JP2004282246A - 光送信器、光受信器および光通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで高品質の信号光伝送をすることができる光通信システム等を提供する。
【解決手段】光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０が外部変調部１２０に入力し、外部変調部１２０において強度が互いに相補的である第１光Ｌ１および第２光Ｌ２が生成される。外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力された第１光Ｌ１は、光ファイバ伝送路３１０を経て第１受光部２２１により受光され、受光パワーに応じた値の第１電気信号Ｅ１が出力される。外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力された第２光Ｌ２は、光ファイバ伝送路３２０を経て第２受光部２２２により受光され、受光パワーに応じた値の第２電気信号Ｅ２が出力される。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２とは差動増幅部２３０に入力して、両者の差を表す差信号ΔＥが差動増幅部２３０より出力される。
【選択図】 図１
【解決手段】光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０が外部変調部１２０に入力し、外部変調部１２０において強度が互いに相補的である第１光Ｌ１および第２光Ｌ２が生成される。外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力された第１光Ｌ１は、光ファイバ伝送路３１０を経て第１受光部２２１により受光され、受光パワーに応じた値の第１電気信号Ｅ１が出力される。外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力された第２光Ｌ２は、光ファイバ伝送路３２０を経て第２受光部２２２により受光され、受光パワーに応じた値の第２電気信号Ｅ２が出力される。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２とは差動増幅部２３０に入力して、両者の差を表す差信号ΔＥが差動増幅部２３０より出力される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を伝送することで情報の送受信をすることができる光通信システム、ならびに、この光通信システムにおいて用いられる光送信器および光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムは、光送信器より信号光を光ファイバ伝送路へ送出し、その光ファイバ伝送路により伝送されてきた信号光を光受信器により受信するものであって、大容量の情報を高速に送受信することができる。優れた伝送品質で信号光を伝送するには、送信から受信までの間の信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値が小さいことが重要である。
【０００３】
ところが、光ファイバ伝送路として一般に用いられる標準的なシングルモード光ファイバは、波長１．３μｍ付近において波長分散が零であって、一般に信号光波長帯域として用いられる波長１．５５μｍ帯では波長分散が＋１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。このようなシングルモード光ファイバのみを用いて信号光伝送経路を構成したのでは、信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値が大きいので、信号光伝送品質の改善に限界がある。
【０００４】
そこで、従来では信号光伝送経路上に分散補償手段が挿入される。この分散補償手段は、信号光波長帯域において負の波長分散を有するものであり、信号光波長帯域においてシングルモード光ファイバの波長分散を補償することができる。分散補償手段として例えば分散補償光ファイバが好適に用いられる。そして、シングルモード光ファイバおよび分散補償光ファイバそれぞれの長さの比を適切に設計することにより、シングルモード光ファイバおよび分散補償光ファイバを含む信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値を小さくすることができ、信号光伝送品質の改善を図ることができる（例えば非特許文献１を参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
Ａ． Ｓａｎｏ， ｅｔ ａｌ．， ＴｕＤ．３．５， ＥＣＯＣ’９６
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、補償対象である光ファイバの長さ又は波長分散は、一定ではなく、ばらつきがある。同様に、分散補償光ファイバの波長分散も、一定ではなく、ばらつきがある。さらに、光送信器および光受信器それぞれが有する分散耐力には限界がある。したがって、これらのことを考慮して分散補償光ファイバを含めた光ファイバ伝送路を設計する必要があるので、システム設計コストやシステム管理コストが大きい。
【０００７】
また、分散補償光ファイバの伝送損失が比較的大きく、分散補償光ファイバを伝搬する間に信号光が損失を被るので、光増幅器を用いて信号光を光増幅する必要が生じる。この場合には、光増幅器を設けることによりコストが大きくなる。また、信号光の光増幅の際にノイズ光が発生するので、このノイズ成分について品質管理が必要になり、この点でもコストが大きくなる。さらに、光増幅された信号光が高パワーであることから、非線形光学現象に因る信号光波形劣化が生じ易くなるので、これに対する対策を考慮する必要がある点でもコストが大きくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、低コストで高品質の信号光伝送をすることができる光通信システム、ならびに、この光通信システムにおいて好適に用いられる光送信器および光受信器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】
本発明に係る光送信器は、（１） 一定強度の光を出力する光源部と、（２） 光源部より出力された光を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光を生成し、第１光を第１出力端より出力し、第２光を第２出力端より出力する外部変調部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光受信器は、（１） 第１光を受光して、その受光した第１光の強度に応じた値の第１電気信号を出力する第１受光部と、（２） 第２光を受光して、その受光した第２光の強度に応じた値の第２電気信号を出力する第２受光部と、（３） 第１受光部より出力された第１電気信号と、第２受光部より出力された第２電気信号とを入力して、第１電気信号と第２電気信号との差を表す差信号を出力する差動増幅部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光通信システムは、（１） 上記の本発明に係る光送信器と、（２） 上記の本発明に係る光受信器と、（３） 光送信器の外部変調部の第１出力端より出力された第１光を光受信器の第１受信部へ向けて伝送する第１光ファイバ伝送路と、（４） 光送信器の外部変調部の第２出力端より出力された第２光を光受信器の第２受信部へ向けて伝送する第２光ファイバ伝送路と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、光送信器において、光源部より出力された一定強度の光が外部変調部に入力して、外部変調部により各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光が生成され、外部変調部の第１出力端より第１光が第１光ファイバ伝送路へ送出され、外部変調部の第２出力端より第２光が第２光ファイバ伝送路へ送出される。光受信器において、第１光ファイバ伝送路を伝搬してきた第１光が第１受光部により受光され、その受光した第１光の強度に応じた値の第１電気信号が第１受光部より出力され、また、第２光ファイバ伝送路を伝搬してきた第２光が第２受光部により受光され、その受光した第２光の強度に応じた値の第２電気信号が第２受光部より出力される。そして、第１受光部より出力された第１電気信号と、第２受光部より出力された第２電気信号とは、差動増幅部に入力して、第１電気信号と第２電気信号との差を表す差信号が差動増幅部より出力される。
