JP2006020324A - Ｃｒｚ−ｄｐｓｋ光信号発生のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャープ・リターン・ツー・ゼロ（ＣＲＺ）差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を発生させるための装置および方法を提供すること。
【解決手段】同時のリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）パルス整形およびチャープＤＰＳＫデータ変調を達成するように、同期したＲＺ駆動信号によって駆動される単一の変調器を使用する。
【選択図】図１

Description

本出願は２００４年５月２８日に提出された「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ ＲＺ−ＤＰＳＫ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ」という表題の係属出願に関連する。
本発明は一般に光通信の分野に関し、さらに特定するとチャープ・リターン・ツー・ゼロ（ＣＲＺ）差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を発生させるための装置および方法に関する。

光信号に関するリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）パルス方式は、非リターン・ツー・ゼロ（ＮＲＺ）方式と比較して高い受信器感度および符号間干渉に対する高いイミュニティといった性能の利点を提供することで知られている。ＤＰＳＫ光伝送もやはり平衡検波と連結されると、優れた受信器感度、高速伝送でのいくつかの主要な非線形効果に対する高い許容値、およびコヒーレント・クロストークに対する高い許容値といった性能利点を提供することが見出された。したがってＲＺ−ＤＰＳＫは大容量、長距離の伝送に関して選択の変調方式となる。
Ａ．Ｈ．Ｇｎａｕｃｋの「４０−Ｇｂ／ｓ ＲＺ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００３（ＯＦＣ’０３）、Ｐａｐｅｒ ＴｈＥ１ Ａ．Ｈ．Ｇｎａｕｃｋの「４０−Ｇｂ／ｓ ＲＺ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００３（ＯＦＣ’０３）、Ｐａｐｅｒ ＴｈＥ１ Ｂ．Ｂａｋｈｓｈｉらの「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ＣＲＺ，ＲＺ，ａｎｄ ＮＲＺ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔｓ ｉｎ ａ ６４ｘ１２．３Ｇｂ／ｓ ＷＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｖｅｒ ９０００ｋｍ」、Ｐｒｏｃ．ＯＦＣ’０１、ｐａｐｅｒ ＷＦ４、２００１年

チャープの無いＲＺ−ＤＰＳＫ信号の発生のために提案された仕組みはパルス刻みのためのマッハ−ツェンダー変調器（ＭＺＭ）と正確な位相変調のための別のＭＺＭの両方を必要とする。そのような方式は、本明細書に参照で組み入れるＡ．Ｈ．Ｇｎａｕｃｋの「４０−Ｇｂ／ｓ ＲＺ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００３（ＯＦＣ’０３）、Ｐａｐｅｒ ＴｈＥ１で検討されている。

単一のＭＺＭおよび差動増幅器を使用してＲＺオンオフ・キーイング（ＲＺ−ＯＯＫ）信号を発生させるための仕組みは、本明細書に参照で組み入れるＹ．Ｈ．Ｋａｏらの「１０Ｇｂ／ｓ ｓｏｌｉｔｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＵＬＨ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ ｗｉｄｅｂａｎｄ ＧａＡｓ ｐＨｅｍｔ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」、ＯＦＣ’０３、Ｐａｐｅｒ ＦＦ６で提案され、かつ検討されている。しかしながら、そのような仕組みは光学的領域内でＲＺ−ＤＰＳＫ信号の３つの状態「１」、「０」、および「−１」を作り出す能力が無いのでＲＺ−ＤＰＳＫ信号の発生に使用されることは不可能である。

ＲＺ−ＯＯＫ光信号にチャープを導入する（すなわちＣＲＺ−ＯＯＫ信号）ための仕組みが、本明細書に参照で組み入れるＢ．Ｂａｋｈｓｈｉらの「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ＣＲＺ，ＲＺ，ａｎｄ ＮＲＺ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔｓ ｉｎ ａ ６４ｘ１２．３Ｇｂ／ｓ ＷＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｖｅｒ ９０００ｋｍ」、Ｐｒｏｃ．ＯＦＣ’０１、ｐａｐｅｒ ＷＦ４、２００１年で提案された。ＲＺ−ＯＯＫ光信号へのチャープの導入は長距離１０Ｇｂ／ｓ伝送での非線形効果に対して増大した抵抗性を与えることが見出された。しかしながら、そのような仕組みは信号内にチャープを導入するための追加の位相変調器を必要とし、それは送信器の複雑さとコストを増大させる。

