JP2004274643A - 光送信装置および光送信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】変調スペクトルの占有帯域が狭く、かつ非線形耐力に優れた光送信装置を提供する。
【解決手段】伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生する光キャリア発生部と、入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換する符号変換手段と、前記光キャリア発生部から入力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調する位相変調手段と、この位相変調手段から出力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧するマッハ・ツェンダ型干渉計と、このマッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通す帯域光フィルタとを備えたことを特徴とする光送信装置。
【選択図】 図１
【解決手段】伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生する光キャリア発生部と、入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換する符号変換手段と、前記光キャリア発生部から入力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調する位相変調手段と、この位相変調手段から出力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧するマッハ・ツェンダ型干渉計と、このマッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通す帯域光フィルタとを備えたことを特徴とする光送信装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光伝送に用いられる光送信装置に関し、特に超高速の波長多重伝送に用いられる光送信装置および光送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光伝送において伝送容量を増大させるには、波長多重数を増加させる方向と伝送速度を増加させる方向がある。しかし、限られた波長資源の中ではこの両者は相反する。即ち伝送速度に比例して１波あたりの占有帯域が増加するため、波長多重数が減少してしまうという性格を有する。よって、限られた波長資源の中で伝送容量の更なる増大を図るためには、周波数利用効率を向上させる必要がある。
【０００３】
変調スペクトルがコンパクトな光変調方式として、光デュオバイナリ変調方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この光デュオバイナリ変調方式は、伝送する信号の帯域程度のスペクトル幅を占有するのみであるので、周波数利用効率の観点から非常に優れた変調方式である。また、出力される光信号もバイナリ信号であるために、従来の受信器との整合性も確保できる。さらに、光ファイバの波長分散に対して優れた耐力を有している。
【０００４】
超高速伝送においては、光ファイバ中の非線形現象に対する耐力が重要となる。例えば、光増幅器の中継間隔や伝送距離を同一とした場合に、同一の光信号対雑音比を得るためには、４０Ｇｂｐｓシステムにおいては１０Ｇｂｐｓシステムに比べて概ね４倍の光パワーを光ファイバに入力する必要がある。しかしながら、光デュオバイナリ変調方式の非線形耐力は非常に乏しく、超高速伝送には適していない。
【０００５】
この非線形耐力に優れた変調方式としては、キャリア抑圧ＲＺ（ＣＳ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献２参照）、交番チャープＲＺ（ＡＣ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献３参照）や差動位相を用いたキャリア抑圧ＲＺ（ＤＰＣＳ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献４参照）などが提案されている。ＤＰＣＳ−ＲＺ変調方式では隣接するマークビットどうし互いに光位相が反転するという特徴を有するために、非線形耐力が優れている。
【０００６】
しかしながら、いずれの方式においても、光スペクトルの占有帯域が広いために、高い周波数利用効率を実現することが困難である。
【非特許文献１】
Ｋ．Ｙｏｎｅｎａｇａ ｅｔ ａｌ．， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ． ｖｏｌ．３１， Ｎｏ．４， １９９５， ｐ．３０２−３０４
【非特許文献２】
Ｙ．Ｍｉｙａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．， ＯＡＡ’９９， ｐｏｓｔ−ｄｅａｄｌｉｎｅ ｐａｐｅｒ ＰＤＰ−４， １９９９
【非特許文献３】
Ｒ．Ｏｈｈｉｒａ ｅｔ ａｌ．， ＯＦＣ’２００１， ＷＭ２， ２０００
【非特許文献４】
伊藤他、差動位相を利用したキャリアレスＲＺ変調方式の検討、４０Ｇｂｉｔ／ｓ光伝送技術研究会ＯＣＳ ４０Ｇ−６−９、２００２年６月２０日、ｐ．３５−３８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の光送信装置においては、光デュオバイナリ変調方式では光ファイバ中での非線形耐力が著しく劣るため超高速伝送には適していないという問題があった。また、非線形耐力に優れた変調方式では光スペクトルの占有帯域が広いために高密度多重には適していないという問題があった。
【０００８】
この発明は、変調スペクトルの占有帯域が狭く、かつ非線形耐力に優れた光送信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明においては、伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生する光キャリア発生部と、入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換する符号変換手段と、前記光キャリア発生部から入力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調する位相変調手段と、この位相変調手段から出力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧するマッハ・ツェンダ型干渉計と、このマッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通す帯域光フィルタとを備えたことを特徴とする光送信装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態の説明に入る前に、本発明の原理について図面を用いて説明する。図１３（ａ）にＤＰＣＳ−ＲＺ方式の光スペクトルを示す。ＤＰＣＳ−ＲＺ方式では、非線形耐力は優れるが少なくともビットレート（Ｂ）の２倍の帯域を占有するために、波長多重伝送に適用した場合に高密度化、即ち周波数利用効率という観点では問題があった。