【００１３】
本発明に係る光通信システムは、外部変調部の第１出力端と第１受光部との間、および、外部変調部の第２出力端と第２受光部との間の、双方または何れか一方の光伝送経路上に設けられ、第１光および第２光の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えるのが好適である。また、第１受光部と差動増幅部との間、および、第２受光部と差動増幅部との間の、双方または何れか一方の電気信号経路上に設けられ、第１電気信号および第２電気信号の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えるのが好適である。また、伝搬時間調整部における伝搬時間の調整量が可変であるのが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光通信システム１の構成図である。この図に示される光通信システム１は、光送信器１００、光受信器２００および光ファイバ伝送路３１０，３２０を備えて構成されている。
【００１６】
光送信器１００は、光源部１１０および外部変調部１２０を有する。光源部１１０は、一定強度の光Ｌ０を出力するものである。光源部１１０は、例えば、レーザダイオードを含み、このレーザダイオードに一定値の駆動電流を供給することにより、このレーザダイオードより一定強度の光Ｌ０を出力する。外部変調部１２０は、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光Ｌ１および第２光Ｌ２を生成し、第１光Ｌ１を第１出力端１２１より出力し、第２光Ｌ２を第２出力端１２２より出力する。
【００１７】
第１光ファイバ伝送路３１０は、光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の第１出力端１２１に接続されており、この第１出力端１２１より送出された第１光Ｌ１を光受信器２００へ向けて伝送する。また、第２光ファイバ伝送路３２０は、光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の第２出力端１２２に接続されており、この第２出力端１２２より送出された第２光Ｌ２を光受信器２００へ向けて伝送する。
【００１８】
光受信器２００は、伝搬時間調整部２１１，２１２、受光部２２１，２２２、および、差動増幅部２３０を有する。第１伝搬時間調整部２１１は、外部変調部１２０の第１出力端１２１と第１受光部２２１との間の光伝送経路上に設けられ、第１光ファイバ伝送路３１０により伝送されてきて到達した第１光Ｌ１の伝搬時間を調整する。第２伝搬時間調整部２１２は、外部変調部１２０の第２出力端１２２と第２受光部２２２との間の光伝送経路上に設けられ、第２光ファイバ伝送路３２０により伝送されてきて到達した第２光Ｌ２の伝搬時間を調整する。第１伝搬時間調整部２１１および第２伝搬時間調整部２１２の双方または何れか一方における伝搬時間の調整量が可変であるのが好適である。
【００１９】
第１受光部２２１は、第１伝搬時間調整部２１１より到達した第１光Ｌ１を受光して、その受光した第１光Ｌ１の強度に応じた値の第１電気信号Ｅ１を出力する。第２受光部２２２は、第２伝搬時間調整部２１２より到達した第２光Ｌ２を受光して、その受光した第２光Ｌ２の強度に応じた値の第２電気信号Ｅ２を出力する。差動増幅部２３０は、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とを入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを出力する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の構成図である。この図に示される外部変調部１２０は、例えばＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＬｉＮｂＯ３等からなる基板２００上に、第１光導波路２１１および第２光導波路２１２が形成されたものである。第１光導波路２１１と第２光導波路２１２とは、第１光カプラ２２１および第２光カプラ２２２それぞれにおいて互いに光結合されている。すなわち、第１光導波路２１１、第２光導波路２１２、第１光カプラ２２１および第２光カプラ２２２を含む光学系は、マッハツェンダ干渉計を構成している。
【００２１】
第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間において、第１光導波路２１１を挟んで一対の電極２３１，２３２が設けられており、第２光導波路２１２を挟んで一対の電極２３３，２３４が設けられている。電極２３１および電極２３４それぞれは接地電位とされ、第１光導波路２１１と第２光導波路２１２との間にある電極２３２および電極２３３それぞれには、送信すべき信号に応じた電圧Ｖｓｉｇが印加される。
【００２２】
第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間における第１光導波路２１１は、これを挟む一対の電極２３１，２３２の間の電位差に応じて屈折率が変化し、これに応じて位相が変化する。同様に、第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間における第２光導波路２１２は、これを挟む一対の電極２３３，２３４の間の電位差に応じて屈折率が変化し、これに応じて位相が変化する。
【００２３】
この外部変調部１２０は、基板２００の一方の端面に達している第１光導波路２１１の端部より、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０を入力する。外部変調部１２０は、その光Ｌ０を第１光カプラ２２１において一定比で２分岐し、２分岐した一方の光については第１光導波路２１１を第２光カプラ２２２へ向けて伝搬させ、２分岐した他方の光については第２光導波路２１２を第２光カプラ２２２へ向けて伝搬させる。電極２３１，２３２の間の電位差は、第１光カプラ２２１から第２光カプラ２２２へ向けて第１光導波路２１１を伝搬する光に対して、その電位差に応じた位相変化を生じさせる。電極２３３，２３４の間の電位差は、第１光カプラ２２１から第２光カプラ２２２へ向けて第２光導波路２１２を伝搬する光に対して、その電位差に応じた位相変化を生じさせる。第２光カプラ２２２は、第１光導波路２１１および第２光導波路２１２それぞれを伝搬してきて到達した光を入力して光結合する。そして、外部変調部１２０は、基板２００の他方の端面に達している第１光導波路２１１の端部（第１出力端１２１）より第１光Ｌ１を出力し、基板２００の他方の端面に達している第２光導波路２１２の端部（第２出力端１２２）より第２光Ｌ２を出力する。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の動作を説明するタイミングチャートである。同図（ａ）は、光源部１１０より出力され外部変調部１２０の第１光導波路２１１の端部に入力する光Ｌ０のパワーの時間変化を示す。同図（ｂ）は、外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値の時間変化を示す。同図（ｃ）は、外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーの時間変化を示す。また、同図（ｄ）は、外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーの時間変化を示す。
【００２５】
