JP2003051809A - 波長多重光伝送方式及び伝送方法 - Google Patents
波長多重光伝送方式及び伝送方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】帯域利用効率が良い波長多重光伝送方式及び伝
送方法を提供する。 【解決手段】光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調速度Ｂ
［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／ｓ／Ｈ
ｚ］）で変調したＮ波の光信号を発生する光送信器１−
１と、それを合波する波長合波器１−３ａ，ｂと、位相
シフタ１−７を内蔵し、光路長差がｃ／（２ｎc△ｆ）
（ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）の非対称マッ
ハツェンダ型干渉素子１−６と、所望の波長を選択透過
する波長分波器１−８ａ，ｂと、ビット単位で、１／
（２△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの
時間）までの間の時間の信号を取り出す光時間ゲートス
イッチ１−９と、非対称マッハツェンダ型干渉素子１−
６の入力における各波長信号のビット位相を一致させる
ためのビット位相調整手段１−２とを備えている。
送方法を提供する。 【解決手段】光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調速度Ｂ
［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／ｓ／Ｈ
ｚ］）で変調したＮ波の光信号を発生する光送信器１−
１と、それを合波する波長合波器１−３ａ，ｂと、位相
シフタ１−７を内蔵し、光路長差がｃ／（２ｎc△ｆ）
（ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）の非対称マッ
ハツェンダ型干渉素子１−６と、所望の波長を選択透過
する波長分波器１−８ａ，ｂと、ビット単位で、１／
（２△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの
時間）までの間の時間の信号を取り出す光時間ゲートス
イッチ１−９と、非対称マッハツェンダ型干渉素子１−
６の入力における各波長信号のビット位相を一致させる
ためのビット位相調整手段１−２とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信分野における
波長多重光伝送方式及び伝送方法に関する。
波長多重光伝送方式及び伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信の伝送容量を増大させるた
めに、多数の波長を用いて信号を伝送する波長多重光伝
送方式が用いられている。
めに、多数の波長を用いて信号を伝送する波長多重光伝
送方式が用いられている。
【０００３】図６は従来の波長多重光伝送方式の構成図
である。送信部では、波長（＝光周波数）の異なる複数
の光送信器１−１の信号を波長合波器１−３により合波
する。合波された多数の光信号は、１つの光伝送媒体１
−５を共用して伝送される。受信部では波長分波器１−
８により、波長ごとに分波され、各波長の光信号は光受
信器１−１０で受信される。以上のような構成で波長分
割多重光伝送方式が実現されていた。
である。送信部では、波長（＝光周波数）の異なる複数
の光送信器１−１の信号を波長合波器１−３により合波
する。合波された多数の光信号は、１つの光伝送媒体１
−５を共用して伝送される。受信部では波長分波器１−
８により、波長ごとに分波され、各波長の光信号は光受
信器１−１０で受信される。以上のような構成で波長分
割多重光伝送方式が実現されていた。
【０００４】光の波長域の有効利用の点から、光の波長
間隔を近接させる高密度な波長多重伝送が望まれる。光
周波数間隔を△ｆ［Ｈｚ］、伝送速度をＢ［ｂｉｔ／
ｓ］とするとＢ／△ｆ［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］を帯域利用
効率（Spectral Efficiency）という。両側帯波のＯＮ
／ＯＦＦ変調方式の帯域利用効率の理論限界は１［ｂｉ
ｔ／ｓ／Ｈｚ］である。
間隔を近接させる高密度な波長多重伝送が望まれる。光
周波数間隔を△ｆ［Ｈｚ］、伝送速度をＢ［ｂｉｔ／
ｓ］とするとＢ／△ｆ［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］を帯域利用
効率（Spectral Efficiency）という。両側帯波のＯＮ
／ＯＦＦ変調方式の帯域利用効率の理論限界は１［ｂｉ
ｔ／ｓ／Ｈｚ］である。
【０００５】従来の波長多重伝送方式では、受信部では
アレイ導波路型回折格子などの波長分波器を用いた波長
選択フィルタで所望の信号光を取り出していた。しかし
ながら、高密度で多数の信号を伝送しようとすると、隣
り合う波長の信号と重なり合うため、波長選択フィルタ
では所望の信号の検出ができないという問題点があっ
た。隣接周波数との干渉を防ぐため波長間隔を広げると
