JP2003060575A - 光通信システム及びその受信側制御方法 - Google Patents
光通信システム及びその受信側制御方法Info
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- JP2003060575A JP2003060575A JP2001249449A JP2001249449A JP2003060575A JP 2003060575 A JP2003060575 A JP 2003060575A JP 2001249449 A JP2001249449 A JP 2001249449A JP 2001249449 A JP2001249449 A JP 2001249449A JP 2003060575 A JP2003060575 A JP 2003060575A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】受信側の波長分波器の帯域制限により生じる各
波長信号の強度雑音による伝送特性の劣化を改善する。 【解決手段】波長多重光信号を伝送する光通信システム
の受信端側において、波長分波器５と、各波長ごとの光
信号出力端に接続され、波長分波器５により分波された
光信号の強度雑音を抑圧するための所定のリミット値を
有する複数の光リミッタ２０−１〜Ｎと、それぞれの光
リミッタの出力端に接続され、光遅延検波器６−１〜Ｎ
と、前記複数の光遅延検波器の各出力端に接続され、前
記複数の光遅延検波器によって光遅延検波が施された前
記各波長ごとの光信号を受信処理する複数の光受信器７
−１〜Ｎとを具備する。
波長信号の強度雑音による伝送特性の劣化を改善する。 【解決手段】波長多重光信号を伝送する光通信システム
の受信端側において、波長分波器５と、各波長ごとの光
信号出力端に接続され、波長分波器５により分波された
光信号の強度雑音を抑圧するための所定のリミット値を
有する複数の光リミッタ２０−１〜Ｎと、それぞれの光
リミッタの出力端に接続され、光遅延検波器６−１〜Ｎ
と、前記複数の光遅延検波器の各出力端に接続され、前
記複数の光遅延検波器によって光遅延検波が施された前
記各波長ごとの光信号を受信処理する複数の光受信器７
−１〜Ｎとを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
係り、特に、互いに異なる波長により所定の変調方式で
変調され多重化された波長多重光信号を光通信線路に伝
送する通信システムにおいて、受信側において各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いた光通信システ
ム及びその受信側制御方法に関する。
係り、特に、互いに異なる波長により所定の変調方式で
変調され多重化された波長多重光信号を光通信線路に伝
送する通信システムにおいて、受信側において各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いた光通信システ
ム及びその受信側制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、光通信システムの大容量化の要求
の高まりを受け、光信号を波長領域で多重化して伝送す
る波長多重光通信システムに関する研究開発が活発に行
われている。
の高まりを受け、光信号を波長領域で多重化して伝送す
る波長多重光通信システムに関する研究開発が活発に行
われている。
【０００３】光信号の伝送方式としては、光の強度をデ
ィジタル信号の０，１に対応して変化させる強度変調方
式が一般的である。
ィジタル信号の０，１に対応して変化させる強度変調方
式が一般的である。
【０００４】このような強度変調方式を用いた光通信方
式においては、光信号の強度が被伝送ディジタル信号に
応じて時々刻々変化するが、このような光信号の強度変
化は、伝送媒体である光ファイバの非線形光学効果を介
して、光信号の位相変化を生じさせる。
式においては、光信号の強度が被伝送ディジタル信号に
応じて時々刻々変化するが、このような光信号の強度変
化は、伝送媒体である光ファイバの非線形光学効果を介
して、光信号の位相変化を生じさせる。
【０００５】この現象は、自己位相変調効果と呼ばれ、
光通信システムの伝送特性を劣化させる主要因となって
いる。
光通信システムの伝送特性を劣化させる主要因となって
いる。
【０００６】また、上記の現象は、波長多重システムの
他の波長信号の強度変化によっても引き起こされる。
他の波長信号の強度変化によっても引き起こされる。
【０００７】この現象は、相互位相変調効果と呼ばれて
いる。
いる。
【０００８】上述したように、自己位相変調効果、相互
位相変調効果は、強度変調方式を用いた波長多重光通信
システムにおいて、伝送特性を劣化させる大きな要因と
なっている。
位相変調効果は、強度変調方式を用いた波長多重光通信
システムにおいて、伝送特性を劣化させる大きな要因と
なっている。
【０００９】一方、変調方式として、位相変調、あるい
は周波数変調を用いた場合には、信号の包絡線強度は、
一定である。
は周波数変調を用いた場合には、信号の包絡線強度は、
一定である。
【００１０】従って、上述した強度変調方式におけるよ
うな、ファイバの非線形光学効果を介した光信号の位相
変化が基本的に起きないため、上記変調方式は、非線形
光学効果に強い変調方式として注目されている。
うな、ファイバの非線形光学効果を介した光信号の位相
変化が基本的に起きないため、上記変調方式は、非線形
光学効果に強い変調方式として注目されている。
【００１１】図１は、例えば、Ｊｕｎｅ−Ｋｏｏ Ｒｈ
ｅｅ，ｅｔ ａｌ．，“ＤＰＳＫ３２×１０Ｇｂ／ｓ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｎ
５×９０ｋｍ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｓｙｓｔｅ
ｍ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１２，
ｐｐ．１６２７−１６２９，２０００．に開示されてい
る従来の差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、波