同図（ａ）に示されるように、光源部１１０より出力され外部変調部１２０の第１光導波路２１１の端部に入力する光Ｌ０のパワーは時刻によらず一定である。同図（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値がハイレベルであるときには、第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーはハイレベルＰＨであり、第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーはローレベルＰＬである。一方、電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値がローレベルであるときには、第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーはローレベルＰＬであり、第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーはハイレベルＰＨである。このように、外部変調部１２０より出力される第１光Ｌ１と第２光Ｌ２とは、一方のパワーがハイレベルＰＨであるときに他方のパワーがローレベルＰＬであり、各々のパワーが互いに相補的である。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る光受信器２００に含まれる差動増幅部２３０の構成図である。なお、この図には、第１受光部２２１および第２受光部２２２も示されている。差動増幅部２３０は、差動アンプ２３１および抵抗素子２３２〜２３６を含む。差動アンプ２３１の第１入力端子は、抵抗素子２３２を介して第１受光部２２１と接続されており、抵抗素子２３３を介して差動アンプ２３１の出力端子と接続されている。差動アンプ２３１の第２入力端子は、抵抗素子２３４を介して第２受光部２２２と接続されており、抵抗素子２３５を介して接地電位と接続されている。差動アンプ２３１の出力端子は、終端抵抗素子２３６を介して接地電位と接続されている。このように構成される差動増幅部２３０は、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とを入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを差動アンプ２３１の出力端子より出力する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る光通信システム１の動作について説明する。光送信器１００において、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０（図３（ａ））は外部変調部１２０に入力し、外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇ（図３（ｂ））に基づいて、強度が互いに相補的である第１光Ｌ１（図３（ｃ））および第２光Ｌ２（図３（ｄ））が生成される。
【００２８】
外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力された第１光Ｌ１は、光ファイバ伝送路３１０により伝送されて光受信器２００に到達して、必要に応じて伝搬時間調整部２１１により遅延が与えられ、第１受光部２２１により受光される。また、外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力された第２光Ｌ２は、光ファイバ伝送路３２０により伝送されて光受信器２００に到達して、必要に応じて伝搬時間調整部２１２により遅延が与えられ、第２受光部２２２により受光される。
【００２９】
第１光Ｌ１を受光した第１受光部２２１より、その受光した第１光Ｌ１のパワーに応じた値の第１電気信号Ｅ１が出力される。また、第２光Ｌ２を受光した第２受光部２２２より、その受光した第２光Ｌ２のパワーに応じた値の第２電気信号Ｅ２が出力される。そして、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とは、差動増幅部２３０に入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥが差動増幅部２３０より出力される。
【００３０】
ここで、第１光Ｌ１は、光送信器１００から光受信器２００へ至るまでの第１光ファイバ伝送路３１０において、光ファイバ伝送路３１０の光路長や波長分散に応じて、伝搬時間Ｔ１を要し、累積波長分散Ｄ１の影響を受けるものとする。また、第２光Ｌ２は、光送信器１００から光受信器２００へ至るまでの第２光ファイバ伝送路３２０において、光ファイバ伝送路３２０の光路長や波長分散に応じて、伝搬時間Ｔ２を要し、累積波長分散Ｄ２の影響を受けるものとする。例えば、第１光ファイバ伝送路３１０および第２光ファイバ伝送路３２０それぞれは、光送信器１００と光受信器２００との間に敷設された共通の光ケーブルに含まれるとし、また、互いに同一の条件で製造された同種の光ファイバであるとする。
【００３１】
この場合、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とは互いに等しいとしてよいので、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、伝搬時間調整部２１１，２１２により伝搬時間が調整されるまでもなく、各々の強度が殆ど互いに相補的なものとなっている。また、この場合、上記の累積波長分散Ｄ１と累積波長分散Ｄ２とは互いに等しいとしてよいので、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、互いに同程度の累積波長分散に因り、互いに同様の波形歪みを受けたものとなっている。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との関係も同様のものとなる。
【００３２】
したがって、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥ（＝Ｅ１−Ｅ２）は、光送信器１００の外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加された電圧信号Ｖｓｉｇと同様のものである。また、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１の波形歪みのうちの偶数時成分と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２の波形歪みのうちの偶数時成分とは、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差をとることにより互いに相殺されるので、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、光の波形歪みのうちの偶数次成分が除去されたものとなる。なお、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る伝搬光の波形歪みは２次成分が最も大きい。したがって、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、最も大きい２次の波形歪みを含む偶数次成分が除去されたものとなる。
【００３３】
