JP2002198906A - 信号受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバシステムにおいて、リンクエラー
強さ、色分散および偏波モード分散（ＰＭＤ）耐性を向
上させる。 【解決手段】 伝送される信号はラインエンコーダ３１
６に送られ、変調器３１２を用いて光搬送波を振幅変調
する。振幅変調された信号の両側波帯はその後光ファイ
バにより伝送される。受信された信号はスプリッタ３２
２、光学フィルタ３２４及び３２６より上部側波帯と下
部側波帯に分割される。各信号はその後別個に光検出さ
れ、イコライザ３３０，３３４で等化される。光検出及
び等化により得られた信号をその後にダイバーシチ結合
機３３６を用いて結合させる。この結合機は、信号の重
み付け総和を用いて、２つの信号のうち良好なものを選
択し、あるいは信号を合計し、あるいは信号を結合させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は一般的には光通信
に関し、より詳細には両側波帯伝送システムにおいて２
つの側波帯を別個に受信し等化することによりリンクエ
ラー強さ（ロバストネス：ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を改
善するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】当分野においては偏波モード分散（ＰＭ
Ｄ）の高い従来のファイバが多く存在する。実際、ＰＭ
Ｄは１０Ｇｐｓ以上の速度の伝送システムに対して、と
りわけ複屈折の高い古いファイバを使用するシステムに
おいては、制限要因となっている。１０Ｇｂｐｓ私設線
路に対する消費者の需要はかなりのものであった。ＰＭ
Ｄ補償がないと、これらのファイバの多くは１０Ｇｂｐ
ｓ波長チャネルをサポートすることはできないであろ
う。また、光通信システムのビットレートにおける現在
の傾向は急速に１波長チャネル当り１０Ｇｂｐｓ及び４
０Ｇｂｐｓに向かって移行している。というのは、等価
の集団ビットレートの多くのより小さなチャネルよりも
ビットレートの高い単一のチャネルを管理する方が容易
だからである。従来のシステムを保存し、このようにし
て基幹施設の交換費用を減少させ、これにより可能な最
も低いコストで消費者の要求を満たすためには、産業界
は、既に設置された（従来の）埋設ファイバで消費者の
望むもの（１０Ｇｂｐｓ以上として知られている）を提
供することができることが重要である。

【０００３】ＰＭＤ緩和の領域の研究は、１つの偏波モ
ードを他の偏波モードに対して遅らせるなどの適応解除
及び調整可能なＰＭＤ補償技術に集中していた。補償は
電気または光ドメインのいずれかにおいて達成すること
ができる。電子及び光等化器はどちらも研究室において
実証されている。（例えば、以下のものを参照のこと：
Ｈ．ブロウ（Ｂｕｌｏｗ）ら、「電子ＳｉＧｅ等化器Ｉ
Ｃを用いた１０Ｇｂｐｓでの適応ＰＭＤ緩和」ＥＣＯ
Ｃ’９９ペーパーＩＩ−１３８；Ｒ．ノエ（Ｎｏｅ）、
Ｄ．サンデル（Ｓａｎｄｅｌ）、Ｍ．吉田−ジエロルフ
（Ｄｉｅｒｏｌｆ）、Ｓ．ヒンズ（Ｈｉｎｚ）ら、光波
テクノロジージャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｌｉｇ
ｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、Ｖｏｌ．１
７、ｐ．１６０２、１９９９年９月）。単一側波帯変調
及び原理状態起動（ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ−ｓｔａｔｅ
ｌａｕｎｃｈ）によるＰＭＤ緩和は、２０００年１月５
日に出願され、共に所有されている「単一側波帯光信号
発生と伝送のための方法及びシステム」と題する米国特
許出願番号第０９／４７７，８１６号において提案され
ている。この出願内容については参照により明細書に組
み込むものとする。この発明は光ファイバシステムにお
いて使用するためのダイバーシチ受信機に関する。

【０００４】典型的な光伝送システムでは、（通常レー
ザ源により発生する）光搬送波はデータ信号により輝度
変調される。このデータ信号は、ハイブリッドファイバ
同軸（ＨＦＣ）システムにおいて見られるような二進数
字または副搬送波を表す直接オンオフキーイング（ＯＯ
Ｋ）された信号とすることができる。光搬送波の直接輝
度変調により光ファイバ内で伝送される両側波帯信号が
得られ、抑制が無ければ、上部及び下部側波帯のどちら
もが遠端で受信される。側波帯の１つは光搬送波より上
の光周波数であり、他の側波帯は搬送波より下の光周波
数である。２つの側波帯は二重（ｄｕｐｌｉｃａｔｅ
ｄ）変調情報を含む。典型的には、伝送されたデータを
回復させるには側波帯の１つのみが必要とされる。