帯域利用効率は低下し、従来の波長多重伝送方式では帯
域利用効率は通常０．４［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］程度以下
であった。
アレイ導波路型回折格子などの波長分波器を用いた波長
選択フィルタで所望の信号光を取り出していた。しかし
ながら、高密度で多数の信号を伝送しようとすると、隣
り合う波長の信号と重なり合うため、波長選択フィルタ
では所望の信号の検出ができないという問題点があっ
た。隣接周波数との干渉を防ぐため波長間隔を広げると
帯域利用効率は低下し、従来の波長多重伝送方式では帯
域利用効率は通常０．４［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］程度以下
であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】高密度で多数の信号を
伝送しようとすると、隣り合う波長の信号が重なり合う
ため従来の波長多重伝送方式で用いる波長選択フィルタ
では信号の分離ができないという問題点があった。一
方、波長間隔を広げると従来の波長多重伝送方式は帯域
利用効率が悪いという課題があった。本発明の目的は帯
域利用効率が良い波長多重光伝送方式及び伝送方法を提
供することにある。
伝送しようとすると、隣り合う波長の信号が重なり合う
ため従来の波長多重伝送方式で用いる波長選択フィルタ
では信号の分離ができないという問題点があった。一
方、波長間隔を広げると従来の波長多重伝送方式は帯域
利用効率が悪いという課題があった。本発明の目的は帯
域利用効率が良い波長多重光伝送方式及び伝送方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の波長多重伝送方
式は、変調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調
速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／
ｓ／Ｈｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の整数）の光
信号を発生し、該光信号を合波する手段からなる光送信
部と、前記光送信部からの送信信号を入力するものであ
って、位相シフタを内蔵し、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子と、前記非対称マッ
ハツェンダ型干渉素子の出力信号から所望の波長を選択
透過する波長フィルタ手段と、ビット単位で、１／（２
△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの時
間）までの間の時間の信号を取り出す時間ゲート手段と
からなる光受信部と、前記非対称マッハツェンダ型干渉
素子の入力における各波長信号のビット位相を一致させ
るためのビット位相調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
式は、変調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調
速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／
ｓ／Ｈｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の整数）の光
信号を発生し、該光信号を合波する手段からなる光送信
部と、前記光送信部からの送信信号を入力するものであ
って、位相シフタを内蔵し、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子と、前記非対称マッ
ハツェンダ型干渉素子の出力信号から所望の波長を選択
透過する波長フィルタ手段と、ビット単位で、１／（２
△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの時
間）までの間の時間の信号を取り出す時間ゲート手段と
からなる光受信部と、前記非対称マッハツェンダ型干渉
素子の入力における各波長信号のビット位相を一致させ
るためのビット位相調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
【０００８】また、請求項２の発明においては、前記ビ
ット位相調整手段は、前記光送信部における変調素子へ
の電気的変調信号のビット位相を制御するものであるこ
とを特徴とする。前記ビット位相調整手段は、前記光送
信部から光受信部の間に配置された光伝送経路におい
て、光信号の光路長を制御するものであることを特徴と
する。前記時間ゲート手段は光ゲートスイッチであるこ
とを特徴とする。前記時間ゲート手段は光受信部におけ
る電気ゲート回路であることを特徴とする。
ット位相調整手段は、前記光送信部における変調素子へ
の電気的変調信号のビット位相を制御するものであるこ
とを特徴とする。前記ビット位相調整手段は、前記光送
信部から光受信部の間に配置された光伝送経路におい
て、光信号の光路長を制御するものであることを特徴と
する。前記時間ゲート手段は光ゲートスイッチであるこ