一方、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とが互いに等しくない場合には、伝搬時間調整部２１１または伝搬時間調整部２１２により、第１光Ｌ１または第２光Ｌ２の伝搬時間が調整される。また、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とが互いに等しくなく、伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２との差が一定ではない場合には、伝搬時間の調整量が可変である伝搬時間調整部２１１または伝搬時間調整部２１２により、第１光Ｌ１または第２光Ｌ２の伝搬時間が調整される。この調整により、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、各々の強度が殆ど互いに相補的なものとされる。また、上記の累積波長分散Ｄ１と累積波長分散Ｄ２とが互いに等しければ、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、互いに同程度の累積波長分散に因り、互いに同様の波形歪みを受けたものとなっている。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との関係も同様のものとなる。したがって、この場合にも、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、最も大きい２次の波形歪みを含む偶数次成分が除去されたものとなる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果について、図５〜図８を用いて説明する。図５は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのアイパターンを示す。図６は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が−０．７であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１６００ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図７は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が＋０．３であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１６００ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図８は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が０であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１９２０ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図６（ａ），図７（ａ）および図８（ａ）それぞれは、光受信器２００に到達する第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのアイパターンを示す。図６（ｂ），図７（ｂ）および図８（ｂ）それぞれは、差信号ΔＥのアイパターンを示す。
【００３５】
これらの図から判るように、光受信器２００に到達する第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれには波形の歪みが見られる（図６（ａ），図７（ａ）および図８（ａ））。これに対して、光受信器２００の差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥにおける波形の歪みは低減されている（図６（ｂ），図７（ｂ）および図８（ｂ））
以上のように、本実施形態に係る光通信システム１は、分散補償光ファイバを用いるまでもなく、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題を解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。しかも、分散補償光ファイバを用いる必要がなく、また、分散補償光ファイバにおける光の損失を補償する為に光増幅器を設ける必要もないことから、システム設計コストやシステム管理コストが小さい。また、光受信器２００の差動増幅部２３０において、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを求める際に実質的に電気信号を増幅することになるので、受信感度が向上し、この点でも光増幅器を設ける必要性が低減する。また、現用の光ファイバ伝送路に障害が発生して、予備の光ファイバ伝送路へ光伝送経路を変更した場合であっても、予備の光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題をも解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、光送信器１００と光受信器２００との間に２本の光ファイバ伝送路３１０，３２０が設けられることが必要である。しかし、現に敷設されている光ケーブルには多数の未使用の光ファイバ伝送路があり、また、今後敷設される光ケーブルにも充分に余裕をもって多数の光ファイバ伝送路が含まれている。このことから、本実施形態の如く２本の光ファイバ伝送路を使用するとしても、新たに光ファイバ伝送路を敷設する必要はないので、コスト増は僅かである。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、外部変調部１２０と第１受光部２２１との間に伝搬時間調整部２１１を設けるとともに、外部変調部１２０と第２受光部２２２との間に伝搬時間調整部２１２を設けた。しかし、外部変調部１２０と第１受光部２２１との間、および、外部変調部１２０と第２受光部２２２との間の、何れか一方のみの光伝送経路上に伝搬時間調整部が設けられてもよい。また、第１受光部２２１と差動増幅部２３０との間に第１電気信号Ｅ１の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部、および、第２受光部２２２と差動増幅部２３０との間に第２電気信号Ｅ２の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部の、双方または何れか一方が設けられてもよい。また、外部変調部１２０は、電気音響効果を用いた強度変調器と、その強度変調器の後段に設けられたマッハツェンダ干渉計と、を含む構成のものであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、分散補償光ファイバを用いるまでもなく、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題を解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。しかも、分散補償光ファイバを用いる必要がなく、また、分散補償光ファイバにおける光の損失を補償する為に光増幅器を設ける必要もないことから、システム設計コストやシステム管理コストが小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光通信システム１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の構成図である。
【図３】本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係る光受信器２００に含まれる差動増幅部２３０の構成図である。
【図５】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図６】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図７】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図８】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、１００…光送信器、１１０…光源部、１２０…外部変調部、２００…光受信器、２１１，２１２…伝搬時間調整部、２２１，２２２…受光部、２３０…差動増幅部、３１０，３２０…光ファイバ伝送路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を伝送することで情報の送受信をすることができる光通信システム、ならびに、この光通信システムにおいて用いられる光送信器および光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムは、光送信器より信号光を光ファイバ伝送路へ送出し、その光ファイバ伝送路により伝送されてきた信号光を光受信器により受信するものであって、大容量の情報を高速に送受信することができる。優れた伝送品質で信号光を伝送するには、送信から受信までの間の信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値が小さいことが重要である。