長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）による光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。
ｅｅ，ｅｔ ａｌ．，“ＤＰＳＫ３２×１０Ｇｂ／ｓ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｎ
５×９０ｋｍ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｓｙｓｔｅ
ｍ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１２，
ｐｐ．１６２７−１６２９，２０００．に開示されてい
る従来の差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、波
長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）による光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。
【００１２】すなわち、図１に示すように、この光伝送
システムにおいて、差動位相変調された光信号は、それ
ぞれ、互いに異なる中心波長を有する複数のＤＰＳＫ−
ＷＤＭ送信器１−１〜１−Ｎによって生成される。
システムにおいて、差動位相変調された光信号は、それ
ぞれ、互いに異なる中心波長を有する複数のＤＰＳＫ−
ＷＤＭ送信器１−１〜１−Ｎによって生成される。
【００１３】これらのＤＰＳＫ−ＷＤＭ送信器１−１〜
１−Ｎによって生成された波長多重光信号は、波長合波
器２によって合波される。
１−Ｎによって生成された波長多重光信号は、波長合波
器２によって合波される。
【００１４】この波長合波器２によって合波された光信
号は、光ファイバ伝送路３に伝送された後、受信端にお
いて光前置増幅器４に入力される。
号は、光ファイバ伝送路３に伝送された後、受信端にお
いて光前置増幅器４に入力される。
【００１５】この光前置増幅器４によって増幅された波
長多重光信号は、波長分波器５によって、各波長ごとの
光信号に分波される。
長多重光信号は、波長分波器５によって、各波長ごとの
光信号に分波される。
【００１６】そして、この波長分波器５によって分波さ
れた各波長ごとの光信号は、それぞれ、複数の光遅延検
波器６−１〜６−Ｎによつて復調のための所定の光信号
処理が行われる。
れた各波長ごとの光信号は、それぞれ、複数の光遅延検
波器６−１〜６−Ｎによつて復調のための所定の光信号
処理が行われる。
【００１７】これらの光遅延検波器６−１〜６−Ｎから
の出力は、それぞれ、複数の光受信器７−１〜７−Ｎに
入力されることにより、復調される。
の出力は、それぞれ、複数の光受信器７−１〜７−Ｎに
入力されることにより、復調される。
【００１８】図２は、図１における光遅延検波器６の詳
細構成を示すブロック図である。
細構成を示すブロック図である。
【００１９】すなわち、図２に示すように、この光遅延
検波器６において、入力信号１０は、光分岐器１１によ
ってそれぞれ等しい光電力を有する２信号に分岐され
る。
検波器６において、入力信号１０は、光分岐器１１によ
ってそれぞれ等しい光電力を有する２信号に分岐され
る。
【００２０】そして、この光分岐器１１によって２信号
に分岐された光信号のうちの一方は、光遅延器１２によ
って所定の遅延が与えられる。
に分岐された光信号のうちの一方は、光遅延器１２によ
って所定の遅延が与えられる。
【００２１】この光遅延器１２によって所定の遅延が与
えられた光信号と、遅延が与えられていない他方の光信
号とは、光合成器１３で合成された後、出力信号１４と
して出力される。
えられた光信号と、遅延が与えられていない他方の光信
号とは、光合成器１３で合成された後、出力信号１４と
して出力される。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＤＰＳ
Ｋ−ＷＤＭ光通信システムによれば、送信側でＤＰＳＫ
−ＷＤＭ光信号を生成して光通信線路に伝送し、受信側
でそれを受信して復調することができる。
Ｋ−ＷＤＭ光通信システムによれば、送信側でＤＰＳＫ
−ＷＤＭ光信号を生成して光通信線路に伝送し、受信側
でそれを受信して復調することができる。
【００２３】しかしながら、従来のＤＰＳＫ−ＷＤＭ光
通信システムにおいては、受信側の波長分波器５からの
各波長ごとの光信号出力に強度雑音が発生し、これによ
って伝送特性が劣化するという問題点があった。
通信システムにおいては、受信側の波長分波器５からの
各波長ごとの光信号出力に強度雑音が発生し、これによ
って伝送特性が劣化するという問題点があった。
【００２４】この問題について、本願発明者によってな
された分析の結果、受信側の波長分波器５からの各波長
ごとの光信号出力に強度雑音が発生するのは、受信側の
波長分波器５における出力側ポートの帯域制限によるの
が主な原因と考えられるに至っている。
された分析の結果、受信側の波長分波器５からの各波長
ごとの光信号出力に強度雑音が発生するのは、受信側の
波長分波器５における出力側ポートの帯域制限によるの
が主な原因と考えられるに至っている。
【００２５】以下に、この問題に対する、本願発明者に
よってなされた分析結果について説明する。
よってなされた分析結果について説明する。
【００２６】図３は、本願発明者によってなされた従来
のＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにおける波長分波器
５の出力側ポートにおける光信号波形のシミュレーショ
ンによる計算結果としてのアイ波形を示している。
のＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにおける波長分波器
５の出力側ポートにおける光信号波形のシミュレーショ
ンによる計算結果としてのアイ波形を示している。
【００２７】このシミュレーションによる計算において
は、ＤＰＳＫ変調の変調速度は４０Ｇｂｉｔ／ｓとし、
また波長分波器５の帯域は、各波長に対して１２０ＧＨ
ｚと仮定している。
は、ＤＰＳＫ変調の変調速度は４０Ｇｂｉｔ／ｓとし、
また波長分波器５の帯域は、各波長に対して１２０ＧＨ