とを特徴とする。前記時間ゲート手段は光受信部におけ
る電気ゲート回路であることを特徴とする。
【０００９】また、請求項６の発明においては、前記光
送信部における合波のための手段が、光周波数間隔△ｆ
のＮ波の光信号に関して、奇数番目の光信号を合波する
第１の波長合波手段と、偶数番目の光信号を合波する第
２の波長合波手段とからなることを特徴とする。請求項
７の発明においては、非対称マッハツェンダ型素子は、
位相シフタを内蔵することを特徴とする。さらに、前記
位相シフタが、奇数番目又は偶数番目の何れかの信号光
波長と前記非対称マッハツェンダ型干渉素子の透過スペ
クトルのピークとが対応するように位相シフトを調整す
ることを特徴とする。
送信部における合波のための手段が、光周波数間隔△ｆ
のＮ波の光信号に関して、奇数番目の光信号を合波する
第１の波長合波手段と、偶数番目の光信号を合波する第
２の波長合波手段とからなることを特徴とする。請求項
７の発明においては、非対称マッハツェンダ型素子は、
位相シフタを内蔵することを特徴とする。さらに、前記
位相シフタが、奇数番目又は偶数番目の何れかの信号光
波長と前記非対称マッハツェンダ型干渉素子の透過スペ
クトルのピークとが対応するように位相シフトを調整す
ることを特徴とする。
【００１０】また、本発明の波長多重光伝送方法は、変
調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調速度Ｂ
［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／ｓ／Ｈ
ｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の整数）の光信号を
発生し、該光信号を合波して送信し、各波長信号のビッ
ト位相が一致するようにビット位相の調整を行うととも
に、その送信された信号を、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子に入力し、前記非対
称マッハツェンダ型干渉素子の出力から所望の波長を選
択し、その選択した信号において、ビット単位で、１／
（２△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの
時間）までの間の時間の信号を取り出して出力すること
を特徴とする。
調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈｚ］、変調速度Ｂ
［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１［ｂｉｔ／ｓ／Ｈ
ｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の整数）の光信号を
発生し、該光信号を合波して送信し、各波長信号のビッ
ト位相が一致するようにビット位相の調整を行うととも
に、その送信された信号を、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子に入力し、前記非対
称マッハツェンダ型干渉素子の出力から所望の波長を選
択し、その選択した信号において、ビット単位で、１／
（２△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの
時間）までの間の時間の信号を取り出して出力すること
を特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 図１に本発明の実施の形
態を示す。
施の形態について説明する。 図１に本発明の実施の形
態を示す。
【００１２】送信部において、光周波数間隔△ｆ［Ｈ
ｚ］で並ぶＮ個（Ｎは２以上の整数、ただし参照符号の
付け方を簡単にするため本実施の形態ではＮは偶数であ
るとする。）の光送信器１−１1〜１−１Nはそれぞれ波
長λ1〜λNの光信号を変調速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］で変調
しており、帯域利用効率Ｂ／△ｆ［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］
が１以下且つ１に近い値になるように変調速度が設定さ
れている。変調方式は、ＯＮ／ＯＦＦ変調方式であると
する。
ｚ］で並ぶＮ個（Ｎは２以上の整数、ただし参照符号の
付け方を簡単にするため本実施の形態ではＮは偶数であ
るとする。）の光送信器１−１1〜１−１Nはそれぞれ波
長λ1〜λNの光信号を変調速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］で変調
しており、帯域利用効率Ｂ／△ｆ［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］
が１以下且つ１に近い値になるように変調速度が設定さ
れている。変調方式は、ＯＮ／ＯＦＦ変調方式であると
する。
【００１３】光送信器１−１1〜１−１Nは電気的なビッ
ト位相調整手段１−２1〜１−２Nによって光送信器１−
１1〜１−１Nにおける変調素子への電気的変調信号のビ
ット位相を制御できるようになっており、ある一つのビ
ットに注目して信号処理ができるように、受信部のマッ