【０００３】
ところが、光ファイバ伝送路として一般に用いられる標準的なシングルモード光ファイバは、波長１．３μｍ付近において波長分散が零であって、一般に信号光波長帯域として用いられる波長１．５５μｍ帯では波長分散が＋１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。このようなシングルモード光ファイバのみを用いて信号光伝送経路を構成したのでは、信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値が大きいので、信号光伝送品質の改善に限界がある。
【０００４】
そこで、従来では信号光伝送経路上に分散補償手段が挿入される。この分散補償手段は、信号光波長帯域において負の波長分散を有するものであり、信号光波長帯域においてシングルモード光ファイバの波長分散を補償することができる。分散補償手段として例えば分散補償光ファイバが好適に用いられる。そして、シングルモード光ファイバおよび分散補償光ファイバそれぞれの長さの比を適切に設計することにより、シングルモード光ファイバおよび分散補償光ファイバを含む信号光伝送経路の累積波長分散の絶対値を小さくすることができ、信号光伝送品質の改善を図ることができる（例えば非特許文献１を参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
Ａ． Ｓａｎｏ， ｅｔ ａｌ．， ＴｕＤ．３．５， ＥＣＯＣ’９６
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、補償対象である光ファイバの長さ又は波長分散は、一定ではなく、ばらつきがある。同様に、分散補償光ファイバの波長分散も、一定ではなく、ばらつきがある。さらに、光送信器および光受信器それぞれが有する分散耐力には限界がある。したがって、これらのことを考慮して分散補償光ファイバを含めた光ファイバ伝送路を設計する必要があるので、システム設計コストやシステム管理コストが大きい。
【０００７】
また、分散補償光ファイバの伝送損失が比較的大きく、分散補償光ファイバを伝搬する間に信号光が損失を被るので、光増幅器を用いて信号光を光増幅する必要が生じる。この場合には、光増幅器を設けることによりコストが大きくなる。また、信号光の光増幅の際にノイズ光が発生するので、このノイズ成分について品質管理が必要になり、この点でもコストが大きくなる。さらに、光増幅された信号光が高パワーであることから、非線形光学現象に因る信号光波形劣化が生じ易くなるので、これに対する対策を考慮する必要がある点でもコストが大きくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、低コストで高品質の信号光伝送をすることができる光通信システム、ならびに、この光通信システムにおいて好適に用いられる光送信器および光受信器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】
本発明に係る光送信器は、（１） 一定強度の光を出力する光源部と、（２） 光源部より出力された光を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光を生成し、第１光を第１出力端より出力し、第２光を第２出力端より出力する外部変調部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光受信器は、（１） 第１光を受光して、その受光した第１光の強度に応じた値の第１電気信号を出力する第１受光部と、（２） 第２光を受光して、その受光した第２光の強度に応じた値の第２電気信号を出力する第２受光部と、（３） 第１受光部より出力された第１電気信号と、第２受光部より出力された第２電気信号とを入力して、第１電気信号と第２電気信号との差を表す差信号を出力する差動増幅部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光通信システムは、（１） 上記の本発明に係る光送信器と、（２） 上記の本発明に係る光受信器と、（３） 光送信器の外部変調部の第１出力端より出力された第１光を光受信器の第１受信部へ向けて伝送する第１光ファイバ伝送路と、（４） 光送信器の外部変調部の第２出力端より出力された第２光を光受信器の第２受信部へ向けて伝送する第２光ファイバ伝送路と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、光送信器において、光源部より出力された一定強度の光が外部変調部に入力して、外部変調部により各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光が生成され、外部変調部の第１出力端より第１光が第１光ファイバ伝送路へ送出され、外部変調部の第２出力端より第２光が第２光ファイバ伝送路へ送出される。光受信器において、第１光ファイバ伝送路を伝搬してきた第１光が第１受光部により受光され、その受光した第１光の強度に応じた値の第１電気信号が第１受光部より出力され、また、第２光ファイバ伝送路を伝搬してきた第２光が第２受光部により受光され、その受光した第２光の強度に応じた値の第２電気信号が第２受光部より出力される。そして、第１受光部より出力された第１電気信号と、第２受光部より出力された第２電気信号とは、差動増幅部に入力して、第１電気信号と第２電気信号との差を表す差信号が差動増幅部より出力される。
【００１３】
本発明に係る光通信システムは、外部変調部の第１出力端と第１受光部との間、および、外部変調部の第２出力端と第２受光部との間の、双方または何れか一方の光伝送経路上に設けられ、第１光および第２光の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えるのが好適である。また、第１受光部と差動増幅部との間、および、第２受光部と差動増幅部との間の、双方または何れか一方の電気信号経路上に設けられ、第１電気信号および第２電気信号の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えるのが好適である。また、伝搬時間調整部における伝搬時間の調整量が可変であるのが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光通信システム１の構成図である。この図に示される光通信システム１は、光送信器１００、光受信器２００および光ファイバ伝送路３１０，３２０を備えて構成されている。
【００１６】
光送信器１００は、光源部１１０および外部変調部１２０を有する。光源部１１０は、一定強度の光Ｌ０を出力するものである。光源部１１０は、例えば、レーザダイオードを含み、このレーザダイオードに一定値の駆動電流を供給することにより、このレーザダイオードより一定強度の光Ｌ０を出力する。外部変調部１２０は、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光Ｌ１および第２光Ｌ２を生成し、第１光Ｌ１を第１出力端１２１より出力し、第２光Ｌ２を第２出力端１２２より出力する。
【００１７】
第１光ファイバ伝送路３１０は、光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の第１出力端１２１に接続されており、この第１出力端１２１より送出された第１光Ｌ１を光受信器２００へ向けて伝送する。また、第２光ファイバ伝送路３２０は、光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の第２出力端１２２に接続されており、この第２出力端１２２より送出された第２光Ｌ２を光受信器２００へ向けて伝送する。
【００１８】