ｚと仮定している。
【００２８】具体的には、このシミュレーションでは、
以下のような前提条件が用いられている。
以下のような前提条件が用いられている。
【００２９】・ＤＰＳＫ送信器１：４０Ｇｂｉｔ／ｓ，
２7 −１擬似ランダム信号、マーク率＝０．５ ・送信側波長合波器２、受信側波長分波器５のフィルタ
形状：４次Ｂｅｓｓｅｌフイルタ、３ｄＢ帯域＝１２０
ＧＨｚ ・光遅延検波器６の遅延時間：２５ｐｓ（＝１／（４０
×１０9 ）） ・光受信器７：帯域＝２８ＧＨｚ そして、この図３に示すアイ波形から、ＤＰＳＫ−ＷＤ
Ｍ送信器１−１〜１−Ｎの出力では、各波長信号に強度
変化が無いものの、受信側における波長分波器５の帯域
制限により、大きな強度雑音成分が発生していることが
わかる。
２7 −１擬似ランダム信号、マーク率＝０．５ ・送信側波長合波器２、受信側波長分波器５のフィルタ
形状：４次Ｂｅｓｓｅｌフイルタ、３ｄＢ帯域＝１２０
ＧＨｚ ・光遅延検波器６の遅延時間：２５ｐｓ（＝１／（４０
×１０9 ）） ・光受信器７：帯域＝２８ＧＨｚ そして、この図３に示すアイ波形から、ＤＰＳＫ−ＷＤ
Ｍ送信器１−１〜１−Ｎの出力では、各波長信号に強度
変化が無いものの、受信側における波長分波器５の帯域
制限により、大きな強度雑音成分が発生していることが
わかる。
【００３０】なお、図３に示すようなアイ波形が生じる
過程については、本願発明者によってなされた分析によ
ると、以下のように説明することができる。
過程については、本願発明者によってなされた分析によ
ると、以下のように説明することができる。
【００３１】まず、ＤＰＳＫ光信号においては、差動符
号化されたデータ信号に０，１８０度の位相を割り当て
て光信号を変調しているため、変調後の光信号がデータ
変換点において１８０度の位相反転部分を含んでいる。
号化されたデータ信号に０，１８０度の位相を割り当て
て光信号を変調しているため、変調後の光信号がデータ
変換点において１８０度の位相反転部分を含んでいる。
【００３２】このような位相反転部分を周波数領域で観
測すると、大きな周波数偏移（チャープ）となって観測
される。
測すると、大きな周波数偏移（チャープ）となって観測
される。
【００３３】従って、受信側の波長分波器の帯域が有限
である場合、この帯域が狭ければ狭いほど、チャープに
よって光信号が帯域外に出る度合いが大きくなり、図３
におけるアイ波形のくぼみ（ｄｉｐ）が発生することに
なり、それが強度雑音となっているものと考えられる。
である場合、この帯域が狭ければ狭いほど、チャープに
よって光信号が帯域外に出る度合いが大きくなり、図３
におけるアイ波形のくぼみ（ｄｉｐ）が発生することに
なり、それが強度雑音となっているものと考えられる。
【００３４】しかるに、このような強度雑音は、そのま
ま雑音として光伝送システムの特性を劣化させる。
ま雑音として光伝送システムの特性を劣化させる。
【００３５】上述したように、従来のＤＰＳＫ−ＷＤＭ
光通信システムにおいて問題となっていた受信側におけ
る波長分波器５からの各波長ごとの光信号出力に強度雑
音が発生して伝送特性が劣化するのは、本願発明者によ
ってなされた分析の結果、受信側における波長分波器５
の帯域制限により生じているものであるとの知見が得ら
れている。
光通信システムにおいて問題となっていた受信側におけ
る波長分波器５からの各波長ごとの光信号出力に強度雑
音が発生して伝送特性が劣化するのは、本願発明者によ
ってなされた分析の結果、受信側における波長分波器５
の帯域制限により生じているものであるとの知見が得ら
れている。
【００３６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、例えば、ＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにおけ
る従来技術の問題点を解決すべく、上述したような分析
の結果による知見に基づいて、受信側において各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いることにより、
受信側における波長分波器の帯域制限により生じる各波
長信号の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した
光通信システム及びその受信側制御方法を提供すること
を目的とする。
ので、例えば、ＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにおけ
る従来技術の問題点を解決すべく、上述したような分析
の結果による知見に基づいて、受信側において各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いることにより、
受信側における波長分波器の帯域制限により生じる各波
長信号の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した
光通信システム及びその受信側制御方法を提供すること
を目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） 互いに異なる各波長によ
り所定の変調方式で変調され多重化された波長多重光信
号を伝送する光通信システムにおいて、前記波長多重光
信号を受信する受信端側において、前記波長多重光信号
を前記各波長ごとの光信号に分波する波長分波器と、そ
れぞれ、前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力
端に接続され、前記波長分波器によって前記各波長ごと
に分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定の
リミット値を有する複数の光リミッタと、それぞれ、前
記複数の光リミッタの各出力端に接続され、前記複数の
光リミッタによって前記各波長ごとに強度雑音が抑圧さ
れた光信号に対して光遅延検波を施す複数の光遅延検波
器と、それぞれ、前記複数の光遅延検波器の各出力端に
接続され、前記複数の光遅延検波器によって光遅延検波
が施された前記各波長ごとの光信号を受信処理する複数
の光受信器と、を具備したことを特徴とする光通信シス
テムが提供される。
題を解決するために、（１） 互いに異なる各波長によ