【００１１】
我々は図１３（ａ）の光スペクトルが図１３（ｂ））に示す通り、キャリア周波数ｆ０を挟んで、上下側波帯の２つの成分に分離でき、更に時系列的にはこの２つの成分が同時には発生しないことを見出した。
【００１２】
そこで図１４（ａ）に示す通り、キャリア周波数としてｆ１およびｆ２を有する２つの光キャリア成分（キャリア周波数の差はビットレートに一致）に対して同時にＤＰＣＳ−ＲＺ変調を施し、図１４（ｂ）に示す両者が重なるクロスハッチ部の内、ｆ１−ｆ２を含む破線部分のみを光フィルタで抽出する。
【００１３】
これにより、変調スペクトルの占有帯域として光デュオバイナリ変調並の狭帯域化を図りつつ、かつＤＰＣＳ−ＲＺ方式の非線形耐力に優れるという特性をある程度保持した光送信装置を得ることができる。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の構成を説明するための図である。
図１において、光送信装置１は、光キャリア発生部１００，信号入力端子１０１，符号変換部１０２，光位相変調器１０３，マッハ・ツェンダ干渉計１０４，光フィルタ１０５から構成されている。
【００１５】
光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，１１２および光合波器１２０から構成されている。半導体レーザ１１１は、光周波数ｆ１で発振する。半導体レーザ１１２は、ｆ０とは異なる光周波数ｆ２で発振する。これら発振された２つのレーザ光は光合波器１２０へ入力される。
【００１６】
光合波器１２０は、半導体レーザ１１１，１１２から入力された２つのレーザ光を合波して光位相変調器１０３へ出力する。なお、以下各実施の形態では半導体レーザを用いるが、本発明はこれに限らずガスを用いたレーザを用いても良い。
【００１７】
図示しない制御回路からの制御信号により、半導体レーザ１１１および１１２から出力される光キャリア周波数の差は、伝送するデータ信号のクロック周波数に一致するように設定されている。
【００１８】
伝送するデータ信号であるＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号は、信号入力端子１０１を介して符号変換部１０２へ入力される。
符号変換部１０２は、信号入力端子１０１から入力されたＮＲＺ信号をＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）信号に変換して光位相変調器１０３へ出力する。
【００１９】
光位相変調器１０３は、光キャリア発生部１００内の光合波器１２０から入力された合波されているレーザ光を、符号変換部１０２から入力されたＮＲＺＩ信号により位相変調してマッハ・ツェンダ干渉計１０４へ出力する。
【００２０】
マッハ・ツェンダ干渉計１０４のＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｒａｎｇｅ）は、光キャリア発生部１００より出力される２つのレーザ光（光キャリア）の周波数差周波数の差に概ね一致し、この透過特性は光キャリア発生部１００より出力される光キャリア成分（２つのキャリア成分の両方）を抑圧するように調整される。
【００２１】
マッハ・ツェンダ干渉計１０４は、光位相変調器１０３から入力された位相変調された信号の内、光キャリア発生部１００より出力される光キャリア成分を抑圧して狭帯域光フィルタ１０５へ出力する。
【００２２】
狭帯域光フィルタ１０５の透過中心周波数は、光キャリア発生部１００から出力される２つのレーザ光（光キャリア）周波数の中央に一致するように設定されている。狭帯域光フィルタ１０５は、マッハ・ツェンダ干渉計１０４から入力された光を、２つの光キャリア周波数間の帯域を通して他の周波数帯を抑制するよう帯域制限して光伝送路へ出力する。このときの帯域制限としては、半値全幅（ＦＷＨＭ）がビットレート程度以上の光フィルタで帯域を制限すれば良い。
【００２３】
次に、このように構成された本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の動作について、各部における出力光スペクトルと光波形を示す図２から図５を用いて説明する。図２〜５（ａ）は光スペクトルを示し、図２〜５（ｂ）は光波形を示している。
【００２４】
図２は、光キャリア発生部１００の出力信号を示す図である。
本実施の形態では伝送速度を４０［Ｇｂｐｓ］と設定しており、光キャリア周波数の差は図２（ａ）に示す通り４０［ＧＨｚ］に設定している。
光波形としては、２本の光キャリア周波数のビート成分として、４０［ＧＨｚ］の正弦波信号が表れている。
図３は、光位相変調器１０３から出力される光信号を示す図である。
光位相変調器１０３により位相変調が施されるため、光スペクトルは図３（ａ）に示す通り光スペクトルが顕著に広がり、ピークから２０［ｄＢ］下がったポイントにおける光スペクトル幅は約１００［ＧＨｚ］となっている。
【００２５】
光波形としては図２（ｂ）から変化はない。
図４は、マッハ・ツェンダ干渉計１０４から出力される光信号を示す図である。
図４（ａ）に示す通り光スペクトルは、マッハ・ツェンダ干渉計１０４により、光キャリア発生部１００からの光キャリア成分が抑圧されている。また、光スペクトルは光位相変調器１０３で受けた位相変調成分が強度変調成分に変換されている。
【００２６】
この結果、光波形としては図４（ｂ）に示す通り信号入力端子１０１から入力されたＮＲＺ信号が光ＲＺ信号に変換された形で表れる。
このままでは光スペクトルが大きく広がったままであるため、スペクトル利用効率が低くなってしまう。
図５は、狭帯域光フィルタ１０５から出力される光信号を示す図である。
本実施の形態では狭帯域光フィルタとして３［ｄＢ］帯域幅、４０［ＧＨｚ］の３次ガウスフィルタを用いている。
光スペクトルは狭帯域光フィルタ１０５により帯域制限された結果、図５（ａ）に示す通り大幅に帯域制限されている（２０ｄＢダウンで約４０ＧＨｚ）。
しかし、光波形としては図５（ｂ）に示す通り、良好なアイ開口が得られている。
次に、本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の非線形耐力について図６を用いて説明する。なお、比較のため従来のＤｕｏｂｉｎａｒｙ方式とＮＲＺ方式についても図６中に示している。
【００２７】
伝送路としては、ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）８０［ｋｍ］の４スパンを仮定し、各光中継器においてファイバの分散および分散スロープについては１００％補償した。
【００２８】
図６の横軸は各スパンのＳＭＦへの入力パワーを示し、縦軸はアイ開口度劣化を示す。
