JP2003008510A - 光送信装置及び光変調装置 - Google Patents
光送信装置及び光変調装置Info
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でＶＳＢ変調を実現する。
【解決手段】 データ発生回路１０は、クロック発生回
路１２から出力されるクロックに従って、デューティ比
５０％の光パルスからなる送信データを発生する。光源
１４は、データ発生回路１０から出力される送信データ
を搬送する光キャリアとなるレーザ光を発生し、データ
変調器１６に印加する。データ変調器１６は、データ発
生回路１０からの送信データに従い光源１４からのレー
ザ光を強度変調し、送信データを搬送するＲＺ光パルス
列の光信号を生成する。生成された光パルス列は、位相
変調器１６に印加される。正弦波発生回路２０は、クロ
ック発生回路１２から出力されるクロックに従い、その
クロックに同期する同じ周波数の正弦波信号を発生す
る。位相シフト回路２２は、正弦波発生回路２０の出力
する正弦波の位相をπ／２だけシフトして位相変調器１
６に印加する。位相変調器１８は、位相シフト回路２２
からの正弦波に従い、データ変調器１６からの光パルス
列の各光パルスの光位相を変調する。
路１２から出力されるクロックに従って、デューティ比
５０％の光パルスからなる送信データを発生する。光源
１４は、データ発生回路１０から出力される送信データ
を搬送する光キャリアとなるレーザ光を発生し、データ
変調器１６に印加する。データ変調器１６は、データ発
生回路１０からの送信データに従い光源１４からのレー
ザ光を強度変調し、送信データを搬送するＲＺ光パルス
列の光信号を生成する。生成された光パルス列は、位相
変調器１６に印加される。正弦波発生回路２０は、クロ
ック発生回路１２から出力されるクロックに従い、その
クロックに同期する同じ周波数の正弦波信号を発生す
る。位相シフト回路２２は、正弦波発生回路２０の出力
する正弦波の位相をπ／２だけシフトして位相変調器１
６に印加する。位相変調器１８は、位相シフト回路２２
からの正弦波に従い、データ変調器１６からの光パルス
列の各光パルスの光位相を変調する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光送信装置及び光
変調装置に関し、より具体的には、光残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）変調を実現する光送信装置及び光変調装置に関す
る。
変調装置に関し、より具体的には、光残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）変調を実現する光送信装置及び光変調装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重伝送技術の進歩により、光
ファイバの伝送容量は増大し続けている。しかし、一般
的な光変調方式（両側波帯（ＢＳＢ）変調）では、限ら
れた帯域の中に詰め込むことができる光信号波長数が限
られる。波長間隔をより狭くすることを可能にする技術
として、単側波帯（ＳＳＢ）変調及び残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）変調技術が検討されている（例えば、“ＬｉＮｂＯ
３ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｓｉｄｅｂａｎｄ
Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｏ
ＦＣ２０００ＰＤ１６、及び“１０Ｇｂｉｔ／ｓ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ ｓｉｄｅｂａｎｄ ｓｙｓ
ｔｅｍ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｖｏ１．３３ ｐｐ．９７０−９７３）。
ファイバの伝送容量は増大し続けている。しかし、一般
的な光変調方式（両側波帯（ＢＳＢ）変調）では、限ら
れた帯域の中に詰め込むことができる光信号波長数が限
られる。波長間隔をより狭くすることを可能にする技術
として、単側波帯（ＳＳＢ）変調及び残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）変調技術が検討されている（例えば、“ＬｉＮｂＯ
３ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｓｉｄｅｂａｎｄ
Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｏ
ＦＣ２０００ＰＤ１６、及び“１０Ｇｂｉｔ／ｓ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ ｓｉｄｅｂａｎｄ ｓｙｓ
ｔｅｍ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｖｏ１．３３ ｐｐ．９７０−９７３）。
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、提案さ
れている構成では、特殊な変調器と特殊な駆動方法が必
要（例えば、上述の最初の論文）であったり、ヒルベル
ト変換のような特殊な技術が必要であったり、一方のサ
イドイバンド部分を除去する狭帯域の光フィルタが必要
であり、何れも実用的ではなかった。
れている構成では、特殊な変調器と特殊な駆動方法が必
要（例えば、上述の最初の論文）であったり、ヒルベル
ト変換のような特殊な技術が必要であったり、一方のサ
イドイバンド部分を除去する狭帯域の光フィルタが必要
であり、何れも実用的ではなかった。
【０００３】本発明は、より簡易な構成でＶＳＢ変調を
実現する光送信装置及び光変調装置を提示することを目
的とする。
実現する光送信装置及び光変調装置を提示することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光送信装置
は、光キャリアを発生する光源と、当該光源から出力さ
れる当該光キャリアを、送信データに従い変調するデー
タ変調器と、当該送信データに同期し、且つ、所定位相
量ずれた変調信号を生成する変調信号発生装置と、当該
変調信号発生装置からの当該変調信号に従い、当該デー
タ変調器から入力する光パルスの光位相を変調する光位
相変調器とからなり、当該光パルスが１ビット期間の中
央に位置する場合に、当該光位相変調器における当該１
ビット期間に対する当該変調信号の位相差が、π／４か
ら３π／４の範囲及び−π／４から−３π／４の範囲に
入ることを特徴とする。
は、光キャリアを発生する光源と、当該光源から出力さ
れる当該光キャリアを、送信データに従い変調するデー
タ変調器と、当該送信データに同期し、且つ、所定位相
量ずれた変調信号を生成する変調信号発生装置と、当該
変調信号発生装置からの当該変調信号に従い、当該デー
タ変調器から入力する光パルスの光位相を変調する光位
相変調器とからなり、当該光パルスが１ビット期間の中
央に位置する場合に、当該光位相変調器における当該１
ビット期間に対する当該変調信号の位相差が、π／４か
ら３π／４の範囲及び−π／４から−３π／４の範囲に
入ることを特徴とする。
【０００５】本発明に係る光変調装置は、データを搬送
する光パルス列をＶＳＢ変調する光変調装置であって、
当該光パルス列に同期し、且つ、所定位相量ずれた変調
信号を生成する変調信号発生装置と、当該変調信号発生
装置からの当該変調信号に従い、当該データ変調器から
入力する光パルスの光位相を変調する光位相変調器とを
具備し、当該光パルスが１ビット期間の中央に位置する
場合に、当該光位相変調器における当該１ビット期間に
対する当該変調信号の位相差が、π／４から３π／４の
範囲及び−π／４から−３π／４の範囲に入ることを特
徴とする。
する光パルス列をＶＳＢ変調する光変調装置であって、
当該光パルス列に同期し、且つ、所定位相量ずれた変調
信号を生成する変調信号発生装置と、当該変調信号発生
装置からの当該変調信号に従い、当該データ変調器から
入力する光パルスの光位相を変調する光位相変調器とを
具備し、当該光パルスが１ビット期間の中央に位置する
場合に、当該光位相変調器における当該１ビット期間に
対する当該変調信号の位相差が、π／４から３π／４の
範囲及び−π／４から−３π／４の範囲に入ることを特
徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００７】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。１０は、クロック発生回路１２から出力
されるクロックに従って、デューティ比５０％の光パル
スからなる送信データを発生し、出力する。光源１４
は、データ発生回路１０から出力される送信データを搬
送する光キャリアとなるレーザ光を発生し、データ変調
器１６に印加する。データ変調器１６は、データ発生回
路１０からの送信データに従い、光源１４からのレーザ
光を強度変調し、送信データを搬送するＲＺ光パルス列
の光信号を生成する。生成された光パルス列は、位相変
調器１６に印加される。
ック図を示す。１０は、クロック発生回路１２から出力
されるクロックに従って、デューティ比５０％の光パル
スからなる送信データを発生し、出力する。光源１４
は、データ発生回路１０から出力される送信データを搬
送する光キャリアとなるレーザ光を発生し、データ変調
器１６に印加する。データ変調器１６は、データ発生回