り所定の変調方式で変調され多重化された波長多重光信
号を伝送する光通信システムにおいて、前記波長多重光
信号を受信する受信端側において、前記波長多重光信号
を前記各波長ごとの光信号に分波する波長分波器と、そ
れぞれ、前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力
端に接続され、前記波長分波器によって前記各波長ごと
に分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定の
リミット値を有する複数の光リミッタと、それぞれ、前
記複数の光リミッタの各出力端に接続され、前記複数の
光リミッタによって前記各波長ごとに強度雑音が抑圧さ
れた光信号に対して光遅延検波を施す複数の光遅延検波
器と、それぞれ、前記複数の光遅延検波器の各出力端に
接続され、前記複数の光遅延検波器によって光遅延検波
が施された前記各波長ごとの光信号を受信処理する複数
の光受信器と、を具備したことを特徴とする光通信シス
テムが提供される。
【００３８】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） 前記複数の光遅延検波器は、それぞ
れ、前記各波長ごとの光信号を２分岐する光分岐器と、
前記光分岐器によって２分岐されたうちの一方の光信号
を遅延するための光遅延器と、前記光遅延器によって遅
延された光信号と、遅延されていない前記光分岐器によ
って２分岐されたうちの他方の光信号を合波し、両信号
のビート成分に１８０度の位相差を与えるための２つの
出力端を有した光９０度ハイブリッド手段と、を具備し
たことを特徴とする（１）に記載の光通信システムが提
供される。
るために、（２） 前記複数の光遅延検波器は、それぞ
れ、前記各波長ごとの光信号を２分岐する光分岐器と、
前記光分岐器によって２分岐されたうちの一方の光信号
を遅延するための光遅延器と、前記光遅延器によって遅
延された光信号と、遅延されていない前記光分岐器によ
って２分岐されたうちの他方の光信号を合波し、両信号
のビート成分に１８０度の位相差を与えるための２つの
出力端を有した光９０度ハイブリッド手段と、を具備し
たことを特徴とする（１）に記載の光通信システムが提
供される。
【００３９】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 複数の光受信器は、それぞれ、上記
光９０度ハイブリッド手段の２つの出力端にそれぞれ接
続された２つの光受信素子と、前記２つの光受信素子の
各出力を差動合成する差動合成手段と、前記差動合成手
段の出力端に接続され、前記差動合成手段によって差動
合成された差動出力を増幅する増幅器と、を具備したこ
とを特徴とする（２）に記載の光通信システムが提供さ
れる。
るために、（３） 複数の光受信器は、それぞれ、上記
光９０度ハイブリッド手段の２つの出力端にそれぞれ接
続された２つの光受信素子と、前記２つの光受信素子の
各出力を差動合成する差動合成手段と、前記差動合成手
段の出力端に接続され、前記差動合成手段によって差動
合成された差動出力を増幅する増幅器と、を具備したこ
とを特徴とする（２）に記載の光通信システムが提供さ
れる。
【００４０】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（４） 前記所定の変調方式として、差動位
相変調を用いたことを特徴とする（１）乃至（３）のい
ずれか一に記載の光通信システムが提供される。
るために、（４） 前記所定の変調方式として、差動位
相変調を用いたことを特徴とする（１）乃至（３）のい
ずれか一に記載の光通信システムが提供される。
【００４１】（５） 前記所定の変調方式として、周波
数変調を用いたことを特徴とする（１）乃至（３）のい
ずれか一に記載の光通信システムが提供される。
数変調を用いたことを特徴とする（１）乃至（３）のい
ずれか一に記載の光通信システムが提供される。
【００４２】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（６） 互いに異なる各波長により所定の変
調方式で変調され多重化された波長多重光信号を伝送す
る光通信システムにおいて、前記波長多重光信号を受信
する受信端側において、波長分波器によって前記波長多
重光信号を前記各波長ごとの光信号に分波するステップ
と、前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端に
おいて、前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波
された光信号のアイ波形の最小値を求めるステップと、
前記求められたアイ波形の最小値に基づいて複数の光リ
ミッタに対するリミット値を設定するステップと、前記
波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端において、
前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波された光
信号の強度雑音を、前記設定されたリミット値を有する
前記複数の光リミッタよって抑圧するステップと、前記
複数の光リミッタの各出力端において、前記複数の光リ
ミッタによって前記各波長ごとに強度雑音が抑圧された
光信号に対して複数の光遅延検波器によって光遅延検波
を施すステップと、前記複数の光遅延検波器の各出力端
において、前記複数の光遅延検波器によって光遅延検波
が施された前記各波長ごとの光信号を複数の光受信器に
よって受信処理するステップと、を具備したことを特徴
とする光通信システムにおける受信側制御方法が提供さ
れる。
るために、（６） 互いに異なる各波長により所定の変
調方式で変調され多重化された波長多重光信号を伝送す
る光通信システムにおいて、前記波長多重光信号を受信
する受信端側において、波長分波器によって前記波長多
重光信号を前記各波長ごとの光信号に分波するステップ
と、前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端に
おいて、前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波
された光信号のアイ波形の最小値を求めるステップと、