図６から本発明の方式は、従来のＤｕｏｂｉｎａｒｙ方式やＮＲＺ方式に比べ、狭い光スペクトル幅を有しているにもかかわらず、伝送路中の非線形効果に対して他の２方式より優れた耐力を有していることが分かる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の光送信装置は、伝送速度と同程度の狭いスペクトル幅を有しているために、高密度波長多重方式において優れた周波数利用効率を実現できる。
【００３０】
また、非線形耐力についても従来の狭スペクトルの変調方式に比べ優れた特性を有するために、長距離伝送において良好な受信感度を得ることができる。
更に、波長多重伝送時においては、光合波器を狭帯域フィルタ１０５の代わりに使用することもできる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光送信装置１の構成を説明するための図である。尚、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図７は、図１と比べて光キャリア発生部１００内の構成が異なっている。
図７において、光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，信号入力端子７０１，分周器７０２，変調電圧調整部７０３，光位相変調器７０４，光フィルタ７０５から構成されている。半導体レーザ１１１は、光周波数ｆ１で発振する。
【００３１】
伝送するデータ信号のクロック信号は、信号入力端子７０１を介して分周器７０２へ入力される。
分周器７０２は、信号入力端子７０１から入力されたクロックを二分周して変調電圧調整部７０３へ出力する。
変調電圧調整部７０３は、光位相変調器７０４から出力される光の内、半導体レーザ１１１から出力される光キャリア成分が最小となるように、光位相変調器７０４への印加電圧値を調整する。このとき最小が最良なのであるが、必ずしも最小である必要はなく、本発明の効果を得られる範囲であれば、略最小であっても良い。
【００３２】
半導体レーザ１１１は、レーザ光を光位相変調器７０４へ出力する。
光位相変調器７０４は、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光を変調電圧調整部７０３から印加された印加電圧値に応じて位相変調して光フィルタ７０５へ出力する。
【００３３】
図８に光フィルタ７０５の入出力光スペクトルを示す。
光位相変調器１０３が、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光（光周波数ｆ１で発振）に対してキャリア成分が最小となるように位相変調を施すと、図８（ａ）に示す通り大きな高調波成分が発生する。
【００３４】
そこで光フィルタ７０５により、図８（ｂ）に示す通り光位相変調器７０４にて位相変調された出力光の高調波成分を抑圧する。これにより、伝送するデータ信号のクロック周波数に相当する周波数間隔を有する２本の光キャリア信号を得ることが出来る。なお、図の中心および両端のキャリアは、メインのキャリア成分に対して５０［ｄＢ］以上抑圧されているので問題ない。
【００３５】
このように光キャリア発生部１００を構成することによって、１台の半導体レーザで２本の光キャリア信号を得ることが出来、装置をより小さく作ることが出来る。また、光キャリアの周波数間隔も入力するデータ信号に応じて可変することが出来る。
【００３６】
尚、上述の図７を用いた説明では伝送するデータ信号のクロック信号を、光キャリア発生部１００の外部から入力する構成とした。これに代え、伝送するデータ信号から、伝送するデータ信号のクロック成分を抽出する構成としても良い。
【００３７】
以上のように光キャリア発生部１００を構成したとしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る光送信装置１の構成を説明するための図である。尚、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図９は、図７と比べて光キャリア発生部１００内の構成が異なっている。図７では光キャリア発生部１００内で位相変調していたのに代え、図９では光キャリア発生部１００内で強度変調している。
【００３８】
図９において、光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，信号入力端子７０１，分周器７０２，変調電圧調整部７０３，強度変調器９０２，バイアス制御部９０１から構成されている。
【００３９】
伝送するデータ信号のクロック信号は、信号入力端子７０１を介して分周器７０２へ入力される。
変調電圧調整部７０３は、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光の内、半導体レーザ１１１から出力される光キャリア成分が最小となるように、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ出力する変調信号を調整する。このとき最小が最良なのであるが、必ずしも最小である必要はなく、本発明の効果を得られる範囲であれば、略最小であっても良い。
【００４０】
マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２は、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光を変調電圧調整部７０３から印加された変調信号に応じて強度変調して光位相変調器１０３へ出力する。
【００４１】
バイアス制御部９０１は、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の動作点を最適化するようにマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２にバイアス電圧を印加する。
次に、図１０および図１１を用いて、バイアス制御部９０１からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ印加されるバイアス電圧について説明する。
マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の変調電圧に対する透過特性は、図１０に示す通りである。
横軸は変調電圧調整部７０３からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の電極に印加される変調信号の電圧の大きさを示し、縦軸はマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光パワーの大きさを示す。
【００４２】
図１１（ａ）は、変調電圧調整部７０３から出力される変調信号を示す図である。
図１１（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、バイアス制御部９０１において図１０に示すそれぞれＡ，Ｂ，Ｃの各ポイントにＤＣバイアスを設定した場合のマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光波形を示す図である。