ハツェンダ型干渉素子１−６の入力端において全波長の
信号のビット位相が一致するように電気的信号のビット
位相を調整する。あるいは、ビット位相調整手段とし
て、光送信器１−１1〜１−１Nと波長合波器１−３ａ，
１−３ｂとの間に可変遅延導波路など光学的なビット位
相調整手段を設け、光路長を調整して、受信部のマッハ
ツェンダ型干渉素子１−６の入力端における全波長の信
号のビット位相を一致させても良い。
ト位相調整手段１−２1〜１−２Nによって光送信器１−
１1〜１−１Nにおける変調素子への電気的変調信号のビ
ット位相を制御できるようになっており、ある一つのビ
ットに注目して信号処理ができるように、受信部のマッ
ハツェンダ型干渉素子１−６の入力端において全波長の
信号のビット位相が一致するように電気的信号のビット
位相を調整する。あるいは、ビット位相調整手段とし
て、光送信器１−１1〜１−１Nと波長合波器１−３ａ，
１−３ｂとの間に可変遅延導波路など光学的なビット位
相調整手段を設け、光路長を調整して、受信部のマッハ
ツェンダ型干渉素子１−６の入力端における全波長の信
号のビット位相を一致させても良い。
【００１４】本発明では、帯域利用効率Ｂ／△ｆ［ｂｉ
ｔ／ｓ／Ｈｚ］を１以下且つ１に近い値になるように設
定しているので、信号帯域と同程度に波長間隔が狭くな
る。そのため、送信部で従来例のような波長合波器を用
いて合波すると、波長合波の際に信号成分が削られてし
まう。したがって、それを避けるために、本実施の形態
では、波長合波器を用いて合波する場合は、光周波数間
隔２△ｆで並ぶ奇数チャンネルの複数の光信号（光信号
波長λ1，λ3，λ5，…，λN-1の光信号）を光周波数間
隔２△ｆの波長合波器１−３ａにより合波し、また偶数
チャンネルの複数の光信号（光信号波長λ2，λ4，
λ6，…，λNの光信号）を光周波数間隔２△ｆの別の波
長合波器１−３ｂにより合波し、２つの波長合波器の出
力を１：１カップラ１−４等により合波する。波長合波
器１−３ａ，１−３ｂの光周波数間隔２△ｆは信号帯域
より広いため、信号成分が削られて情報が失われること
は無い。波長合波器１−３ａ，１−３ｂを用いず、多モ
ード干渉型光素子などのＮ×１合波素子ないしは１：１
カップラの多段接続などを用いて合波しても良い。
ｔ／ｓ／Ｈｚ］を１以下且つ１に近い値になるように設
定しているので、信号帯域と同程度に波長間隔が狭くな
る。そのため、送信部で従来例のような波長合波器を用
いて合波すると、波長合波の際に信号成分が削られてし
まう。したがって、それを避けるために、本実施の形態
では、波長合波器を用いて合波する場合は、光周波数間
隔２△ｆで並ぶ奇数チャンネルの複数の光信号（光信号
波長λ1，λ3，λ5，…，λN-1の光信号）を光周波数間
隔２△ｆの波長合波器１−３ａにより合波し、また偶数
チャンネルの複数の光信号（光信号波長λ2，λ4，
λ6，…，λNの光信号）を光周波数間隔２△ｆの別の波
長合波器１−３ｂにより合波し、２つの波長合波器の出
力を１：１カップラ１−４等により合波する。波長合波
器１−３ａ，１−３ｂの光周波数間隔２△ｆは信号帯域
より広いため、信号成分が削られて情報が失われること
は無い。波長合波器１−３ａ，１−３ｂを用いず、多モ
ード干渉型光素子などのＮ×１合波素子ないしは１：１
カップラの多段接続などを用いて合波しても良い。
【００１５】以上のようにして送信部において合波され
た波長多重信号は一つの光伝送媒体１−５を共用して伝
送される。
た波長多重信号は一つの光伝送媒体１−５を共用して伝
送される。
【００１６】波長多重信号は光伝送媒体１−５を伝送さ
れた後、受信部において、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子１−６に入力され
る。ここで、各信号は、一方の光路で時間１／（２△
ｆ）だけ遅延されるとともに、他方の遅延されない信号
と合波され、奇数チャンネル用の信号と偶数チャンネル
用の信号に分岐される。このとき、奇数チャンネルと偶
数チャンネルの何れかの信号光波長とマッハツェンダ型
干渉素子１−６の透過スペクトルのピークを一致させる
ように、位相シフタ１−７を調整する。このとき、導波
路の等価屈折率の波長依存性が小さいとすると、奇数チ
ャンネル用の信号出力端子においては、全ての奇数チャ
ンネルの信号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６
の透過スペクトルのピークが一致し、また、偶数チャン
ネル用の信号出力端子においては、全ての偶数チャンネ
ル信号光波長とマッハツェンダ型干渉素子の１−６の透
過スペクトルのピークが一致することになる。また、非
対称マッハツェンダ型干渉素子１−６が半導体、ガラ
ス、誘電体等の光導波路で構成されている場合には、非
対称マッハツェンダ型干渉素子１−６の光路長差は温度
依存性が有ることが知られている。非対称マッハツェン
ダ型干渉素子１−６の光路長差に温度依存性が有る場合
には、奇数チャンネル又は偶数チャンネルの何れかの信
号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６の透過スペ
クトルのピークを一致させるように、マッハツェンダ型