前記求められたアイ波形の最小値に基づいて複数の光リ
ミッタに対するリミット値を設定するステップと、前記
波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端において、
前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波された光
信号の強度雑音を、前記設定されたリミット値を有する
前記複数の光リミッタよって抑圧するステップと、前記
複数の光リミッタの各出力端において、前記複数の光リ
ミッタによって前記各波長ごとに強度雑音が抑圧された
光信号に対して複数の光遅延検波器によって光遅延検波
を施すステップと、前記複数の光遅延検波器の各出力端
において、前記複数の光遅延検波器によって光遅延検波
が施された前記各波長ごとの光信号を複数の光受信器に
よって受信処理するステップと、を具備したことを特徴
とする光通信システムにおける受信側制御方法が提供さ
れる。
【００４３】
【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。
の形態について説明する。
【００４４】（第１の実施の形態）図４は、本発明によ
る光通信システムの第１の実施の形態としてのＤＰＳＫ
−ＷＤＭ光伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。
る光通信システムの第１の実施の形態としてのＤＰＳＫ
−ＷＤＭ光伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。
【００４５】尚、図４において、図１に示した従来技術
による光通信システムと同一の構成要素については、同
一の参照符号を付して、それらの説明の重複を省略する
ものとする。
による光通信システムと同一の構成要素については、同
一の参照符号を付して、それらの説明の重複を省略する
ものとする。
【００４６】すなわち、本発明による光通信システムの
第１の実施の形態においては、図４に示すように、波長
分波器５の出力である各波長信号は、それぞれ、受信側
において各波長ごとに分波された光信号の強度雑音を抑
圧するための所定のリミット値を有する複数の光リミッ
タ２０−１〜２０−Ｎのそれぞれに入力される。
第１の実施の形態においては、図４に示すように、波長
分波器５の出力である各波長信号は、それぞれ、受信側
において各波長ごとに分波された光信号の強度雑音を抑
圧するための所定のリミット値を有する複数の光リミッ
タ２０−１〜２０−Ｎのそれぞれに入力される。
【００４７】これら複数の光リミッタ２０−１〜２０−
Ｎは、上述した各波長信号の強度雑音を抑圧するに足る
後述するようなＱ値との関係において所定の評価特性を
実現し得る所定のリミット値を含む所定の特性を有する
ものである。
Ｎは、上述した各波長信号の強度雑音を抑圧するに足る
後述するようなＱ値との関係において所定の評価特性を
実現し得る所定のリミット値を含む所定の特性を有する
ものである。
【００４８】このような光リミッタの実現手段として
は、種々の方法がある。
は、種々の方法がある。
【００４９】例えば、特開平９−２４７０９８号公報に
開示されている光強度変動減衰手段として自動レベル制
御（ＡＬＣ）機能に持たせるようにしたものや、注入同
期型半導体レーザを用いたもの、光増幅器を用いたもの
等が本発明でいう光リミッタとして使用することが可能
であると考えられる。
開示されている光強度変動減衰手段として自動レベル制
御（ＡＬＣ）機能に持たせるようにしたものや、注入同
期型半導体レーザを用いたもの、光増幅器を用いたもの
等が本発明でいう光リミッタとして使用することが可能
であると考えられる。
【００５０】そして、複数の光リミッタ２０−１〜２０
−Ｎからの出力は、強度雑音が抑圧されているものであ
るため、上述したような従来技術による光通信システム
における強度雑音による伝送特性の劣化を改善すること
ができる。
−Ｎからの出力は、強度雑音が抑圧されているものであ
るため、上述したような従来技術による光通信システム
における強度雑音による伝送特性の劣化を改善すること
ができる。
【００５１】なお、複数の光リミッタ２０−１〜２０−
Ｎのリミット値については、本願発明者によって最適化
が行われた結果、０．２５ｍＷ〜１．０ｍＷ程度が最適
であることが、計算機シミュレーションによって判明し
ている。
Ｎのリミット値については、本願発明者によって最適化
が行われた結果、０．２５ｍＷ〜１．０ｍＷ程度が最適
であることが、計算機シミュレーションによって判明し
ている。
【００５２】これは、図３に示したアイ波形における光
レベルの最小値がおよそ１ｍＷであることを勘案して、
上記最適化レベル０．２５ｍＷ〜１．０ｍＷ程度は、図
３に示したアイ波形における光レベルの最小値のおよそ
１ｍＷ値とほぼ一致していることを示している。
レベルの最小値がおよそ１ｍＷであることを勘案して、
上記最適化レベル０．２５ｍＷ〜１．０ｍＷ程度は、図
３に示したアイ波形における光レベルの最小値のおよそ
１ｍＷ値とほぼ一致していることを示している。
【００５３】すなわち、複数の光リミッタ２０−１〜２
０−Ｎのリミット値を最適化レベル０．２５ｍＷ〜１．
０ｍＷ程度より大きくすると、強度雑音が完全に抑圧で
きないために光通信システムにおける強度雑音による伝
送特性の劣化が生じ、逆に、複数の光リミッタ２０−１
〜２０−Ｎのリミット値を最適化レベルより小さくする
と、受信信号の信号対雑音比が劣化することによる特性
劣化が生じることになる。
０−Ｎのリミット値を最適化レベル０．２５ｍＷ〜１．
０ｍＷ程度より大きくすると、強度雑音が完全に抑圧で
きないために光通信システムにおける強度雑音による伝
送特性の劣化が生じ、逆に、複数の光リミッタ２０−１
〜２０−Ｎのリミット値を最適化レベルより小さくする
と、受信信号の信号対雑音比が劣化することによる特性
劣化が生じることになる。
【００５４】従って、本発明による光リミッタのリミッ
ト値の最適値としては、図３に示したアイ波形における
強度の最小値程度の値ということになる。
ト値の最適値としては、図３に示したアイ波形における
強度の最小値程度の値ということになる。
【００５５】そして、実際に最適値を求める場合には、
波長分波器５の各出力ポートに光電変換素子を備えたオ