【００４３】
本実施の形態では、バイアス制御部９０１からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ印加されるバイアス電圧は、図１０に示すＡまたはＢのポイントにＤＣバイアスを設定する。
【００４４】
ここで、変調電圧調整部７０３において、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２に印加される変調信号の振幅（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）が半波長電圧の２倍となるように調整した。
【００４５】
図１１（ｂ）および（ｃ）に示す通り、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の動作点を透過特性が最小（バイアス：Ａ）もしくは最大（バイアス：Ｂ）となる電圧に設定すれば、分周器７０２により二分周したクロック信号を用いて本来のクロック周波数を有する光パルス列、即ちクロック周波数に相当する周波数間隔を有する光キャリアが発生されることがわかる（図１１（ｂ）、（ｃ））。このとき最小または最小が最良なのであるが、必ずしも最小／最大である必要はなく、分周器７０２により二分周したクロック信号を用いて本来のクロック周波数を有する光パルス列を得られる範囲であれば、略最小／略最大であっても良い。
【００４６】
また、マッハ・ツェンダ型強度変調器の場合、光位相変調器と比べて高調波成分が小さいために、図７では必要であった光フィルタ７０５で高調波成分を抑圧する必要がない。従って、低コスト化、低損失化を実現することができる。
【００４７】
なお、上記の実施形態では、強度変調器として単一電極マッハ・ツェンダ型強度変調器を用いたが、二電極型マッハ・ツェンダ変調器を用いても良い。この場合、二電極型マッハ・ツェンダ変調器に印加する変調信号の振幅を半分にできるため、変調電圧調整部７０３において高出力増幅器が不要となり、更に低コスト化・小型化を図ることができる。また、変調器出力光パルスのチャープを低減できるため、光スペクトル広がりを抑圧することができる。
【００４８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。この実施の形態は、第３の実施の形態を波長多重伝送に適用した光送信装置である。
【００４９】
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る光送信装置２の構成を説明するための図である。尚、図９と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２は、図９に示す光送信装置１から光フィルタ１０５を除いた構成である光送信部１２０１をｎ（ｎは自然数）個備えている。ｎ個の光送信部１２０１内の半導体レーザ１１１は、互いに異なる光周波数で発振する。
【００５０】
各光送信部１２０１からは図４に示す光スペクトルおよび光波形を有する光信号が出力される。ただし、光スペクトルの中心周波数は各光送信部１２０１で互いに異なっている。
【００５１】
各光送信部１２０１から出力された光信号は、光合波器１２０２の各入力ポートへ入力される。光合波器１２０２の各入力ポートから出力ポートへの透過特性は、隣接するチャンネルとの干渉を抑圧するような光フィルタリング特性を有している。この光フィルタリング特性の透過中心周波数は、各光送信部１２０１内に実装されている半導体レーザ１１１の発振周波数と概ね一致している。
【００５２】
このように波長多重方式においては、光合波器の透過波長特性により光スペクトルの狭窄化を図ることにより、各光送信装置に必要であった狭帯域光フィルタ１０５を省くことができるため、光送信装置全体としてのコストを低減することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、変調スペクトルが非常に狭く、かつ伝送路中の非線形効果に対する耐力のある光送信装置が実現できるので、超高速伝送システムにおいても高密度波長多重が可能となるため、限られた波長資源の有効活用が可能となり、システムのトータルコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態における光キャリア発生部からの出力を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態における光位相変調器１０３から出力される光信号を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるマッハ・ツェンダ干渉計１０４から出力される光信号を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態における狭帯域光フィルタ１０５から出力される光信号を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態における光送信装置の非線形耐力を説明する図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態における光キャリア発生部を説明する図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図１０】マッハ・ツェンダ型光強度変調器の印加電圧と変調電圧に対する透過特性を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光キャリア発生部を説明する図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図１３】ＤＰＣＳ−ＲＺ変調方式における光スペクトルを説明する図。
【図１４】本発明の原理を説明するための図。
【符号の説明】
１，２…光送信装置、１００…光キャリア発生部、１０１，７０１…信号入力端子、１０２…符号変換部、１０３，７０４…光位相変調器、１０４…マッハ・ツェンダ干渉計、１０５，７０５…光狭帯域フィルタ、１１１，１１２…半導体レーザ、１２０…光合波器、７０２…分周器、７０３…変調電圧調整部、９０１…バイアス制御部、９０２…マッハ・ツェンダ型光強度変調器、１２０１…光送信部、１２０２…光合波器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光伝送に用いられる光送信装置に関し、特に超高速の波長多重伝送に用いられる光送信装置および光送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光伝送において伝送容量を増大させるには、波長多重数を増加させる方向と伝送速度を増加させる方向がある。しかし、限られた波長資源の中ではこの両者は相反する。即ち伝送速度に比例して１波あたりの占有帯域が増加するため、波長多重数が減少してしまうという性格を有する。よって、限られた波長資源の中で伝送容量の更なる増大を図るためには、周波数利用効率を向上させる必要がある。