光受信器２００は、伝搬時間調整部２１１，２１２、受光部２２１，２２２、および、差動増幅部２３０を有する。第１伝搬時間調整部２１１は、外部変調部１２０の第１出力端１２１と第１受光部２２１との間の光伝送経路上に設けられ、第１光ファイバ伝送路３１０により伝送されてきて到達した第１光Ｌ１の伝搬時間を調整する。第２伝搬時間調整部２１２は、外部変調部１２０の第２出力端１２２と第２受光部２２２との間の光伝送経路上に設けられ、第２光ファイバ伝送路３２０により伝送されてきて到達した第２光Ｌ２の伝搬時間を調整する。第１伝搬時間調整部２１１および第２伝搬時間調整部２１２の双方または何れか一方における伝搬時間の調整量が可変であるのが好適である。
【００１９】
第１受光部２２１は、第１伝搬時間調整部２１１より到達した第１光Ｌ１を受光して、その受光した第１光Ｌ１の強度に応じた値の第１電気信号Ｅ１を出力する。第２受光部２２２は、第２伝搬時間調整部２１２より到達した第２光Ｌ２を受光して、その受光した第２光Ｌ２の強度に応じた値の第２電気信号Ｅ２を出力する。差動増幅部２３０は、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とを入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを出力する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の構成図である。この図に示される外部変調部１２０は、例えばＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＬｉＮｂＯ３等からなる基板２００上に、第１光導波路２１１および第２光導波路２１２が形成されたものである。第１光導波路２１１と第２光導波路２１２とは、第１光カプラ２２１および第２光カプラ２２２それぞれにおいて互いに光結合されている。すなわち、第１光導波路２１１、第２光導波路２１２、第１光カプラ２２１および第２光カプラ２２２を含む光学系は、マッハツェンダ干渉計を構成している。
【００２１】
第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間において、第１光導波路２１１を挟んで一対の電極２３１，２３２が設けられており、第２光導波路２１２を挟んで一対の電極２３３，２３４が設けられている。電極２３１および電極２３４それぞれは接地電位とされ、第１光導波路２１１と第２光導波路２１２との間にある電極２３２および電極２３３それぞれには、送信すべき信号に応じた電圧Ｖｓｉｇが印加される。
【００２２】
第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間における第１光導波路２１１は、これを挟む一対の電極２３１，２３２の間の電位差に応じて屈折率が変化し、これに応じて位相が変化する。同様に、第１光カプラ２２１と第２光カプラ２２２との間における第２光導波路２１２は、これを挟む一対の電極２３３，２３４の間の電位差に応じて屈折率が変化し、これに応じて位相が変化する。
【００２３】
この外部変調部１２０は、基板２００の一方の端面に達している第１光導波路２１１の端部より、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０を入力する。外部変調部１２０は、その光Ｌ０を第１光カプラ２２１において一定比で２分岐し、２分岐した一方の光については第１光導波路２１１を第２光カプラ２２２へ向けて伝搬させ、２分岐した他方の光については第２光導波路２１２を第２光カプラ２２２へ向けて伝搬させる。電極２３１，２３２の間の電位差は、第１光カプラ２２１から第２光カプラ２２２へ向けて第１光導波路２１１を伝搬する光に対して、その電位差に応じた位相変化を生じさせる。電極２３３，２３４の間の電位差は、第１光カプラ２２１から第２光カプラ２２２へ向けて第２光導波路２１２を伝搬する光に対して、その電位差に応じた位相変化を生じさせる。第２光カプラ２２２は、第１光導波路２１１および第２光導波路２１２それぞれを伝搬してきて到達した光を入力して光結合する。そして、外部変調部１２０は、基板２００の他方の端面に達している第１光導波路２１１の端部（第１出力端１２１）より第１光Ｌ１を出力し、基板２００の他方の端面に達している第２光導波路２１２の端部（第２出力端１２２）より第２光Ｌ２を出力する。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の動作を説明するタイミングチャートである。同図（ａ）は、光源部１１０より出力され外部変調部１２０の第１光導波路２１１の端部に入力する光Ｌ０のパワーの時間変化を示す。同図（ｂ）は、外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値の時間変化を示す。同図（ｃ）は、外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーの時間変化を示す。また、同図（ｄ）は、外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーの時間変化を示す。
【００２５】
同図（ａ）に示されるように、光源部１１０より出力され外部変調部１２０の第１光導波路２１１の端部に入力する光Ｌ０のパワーは時刻によらず一定である。同図（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値がハイレベルであるときには、第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーはハイレベルＰＨであり、第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーはローレベルＰＬである。一方、電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇの値がローレベルであるときには、第１出力端１２１より出力される第１光Ｌ１のパワーはローレベルＰＬであり、第２出力端１２２より出力される第２光Ｌ２のパワーはハイレベルＰＨである。このように、外部変調部１２０より出力される第１光Ｌ１と第２光Ｌ２とは、一方のパワーがハイレベルＰＨであるときに他方のパワーがローレベルＰＬであり、各々のパワーが互いに相補的である。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る光受信器２００に含まれる差動増幅部２３０の構成図である。なお、この図には、第１受光部２２１および第２受光部２２２も示されている。差動増幅部２３０は、差動アンプ２３１および抵抗素子２３２〜２３６を含む。差動アンプ２３１の第１入力端子は、抵抗素子２３２を介して第１受光部２２１と接続されており、抵抗素子２３３を介して差動アンプ２３１の出力端子と接続されている。差動アンプ２３１の第２入力端子は、抵抗素子２３４を介して第２受光部２２２と接続されており、抵抗素子２３５を介して接地電位と接続されている。差動アンプ２３１の出力端子は、終端抵抗素子２３６を介して接地電位と接続されている。このように構成される差動増幅部２３０は、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とを入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを差動アンプ２３１の出力端子より出力する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る光通信システム１の動作について説明する。光送信器１００において、光源部１１０より出力された一定強度の光Ｌ０（図３（ａ））は外部変調部１２０に入力し、外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加される電圧Ｖｓｉｇ（図３（ｂ））に基づいて、強度が互いに相補的である第１光Ｌ１（図３（ｃ））および第２光Ｌ２（図３（ｄ））が生成される。
【００２８】
外部変調部１２０の第１出力端１２１より出力された第１光Ｌ１は、光ファイバ伝送路３１０により伝送されて光受信器２００に到達して、必要に応じて伝搬時間調整部２１１により遅延が与えられ、第１受光部２２１により受光される。また、外部変調部１２０の第２出力端１２２より出力された第２光Ｌ２は、光ファイバ伝送路３２０により伝送されて光受信器２００に到達して、必要に応じて伝搬時間調整部２１２により遅延が与えられ、第２受光部２２２により受光される。