路１０からの送信データに従い、光源１４からのレーザ
光を強度変調し、送信データを搬送するＲＺ光パルス列
の光信号を生成する。生成された光パルス列は、位相変
調器１６に印加される。
【０００８】他方、正弦波発生回路２０は、クロック発
生回路１２から出力されるクロックに従い、そのクロッ
クに同期する同じ周波数の正弦波信号を発生する。位相
シフト回路２２は、正弦波発生回路２０の出力する正弦
波の位相をπ／２だけシフトして位相変調器１６に印加
する。
生回路１２から出力されるクロックに従い、そのクロッ
クに同期する同じ周波数の正弦波信号を発生する。位相
シフト回路２２は、正弦波発生回路２０の出力する正弦
波の位相をπ／２だけシフトして位相変調器１６に印加
する。
【０００９】位相変調器１８は、位相シフト回路２２か
らの正弦波に従い、データ変調器１６からの光パルス列
の各光パルスの光位相を変調する。位相変調された光パ
ルス列は、光ファイバ伝送路に送出される。
らの正弦波に従い、データ変調器１６からの光パルス列
の各光パルスの光位相を変調する。位相変調された光パ
ルス列は、光ファイバ伝送路に送出される。
【００１０】位相変調器１８は、従来、光ファイバの非
線形効果による自己位相変調を抑制する目的で設置され
る。その場合、光パルスと位相変調の変調信号の位相関
係は、図２に示すように、光パルスの立上がりで、正弦
波の一方の極値にあり、光パルスの立ち下がりで正弦波
の他方の極値にあるようなものになっている。換言する
と、光パルスの中央付近で変調信号の極性が変化するよ
うな位相関係である。１ビット期間の中央に光パルスが
存在すると考えた場合、変調信号は、光パルスに対して
同相（位相差０）又は逆相（位相差π）である。図２に
おいて、３０は位相変調の対象となる光パルス、３２は
同相の変調信号、３４は逆相の変調信号をそれぞれ示
す。
線形効果による自己位相変調を抑制する目的で設置され
る。その場合、光パルスと位相変調の変調信号の位相関
係は、図２に示すように、光パルスの立上がりで、正弦
波の一方の極値にあり、光パルスの立ち下がりで正弦波
の他方の極値にあるようなものになっている。換言する
と、光パルスの中央付近で変調信号の極性が変化するよ
うな位相関係である。１ビット期間の中央に光パルスが
存在すると考えた場合、変調信号は、光パルスに対して
同相（位相差０）又は逆相（位相差π）である。図２に
おいて、３０は位相変調の対象となる光パルス、３２は
同相の変調信号、３４は逆相の変調信号をそれぞれ示
す。
【００１１】これに対し、本実施例では、位相シフト回
路２２を設けて、正弦波信号の位相を＋π／２又は−π
／２だけシフトしてから、変調信号として位相変調器１
８に印加している。図３は、本実施例の位相変調器１８
における波形タイミング図を示す。４０はデータ変調器
１６から位相変調器１８に印加される光パルス、４２
は、位相シフト回路２２から位相変調器１８に印加され
るπ／２の位相シフト量の変調信号、４４は、位相シフ
ト回路２２から位相変調器１８に印加される−π／２の
位相シフト量の変調信号をそれぞれ示す。説明の都合
上、位相シフト回路２２における位相シフト量がπ／２
又は−π／２であると説明しているが、実際には、それ
は、位相変調回路１８内における光パルスと変調信号と
の間の位相差である。
路２２を設けて、正弦波信号の位相を＋π／２又は−π
／２だけシフトしてから、変調信号として位相変調器１
８に印加している。図３は、本実施例の位相変調器１８
における波形タイミング図を示す。４０はデータ変調器
１６から位相変調器１８に印加される光パルス、４２
は、位相シフト回路２２から位相変調器１８に印加され
るπ／２の位相シフト量の変調信号、４４は、位相シフ
ト回路２２から位相変調器１８に印加される−π／２の
位相シフト量の変調信号をそれぞれ示す。説明の都合
上、位相シフト回路２２における位相シフト量がπ／２
又は−π／２であると説明しているが、実際には、それ
は、位相変調回路１８内における光パルスと変調信号と
の間の位相差である。
【００１２】本実施例のように位相変調の位相を意図的
にずらすと、データ変調器１６におけるデータ変調（強
度変調）により生成される２つの信号側波帯の内の片方
が強調され、他方が抑圧される。図４に示すようなスペ
クトルを具備する光パルスに本実施例を適用した結果の
スペクトルを図５に示す。図５から分かるように、一方
の側波帯が強調され、他方が抑圧されている。
にずらすと、データ変調器１６におけるデータ変調（強
度変調）により生成される２つの信号側波帯の内の片方
が強調され、他方が抑圧される。図４に示すようなスペ
クトルを具備する光パルスに本実施例を適用した結果の
スペクトルを図５に示す。図５から分かるように、一方
の側波帯が強調され、他方が抑圧されている。