干渉素子１−６の温度を制御しても良い。この場合は、
位相シフタ１−７は不要である。さらに、マッハツェン
ダ型干渉素子１−６の寸法の製造精度が十分である場合
には、奇数チャンネル又は偶数チャンネルの何れかの信
号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６の透過スペ
クトルのピークを一致させるように精密に光路長差を制
御して位相シフタ１−７を不要としても良い。
れた後、受信部において、光路長差がｃ／（２ｎc△
ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路の等価屈折率）
の非対称マッハツェンダ型干渉素子１−６に入力され
る。ここで、各信号は、一方の光路で時間１／（２△
ｆ）だけ遅延されるとともに、他方の遅延されない信号
と合波され、奇数チャンネル用の信号と偶数チャンネル
用の信号に分岐される。このとき、奇数チャンネルと偶
数チャンネルの何れかの信号光波長とマッハツェンダ型
干渉素子１−６の透過スペクトルのピークを一致させる
ように、位相シフタ１−７を調整する。このとき、導波
路の等価屈折率の波長依存性が小さいとすると、奇数チ
ャンネル用の信号出力端子においては、全ての奇数チャ
ンネルの信号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６
の透過スペクトルのピークが一致し、また、偶数チャン
ネル用の信号出力端子においては、全ての偶数チャンネ
ル信号光波長とマッハツェンダ型干渉素子の１−６の透
過スペクトルのピークが一致することになる。また、非
対称マッハツェンダ型干渉素子１−６が半導体、ガラ
ス、誘電体等の光導波路で構成されている場合には、非
対称マッハツェンダ型干渉素子１−６の光路長差は温度
依存性が有ることが知られている。非対称マッハツェン
ダ型干渉素子１−６の光路長差に温度依存性が有る場合
には、奇数チャンネル又は偶数チャンネルの何れかの信
号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６の透過スペ
クトルのピークを一致させるように、マッハツェンダ型
干渉素子１−６の温度を制御しても良い。この場合は、
位相シフタ１−７は不要である。さらに、マッハツェン
ダ型干渉素子１−６の寸法の製造精度が十分である場合
には、奇数チャンネル又は偶数チャンネルの何れかの信
号光波長とマッハツェンダ型干渉素子１−６の透過スペ
クトルのピークを一致させるように精密に光路長差を制
御して位相シフタ１−７を不要としても良い。
【００１７】奇数チャンネル用の信号は、光周波数間隔
２△ｆの奇数チャンネル用の波長分波器１−８ａにより
各波長に分離される。波長分波器１−８ａ（または波長
分波器１−８ｂ）は、非対称マッハツェンダ型干渉素子
１−６の出力信号から所望の奇数チャンネル（または偶
数チャンネル）の波長を選択透過する波長フィルタによ
って構成されている。奇数チャンネルだけについて考え
ると、波長分波器１−８ａの光周波数間隔２△ｆは信号
帯域より広いため、所望の信号成分が削られて情報が失
われることはなく、また、波長分波器１−８ａの特性に
より所望以外の奇数チャンネルの信号は取り除かれる。
２△ｆの奇数チャンネル用の波長分波器１−８ａにより
各波長に分離される。波長分波器１−８ａ（または波長
分波器１−８ｂ）は、非対称マッハツェンダ型干渉素子
１−６の出力信号から所望の奇数チャンネル（または偶
数チャンネル）の波長を選択透過する波長フィルタによ
って構成されている。奇数チャンネルだけについて考え
ると、波長分波器１−８ａの光周波数間隔２△ｆは信号
帯域より広いため、所望の信号成分が削られて情報が失
われることはなく、また、波長分波器１−８ａの特性に
より所望以外の奇数チャンネルの信号は取り除かれる。
【００１８】さらに、出力された各端子から、光時間ゲ
ートスイッチを用いた時間ゲート１−９1〜１−９Nによ
って、遅延の少ない方の信号を基準として１／（２△
ｆ）〜Ｔ（但し、Ｔは１ビットの時間）の時間に於ける
信号を取り出す。
ートスイッチを用いた時間ゲート１−９1〜１−９Nによ
って、遅延の少ない方の信号を基準として１／（２△
ｆ）〜Ｔ（但し、Ｔは１ビットの時間）の時間に於ける
信号を取り出す。
【００１９】非対称マッハツェンダ型干渉素子１−６と
時間ゲート１−９1，１−９3，…，１−９N-1によっ
て、奇数チャンネルの出力において偶数チャンネルの信
号成分は全て打ち消しあう（この動作の詳細は後ほど説
明する。）。そのため、波長分波器１−８ａとの組み合
わせにより、奇数チャンネルのただ一つの波長の信号の
みが取り出される。
時間ゲート１−９1，１−９3，…，１−９N-1によっ
て、奇数チャンネルの出力において偶数チャンネルの信
号成分は全て打ち消しあう（この動作の詳細は後ほど説
明する。）。そのため、波長分波器１−８ａとの組み合
わせにより、奇数チャンネルのただ一つの波長の信号の
みが取り出される。
【００２０】偶数チャンネル用光分波器１−８ｂに入力
された信号も奇数チャンネルと同様にして、波長分離さ
れる。
された信号も奇数チャンネルと同様にして、波長分離さ
れる。
【００２１】各波長に分離された信号は、各波長λ1〜