【００２９】
第１光Ｌ１を受光した第１受光部２２１より、その受光した第１光Ｌ１のパワーに応じた値の第１電気信号Ｅ１が出力される。また、第２光Ｌ２を受光した第２受光部２２２より、その受光した第２光Ｌ２のパワーに応じた値の第２電気信号Ｅ２が出力される。そして、第１受光部２２１より出力された第１電気信号Ｅ１と、第２受光部２２２より出力された第２電気信号Ｅ２とは、差動増幅部２３０に入力して、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥが差動増幅部２３０より出力される。
【００３０】
ここで、第１光Ｌ１は、光送信器１００から光受信器２００へ至るまでの第１光ファイバ伝送路３１０において、光ファイバ伝送路３１０の光路長や波長分散に応じて、伝搬時間Ｔ１を要し、累積波長分散Ｄ１の影響を受けるものとする。また、第２光Ｌ２は、光送信器１００から光受信器２００へ至るまでの第２光ファイバ伝送路３２０において、光ファイバ伝送路３２０の光路長や波長分散に応じて、伝搬時間Ｔ２を要し、累積波長分散Ｄ２の影響を受けるものとする。例えば、第１光ファイバ伝送路３１０および第２光ファイバ伝送路３２０それぞれは、光送信器１００と光受信器２００との間に敷設された共通の光ケーブルに含まれるとし、また、互いに同一の条件で製造された同種の光ファイバであるとする。
【００３１】
この場合、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とは互いに等しいとしてよいので、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、伝搬時間調整部２１１，２１２により伝搬時間が調整されるまでもなく、各々の強度が殆ど互いに相補的なものとなっている。また、この場合、上記の累積波長分散Ｄ１と累積波長分散Ｄ２とは互いに等しいとしてよいので、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、互いに同程度の累積波長分散に因り、互いに同様の波形歪みを受けたものとなっている。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との関係も同様のものとなる。
【００３２】
したがって、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥ（＝Ｅ１−Ｅ２）は、光送信器１００の外部変調部１２０の電極２３２，２３３に印加された電圧信号Ｖｓｉｇと同様のものである。また、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１の波形歪みのうちの偶数時成分と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２の波形歪みのうちの偶数時成分とは、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差をとることにより互いに相殺されるので、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、光の波形歪みのうちの偶数次成分が除去されたものとなる。なお、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る伝搬光の波形歪みは２次成分が最も大きい。したがって、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、最も大きい２次の波形歪みを含む偶数次成分が除去されたものとなる。
【００３３】
一方、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とが互いに等しくない場合には、伝搬時間調整部２１１または伝搬時間調整部２１２により、第１光Ｌ１または第２光Ｌ２の伝搬時間が調整される。また、上記の伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２とが互いに等しくなく、伝搬時間Ｔ１と伝搬時間Ｔ２との差が一定ではない場合には、伝搬時間の調整量が可変である伝搬時間調整部２１１または伝搬時間調整部２１２により、第１光Ｌ１または第２光Ｌ２の伝搬時間が調整される。この調整により、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、各々の強度が殆ど互いに相補的なものとされる。また、上記の累積波長分散Ｄ１と累積波長分散Ｄ２とが互いに等しければ、第１受光部２２１に到達する第１光Ｌ１と、第２受光部２２２に到達する第２光Ｌ２とは、互いに同程度の累積波長分散に因り、互いに同様の波形歪みを受けたものとなっている。第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との関係も同様のものとなる。したがって、この場合にも、差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥは、最も大きい２次の波形歪みを含む偶数次成分が除去されたものとなる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果について、図５〜図８を用いて説明する。図５は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのアイパターンを示す。図６は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が−０．７であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１６００ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図７は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が＋０．３であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１６００ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図８は、光送信器１００より出力される第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのチャープ量が０であって、光ファイバ伝送路３１０および光ファイバ伝送路３２０それぞれの累積波長分散が１９２０ｐｓ／ｎｍである場合の、各アイパターンを示す。図６（ａ），図７（ａ）および図８（ａ）それぞれは、光受信器２００に到達する第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれのアイパターンを示す。図６（ｂ），図７（ｂ）および図８（ｂ）それぞれは、差信号ΔＥのアイパターンを示す。
【００３５】
これらの図から判るように、光受信器２００に到達する第１光Ｌ１および第２光Ｌ２それぞれには波形の歪みが見られる（図６（ａ），図７（ａ）および図８（ａ））。これに対して、光受信器２００の差動増幅部２３０より出力される差信号ΔＥにおける波形の歪みは低減されている（図６（ｂ），図７（ｂ）および図８（ｂ））