シロスコープを接続して、図３に示すようなアイ波形を
得、このアイ波形を解析することにより、アイ波形の最
小値を求めて、光リミッタのリミット値を設定すること
になる。
波長分波器５の各出力ポートに光電変換素子を備えたオ
シロスコープを接続して、図３に示すようなアイ波形を
得、このアイ波形を解析することにより、アイ波形の最
小値を求めて、光リミッタのリミット値を設定すること
になる。
【００５６】このようにして、受信側において各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いることにより、
受信側における波長分波器の帯域制限により生じる各波
長信号の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した
光通信システム及びその受信側制御方法を実現すること
ができる。
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する光リミッタを用いることにより、
受信側における波長分波器の帯域制限により生じる各波
長信号の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した
光通信システム及びその受信側制御方法を実現すること
ができる。
【００５７】図５は、複数の光リミッタ２０−１〜２０
−Ｎのリミット値に対するＱ値の計算結果を示してい
る。
−Ｎのリミット値に対するＱ値の計算結果を示してい
る。
【００５８】このＱ値は、光伝送における特性評価に用
いられ、光受信信号の信号対雑音比に相当する量であ
る。
いられ、光受信信号の信号対雑音比に相当する量であ
る。
【００５９】図５によれば、上述した複数の光リミッタ
２０−１〜２０−Ｎのリミット値を最適化レベル０．２
５ｍＷ〜１．０ｍＷの範囲では、ほぼ３５〜３７ｄＢの
信号対雑音比に対応する良好なＱ値が得られていること
が分かる。
２０−１〜２０−Ｎのリミット値を最適化レベル０．２
５ｍＷ〜１．０ｍＷの範囲では、ほぼ３５〜３７ｄＢの
信号対雑音比に対応する良好なＱ値が得られていること
が分かる。
【００６０】（第２の実施の形態）次に、図６は、本発
明による光通信システムの第２の実施の形態としてのＤ
ＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの構成を示すブロック図
である。
明による光通信システムの第２の実施の形態としてのＤ
ＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの構成を示すブロック図
である。
【００６１】尚、図６において、図１及び図４に示した
従来技術による光通信システム及び前述した第１の実施
の形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を
付して、それらの説明の重複を省略するものとする。
従来技術による光通信システム及び前述した第１の実施
の形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を
付して、それらの説明の重複を省略するものとする。
【００６２】すなわち、図６に示すように、本発明の第
２の実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システ
ムにおいては、前述した第１の実施の形態における光遅
延検波器６及び光受信器７部分の構成を異にしている。
２の実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システ
ムにおいては、前述した第１の実施の形態における光遅
延検波器６及び光受信器７部分の構成を異にしている。
【００６３】すなわち、本発明の第２の実施の形態で
は、前述した図１に示した従来技術による光通信システ
ムにおける光遅延検波器６及び光受信器７に代えて、図
６に示すように、複数の光遅延検波器２５−１〜２５−
Ｎ及びバランス型光受信器２６−１〜２６−Ｎを用いて
いる。
は、前述した図１に示した従来技術による光通信システ
ムにおける光遅延検波器６及び光受信器７に代えて、図
６に示すように、複数の光遅延検波器２５−１〜２５−
Ｎ及びバランス型光受信器２６−１〜２６−Ｎを用いて
いる。
【００６４】図７は、本発明の第２の実施の形態で用い
られる複数の光遅延検波器２５−１〜２５−Ｎ及びバラ
ンス型光受信器２６−１〜２６−Ｎの詳細な構成を示す
ブロック図である。
られる複数の光遅延検波器２５−１〜２５−Ｎ及びバラ
ンス型光受信器２６−１〜２６−Ｎの詳細な構成を示す
ブロック図である。
【００６５】以下に、これら複数の光遅延検波器２５−
１〜２５−Ｎ及びバランス型光受信器２６−１〜２６−
Ｎについて、図７を用いて説明する。
１〜２５−Ｎ及びバランス型光受信器２６−１〜２６−
Ｎについて、図７を用いて説明する。
【００６６】図７に示した光遅延検波器２５において
は、前述した第１の実施の形態における光合成器１３の
代わりに、光９０度ハイブリッド３０が用いられてい
る。
は、前述した第１の実施の形態における光合成器１３の
代わりに、光９０度ハイブリッド３０が用いられてい
る。
【００６７】この光９０度ハイブリッド３０は、入力す
る２信号の間に９０度の位相差を生じさせるような機能
を有している。
る２信号の間に９０度の位相差を生じさせるような機能
を有している。
【００６８】その結果、光９０度ハイブリッド３０の出
力信号である、光遅延器１２により遅延を受けた光信号
と遅延を受けない光信号の間の位相差は、光９０度ハイ
ブリッド３０に接続されたバランス型光受信器２６にお
ける光受信素子４０−１及び４０−２においては、それ
ぞれ９０度、−９０度となる。
力信号である、光遅延器１２により遅延を受けた光信号
と遅延を受けない光信号の間の位相差は、光９０度ハイ
ブリッド３０に接続されたバランス型光受信器２６にお
ける光受信素子４０−１及び４０−２においては、それ
ぞれ９０度、−９０度となる。
【００６９】従って、光受信素子４０−１，４０−２を
接続用導線４５−１で結び、該接続用導線４５−１に接
続された接続用導線４５−２に、増幅器４７を接続する
ことにより、出力信号１４が得られる。
接続用導線４５−１で結び、該接続用導線４５−１に接