λNの光信号に対する光受信器１−１０ 1〜１−１０Nに
より受信され、こうして高密度な波長多重光伝送が実現
される。
λNの光信号に対する光受信器１−１０ 1〜１−１０Nに
より受信され、こうして高密度な波長多重光伝送が実現
される。
【００２２】図１では、時間ゲートとして光時間ゲート
スイッチを用いているが、光時間ゲートスイッチとし
て、具体的には、電界吸収型変調器やマッハツェンダ型
強度変調器をスイッチとして用いたものや非線形光学効
果を用いた光スイッチなどが用いられる。あるいは、時
間ゲートとしては、光受信回路で電気信号に変換した
後、識別回路の識別タイミングを調整して、時間ゲート
として特定の時間の電圧を検出する方法など、電気的な
時間ゲート回路も有りうる。
スイッチを用いているが、光時間ゲートスイッチとし
て、具体的には、電界吸収型変調器やマッハツェンダ型
強度変調器をスイッチとして用いたものや非線形光学効
果を用いた光スイッチなどが用いられる。あるいは、時
間ゲートとしては、光受信回路で電気信号に変換した
後、識別回路の識別タイミングを調整して、時間ゲート
として特定の時間の電圧を検出する方法など、電気的な
時間ゲート回路も有りうる。
【００２３】以下図２をもって、非対称マッハツェンダ
型干渉素子１−６と時間ゲート１−９ 1〜１−９Nの動作
を説明する。ある一つのビットの信号に注目すると、図
のように、非対称マッハツェンダ型干渉素子により遅延
の無い信号（ａ）と遅延導波路により１／（２△ｆ）だ
け遅延された信号（ｂ）は合波され、非対称マッハツェ
ンダ型干渉素子の出力信号（ｃ）となる。図より、１／
（２△ｆ）〜Ｔの時間部分のみが、そのビットの信号の
干渉信号になっていることがわかる。したがって、幅Ｔ
−１／（２△ｆ）の時間ゲートスイッチにより１／（２
△ｆ）〜Ｔの時間の信号を取り出すことにより、そのビ
ットの信号の干渉信号成分のみを取り出すことができ
る。
型干渉素子１−６と時間ゲート１−９ 1〜１−９Nの動作
を説明する。ある一つのビットの信号に注目すると、図
のように、非対称マッハツェンダ型干渉素子により遅延
の無い信号（ａ）と遅延導波路により１／（２△ｆ）だ
け遅延された信号（ｂ）は合波され、非対称マッハツェ
ンダ型干渉素子の出力信号（ｃ）となる。図より、１／
（２△ｆ）〜Ｔの時間部分のみが、そのビットの信号の
干渉信号になっていることがわかる。したがって、幅Ｔ
−１／（２△ｆ）の時間ゲートスイッチにより１／（２
△ｆ）〜Ｔの時間の信号を取り出すことにより、そのビ
ットの信号の干渉信号成分のみを取り出すことができ
る。
【００２４】奇数チャンネル信号光波長とマッハツェン
ダ型干渉素子１−６の透過スペクトルのピークを一致さ
せるように位相シフタ１−７を調整しているものとする
と、奇数チャンネルの信号光波長は位相が一致し、強め
あうように干渉している。一方、△ｆだけ離れた偶数チ
ャンネルの信号光波長は光路長差ｃ／（２ｎc△ｆ）に
よってπだけ位相がずれるから、打ち消しあうように干
渉する。したがって、干渉信号成分においては打ち消し
あって、偶数チャンネル成分は現れない。
ダ型干渉素子１−６の透過スペクトルのピークを一致さ
せるように位相シフタ１−７を調整しているものとする
と、奇数チャンネルの信号光波長は位相が一致し、強め
あうように干渉している。一方、△ｆだけ離れた偶数チ
ャンネルの信号光波長は光路長差ｃ／（２ｎc△ｆ）に
よってπだけ位相がずれるから、打ち消しあうように干
渉する。したがって、干渉信号成分においては打ち消し
あって、偶数チャンネル成分は現れない。
【００２５】図３〜図５に本発明の実施の形態の構成を
用いたシミュレーション結果を示す。波長間隔５ＧＨ
ｚ、ビットレート５Ｇｂ／ｓ、チャンネル数Ｎ＝４とし
た。帯域利用効率は１となる。非対称マッハツェンダ型
干渉素子１−６の前（図３）、光ゲートスイッチ１−９
1〜１−９4のいずれか１つの前（図４）、および光ゲー
トスイッチ１−９1〜１−９4のいずれか１つの後（図
５）のアイダイアグラムを示す。光ゲートスイッチ１−
９1〜１−９4の後において十分にアイダイアグラムが開
いていることがわかる。
用いたシミュレーション結果を示す。波長間隔５ＧＨ
ｚ、ビットレート５Ｇｂ／ｓ、チャンネル数Ｎ＝４とし
た。帯域利用効率は１となる。非対称マッハツェンダ型
干渉素子１−６の前（図３）、光ゲートスイッチ１−９
1〜１−９4のいずれか１つの前（図４）、および光ゲー
トスイッチ１−９1〜１−９4のいずれか１つの後（図
５）のアイダイアグラムを示す。光ゲートスイッチ１−
９1〜１−９4の後において十分にアイダイアグラムが開
いていることがわかる。
【００２６】したがって、本発明により帯域利用効率の
良い波長多重光伝送方式が実現できる。
良い波長多重光伝送方式が実現できる。
【００２７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明により、帯
域利用効率の良い波長多重光伝送方式が実現できる。こ
れにより、従来と同じ波長帯域幅で、より多くの波長数
を有する波長多重伝送方式を実現でき、光通信の伝送容
量の増大に貢献することができる。
域利用効率の良い波長多重光伝送方式が実現できる。こ
れにより、従来と同じ波長帯域幅で、より多くの波長数