【０００３】
変調スペクトルがコンパクトな光変調方式として、光デュオバイナリ変調方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この光デュオバイナリ変調方式は、伝送する信号の帯域程度のスペクトル幅を占有するのみであるので、周波数利用効率の観点から非常に優れた変調方式である。また、出力される光信号もバイナリ信号であるために、従来の受信器との整合性も確保できる。さらに、光ファイバの波長分散に対して優れた耐力を有している。
【０００４】
超高速伝送においては、光ファイバ中の非線形現象に対する耐力が重要となる。例えば、光増幅器の中継間隔や伝送距離を同一とした場合に、同一の光信号対雑音比を得るためには、４０Ｇｂｐｓシステムにおいては１０Ｇｂｐｓシステムに比べて概ね４倍の光パワーを光ファイバに入力する必要がある。しかしながら、光デュオバイナリ変調方式の非線形耐力は非常に乏しく、超高速伝送には適していない。
【０００５】
この非線形耐力に優れた変調方式としては、キャリア抑圧ＲＺ（ＣＳ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献２参照）、交番チャープＲＺ（ＡＣ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献３参照）や差動位相を用いたキャリア抑圧ＲＺ（ＤＰＣＳ−ＲＺ）変調方式（例えば、非特許文献４参照）などが提案されている。ＤＰＣＳ−ＲＺ変調方式では隣接するマークビットどうし互いに光位相が反転するという特徴を有するために、非線形耐力が優れている。
【０００６】
しかしながら、いずれの方式においても、光スペクトルの占有帯域が広いために、高い周波数利用効率を実現することが困難である。
【非特許文献１】
Ｋ．Ｙｏｎｅｎａｇａ ｅｔ ａｌ．， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ． ｖｏｌ．３１， Ｎｏ．４， １９９５， ｐ．３０２−３０４
【非特許文献２】
Ｙ．Ｍｉｙａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．， ＯＡＡ’９９， ｐｏｓｔ−ｄｅａｄｌｉｎｅ ｐａｐｅｒ ＰＤＰ−４， １９９９
【非特許文献３】
Ｒ．Ｏｈｈｉｒａ ｅｔ ａｌ．， ＯＦＣ’２００１， ＷＭ２， ２０００
【非特許文献４】
伊藤他、差動位相を利用したキャリアレスＲＺ変調方式の検討、４０Ｇｂｉｔ／ｓ光伝送技術研究会ＯＣＳ ４０Ｇ−６−９、２００２年６月２０日、ｐ．３５−３８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の光送信装置においては、光デュオバイナリ変調方式では光ファイバ中での非線形耐力が著しく劣るため超高速伝送には適していないという問題があった。また、非線形耐力に優れた変調方式では光スペクトルの占有帯域が広いために高密度多重には適していないという問題があった。
【０００８】
この発明は、変調スペクトルの占有帯域が狭く、かつ非線形耐力に優れた光送信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明においては、伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生する光キャリア発生部と、入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換する符号変換手段と、前記光キャリア発生部から入力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調する位相変調手段と、この位相変調手段から出力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧するマッハ・ツェンダ型干渉計と、このマッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通す帯域光フィルタとを備えたことを特徴とする光送信装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態の説明に入る前に、本発明の原理について図面を用いて説明する。図１３（ａ）にＤＰＣＳ−ＲＺ方式の光スペクトルを示す。ＤＰＣＳ−ＲＺ方式では、非線形耐力は優れるが少なくともビットレート（Ｂ）の２倍の帯域を占有するために、波長多重伝送に適用した場合に高密度化、即ち周波数利用効率という観点では問題があった。
【００１１】
我々は図１３（ａ）の光スペクトルが図１３（ｂ））に示す通り、キャリア周波数ｆ０を挟んで、上下側波帯の２つの成分に分離でき、更に時系列的にはこの２つの成分が同時には発生しないことを見出した。
【００１２】
そこで図１４（ａ）に示す通り、キャリア周波数としてｆ１およびｆ２を有する２つの光キャリア成分（キャリア周波数の差はビットレートに一致）に対して同時にＤＰＣＳ−ＲＺ変調を施し、図１４（ｂ）に示す両者が重なるクロスハッチ部の内、ｆ１−ｆ２を含む破線部分のみを光フィルタで抽出する。
【００１３】
これにより、変調スペクトルの占有帯域として光デュオバイナリ変調並の狭帯域化を図りつつ、かつＤＰＣＳ−ＲＺ方式の非線形耐力に優れるという特性をある程度保持した光送信装置を得ることができる。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の構成を説明するための図である。
図１において、光送信装置１は、光キャリア発生部１００，信号入力端子１０１，符号変換部１０２，光位相変調器１０３，マッハ・ツェンダ干渉計１０４，光フィルタ１０５から構成されている。
【００１５】
光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，１１２および光合波器１２０から構成されている。半導体レーザ１１１は、光周波数ｆ１で発振する。半導体レーザ１１２は、ｆ０とは異なる光周波数ｆ２で発振する。これら発振された２つのレーザ光は光合波器１２０へ入力される。
【００１６】
光合波器１２０は、半導体レーザ１１１，１１２から入力された２つのレーザ光を合波して光位相変調器１０３へ出力する。なお、以下各実施の形態では半導体レーザを用いるが、本発明はこれに限らずガスを用いたレーザを用いても良い。
【００１７】
図示しない制御回路からの制御信号により、半導体レーザ１１１および１１２から出力される光キャリア周波数の差は、伝送するデータ信号のクロック周波数に一致するように設定されている。
【００１８】
伝送するデータ信号であるＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号は、信号入力端子１０１を介して符号変換部１０２へ入力される。
符号変換部１０２は、信号入力端子１０１から入力されたＮＲＺ信号をＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）信号に変換して光位相変調器１０３へ出力する。