【０００５】光ファイバ通信システムでは、信号は伝送
ファイバに沿って進むので分散を受ける。分散により時
間ドメインにおいて伝送された信号のスメア（ｓｍｅａ
ｒｉｎｇ）が生じ、システムの性能が劣化する。分散に
よる劣化は信号の帯域幅に伴い増大する。長距離伝送シ
ステムでは、分散はまた光ファイバの非線形性と相互作
用し、さらに伝送が害される。さらに、２つの側波帯は
光搬送波周波数については互いを反映するので、信号が
電気ドメインに変換し戻されると、色分散は２つの側波
帯において逆の位相変化を引き起こす。このスペクトル
の重なり（ｆｏｌｄｉｎｇ）効果により両側波帯変調信
号の電気分散補償は不可能となる。２つの側波帯は二重
情報を含むので、分散効果を緩和するための１つの方法
は側波帯の１つの伝送を抑制し、残りの帯域により提供
されている信号帯域幅を減少させるものである。

【０００６】光通信システムでは、逆の分散を有する分
散補償ファイバ（ＤＣＦ）を使用して色分散の補償を行
っていた。しかしながら、ＰＭＤはまたファイバとも関
係する。光分散は決定論的であり、ＤＣＦにより補償す
ることが可能であるが、ＰＭＤは統計学的な影響であ
り、ＤＣＦを用いることにより簡単に補償することはで
きない。色分散補償に対してさえ、電気補償はよりフレ
キシブルでありコンパクトであるかもしれない。

【０００７】光ファイバ内の光信号は実際、互いに直角
の、すなわち直交する２つの面内を進行し、各軸は偏波
モードを表している。典型的には、２つの軸はｘ−軸及
びｙ−軸であると考えられる。完全な光システムでは、
各偏波モードの光は同じ速度でファイバを伝播する。実
際のファイバ内の不純物、ひずみ、不完全な対称性のた
めに、偏波モードは異なる速度でファイバ内を伝播し、
かなりの遅延が生じる。すなわち、２つの偏波モードは
異なる時間に到達し、性能が劣化する。分散の結果、フ
ァイバが提供することができる伝送距離または帯域幅が
制限される。信号周波数スペクトル幅が大きいほど不利
も大きくなる。

【０００８】ＰＭＤの原因は予測できず、ＰＭＤは時間
に伴い変化するので、ＰＭＤは統計学的なものである。
ファイバは、製造中に円形の対称性が偶然に損なわれる
ため、元々いくらかの異方性を含んでいる。この損失は
円形ではない導波形状、あるいはガラス内の非対称の応
力場のいずれかにより生じる。どちらの場合において
も、円形の対称性が失われると、異なる位相および群速
度を有する２つの異なる偏波モードが生じる。例えば、
コアあるいはコアの断面が円形でない、例えば、楕円形
であれば、偏波モードの１つはもう一方よりも遅くな
る。

【０００９】さらに、単一モードファイバにおいてはク
ラッドに対してコアの化学組成が必然的に異なっていな
ければならず、これにより通常、２つの領域に対する熱
膨張係数がわずかに異なることとなる。この違いによ
り、ファイバを製造中に引き延ばした後に冷却すると半
径方向に応力が生じる。この応力はファイバの温度に依
存する。

【００１０】ファイバの湾曲、マイクロベンディング
（ｍｉｃｒｏｂｅｎｄｉｎｇ）、ねじれなど、取り扱い
及びケーブル形成の際に外力を受けると、ファイバ内で
複屈折も起こることがあるが、わずかである。これによ
り、偏波モードの１つの屈折率が変化し、１つのモード
が他のモードよりも遅くなる。

【００１１】複屈折により誘起された異相速度差は、パ
ルスをブロード化することによりファイバの帯域幅を制
限することがある。ＰＭＤは２つのモード間の単位長さ
あたりの群−遅延時間により決定される群速度差であ
る。以上で説明したように、光ファイバの伝送特性は典
型的には大気温度により変動する。実際、これはファイ
バの出力で偏波状態のランダムな時間依存ドリフティン
グとして、あるいは、ＰＭＤの場合、ファイバの帯域幅
におけるランダムな時間依存変動として現れる。

【００１２】しかしながら、デジタル光波システムは非
常に長いファイバを介する光パルスの歪みのない伝送に
頼っている。ＰＭＤなどの分散の影響により、パルスの
広がり及び歪みが起こり、システムの損失が起こる。Ｐ
ＭＤは時間により変動する確率論的な影響であるので、
システムの損失もまた時間により変動する。光波システ
ムにおける偏波の影響に関する詳細については、プール
（Ｐｏｏｌｅ）、クレイグ（Ｃｒａｉｇ）Ｄ．らの光フ
ァイバ電気通信、１９９７年、第ＩＩＩＡ巻、第６章、
ｐ．１１４−１６１を参照のこと。この文献について
は、全体を参照により明細書に組み込むものとする。