を有する波長多重伝送方式を実現でき、光通信の伝送容
量の増大に貢献することができる。
【００２８】また、帯域の狭い光伝送路は帯域の広い光
伝送路に比べて安価に構築できるため、伝送路の構築コ
ストが光伝送方式のコストの多くを占めるような光伝送
方式においては、本発明によりコストの削減が可能とな
る。
伝送路に比べて安価に構築できるため、伝送路の構築コ
ストが光伝送方式のコストの多くを占めるような光伝送
方式においては、本発明によりコストの削減が可能とな
る。
【図１】本発明による波長多重光伝送方式の一実施の形
態の構成を示すブロック図
態の構成を示すブロック図
【図２】図１の構成の動作を説明するための波形図
【図３】図１の構成によるシミュレーション結果を示す
アイダイアグラム（非対称マッハツェンダ型干渉素子１
−６の前）
アイダイアグラム（非対称マッハツェンダ型干渉素子１
−６の前）
【図４】図１の構成によるシミュレーション結果を示す
アイダイアグラム（光ゲートスイッチ１−９1〜１−９4
のいずれか１つの前）
アイダイアグラム（光ゲートスイッチ１−９1〜１−９4
のいずれか１つの前）
【図５】図１の構成によるシミュレーション結果を示す
アイダイアグラム（光ゲートスイッチ１−９1〜１−９4
のいずれか１つの後）
アイダイアグラム（光ゲートスイッチ１−９1〜１−９4
のいずれか１つの後）
【図６】従来の構成例を示すブロック図
１−１1〜１−１N 光送信器
１−２1〜１−２N ビット位相調整手段
１−３ａ，１−３ｂ 波形合波器
１−４ １：１カップラ
１−５ 光伝送媒体
１−６ 非対称マッハツェンダ型干渉素子
１−７ 位相シフタ
１−８ 波長分波器
１−９1〜１−９N 光時間ゲートスイッチ
１−１０1〜１−１０N 光受信器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三条 広明
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 2K002 AB18 DA07 DA08
5K002 AA01 AA03 BA02 BA05 BA06
CA14 DA02 DA05 FA01
Claims (9)
- 【請求項１】 変調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈ
ｚ］、変調速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１
［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の
整数）の光信号を発生し、該光信号を合波する手段から
なる光送信部と、 前記光送信部からの送信信号を入力するものであって、
光路長差がｃ／（２ｎ c△ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎc
は導波路の等価屈折率）の非対称マッハツェンダ型干渉
素子と、 前記非対称マッハツェンダ型干渉素子の出力信号から所
望の波長を選択透過する波長フィルタ手段と、 ビット単位で、１／（２△ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但
し、Ｔは１ビットの時間）までの間の時間の信号を取り
出す時間ゲート手段とからなる光受信部と、 前記非対称マッハツェンダ型干渉素子の入力における各
波長信号のビット位相を一致させるためのビット位相調
整手段とを備えたことを特徴とする波長多重光伝送方
式。 - 【請求項２】 前記ビット位相調整手段は、前記光送信
部における変調素子への電気的変調信号のビット位相を
制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の
波長多重光伝送方式。 - 【請求項３】 前記ビット位相調整手段は、前記光送信
部から光受信部の間に配置された光伝送経路において、
光信号の光路長を制御するものであることを特徴とする
請求項１に記載の波長多重光伝送方式。 - 【請求項４】 前記時間ゲート手段は光ゲートスイッチ
であることを特徴とする請求項１に記載の波長多重光伝
送方式。 - 【請求項５】 前記時間ゲート手段は光受信部における
電気ゲート回路であることを特徴とする請求項１に記載
の波長多重光伝送方式。 - 【請求項６】 前記光送信部における合波のための手段
が、光周波数間隔△ｆのＮ波の光信号に関して、奇数番
目の光信号を合波する第１の波長合波手段と、偶数番目
の光信号を合波する第２の波長合波手段とからなること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の波長多重
光伝送方式。 - 【請求項７】 前記非対称マッハツェンダ型素子は、位
相シフタを内蔵することを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の波長多重光伝送方式。 - 【請求項８】 前記位相シフタが、奇数番目又は偶数番
目の何れかの信号光波長と前記非対称マッハツェンダ型
干渉素子の透過スペクトルのピークとが対応するように
位相シフトを調整することを特徴とする請求項７に記載
の波長多重光伝送方式。 - 【請求項９】 変調素子により光周波数間隔△ｆ［Ｈ