続された接続用導線４５−２に、増幅器４７を接続する
ことにより、出力信号１４が得られる。
【００７０】図８は、本願発明者による本発明の効果に
ついて確認するために行われた計算機シミュレーション
の結果を示している。
ついて確認するために行われた計算機シミュレーション
の結果を示している。
【００７１】すなわち、この計算機シミュレーションに
おいては、ＤＰＳＫ信号の伝送速度を４０Ｇｂｉｔ／ｓ
とし、従来構成による場合と本発明による場合につい
て、波長分波器５の出力ポート帯域に対して、両者の評
価を行うために、受信信号のＱ値が求められている。
おいては、ＤＰＳＫ信号の伝送速度を４０Ｇｂｉｔ／ｓ
とし、従来構成による場合と本発明による場合につい
て、波長分波器５の出力ポート帯域に対して、両者の評
価を行うために、受信信号のＱ値が求められている。
【００７２】このＱ値は、前述したように光伝送におけ
る特性評価に用いられ、光受信信号の信号対雑音比に相
当する量である。
る特性評価に用いられ、光受信信号の信号対雑音比に相
当する量である。
【００７３】すなわち、図８に示す比較特性によれば、
いずれの波長分波器出力ポート帯域に対しても、従来構
成による場合に比して、本発明の第１及び第２の実施の
形態によればいずれも数乃至１０ｄＢ以上に渡ってＱ値
の改善が大幅に図られていることが分かる。
いずれの波長分波器出力ポート帯域に対しても、従来構
成による場合に比して、本発明の第１及び第２の実施の
形態によればいずれも数乃至１０ｄＢ以上に渡ってＱ値
の改善が大幅に図られていることが分かる。
【００７４】なお、上述したような本発明による第１及
び第２の実施の形態の説明においては、差動位相変調方
式を用いたＷＤＭ光通信システムについて説明している
が、これは本発明を限定するものではない。
び第２の実施の形態の説明においては、差動位相変調方
式を用いたＷＤＭ光通信システムについて説明している
が、これは本発明を限定するものではない。
【００７５】すなわち、本発明の第１及び第２の実施の
形態に示す構成は、周波数変調、遅延検波を用いたＷＤ
Ｍ光通信システムにそのまま適用可能であり、その他の
変調、検波方式を用いたＷＤＭ光通信システムについて
も適用可能であることは言うまでもない。
形態に示す構成は、周波数変調、遅延検波を用いたＷＤ
Ｍ光通信システムにそのまま適用可能であり、その他の
変調、検波方式を用いたＷＤＭ光通信システムについて
も適用可能であることは言うまでもない。
【００７６】
【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、例えば、ＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにお
ける従来技術の問題点を解決すべくなされた分析の結果
による知見に基づいて、受信側において各波長ごとに分
波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定のリミ
ット値を有する光リミッタを用いることにより、受信側
における波長分波器の帯域制限により生じる各波長信号
の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した光通信
システム及びその受信側制御方法を提供することができ
る。
よれば、例えば、ＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システムにお
ける従来技術の問題点を解決すべくなされた分析の結果
による知見に基づいて、受信側において各波長ごとに分
波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定のリミ
ット値を有する光リミッタを用いることにより、受信側
における波長分波器の帯域制限により生じる各波長信号
の強度雑音に起因する伝送特性の劣化を改善した光通信
システム及びその受信側制御方法を提供することができ
る。
【図１】図１は、従来の差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅ
ｙｉｎｇ）、波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）によ
る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅ
ｙｉｎｇ）、波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）によ
る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１における光遅延検波器６の詳細構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】図３は、従来のＤＰＳＫ−ＷＤＭ光通信システ
ムにおける波長分波器５の出力における光信号波形のシ
ミュレーションによる計算結果を示す図である。
ムにおける波長分波器５の出力における光信号波形のシ
ミュレーションによる計算結果を示す図である。
【図４】図４は、本発明による光通信システムの第１の
実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの
構成を示すブロック図である。
実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの
構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明による光通信システムの第１の
実施の形態における光リミッタ２０−１〜２０−Ｎのリ
ミット値に対するＱ値の計算結果を示している。
実施の形態における光リミッタ２０−１〜２０−Ｎのリ
ミット値に対するＱ値の計算結果を示している。
【図６】図６は、本発明による光通信システムの第２の
実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの
構成を示すブロック図である。
実施の形態としてのＤＰＳＫ−ＷＤＭ光伝送システムの
構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態で用いられ
る光遅延検波器２５−１〜２５−Ｎ及びバランス型光受
信器２６−１〜２６−Ｎの詳細な構成を示すブロック図