【００１３】図１は、２つの光ファイバケーブルを示し
たものである。左のケーブルは相対遅延を示さないが右
のケーブルは偏波モード１つで相対遅延を示す。それぞ
れの場合において、ファイバ１は２つのモードを有す
る。左のファイバの場合、偏波モード３及び偏はモード
５は分散による遅延を示さない。右のファイバでは、偏
波モード９は遅い軸モードと称することができ、偏波モ
ード７は速い軸モードと称することができる。図２は図
１の右側のケーブルと同じ遅延を示したものであるが、
分散された光信号がどのように見えるかを示したもので
ある。図２の遅い軸９及び速い軸７は結合して分散され
た光信号１１を示す。遅い軸と速い軸との間の差は１３
により示される。

【００１４】光信号側波帯（ＯＳＳＢ）伝送スキームは
以前に提案され、ＰＭＤの影響を緩和し、光スペクトル
効率を向上させることが証明されている。この考えにつ
いては、２０００年７月２６日に出願され、共に保持さ
れている「単一側波帯データ発生と伝送を用いた偏波モ
ード分散を減少させるための方法及びシステム」と題す
る特許出願番号第０９／６２５，７９１号において説明
されている。この出願については参照により明細書に組
み込むものとする。この発明においては、両側波帯伝送
信号における側波帯はどちらも伝送されるが、２つの側
波帯は別個に検出され、ダイバーシチ結合受信機を使用
して、とりわけＰＭＤ耐性に対し、リンクエラー強さを
向上させる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は振幅
変調させた光搬送波の両側波帯を伝送することによりリ
ンクエラー強さを向上させることである。

【００１６】この発明の別の目的はＰＭＤ耐性を向上さ
せることである。

【００１７】この発明の更に別の目的は別個に両側波帯
を検出し、ダイバーシチ結合機を使用して別個に検出し
等化した信号を結合することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光両側波帯信号を受信し、前記受信された
光両側波帯信号を上部側波帯と下部側波帯に分離するた
めに、光ファイバに接続された光学二重フィルタと、前
記光学二重フィルタに接続された、前記上部側波帯を光
検出するための第１の光検出器と、前記光学二重フィル
タに接続された、前記下部側波帯を光検出するための第
２の光検出器と、前記第１の光検出器と前記第２の光検
出器に接続された、前記光検出された上部側波帯信号を
前記光検出された下部側波帯信号と結合するための結合
機とを備えるものである。

【００１９】また、本発明は、光搬送波を発生させるた
めの発生器と、入力データ信号を線符号化し符号化され
たデータ信号を発生するための手段と、前記線符号化さ
れたデータ信号により前記光搬送波を輝度変調し、光両
側波帯信号を発生させるための手段と、ファイバリンク
により前記光両側波帯信号を伝送するための手段と、前
記ファイバリンクに接続され、前記受信された光両側波
帯信号を上部側波帯信号と下部側波帯信号に分割するた
めの光学二重フィルタと、前記光学二重フィルタに接続
された第１の光検出器と、前記光学二重フィルタに接続
された第２の光検出器と、前記第１の光検出器と前記第
２の光検出器に接続された結合機とを備えるものであ
る。

【００２０】また、本発明は、光両側波帯信号を受信す
るための手段と、前記受信手段に接続され、前記受信さ
れた光両側波帯信号を分割し上部側波帯信号と下部側波
帯信号を発生させる光学二重フィルタと、第１の光検出
器を前記上部側波帯信号に、第２の光検出器を前記下部
側波帯信号に同時に適用し、光検出された上部側波帯信
号と光検出された下部側波帯信号とを発生させるための
手段と、前記第１の光検出器と前記第２の光検出器とに
接続され、出力信号を発生するための結合機とを備える
ものである。