【００１３】位相変調の位相をずらす結果、光ファイバ
の非線形効果による自己位相変調を打ち消す効果が少な
くなり、波長分散との相互作用によって伝送特性が劣化
する。このような伝送特性の劣化を克服するには、例え
ば、伝送距離を短くして累積波長分散を小さくする方
法、及び／又は、分散スロープが平坦化される組み合わ
せのファイバ（分散マネジメントファイバ）を使用して
累積波長分散を小さくする方法を採用すればよい。後者
の方法を採用することで、本実施例を長距離伝送にも適
用可能になる。
の非線形効果による自己位相変調を打ち消す効果が少な
くなり、波長分散との相互作用によって伝送特性が劣化
する。このような伝送特性の劣化を克服するには、例え
ば、伝送距離を短くして累積波長分散を小さくする方
法、及び／又は、分散スロープが平坦化される組み合わ
せのファイバ（分散マネジメントファイバ）を使用して
累積波長分散を小さくする方法を採用すればよい。後者
の方法を採用することで、本実施例を長距離伝送にも適
用可能になる。
【００１４】位相シフト回路２２における位相シフト
量、より具体的には、位相変調回路１８における光パル
スと変調信号との位相差がサイドバンドに与える影響を
調べた。図６は、位相差０（従来例）の場合、図７は、
位相差−π／４の場合、図８は位相差−π／２の場合、
図９は、位相差−３π／４の場合、図１０は位相差−π
（従来例）の場合のスペクトルの模式図をそれぞれ示
す。図６〜図１０から分かるように、位相差をπ／２又
は−π／２とすることも一方のサイドバンドを最も抑圧
でき、π／２−π／４からπ／２＋π／４の範囲、又
は、−π／２−π／４から−π／２＋π／４の範囲であ
れば、十分なサイドバンド抑圧効果が得られる。
量、より具体的には、位相変調回路１８における光パル
スと変調信号との位相差がサイドバンドに与える影響を
調べた。図６は、位相差０（従来例）の場合、図７は、
位相差−π／４の場合、図８は位相差−π／２の場合、
図９は、位相差−３π／４の場合、図１０は位相差−π
（従来例）の場合のスペクトルの模式図をそれぞれ示
す。図６〜図１０から分かるように、位相差をπ／２又
は−π／２とすることも一方のサイドバンドを最も抑圧
でき、π／２−π／４からπ／２＋π／４の範囲、又
は、−π／２−π／４から−π／２＋π／４の範囲であ
れば、十分なサイドバンド抑圧効果が得られる。
【００１５】例えば、波長間隔０．１５ｎｍのＷＤＭ信
号光で、位相変調器１８における位相差が伝送特性に与
える影響を調べた。その結果を図１１に示す。横軸は位
相変調器１８における位相差を示し、縦軸は、位相差が
−π／２におけるＱ値に対するペナルティを示す。波長
間隔０．１５ｎｍの場合、位相差を０又はπに設定する
と、隣の波長との重なりを無視できなくなり、Ｑ値を測
定できない。図１１からも、位相変調回路１８における
光パルスと変調信号との位相差をπ／２又は−π／２と
することが最も好ましいが、π／２−π／４からπ／２
＋π／４の範囲、又は、−π／２−π／４から−π／２
＋π／４の範囲でも、十分なＱ値が得られることが分か
る。
号光で、位相変調器１８における位相差が伝送特性に与
える影響を調べた。その結果を図１１に示す。横軸は位
相変調器１８における位相差を示し、縦軸は、位相差が
−π／２におけるＱ値に対するペナルティを示す。波長
間隔０．１５ｎｍの場合、位相差を０又はπに設定する
と、隣の波長との重なりを無視できなくなり、Ｑ値を測
定できない。図１１からも、位相変調回路１８における
光パルスと変調信号との位相差をπ／２又は−π／２と
することが最も好ましいが、π／２−π／４からπ／２
＋π／４の範囲、又は、−π／２−π／４から−π／２
＋π／４の範囲でも、十分なＱ値が得られることが分か
る。
【００１６】光パルスのデューティ比が５０％以外の場
合でも、位相変調回路１８における光パルスと変調信号
との位相差を上述の関係にすることで、良好なＶＳＢ変
調を得られる。更に、光パルスの立上がり及び立ち下が
りのタイミングで変調信号のレベルが０になり、光パル
スの期間内で変調信号が一方の極性の値のみを持つよう
に変調信号の波形を歪ませれば、より効果的である。こ
のような変調信号波形の変形は、光アンプの入出力特性
を調節することで簡単に得られる。
合でも、位相変調回路１８における光パルスと変調信号
との位相差を上述の関係にすることで、良好なＶＳＢ変
調を得られる。更に、光パルスの立上がり及び立ち下が
りのタイミングで変調信号のレベルが０になり、光パル
スの期間内で変調信号が一方の極性の値のみを持つよう
に変調信号の波形を歪ませれば、より効果的である。こ
のような変調信号波形の変形は、光アンプの入出力特性
を調節することで簡単に得られる。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、非常に簡単な構成でＶＳＢ変調を
