り率についても表示している（▲
印）。
符号誤り率特性を示す。なお、実験条件は図２の実験と
同様である。本実験では、光伝送路の損失を30ｄＢに固
定し、光伝送路への光入力パワーを変化させた場合の符
号誤り率を示す。図８(a) はＮＲＺ符号を用いたＩＭ−
ＤＤ方式、図８(b) はＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方
式、図８(c) はＤＰＳＫ−ＤＤ方式であり、図８(d) が
本実施形態の符号誤り率である。なお、参考のために、
１波長伝送時の符号誤り率についても表示している（▲
印）。
【００６９】１波長伝送時と３波長伝送時の符号誤り率
を比較すると、光伝送路への光入力パワーが大きい場合
に、３波長伝送時の符号誤り率が高くなることがわか
る。これは、波長間の相互作用によるＸＰＭ＋ＧＶＤ効
果により生じる波形劣化が原因であるが、その中では図
８(d) に示す本実施形態のものが符号誤り率の劣化が最
小限に抑えられていることが分かる。
を比較すると、光伝送路への光入力パワーが大きい場合
に、３波長伝送時の符号誤り率が高くなることがわか
る。これは、波長間の相互作用によるＸＰＭ＋ＧＶＤ効
果により生じる波形劣化が原因であるが、その中では図
８(d) に示す本実施形態のものが符号誤り率の劣化が最
小限に抑えられていることが分かる。
【００７０】このＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣化
は、上述したように復調出力に対してクロック周波数以
上の成分を減衰させる手段を用いることにより低減する
ことができる。実験では、光復調器の帯域がビットレー
トである10ＧHz程度のものを用いることにより、ＸＰＭ
＋ＧＶＤ効果による波形劣化を低減でき、符号誤り率の
劣化を抑圧できた。ここで、基準となる符号誤り率を10
-9以下とすると、これを満たす光入力パワーの範囲は、
図８(d) に示す本実施形態のものが最大であり、ＡＳＥ
光および非線形光学効果の影響を低減できることがわか
る。これにより、光増幅中継数を増やすことができ、経
済的な光伝送システムを構築することができる。
は、上述したように復調出力に対してクロック周波数以
上の成分を減衰させる手段を用いることにより低減する
ことができる。実験では、光復調器の帯域がビットレー
トである10ＧHz程度のものを用いることにより、ＸＰＭ
＋ＧＶＤ効果による波形劣化を低減でき、符号誤り率の
劣化を抑圧できた。ここで、基準となる符号誤り率を10
-9以下とすると、これを満たす光入力パワーの範囲は、
図８(d) に示す本実施形態のものが最大であり、ＡＳＥ
光および非線形光学効果の影響を低減できることがわか
る。これにより、光増幅中継数を増やすことができ、経
済的な光伝送システムを構築することができる。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光伝送装
置および光伝送システムは、ディジタル送信信号により
位相変調されたビットの境界で、光強度が小さくなるよ
うに信号のビットに同期したタイミングで強度変調を行
うので、送信波形の強度変化はすべてのビットにおいて
一様になり、ビットの境界で光強度が小さくなる。これ
により、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を
抑圧でき、信号劣化を低減することができる。
置および光伝送システムは、ディジタル送信信号により
位相変調されたビットの境界で、光強度が小さくなるよ
うに信号のビットに同期したタイミングで強度変調を行
うので、送信波形の強度変化はすべてのビットにおいて
一様になり、ビットの境界で光強度が小さくなる。これ
により、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果により生じる符号間干渉を
抑圧でき、信号劣化を低減することができる。
【００７２】また、本発明の光伝送装置から送信された
光信号は、送信信号のクロック周波数と一致した成分に
より強度変調された波形となる。したがって、ＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果による波形劣化は隣接チャネルの強度変化の
周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波数に生
じるので、復調信号からクロック周波数以上の成分を減
衰させることにより、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣
化を低減することができる。
光信号は、送信信号のクロック周波数と一致した成分に
より強度変調された波形となる。したがって、ＸＰＭ＋
ＧＶＤ効果による波形劣化は隣接チャネルの強度変化の
周期であるクロック周波数およびその逓倍の周波数に生
じるので、復調信号からクロック周波数以上の成分を減
衰させることにより、ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣
化を低減することができる。
【００７３】なお、復調信号からクロック周波数以上の
成分を減衰させる構成は、１波長伝送時にも効果があ
る。すなわち、光送信波形のすべてのビットが一様な強
度変化となるので、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣化
もすべてのビットに同様に生じる。その結果、復調後の
波形劣化は、クロック周波数と一致またはその逓倍の周
波数成分に生じる。したがって、復調信号からクロック
周波数以上の成分を減衰させることにより、復調後の波
形劣化を改善することができる。
成分を減衰させる構成は、１波長伝送時にも効果があ
る。すなわち、光送信波形のすべてのビットが一様な強
度変化となるので、ＳＰＭ＋ＧＶＤ効果による波形劣化
もすべてのビットに同様に生じる。その結果、復調後の
波形劣化は、クロック周波数と一致またはその逓倍の周
波数成分に生じる。したがって、復調信号からクロック
周波数以上の成分を減衰させることにより、復調後の波
形劣化を改善することができる。
【図１】本発明の光伝送装置および光伝送システムの第
１の実施形態を示すブロック図。
１の実施形態を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態における１波長伝送時の信号波