【００１９】
光位相変調器１０３は、光キャリア発生部１００内の光合波器１２０から入力された合波されているレーザ光を、符号変換部１０２から入力されたＮＲＺＩ信号により位相変調してマッハ・ツェンダ干渉計１０４へ出力する。
【００２０】
マッハ・ツェンダ干渉計１０４のＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｒａｎｇｅ）は、光キャリア発生部１００より出力される２つのレーザ光（光キャリア）の周波数差周波数の差に概ね一致し、この透過特性は光キャリア発生部１００より出力される光キャリア成分（２つのキャリア成分の両方）を抑圧するように調整される。
【００２１】
マッハ・ツェンダ干渉計１０４は、光位相変調器１０３から入力された位相変調された信号の内、光キャリア発生部１００より出力される光キャリア成分を抑圧して狭帯域光フィルタ１０５へ出力する。
【００２２】
狭帯域光フィルタ１０５の透過中心周波数は、光キャリア発生部１００から出力される２つのレーザ光（光キャリア）周波数の中央に一致するように設定されている。狭帯域光フィルタ１０５は、マッハ・ツェンダ干渉計１０４から入力された光を、２つの光キャリア周波数間の帯域を通して他の周波数帯を抑制するよう帯域制限して光伝送路へ出力する。このときの帯域制限としては、半値全幅（ＦＷＨＭ）がビットレート程度以上の光フィルタで帯域を制限すれば良い。
【００２３】
次に、このように構成された本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の動作について、各部における出力光スペクトルと光波形を示す図２から図５を用いて説明する。図２〜５（ａ）は光スペクトルを示し、図２〜５（ｂ）は光波形を示している。
【００２４】
図２は、光キャリア発生部１００の出力信号を示す図である。
本実施の形態では伝送速度を４０［Ｇｂｐｓ］と設定しており、光キャリア周波数の差は図２（ａ）に示す通り４０［ＧＨｚ］に設定している。
光波形としては、２本の光キャリア周波数のビート成分として、４０［ＧＨｚ］の正弦波信号が表れている。
図３は、光位相変調器１０３から出力される光信号を示す図である。
光位相変調器１０３により位相変調が施されるため、光スペクトルは図３（ａ）に示す通り光スペクトルが顕著に広がり、ピークから２０［ｄＢ］下がったポイントにおける光スペクトル幅は約１００［ＧＨｚ］となっている。
【００２５】
光波形としては図２（ｂ）から変化はない。
図４は、マッハ・ツェンダ干渉計１０４から出力される光信号を示す図である。
図４（ａ）に示す通り光スペクトルは、マッハ・ツェンダ干渉計１０４により、光キャリア発生部１００からの光キャリア成分が抑圧されている。また、光スペクトルは光位相変調器１０３で受けた位相変調成分が強度変調成分に変換されている。
【００２６】
この結果、光波形としては図４（ｂ）に示す通り信号入力端子１０１から入力されたＮＲＺ信号が光ＲＺ信号に変換された形で表れる。
このままでは光スペクトルが大きく広がったままであるため、スペクトル利用効率が低くなってしまう。
図５は、狭帯域光フィルタ１０５から出力される光信号を示す図である。
本実施の形態では狭帯域光フィルタとして３［ｄＢ］帯域幅、４０［ＧＨｚ］の３次ガウスフィルタを用いている。
光スペクトルは狭帯域光フィルタ１０５により帯域制限された結果、図５（ａ）に示す通り大幅に帯域制限されている（２０ｄＢダウンで約４０ＧＨｚ）。
しかし、光波形としては図５（ｂ）に示す通り、良好なアイ開口が得られている。
次に、本発明の第１の実施の形態に係る光送信装置の非線形耐力について図６を用いて説明する。なお、比較のため従来のＤｕｏｂｉｎａｒｙ方式とＮＲＺ方式についても図６中に示している。
【００２７】
伝送路としては、ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）８０［ｋｍ］の４スパンを仮定し、各光中継器においてファイバの分散および分散スロープについては１００％補償した。
【００２８】
図６の横軸は各スパンのＳＭＦへの入力パワーを示し、縦軸はアイ開口度劣化を示す。
図６から本発明の方式は、従来のＤｕｏｂｉｎａｒｙ方式やＮＲＺ方式に比べ、狭い光スペクトル幅を有しているにもかかわらず、伝送路中の非線形効果に対して他の２方式より優れた耐力を有していることが分かる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の光送信装置は、伝送速度と同程度の狭いスペクトル幅を有しているために、高密度波長多重方式において優れた周波数利用効率を実現できる。
【００３０】
また、非線形耐力についても従来の狭スペクトルの変調方式に比べ優れた特性を有するために、長距離伝送において良好な受信感度を得ることができる。
更に、波長多重伝送時においては、光合波器を狭帯域フィルタ１０５の代わりに使用することもできる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光送信装置１の構成を説明するための図である。尚、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図７は、図１と比べて光キャリア発生部１００内の構成が異なっている。
図７において、光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，信号入力端子７０１，分周器７０２，変調電圧調整部７０３，光位相変調器７０４，光フィルタ７０５から構成されている。半導体レーザ１１１は、光周波数ｆ１で発振する。
【００３１】
伝送するデータ信号のクロック信号は、信号入力端子７０１を介して分周器７０２へ入力される。
分周器７０２は、信号入力端子７０１から入力されたクロックを二分周して変調電圧調整部７０３へ出力する。
変調電圧調整部７０３は、光位相変調器７０４から出力される光の内、半導体レーザ１１１から出力される光キャリア成分が最小となるように、光位相変調器７０４への印加電圧値を調整する。このとき最小が最良なのであるが、必ずしも最小である必要はなく、本発明の効果を得られる範囲であれば、略最小であっても良い。
【００３２】
半導体レーザ１１１は、レーザ光を光位相変調器７０４へ出力する。
光位相変調器７０４は、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光を変調電圧調整部７０３から印加された印加電圧値に応じて位相変調して光フィルタ７０５へ出力する。
【００３３】
図８に光フィルタ７０５の入出力光スペクトルを示す。
光位相変調器１０３が、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光（光周波数ｆ１で発振）に対してキャリア成分が最小となるように位相変調を施すと、図８（ａ）に示す通り大きな高調波成分が発生する。
【００３４】