【００２１】また、本発明は、光搬送波を発生させるた
めの発生器と、入力データ信号を線符号化し符号化され
たデータ信号を発生するための手段と、前記線符号化さ
れたデータ信号を輝度変調し、光両側波帯信号を発生さ
せるための手段と、ファイバリンクにより前記光両側波
帯信号を伝送するための手段と、前記光両側波帯信号を
受信するための手段と、前記受信手段に接続され、前記
受信された光両側波帯信号を分割して上部側波帯信号と
下部側波帯信号とを発生させるための光学二重フィルタ
と、第１の光検出機を前記上部側波帯信号に、第２の光
検出器を前記下部側波帯信号に同時に適用し、光検出さ
れた上部側波帯信号と光検出された下部側波帯信号を発
生させるための手段と、前記第１の光検出器と前記第２
の光検出器に接続され、出力信号を発生せるための結合
機とを備えるものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】この発明について、添付の図面に
示されたこの発明の好ましい実施の形態を用いてより詳
細に説明する。この実施の形態は例示により示したにす
ぎない。図面において、同じ要素は可能な程度まで同じ
符号を付する。

【００２３】ダイバーシチ受信機では、振幅変調された
光搬送波上の２つの側波帯が別個に検出され、２つの側
波帯中の二重情報は伝送中に異なる障害を受ける。２つ
の側波帯から回収された情報を選択的に結合させること
により、色及び偏波モード分散などのファイバ分散障害
に対するより良好な耐性が達成される。

【００２４】この発明を図３に示す。伝送される信号は
必要に応じてラインエンコーダ（ｌｉｎｅ ｅｎｃｏｄ
ｅｒ）に送り込まれ、その後、変調器を用いて光搬送波
を振幅変調する。振幅変調された信号の両側波帯はその
後光ファイバにより伝送される。受信された信号は光学
二重フィルタ（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｐｌｅｘｉｎｇｆ
ｉｌｔｅｒ）を用いて２つの側波帯に分割される。ＲＦ
ダイプレクサ（ｄｉｐｌｅｘｏｒ）と類似の様式で、光
学二重フィルタは入力光信号を２つの出力信号に分離
し、異なる光周波数が異なる出力ポートに送られる。図
３は光学二重フィルタを示しており、これは３ｄＢスプ
リッタ３２２を光学フィルタ３２４及び３２６と組み合
わせて使用している。受信された信号は光学二重フィル
タを用いて上部側波帯と下部側波帯に分割される。各信
号はその後別個に光検出され、等化される。光検出及び
等化により得られた信号をその後にダイバーシチ結合機
を用いて結合させる。この結合機は、信号の重み付け総
和（ｗｅｉｇｈｅｄ ｓｕｍ）を用いて、２つの信号の
うち良好なものを選択し、あるいは信号を合計し、ある
いは信号を結合させることができる。後者の２つの実施
の形態では、個々の信号を結合させる前に遅らせあるい
は等化してもよい。適応タップ付き遅延線路フィルタな
どの適応技術を個々の信号上で動作させ、及び使用し結
合信号の品質を最適化することができる。ダイバーシチ
結合機は結合の選択が実時間リンク特性に基づくので、
適応性がある。光検出前に、上部側波帯信号及び下部側
波帯信号の両方にフィルタをかけることも選択できる。

【００２５】チャネル特性／リンク品質を測定するには
多くの方法がある。ＳＯＮＥＴシステムでは、オーバー
ヘッドバイトを使用してチャネルビット誤り率をモニタ
する。準ビット誤り率（ｑｕａｓｉ ｂｉｔ ｅｒｒｏ
ｒ ｒａｔｅ）（ＱＢＥＲ）と呼ばれる技術を用いる各
側波帯に対する性能モニタリングスキームをこの発明の
好ましい実施の形態として提案する。この技術は、２０
００年９月３〜７日にドイツのミュンヘンで開催された
光通信に関する第２６回欧州会議の議事録において提出
され、公表されたＬ．Ｍ．ルナルディ（Ｌｕｎａｒｄ
ｉ）、Ｍ．Ｄ．フォイラー（Ｆｅｕｅｒ）及びＭ．Ａ．
トーマス（Ｔｈｏｍａｓ）による「透明光ネットワーク
に対する性能モニタリング」において説明されている。
この内容については参照により明細書に組み込むものと
する。この技術はデータがオンオフキーイングされる限
り、回路内で実行することができ、フォーマットに依存
しない。

【００２６】例えばＱＢＥＲ測定を用いたチャネル品質
評価により、どちらかより良好なチャネルからの出力を
選択し受信ビットを決定することができる。その代わり
に、各側波帯から検出された信号の重み付け総和を使用
することもでき、重み付け係数はチャネル品質測定によ
り決定する。受信ビットは２つのブランチからの受信信
号の重みづけ総和により決定される。