形を示す図。
形を示す図。
【図３】第１の実施形態における伝送後の符号誤り率特
性を示す図。
性を示す図。
【図４】本発明の光伝送装置および光伝送システムの第
２の実施形態を示すブロック図。
２の実施形態を示すブロック図。
【図５】第２の実施形態で波長多重伝送を行った場合の
相互位相変調によって生じる光周波数変化を示す図。
相互位相変調によって生じる光周波数変化を示す図。
【図６】第２の実施形態におけるＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の
周波数分布を示す図。
周波数分布を示す図。
【図７】第２の実施形態の構成による３波波長多重伝送
実験により得られたアイパターンを示す図。
実験により得られたアイパターンを示す図。
【図８】第２の実施形態における伝送後の符号誤り率特
性を示す図。
性を示す図。
【図９】ＩＭ−ＤＤ方式を用いた従来の波長多重光伝送
システムの構成例を示すブロック図。
システムの構成例を示すブロック図。
【図１０】ＤＰＳＫ−ＤＤ方式を用いた従来の波長多重
光伝送システムの構成例を示すブロック図。
光伝送システムの構成例を示すブロック図。
【図１１】ＩＭ−ＤＤ方式で生じる自己位相変調による
光周波数変化を示す図。
光周波数変化を示す図。
【図１２】ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式の１波長
伝送時の信号波形を示す図。
伝送時の信号波形を示す図。
【図１３】位相変調信号の光強度とその光周波数変化の
関係を示す図。
関係を示す図。
【図１４】ＤＰＳＫ−ＤＤ方式の１波長伝送時の信号波
形を示す図。
形を示す図。
【図１５】ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式で波長多
重伝送を行った場合の相互位相変調によって生じる光周
波数変化を示す図。
重伝送を行った場合の相互位相変調によって生じる光周
波数変化を示す図。
【図１６】ＮＲＺ符号を用いたＩＭ−ＤＤ方式で生じる
ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の周波数分布を示す図。
ＸＰＭ＋ＧＶＤ効果の周波数分布を示す図。
【図１７】100 ＧHz間隔の３波波長多重伝送実験により
得られたアイパターンを示す図。
得られたアイパターンを示す図。
１０ 送信部 １１ 光源 １２ 光強度変調器 １３ 光合波器 １４ 符号化器 １５ 光位相変調器 １６ 光強度変調器 ２０ 受信部 ２１ 光分波器 ２２ 受光素子 ２３ 識別再生器 ２４ 光復調器 ２５ 光弁別器 ２６ バランス型受光器 ３０ 光ファイバ伝送路 ３１ 光増幅器
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 14/02 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/18
Claims (8)
- 【請求項１】 単一波長の光を発生する光源と、 ディジタル信号により前記単一波長の光を位相変調する
位相変調手段と、 前記位相変調された光信号の各ビットの境界で光強度が
小さくなるように強度変調する強度変調手段とを備え、 前記位相変調および前記強度変調された光信号を送信す
ることを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項２】 異なる波長の光を発生する複数の光源
と、 複数のディジタル信号により前記各波長の光をそれぞれ
位相変調する複数の位相変調手段と、 前記位相変調された各波長の光信号の各ビットの境界で
光強度が小さくなるようにそれぞれ強度変調する複数の
強度変調手段と、 前記位相変調および前記強度変調された各波長の光信号
を合波する光合波器とを備え、 前記光合波器から出力される波長多重光信号を送信する
ことを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項３】 ディジタル信号により位相変調された光
信号を復調して電気信号に変換する光復調手段と、 前記電気信号を識別再生して前記ディジタル信号を出力
する識別再生手段とを備え、 請求項１に記載の光伝送装置から送信された光信号を前
記光復調手段に受信することを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項４】 複数のディジタル信号により各波長の光
信号がそれぞれ位相変調された波長多重光信号を各波長
の光信号に分波する光分波器と、 前記各波長の光信号を復調してそれぞれ電気信号に変換
する複数の光復調手段と、 前記各電気信号を識別再生してそれぞれ対応するディジ
タル信号を出力する複数の識別再生手段とを備え、 請求項２に記載の光伝送装置から送信された波長多重光
信号を前記光分波器に受信して分波することを特徴とす
る光伝送装置。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の光伝送
装置において、 前記光復調手段で復調された電気信号のクロック周波数
以上の周波数成分を減衰させる手段を備えたことを特徴
とする光伝送装置。 - 【請求項６】 請求項３または請求項４に記載の光伝送
装置において、 光復調手段は、入力された光信号を前後のビット間で干
渉させ、光信号の位相変調成分を強度変調成分に変換す
る光弁別器と、光弁別器の出力光信号を電気信号に変換
する光電変換器とにより構成されたことを特徴とする光
伝送装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の光伝送装置と、 前記光伝送装置から送信された光信号または波長多重光
信号を伝送する光ファイバ伝送路と、 前記光ファイバ伝送路を伝送された前記光信号を受信す
る請求項３に記載の光伝送装置と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２に記載の光伝送装置と、 前記光伝送装置から送信された光信号または波長多重光
信号を伝送する光ファイバ伝送路と、 前記光ファイバ伝送路を伝送された前記波長多重光信号
を受信する請求項４に記載の光伝送装置とを備えたこと
を特徴とする光伝送システム。
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