そこで光フィルタ７０５により、図８（ｂ）に示す通り光位相変調器７０４にて位相変調された出力光の高調波成分を抑圧する。これにより、伝送するデータ信号のクロック周波数に相当する周波数間隔を有する２本の光キャリア信号を得ることが出来る。なお、図の中心および両端のキャリアは、メインのキャリア成分に対して５０［ｄＢ］以上抑圧されているので問題ない。
【００３５】
このように光キャリア発生部１００を構成することによって、１台の半導体レーザで２本の光キャリア信号を得ることが出来、装置をより小さく作ることが出来る。また、光キャリアの周波数間隔も入力するデータ信号に応じて可変することが出来る。
【００３６】
尚、上述の図７を用いた説明では伝送するデータ信号のクロック信号を、光キャリア発生部１００の外部から入力する構成とした。これに代え、伝送するデータ信号から、伝送するデータ信号のクロック成分を抽出する構成としても良い。
【００３７】
以上のように光キャリア発生部１００を構成したとしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る光送信装置１の構成を説明するための図である。尚、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図９は、図７と比べて光キャリア発生部１００内の構成が異なっている。図７では光キャリア発生部１００内で位相変調していたのに代え、図９では光キャリア発生部１００内で強度変調している。
【００３８】
図９において、光キャリア発生部１００は、半導体レーザ１１１，信号入力端子７０１，分周器７０２，変調電圧調整部７０３，強度変調器９０２，バイアス制御部９０１から構成されている。
【００３９】
伝送するデータ信号のクロック信号は、信号入力端子７０１を介して分周器７０２へ入力される。
変調電圧調整部７０３は、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光の内、半導体レーザ１１１から出力される光キャリア成分が最小となるように、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ出力する変調信号を調整する。このとき最小が最良なのであるが、必ずしも最小である必要はなく、本発明の効果を得られる範囲であれば、略最小であっても良い。
【００４０】
マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２は、半導体レーザ１１１から入力されたレーザ光を変調電圧調整部７０３から印加された変調信号に応じて強度変調して光位相変調器１０３へ出力する。
【００４１】
バイアス制御部９０１は、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の動作点を最適化するようにマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２にバイアス電圧を印加する。
次に、図１０および図１１を用いて、バイアス制御部９０１からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ印加されるバイアス電圧について説明する。
マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の変調電圧に対する透過特性は、図１０に示す通りである。
横軸は変調電圧調整部７０３からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の電極に印加される変調信号の電圧の大きさを示し、縦軸はマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光パワーの大きさを示す。
【００４２】
図１１（ａ）は、変調電圧調整部７０３から出力される変調信号を示す図である。
図１１（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、バイアス制御部９０１において図１０に示すそれぞれＡ，Ｂ，Ｃの各ポイントにＤＣバイアスを設定した場合のマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２から出力される光波形を示す図である。
【００４３】
本実施の形態では、バイアス制御部９０１からマッハ・ツェンダ型強度変調器９０２へ印加されるバイアス電圧は、図１０に示すＡまたはＢのポイントにＤＣバイアスを設定する。
【００４４】
ここで、変調電圧調整部７０３において、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２に印加される変調信号の振幅（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）が半波長電圧の２倍となるように調整した。
【００４５】
図１１（ｂ）および（ｃ）に示す通り、マッハ・ツェンダ型強度変調器９０２の動作点を透過特性が最小（バイアス：Ａ）もしくは最大（バイアス：Ｂ）となる電圧に設定すれば、分周器７０２により二分周したクロック信号を用いて本来のクロック周波数を有する光パルス列、即ちクロック周波数に相当する周波数間隔を有する光キャリアが発生されることがわかる（図１１（ｂ）、（ｃ））。このとき最小または最小が最良なのであるが、必ずしも最小／最大である必要はなく、分周器７０２により二分周したクロック信号を用いて本来のクロック周波数を有する光パルス列を得られる範囲であれば、略最小／略最大であっても良い。
【００４６】
また、マッハ・ツェンダ型強度変調器の場合、光位相変調器と比べて高調波成分が小さいために、図７では必要であった光フィルタ７０５で高調波成分を抑圧する必要がない。従って、低コスト化、低損失化を実現することができる。
【００４７】
なお、上記の実施形態では、強度変調器として単一電極マッハ・ツェンダ型強度変調器を用いたが、二電極型マッハ・ツェンダ変調器を用いても良い。この場合、二電極型マッハ・ツェンダ変調器に印加する変調信号の振幅を半分にできるため、変調電圧調整部７０３において高出力増幅器が不要となり、更に低コスト化・小型化を図ることができる。また、変調器出力光パルスのチャープを低減できるため、光スペクトル広がりを抑圧することができる。
【００４８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る光送信装置について図面を用いて詳細に説明する。この実施の形態は、第３の実施の形態を波長多重伝送に適用した光送信装置である。
【００４９】
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る光送信装置２の構成を説明するための図である。尚、図９と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２は、図９に示す光送信装置１から光フィルタ１０５を除いた構成である光送信部１２０１をｎ（ｎは自然数）個備えている。ｎ個の光送信部１２０１内の半導体レーザ１１１は、互いに異なる光周波数で発振する。
【００５０】
各光送信部１２０１からは図４に示す光スペクトルおよび光波形を有する光信号が出力される。ただし、光スペクトルの中心周波数は各光送信部１２０１で互いに異なっている。