【００２７】異なる光学二重フィルタ及びより複雑なダ
イバーシチ結合機を含むこの発明の他の実施の形態を図
６に示す。光単一側波帯ダイバーシチ受信機６００は光
入力６１１からの両側波帯信号を受信する。この光は光
サーキュレーター６１０のポート６１１へ入力される。
サーキュレータ６１０はポート６１１からの光入力をポ
ート６１２に送る。ファイバブラッグ回折格子は１つの
側波帯中の光を反射し（図６には周波数のより高い側波
帯を反射するフィルタが示されている）、他の側波帯中
の光を伝送する。光学フィルタ６２０により伝送された
光は光検出器６４０で検出される。反射された光は再び
サーキュレーター６１０に入り、サーキュレーターは光
をポート６１２の代わりにポート６１３に送る。異なる
搬送周波数を有するファイバブラッグ回折格子は１つの
側波帯の光を反射する（図６では、周波数のより低い側
波帯が反射される）。光学フィルタ６３０は必要に応じ
て備える。ファイバブラッグ回折格子フィルタがこの図
では示されているが、他の光学フィルタ、例えば薄膜フ
ィルタもまた使用することができる。光学フィルタ６３
０を介して伝送される光は光検出器６５０により検出さ
れる。光学二重フィルタ６０５は光学サーキュレーター
６１０と、光学フィルタ６２０および６３０と、ポート
６１２及び６１３と、を備える。光検出器６４０及び６
５０から出力される電気信号は適応等化器６５５及び６
６０に送られる。これらの適応等化器は、６５５におい
て示されるように、可変利得増幅器及び可変遅延フィル
タから構成することができる。信号は加算回路６６８に
おいて結合され、ＱＢＥＲモニタ６７０に送られる。Ｑ
ＢＥＲからの信号はマイクロプロセッサに送られ、マイ
クロプロセッサは適応等化器を調整して受信した信号の
品質を最適化する。ＱＢＥＲと等化器及びマイクロプロ
セッサとの組み合わせについては以前に説明されている
（ドイツのミュンヘンで２０００年９月３〜７日に開催
された光通信に関する第２６回欧州会議の議事録、書類
２．１．２、Ｍ．フレゴレント（Ｆｒｅｇｏｌｅｎｔ）
らの「性能モニタリング及び伝送障害の電子緩和のため
の適応光受信機」）が、その説明の中では単一側波帯ダ
イバーシチ受信機を使用していなかった。その後、受信
された信号は６９０でＱＢＥＲから出力される。

【００２８】ダイバーシチ結合機と性能モニタとを含む
この発明の他の実施の形態を図７に示す。光単一側波帯
ダイバーシチ受信機７００は光学二重フィルタ７１５の
光入力７１１から両側波帯信号を受信する。光学二重フ
ィルタは上部側波帯信号及び下部側波帯信号を光検出器
７４０及び７５０に伝送する。光検出器７４０及び７５
０はダイバーシチ結合機７６０及び性能モニタ７７０の
両方に接続される。性能モニタ７７０はどの信号が優れ
た品質を有しているかを決定し、制御信号７７１をダイ
バーシチ結合機７６０に送る。ダイバーシチ結合機７６
０は２つの入力信号のうちの１つを選択し、その信号を
出力ポート７６１に送る。

【００２９】送信機は他のどの光伝送システムにおける
送信機とも同じであると考えられる。受信機での２つの
側波帯の分離を容易にするために、図３に示されるよう
に、側波帯の低周波数の内容から光搬送波を分離するオ
ンオフキーイングシステムではラインエンコーダーを使
用することが可能である。ラインエンコーダーについて
は以前に出願した特許出願番号第０９／４７７，８１６
に示されており、これについては以前に説明した。伝送
されるデータまたは情報３１４はラインエンコーダー３
１６を用いて線符号化（ラインエンコード：ｌｉｎｅ
ｅｎｃｏｄｅ）される。光搬送波信号は光源３１０から
放出される。搬送波信号は光モジュレータ３１２を用い
てデータにより輝度変調される。（光源の直接変調もま
た可能であるが、レーザチャープにより引き起こされる
過剰な光周波数変調により外部変調に比べ直接変調は望
ましくないものとなる。）得られた信号は両側波帯３１
８を有する光搬送波から構成される。両側波帯信号３１
８はファイバリンク３２０により送られ、色モードおよ
び偏波モードの両方において、分散により信号スペクト
ル成分と偏波モードとの間で相対的な遅延が生じる。

【００３０】ここで伝送される信号はｓ（ｔ）であり、
周波数ドメイン表示はＳ（ｆ）である。Ｓ（ｆ）は信号
のスペクトル密度を示す。この信号はレーザダイオード
からの周波数ｆ_cの光搬送波を変調し、両側波帯変調信
号［δ（ｆ−ｆ_c）＋Ｓ（ｆ_c−ｆ）＋Ｓ（ｆ_c＋ｆ）］
を発生させる。３つの成分は、残りの搬送波自体、下部
側波帯及び上部側波帯を表す。ベースバンド信号Ｓ
（ｆ）は搬送波周波数ｆ_cあたりの周波数領域までシフ
トアップされている。受信信号の入力パワーは３ｄＢス
プリッタ３２２により２つのブランチ（出力ポート）に
均等に分割される。