である。
る光遅延検波器２５−１〜２５−Ｎ及びバランス型光受
信器２６−１〜２６−Ｎの詳細な構成を示すブロック図
である。
【図８】図８は、本発明の効果について確認するために
行われた計算機シミュレーションの結果を示す図であ
る。
行われた計算機シミュレーションの結果を示す図であ
る。
１−１〜１−Ｎ：ＤＰＳＫ−ＷＤＭ送信器
２：波長合波器
３：光ファイバ伝送路
４：光前置増幅器
５：波長分波器
６−１〜６−Ｎ：光遅延検波器
７−１〜７−Ｎ：光受信器
１０：入力信号
１１：光分岐器
１２：光遅延器
１３：光合成器
１４：出力信号
２０−１〜２０−Ｎ：光リミッタ
２５−１〜２５−Ｎ：光遅延検波器
２６−１〜２６−Ｎ：バランス型光受信器
３０：光９０度ハイブリッド
４０−１，４０−２：光受信素子
４５−１，４５−２：接続用導線
４７：増幅器
Claims (6)
- 【請求項１】 互いに異なる各波長により所定の変調方
式で変調され多重化された波長多重光信号を伝送する光
通信システムにおいて、 前記波長多重光信号を受信する受信端側において、前記
波長多重光信号を前記各波長ごとの光信号に分波する波
長分波器と、 それぞれ、前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出
力端に接続され、前記波長分波器によって前記各波長ご
とに分波された光信号の強度雑音を抑圧するための所定
のリミット値を有する複数の光リミッタと、 それぞれ、前記複数の光リミッタの各出力端に接続さ
れ、前記複数の光リミッタによって前記各波長ごとに強
度雑音が抑圧された光信号に対して光遅延検波を施す複
数の光遅延検波器と、 それぞれ、前記複数の光遅延検波器の各出力端に接続さ
れ、前記複数の光遅延検波器によって光遅延検波が施さ
れた前記各波長ごとの光信号を受信処理する複数の光受
信器と、 を具備したことを特徴とする光通信システム。 - 【請求項２】 前記複数の光遅延検波器は、それぞれ、 前記各波長ごとの光信号を２分岐する光分岐器と、 前記光分岐器によって２分岐されたうちの一方の光信号
を遅延するための光遅延器と、 前記光遅延器によって遅延された光信号と、遅延されて
いない前記光分岐器によって２分岐されたうちの他方の
光信号を合波し、両信号のビート成分に１８０度の位相
差を与えるための２つの出力端を有した光９０度ハイブ
リッド手段と、を具備したことを特徴とする請求項１に
記載の光通信システム。 - 【請求項３】 複数の光受信器は、それぞれ、 上記光９０度ハイブリッド手段の２つの出力端にそれぞ
れ接続された２つの光受信素子と、 前記２つの光受信素子の各出力を差動合成する差動合成
手段と、 前記差動合成手段の出力端に接続され、前記差動合成手
段によって差動合成された差動出力を増幅する増幅器
と、 を具備したことを特徴とする請求項２に記載の光通信シ
ステム。 - 【請求項４】 前記所定の変調方式として、差動位相変
調を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
一に記載の光通信システム。 - 【請求項５】 前記所定の変調方式として、周波数変調
を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一
に記載の光通信システム。 - 【請求項６】 互いに異なる各波長により所定の変調方
式で変調され多重化された波長多重光信号を伝送する光
通信システムにおいて、 前記波長多重光信号を受信する受信端側において、波長
分波器によって前記波長多重光信号を前記各波長ごとの
光信号に分波するステップと、 前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端におい
て、前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波され
た光信号のアイ波形の最小値を求めるステップと、 前記求められたアイ波形の最小値に基づいて複数の光リ
ミッタに対するリミット値を設定するステップと、 前記波長分波器の前記各波長ごとの光信号出力端におい
て、前記波長分波器によって前記各波長ごとに分波され
た光信号の強度雑音を、前記設定されたリミット値を有
する前記複数の光リミッタよって抑圧するステップと、 前記複数の光リミッタの各出力端において、前記複数の
光リミッタによって前記各波長ごとに強度雑音が抑圧さ
れた光信号に対して複数の光遅延検波器によって光遅延
検波を施すステップと、 前記複数の光遅延検波器の各出力端において、前記複数
の光遅延検波器によって光遅延検波が施された前記各波
長ごとの光信号を複数の光受信器によって受信処理する
ステップ、 を具備したことを特徴とする光通信システムにおける受
信側制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249449A JP2003060575A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 光通信システム及びその受信側制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249449A JP2003060575A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 光通信システム及びその受信側制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003060575A true JP2003060575A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19078450
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249449A Pending JP2003060575A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 光通信システム及びその受信側制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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