以上のように、本実施形態に係る光通信システム１は、分散補償光ファイバを用いるまでもなく、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題を解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。しかも、分散補償光ファイバを用いる必要がなく、また、分散補償光ファイバにおける光の損失を補償する為に光増幅器を設ける必要もないことから、システム設計コストやシステム管理コストが小さい。また、光受信器２００の差動増幅部２３０において、第１電気信号Ｅ１と第２電気信号Ｅ２との差を表す差信号ΔＥを求める際に実質的に電気信号を増幅することになるので、受信感度が向上し、この点でも光増幅器を設ける必要性が低減する。また、現用の光ファイバ伝送路に障害が発生して、予備の光ファイバ伝送路へ光伝送経路を変更した場合であっても、予備の光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題をも解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、光送信器１００と光受信器２００との間に２本の光ファイバ伝送路３１０，３２０が設けられることが必要である。しかし、現に敷設されている光ケーブルには多数の未使用の光ファイバ伝送路があり、また、今後敷設される光ケーブルにも充分に余裕をもって多数の光ファイバ伝送路が含まれている。このことから、本実施形態の如く２本の光ファイバ伝送路を使用するとしても、新たに光ファイバ伝送路を敷設する必要はないので、コスト増は僅かである。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、外部変調部１２０と第１受光部２２１との間に伝搬時間調整部２１１を設けるとともに、外部変調部１２０と第２受光部２２２との間に伝搬時間調整部２１２を設けた。しかし、外部変調部１２０と第１受光部２２１との間、および、外部変調部１２０と第２受光部２２２との間の、何れか一方のみの光伝送経路上に伝搬時間調整部が設けられてもよい。また、第１受光部２２１と差動増幅部２３０との間に第１電気信号Ｅ１の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部、および、第２受光部２２２と差動増幅部２３０との間に第２電気信号Ｅ２の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部の、双方または何れか一方が設けられてもよい。また、外部変調部１２０は、電気音響効果を用いた強度変調器と、その強度変調器の後段に設けられたマッハツェンダ干渉計と、を含む構成のものであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、分散補償光ファイバを用いるまでもなく、光ファイバ伝送路の累積波長分散に因る光波形の歪みの問題を解消することができ、高品質の光通信を行うことができる。しかも、分散補償光ファイバを用いる必要がなく、また、分散補償光ファイバにおける光の損失を補償する為に光増幅器を設ける必要もないことから、システム設計コストやシステム管理コストが小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光通信システム１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の構成図である。
【図３】本実施形態に係る光送信器１００に含まれる外部変調部１２０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係る光受信器２００に含まれる差動増幅部２３０の構成図である。
【図５】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図６】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図７】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【図８】本実施形態に係る光通信システム１の動作のシミュレーション結果を説明する図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、１００…光送信器、１１０…光源部、１２０…外部変調部、２００…光受信器、２１１，２１２…伝搬時間調整部、２２１，２２２…受光部、２３０…差動増幅部、３１０，３２０…光ファイバ伝送路。
Claims (6)
- 一定強度の光を出力する光源部と、
前記光源部より出力された光を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光を生成し、前記第１光を第１出力端より出力し、前記第２光を第２出力端より出力する外部変調部と、
を備えることを特徴とする光送信器。 - 第１光を受光して、その受光した前記第１光の強度に応じた値の第１電気信号を出力する第１受光部と、
第２光を受光して、その受光した前記第２光の強度に応じた値の第２電気信号を出力する第２受光部と、
前記第１受光部より出力された前記第１電気信号と、前記第２受光部より出力された前記第２電気信号とを入力して、前記第１電気信号と前記第２電気信号との差を表す差信号を出力する差動増幅部と、
を備えることを特徴とする光受信器。 - 一定強度の光を出力する光源部と、
前記光源部より出力された光を入力して、各々の強度が互いに相補的である第１光および第２光を生成し、前記第１光を第１出力端より出力し、前記第２光を第２出力端より出力する外部変調部と、
前記外部変調部の前記第１出力端より出力された前記第１光を伝送する第１光ファイバ伝送路と、
前記外部変調部の前記第２出力端より出力された前記第２光を伝送する第２光ファイバ伝送路と、
前記第１光ファイバ伝送路により伝送されてきて到達した第１光を受光して、その受光した前記第１光の強度に応じた値の第１電気信号を出力する第１受光部と、
前記第２光ファイバ伝送路により伝送されてきて到達した第２光を受光して、その受光した前記第２光の強度に応じた値の第２電気信号を出力する第２受光部と、
前記第１受光部より出力された前記第１電気信号と、前記第２受光部より出力された前記第２電気信号とを入力して、前記第１電気信号と前記第２電気信号との差を表す差信号を出力する差動増幅部と、
を備えることを特徴とする光通信システム。 - 前記外部変調部の前記第１出力端と前記第１受光部との間、および、前記外部変調部の前記第２出力端と前記第２受光部との間の、双方または何れか一方の光伝送経路上に設けられ、前記第１光および前記第２光の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えることを特徴とする請求項３記載の光通信システム。
- 前記第１受光部と前記差動増幅部との間、および、前記第２受光部と前記差動増幅部との間の、双方または何れか一方の電気信号経路上に設けられ、前記第１電気信号および前記第２電気信号の双方または何れか一方の伝搬時間を調整する伝搬時間調整部を更に備えることを特徴とする請求項３記載の光通信システム。
- 前記伝搬時間調整部における伝搬時間の調整量が可変であることを特徴とする請求項４および５の何れか１項に記載の光通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003068567A JP2004282246A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 光送信器、光受信器および光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003068567A JP2004282246A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 光送信器、光受信器および光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004282246A true JP2004282246A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33285856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003068567A Pending JP2004282246A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 光送信器、光受信器および光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004282246A (ja) |
-
2003
- 2003-03-13 JP JP2003068567A patent/JP2004282246A/ja active Pending
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