【００３１】各ブランチあるいは出力ポートはフィルタ
ーにかけられ光搬送波及び２つの側波帯のうちの異なる
１つが抽出される。上部側波帯フィルタ３２４を適用す
ると、光搬送波と上部側波帯となる。下部側波帯フィル
タ３２６を適用すると、光搬送波と下部側波帯となる。
各側波帯は光検出器により検出される。上部側波帯光検
出器３２８の後には必要に応じて上部側波帯等化器３３
０が備えられ、下部側波帯光検出器３３２の後には必要
に応じて下部側波帯等化器３３４が備えられる。各光検
出器は１つの側波帯のみを検出するので、どちらの光検
出器においてもスペクトルの重なりはなく、検出された
信号は分散（色分散及びＰＭＤの両方）に対し電気的に
補償することができる。

【００３２】その後、２つのブランチから検出された信
号はダイバーシチ結合機３３６を用いて結合され、受信
機出力で最終データ３３８が生成される。ダイバーシチ
結合機は別々の経路を通って受信された同じ情報を搬送
する２以上の信号を結合するための回路またはデバイス
であり、その目的は寄与（コントリビューティング：ｃ
ｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇ）信号のいずれに対しても等価
のあるいは優れた品質を有する単一の最終信号を提供す
ることである。この発明のダイバーシチ結合機は、リン
ク特性により、良好な出力ブランチを選択し、あるいは
２つの等化信号の重み付け総和を生成することができ
る。以前の実験（光ファイバ通信、１９９７年、第ＩＩ
ＩＡ巻、第６章、１１４〜１６１ページ、及びドイツ、
ミュンヘンで２０００年９月３〜７日に開催された光通
信に関する第２６回欧州会議の議事録、第２巻、ｐｐ３
７−３８のＳ．Ｌ．ウッドワード（Ｗｏｏｄｗａｒｄ）
ら、「単一側波帯変調及び原理状態起動によるＰＭＤ緩
和」）では、光周波数に関するＰＭＤの統計的な変動
は、２つの側波帯がかなり異なる性能を有するのに十分
高いものとすることができるが示されている。そのた
め、このスキームにおいて示されているように２つの側
波帯をダイバーシチ結合することにより、必要な光帯域
幅を２倍にするコストで、ＱＳＳＢ伝送システムにおい
て改良されたＰＭＤ許容値を超えるダイバーシチ利得を
得ることができる。

【００３３】このスキームの重要点は、とりわけベース
バンドＯＯＫ光リンクに対しては、受信機で必要とされ
る光学フィルタの鋭さにある。１つの可能な解決策は、
１９８８年にジョンワイリーアンドサン（Ｊｏｈｎ Ｗ
ｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）により出版された層状媒体中
の光波においてＰ．イエー（Ｙｅｈ）が説明しているフ
ィルタなどのファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）を使
用するものである。本質的には、これらのデバイスは狭
帯域デバイスである。これらのデバイスは、とりわけ非
常に広いフラット帯を達成しようとしなければ、非常に
高いＱを有するように作製され、非常に鋭い遷移周波数
を有することができる。ＦＢＧの圧電ストレッチングな
どの機械的な同調方法を使用して、フィルタを伝送され
た信号側波帯と整合することができる。他の可能性は、
縦列薄膜フィルタを使用して鋭いカットオフを達成する
ことである（これもまたイエーにより説明されてい
る）。少なくとも１つの側の帯域上に鋭いカットオフを
有する他のどのフィルタも同様に代用することができ
る。同様の特性を提供する他のデバイスが開発されれ
ば、それが特定の名称のフィルタであろうとなかろう
と、同様に使用することができ、代用が可能である。

【００３４】図４はシステムの伝送部分の流れ図であ
る。光搬送波がステップ４１０で発生する。この後、発
生した光搬送波はステップ４１５で光モジュレータに送
られる。ステップ４１０及び４１５と同時に、入力デー
タ信号を必要に応じてステップ４２０で線符号化する。
線符号化されたデータ信号はその後、ステップ４２５で
光搬送波を輝度変調する。輝度変調された信号（搬送波
と上部側波帯及び下部側波帯）はステップ４３０でファ
イバリンクにより受信機に伝送される。