ｚ］、変調速度Ｂ［ｂｉｔ／ｓ］（但し、Ｂ／△ｆ≦１
［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］）で変調したＮ波（Ｎは２以上の
整数）の光信号を発生し、該光信号を合波して送信し、 各波長信号のビット位相が一致するようにビット位相の
調整を行うとともに、その送信された信号を、光路長差
がｃ／（２ｎc△ｆ）（ここで、ｃは光速、ｎcは導波路
の等価屈折率）の非対称マッハツェンダ型干渉素子に入
力し、 前記非対称マッハツェンダ型干渉素子の出力から所望の
波長を選択し、 その選択した信号において、ビット単位で、１／（２△
ｆ）［ｓ］からＴ［ｓ］（但し、Ｔは１ビットの時間）
までの間の時間の信号を取り出して出力することを特徴
とする波長多重光伝送方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001238077A JP3789783B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 波長多重光伝送方式及び伝送方法 |
| US10/214,487 US7113702B2 (en) | 2001-08-06 | 2002-07-31 | Wavelength division multiplexing optical transmission system and transmission method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001238077A JP3789783B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 波長多重光伝送方式及び伝送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003051809A true JP2003051809A (ja) | 2003-02-21 |
| JP3789783B2 JP3789783B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=19069057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001238077A Expired - Fee Related JP3789783B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 波長多重光伝送方式及び伝送方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3789783B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006050614A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 周波数偏移変調方式の光送信装置及び方法 |
| US7672593B2 (en) | 2003-06-26 | 2010-03-02 | Japan Science And Technology Agency | OTDM transmission method and apparatus |
| US10911148B2 (en) | 2018-10-30 | 2021-02-02 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and optical element |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001238077A patent/JP3789783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006050614A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 周波数偏移変調方式の光送信装置及び方法 |
| US7450860B2 (en) | 2004-08-05 | 2008-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for frequency-shift-keying optical transmission |
| JP4532367B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2010-08-25 | 三星電子株式会社 | 周波数偏移変調方式の光送信装置及び方法 |
| US10911148B2 (en) | 2018-10-30 | 2021-02-02 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and optical element |
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| JP3789783B2 (ja) | 2006-06-28 |
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