【００５１】
各光送信部１２０１から出力された光信号は、光合波器１２０２の各入力ポートへ入力される。光合波器１２０２の各入力ポートから出力ポートへの透過特性は、隣接するチャンネルとの干渉を抑圧するような光フィルタリング特性を有している。この光フィルタリング特性の透過中心周波数は、各光送信部１２０１内に実装されている半導体レーザ１１１の発振周波数と概ね一致している。
【００５２】
このように波長多重方式においては、光合波器の透過波長特性により光スペクトルの狭窄化を図ることにより、各光送信装置に必要であった狭帯域光フィルタ１０５を省くことができるため、光送信装置全体としてのコストを低減することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、変調スペクトルが非常に狭く、かつ伝送路中の非線形効果に対する耐力のある光送信装置が実現できるので、超高速伝送システムにおいても高密度波長多重が可能となるため、限られた波長資源の有効活用が可能となり、システムのトータルコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態における光キャリア発生部からの出力を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態における光位相変調器１０３から出力される光信号を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるマッハ・ツェンダ干渉計１０４から出力される光信号を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態における狭帯域光フィルタ１０５から出力される光信号を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態における光送信装置の非線形耐力を説明する図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態における光キャリア発生部を説明する図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図１０】マッハ・ツェンダ型光強度変調器の印加電圧と変調電圧に対する透過特性を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光キャリア発生部を説明する図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図。
【図１３】ＤＰＣＳ−ＲＺ変調方式における光スペクトルを説明する図。
【図１４】本発明の原理を説明するための図。
【符号の説明】
１，２…光送信装置、１００…光キャリア発生部、１０１，７０１…信号入力端子、１０２…符号変換部、１０３，７０４…光位相変調器、１０４…マッハ・ツェンダ干渉計、１０５，７０５…光狭帯域フィルタ、１１１，１１２…半導体レーザ、１２０…光合波器、７０２…分周器、７０３…変調電圧調整部、９０１…バイアス制御部、９０２…マッハ・ツェンダ型光強度変調器、１２０１…光送信部、１２０２…光合波器。
Claims (8)
- 伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生する光キャリア発生部と、
入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換する符号変換手段と、
前記光キャリア発生部から入力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調する位相変調手段と、
この位相変調手段から出力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧するマッハ・ツェンダ型干渉計と、
このマッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通す帯域光フィルタとを備えたことを特徴とする光送信装置。 - 前記光キャリア発生部は、
互いに異なる光周波数を有する複数のレーザと、
前記複数のレーザからの光を合波する光合波手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光送信装置。 - 前記光キャリア発生部は、
１つのキャリア成分を有する光信号を発生する光源と、
前記データ信号のクロック周波数成分を二分周する分周手段と、
入力された制御信号により制御され、前記分周手段で二分周された信号により前記光源から入力された光信号を位相変調する光源側位相変調手段と、
この光源側位相変調手段から出力される光信号に含まれる前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を略最小とする前記制御信号を前記光源側位相変調手段へ出力する制御手段と、
前記光源側位相変調手段から入力された光信号から高調波成分を抑圧する光フィルタとを具備することを特徴とする請求項１記載の光送信装置。 - 前記光キャリア発生部は、
１つのキャリア成分を有する光信号を発生する光源と、
前記データ信号のクロック周波数成分を二分周する分周手段と、
この分周手段で二分周された信号により前記光源からの光信号を強度変調するマッハ・ツェンダ型強度変調手段と、
このマッハ・ツェンダ型強度変調手段に印加するバイアス電圧を制御するバイアス制御手段とを具備し、
このバイアス制御手段は、
前記分周手段から二分周された信号のＤＣ成分に相当する電圧が、前記マッハ・ツェンダ型強度変調手段の光透過特性の略最小もしくは略最大に対応するように制御することを特徴とする請求項１記載の光送信装置。 - 前記マッハ・ツェンダ型強度変調手段は、二電極型マッハ・ツェンダ強度変調器であることを特徴とする請求項４記載の光送信装置。
- 前記帯域光フィルタは、光合波器であることを特徴とする請求項１記載の光送信装置。
- 更に、前記データ信号から、前記データ信号のクロック周波数成分を抽出するクロック抽出手段を備えたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光送信装置。
- 光キャリア発生部により、伝送すべきＮＲＺ符号形式のデータ信号のクロック周波数に等しい周波数間隔の２本のキャリア成分を有する光信号を発生し、
符号変換手段により、入力された前記データ信号をＮＲＺＩ符号に符号変換し、
位相変調手段により、前記光キャリア発生部から出力された光信号を前記符号変換手段により符号変換された信号で位相変調し、
マッハ・ツェンダ型干渉計により、前記位相変調手段から入力された光信号から、前記光キャリア発生部にて発生された光信号のキャリア周波数成分を抑圧し、
帯域光フィルタにより、前記マッハ・ツェンダ型干渉計が出力した光信号から、前記２本のキャリアの周波数帯域を通すことを特徴とする光送信方法。
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