【００３５】図５は、システムの受信機部分の流れ図で
ある。信号（搬送波と上部側波帯及び下部側波帯）はス
テップ５１０で受信される。受信された信号はステップ
５１５で３ｄＢスプリッタを使用して２つのブランチに
分割される。１つのブランチは上部側波帯と搬送波を表
し、他のブランチは下部側波帯と搬送波を表す。好まし
い実施の形態では、２つのブランチは同時に処理され
る。ステップのいくつかが同時に実行される処理のよう
に、２つのブランチを連続して処理することも可能であ
る。ステップ５２０及び５３５で各ブランチにフィルタ
を適用する。フィルタを通した信号はステップ５２５及
び５４０で光検出される。光検出された信号はその後、
必要に応じてステップ５３０及び５４５で等化される。
得られた信号はステップ５５０でダイバーシチ結合さ
れ、ステップ５５５でデータを出力される。

【００３６】光信号側波帯変調について提案し、説明し
た。しかしながら、我々の知る限り、２つの伝送される
光側波帯を別個に検出し、２つの別個に検出された側波
帯を電気的に補償し、結果を結合させ、よりエラー強さ
のある性能を達成することを提案したものはいない。

【００３７】この新規の、明白になっていない方法及び
システムは、とりわけＰＭＤ耐性に対し、リンクエラー
強さを向上させるだけでなく、従来のファイバの再使用
（リサイクル）を可能とし、基幹施設交換に対する要求
を避けるあるいは少なくとも延期することができる。基
幹施設交換は、非常にコストがかかるばかりでなく、道
路やビルなどを破壊することになり、それらは全て公衆
を悩ますことになる。このように、この発明はそのよう
な基幹施設の交換の頻度及びコストを減少させることに
より、公衆に対し利益を提供する。

【００３８】この発明の目的が満たされることは前述の
ことから明らかになるはずである。この発明の特別な実
施の形態について説明し、図示してきたが、この発明は
それらに限定されるものではなく、当業者であれば変更
することが可能であることに注意すべきである。この出
願は、この中で開示し、クレームした基礎の発明の精神
及び範囲内であればどの、あるいは全ての変更も考慮す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ２つのファイバーケーブルを示した図であ
り、一方は偏波モード分散による相対遅延が無く、他方
は偏波モード分散により引き起こされた相対遅延を有す
る図である。

【図２】 １つは速い軸上にあり、もう一方は遅い軸に
ある２つの偏波モード、及び得られた分散信号を示した
図である。

【図３】 本発明にかかる光信号の両側波帯の伝送及び
受信の両方を示した図である。

【図４】 システムの伝送部分の流れ図である。

【図５】 システムの受信機部分の流れ図である。

【図６】 適応タップ付き遅延線路等化器を使用した各
側波帯を補償する分散用のダイバーシチ受信機のブロッ
ク図である。

【図７】 優れた信号品質を有する単一側波帯信号を選
択するための性能モニタを備えたダイバーシチ受信機の
ブロック図である。

【符号の説明】

３１４ 信号、３１６ ラインエンコーダ、３１２ モ
ジュレータ、３２２ ３ｄＢ スプリッタ、３２４，３２６ ＵＳＢ フィル
タ、３３０，３３４ 等化器、３３６ ダイバーシチ結
合機。