実現できる。
に、本発明によれば、非常に簡単な構成でＶＳＢ変調を
実現できる。
【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
る。
【図２】 従来の位相変調における波形図である。
【図３】 本実施例の位相変調における波形図である。
【図４】 ＤＳＢスペクトルの例である。
【図５】 本実施例によるＶＳＢスペクトルの例であ
る。
る。
【図６】 位相差０（従来例）の場合のスペクトル例で
ある。
ある。
【図７】 位相差−π／４の場合のスペクトル例であ
る。
る。
【図８】 位相差−π／２の場合のスペクトル例であ
る。
る。
【図９】 位相差−３π／４の場合のスペクトル例であ
る。
る。
【図１０】 位相差−π（従来例）の場合ののスペクト
ル例である。
ル例である。
【図１１】 位相差に対するＱ値ペナルティの測定例で
ある。
ある。
１０：データ発生回路
１２：クロック発生回路
１４：光源
１６：データ変調器
１８：位相変調器
２０：正弦波発生回路
２２：位相シフト回路
３０：光パルス
３２：同相の変調信号
３４：逆相の変調信号
４０：光パルス
４２：位相シフト量π／２の変調信号
４４：位相シフト量−π／２の変調信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 多賀 秀徳
東京都新宿区西新宿三丁目７番１号ケイデ
ィディ海底ケーブルシステム株式会社内
(72)発明者 井上 貴則
東京都新宿区西新宿三丁目７番１号ケイデ
ィディ海底ケーブルシステム株式会社内
(72)発明者 芝野 栄一
東京都新宿区西新宿三丁目７番１号ケイデ
ィディ海底ケーブルシステム株式会社内
(72)発明者 山内 啓嗣
東京都新宿区西新宿三丁目７番１号ケイデ
ィディ海底ケーブルシステム株式会社内
Ｆターム(参考） 2H079 BA03 CA04 FA02 HA07
5K002 AA02 CA14 CA15 CA16 DA05
FA01
Claims (4)
- 【請求項１】 光キャリアを発生する光源と、 当該光源から出力される当該光キャリアを、送信データ
に従い変調するデータ変調器と、 当該送信データに同期し、且つ、所定位相量ずれた変調
信号を生成する変調信号発生装置と、 当該変調信号発生装置からの当該変調信号に従い、当該
データ変調器から入力する光パルスの光位相を変調する
光位相変調器とからなり、当該光パルスが１ビット期間
の中央に位置する場合に、当該光位相変調器における当
該１ビット期間に対する当該変調信号の位相差が、π／
４から３π／４の範囲及び−π／４から−３π／４の範
囲に入ることを特徴とする光送信装置。 - 【請求項２】 当該光位相変調器における当該１ビット
期間に対する当該変調信号の位相差が、実質的に、π／
２及び−π／２の何れかである請求項１に記載の光送信
装置。 - 【請求項３】 データを搬送する光パルス列をＶＳＢ変
調する光変調装置であって、 当該光パルス列に同期し、且つ、所定位相量ずれた変調
信号を生成する変調信号発生装置と、 当該変調信号発生装置からの当該変調信号に従い、当該
データ変調器から入力する光パルスの光位相を変調する
光位相変調器とを具備し、当該光パルスが１ビット期間
の中央に位置する場合に、当該光位相変調器における当
該１ビット期間に対する当該変調信号の位相差が、π／
４から３π／４の範囲及び−π／４から−３π／４の範
囲に入ることを特徴とする光変調装置。 - 【請求項４】 当該光位相変調器における当該１ビット
期間に対する当該変調信号の位相差が、実質的に、π／
２及び−π／２の何れかである請求項３に記載の光変調
装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001184917A JP2003008510A (ja) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | 光送信装置及び光変調装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2001184917A Withdrawn JP2003008510A (ja) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | 光送信装置及び光変調装置 |
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- 2002-06-12 US US10/171,006 patent/US20020191262A1/en not_active Abandoned
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