フロントページの続き (72)発明者 セドリック エフ ラム アメリカ合衆国 ニュージャージー州 ミ ドルタウン クノールウッド ドライブ 202 (72)発明者 シェリル エル ウッドワード アメリカ合衆国 ニュージャージー州 ホ ルムデル イースト ブルック ドライブ ７ Ｆターム(参考） 5K002 AA03 BA04 BA05 BA21 CA01 CA14 DA05 EA05 FA01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光両側波帯信号を受信し、前記受信され
   た光両側波帯信号を上部側波帯と下部側波帯に分離する
   ために、光ファイバに接続された光学二重フィルタと、 前記光学二重フィルタに接続された、前記上部側波帯を
   光検出するための第１の光検出器と、 前記光学二重フィルタに接続された、前記下部側波帯を
   光検出するための第２の光検出器と、 前記第１の光検出器と前記第２の光検出器に接続され
   た、前記光検出された上部側波帯信号を前記光検出され
   た下部側波帯信号と結合するための結合機と、 を備える光ファイバシステム上での光両側波帯信号受信
   システム。
2. 【請求項２】 さらに、 前記第１の光検出器に接続された第１の分散補償器と、 前記第２の光検出器に接続された第２の分散補償器と、 を備える請求項１記載のシステム。
3. 【請求項３】 さらに、 前記第１の光検出器に接続された第１の等化器と、 前記第２の光検出器に接続された第２の等化器と、 を備える請求項１記載のシステム。
4. 【請求項４】 さらに、 前記第１の分散補償器に接続された第１の等化器と、 前記第２の分散補償器に接続された第２の等化器と、 を備える請求項２記載のシステム。
5. 【請求項５】 前記結合機はダイバーシチ結合機である
   請求項１記載のシステム。
6. 【請求項６】 前記光両側波帯信号は振幅変調される請
   求項１記載のシステム。
7. 【請求項７】 前記結合機は総和機である請求項１記載
   のシステム。
8. 【請求項８】 前記結合機は重み付け総和機である請求
   項１記載のシステム。
9. 【請求項９】 前記結合機はさらに、 １つの側波帯信号を他の側波帯信号に対し遅らせる遅延
   回路と、 前記２つの信号を結合するための総和機と、 を備える請求項１記載のシステム。
10. 【請求項１０】 前記結合機は前記上部側波帯信号と前
    記下部側波帯信号のうち良好な出力を選択する請求項１
    記載のシステム。
11. 【請求項１１】 前記光学二重フィルタは光サーキュレ
    ーターとファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）とを備え
    る請求項１記載のシステム。
12. 【請求項１２】 前記光学二重フィルタは薄膜フィルタ
    を含む請求項１記載のシステム。
13. 【請求項１３】 さらに、 前記結合機に接続された光リンク性能モニタを備える請
    求項１記載のシステム。
14. 【請求項１４】 さらに、 光リンク性能モニタと、 フィードバック制御回路と、 を備え、前記フィードバック制御回路は前記第１の等化
    器に接続されると共に前記フィードバック制御回路はさ
    らに前記第２の等化器に接続される請求項３記載のシス
    テム。
15. 【請求項１５】 さらに、光リンク性能モニタを備え、 前記光リンク性能モニタは前記第１の光検出器に接続さ
    れると共に、前記光リンク性能モニタはさらに前記第２
    の光検出器に接続される請求項１記載のシステム。
16. 【請求項１６】 光搬送波を発生させるための発生器
    と、 入力データ信号を線符号化し符号化されたデータ信号を
    発生するための手段と、前記線符号化されたデータ信号
    により前記光搬送波を輝度変調し、光両側波帯信号を発
    生させるための手段と、 ファイバリンクにより前記光両側波帯信号を伝送するた
    めの手段と、 前記ファイバリンクに接続され、前記受信された光両側
    波帯信号を上部側波帯信号と下部側波帯信号に分割する
    ための光学二重フィルタと、 前記光学二重フィルタに接続された第１の光検出器と、 前記光学二重フィルタに接続された第２の光検出器と、 前記第１の光検出器と前記第２の光検出器に接続された
    結合機と、 を備える光両側波帯信号を発生させ、伝送し、受信する
    システム。
17. 【請求項１７】 光両側波帯信号を受信するための手段
    と、 前記受信手段に接続され、前記受信された光両側波帯信
    号を分割し上部側波帯信号と下部側波帯信号を発生させ
    る光学二重フィルタと、 第１の光検出器を前記上部側波帯信号に、第２の光検出
    器を前記下部側波帯信号に同時に適用し、光検出された
    上部側波帯信号と光検出された下部側波帯信号とを発生
    させるための手段と、 前記第１の光検出器と前記第２の光検出器とに接続さ
    れ、出力信号を発生するための結合機と、 を備える光両側波帯信号受信システム。
18. 【請求項１８】 前記結合機はダイバーシチ結合機であ
    る請求項１７記載のシステム。
19. 【請求項１９】 前記光学二重フィルタの各々のブラン
    チは同等の出力パワーを受信する請求項１７記載のシス
    テム。
20. 【請求項２０】 光搬送波を発生させるための発生器
    と、 入力データ信号を線符号化し符号化されたデータ信号を
    発生するための手段と、 前記線符号化されたデータ信号を輝度変調し、光両側波
    帯信号を発生させるための手段と、 ファイバリンクにより前記光両側波帯信号を伝送するた
    めの手段と、 前記光両側波帯信号を受信するための手段と、 前記受信手段に接続され、前記受信された光両側波帯信
    号を分割して上部側波帯信号と下部側波帯信号とを発生
    させるための光学二重フィルタと、 第１の光検出機を前記上部側波帯信号に、第２の光検出
    器を前記下部側波帯信号に同時に適用し、光検出された
    上部側波帯信号と光検出された下部側波帯信号を発生さ
    せるための手段と、 前記第１の光検出器と前記第２の光検出器に接続され、
    出力信号を発生せるための結合機と、 を備える光両側波帯信号を発生させ、伝送し、受信する
    システム。
21. 【請求項２１】 前記結合機はダイバーシチ結合機であ
    る請求項１７記載のシステム。