本発明はＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を発生させるための装置と方法を提供する。本発明の一態様は、ＤＰＳＫ信号へのチャープの導入がその上にＤＰＳＫ信号が符号化される光学位相の変動を導入するけれども、ＤＰＳＫ信号の性能を劣化させずにその一方で各々のビットの上に実質的に同じチャープが重ねられることが可能であるという認識を含む。遅延検波を行うと、ＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号内に符号化された情報は２つの隣り合うビット間の位相差に基づいて回収される。本発明に従って発生させられるＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号は、特に、適切な分散およびパワー・マップが適用されると減少した自己位相変調（ＳＰＭ）、したがって減少したＧｏｒｄｏｎ−Ｍｏｌｌｅａｎａｕｅｒ非線形位相ノイズを提供する。

本発明のさらなる態様の中で、発明人らは同時のＲＺパルス整形とチャープＤＰＳＫデータ変調を達成するために同期ＲＺ駆動信号によって駆動される単一の変調器を使用してＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を発生させる装置および方法を見出した。

本発明によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号発生の考えうる利点のいくつかは、費用効率が高くコンパクトな設計、低い電力消費、およびＭＺＭを使用する従来式のＲＺ−ＤＰＳＫ送信器よりも低い損失を含む。さらに、本発明は、特に変調器がアンダー駆動状態にあるときに変調器の帯域限度の観点でさらに良好な性能を提供する。

本発明の一実施形態のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号発生装置１００が図１に示されている。データ信号１１０および正弦波の第１のクロック信号１２０が差動増幅器（ＤＡ＃１）１３０へと入力される。データ信号１１０は差動的に符号化されたデータを含み、第１のクロック信号１２０と同じデータレートを有する。ＤＡ＃１ １３０はコンパレータとして動作することで第１の電子的「２レベル」ＲＺ方式駆動信号１８０（これ以降第１のＲＺ駆動信号１８０と称され、図１の差し込み図１３５に例示される）を作り出す。

データ信号１１０および第１のクロック信号１２０がＤＡ＃１ １３０を使用して（例えば論理ＡＮＤ動作によって）論理的に組み合わされることを当業者は理解するであろう。本明細書で使用される「２レベル」信号は、一方は論理「１」を表わし、他方は論理「０」を表わす２つの異なった状態（または電圧）を有する信号に関する。

再び図１を参照すると、第２の電子的２レベルＲＺ駆動信号１８２（これ以降は第２のＲＺ駆動信号１８２と称される）を作り出すためにデータ信号１１０の反転体（反転データ信号１４０）および第２のクロック信号１５０が第２の差動増幅器（ＤＡ＃２）１６０へと入力される。ＤＡ＃２ １６０もやはり第２のＲＺ駆動信号１８２（図１の差し込み図１６５で例示される）を作り出すためのコンパレータとして動作する。第１のクロック信号１２０のコピーがやはり第２のクロック信号１５０として使用されることが可能である。

第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２が「論理として相補的」であり、それにより、以下の方式でデータ信号１１０内に含まれる差動的に符号化されたデータを表わすことを当業者は理解することが可能である。差動的に符号化されたデータ内の各々の「１」については、ＤＡ＃１ １３０の出力（すなわち第１のＲＺ駆動信号１８０）に負（または正）の電子的ＲＺパルスが存在し、ＤＡ＃２ １６０の出力（すなわち第２のＲＺ駆動信号１８２）はゼロである。差動的に符号化されたデータ内の各々の「０」については、ＤＡ＃２ １６０の出力に負（または正）の電子的ＲＺパルスが存在し、ＤＡ＃１ １３０の出力はゼロである。

場合によっては、データ信号１１０に含まれる差動的に符号化されたデータは以下のように第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２によって表わされることが可能である。差動的に符号化されたデータ内の各々の「１」については、ＤＡ＃２ １６０の出力に負（または正）の電子的ＲＺパルスが存在し、ＤＡ＃１ １３０の出力はゼロである。差動的に符号化されたデータ内の各々の「０」については、ＤＡ＃１ １３０の出力に負（または正）の電子的ＲＺパルスが存在し、ＤＡ＃２ １６０の出力はゼロである。

場合によっては、ＤＡ＃１ １３０およびＤＡ＃２ １６０は高速の論理ＡＮＤゲート（図示せず）で置き換えられることが可能である。付け加えると、駆動速度は例えば４０−Ｇｂ／ｓへと拡大されることが可能である。

本明細書で検討される信号（例えばデータ信号１１０と第１のクロック信号１２０、反転データ信号１４０と第２のクロック信号１５０、および第１のＲＺ駆動信号１８０と第２のＲＺ駆動信号１８２など）を同期させるためにリタイミング回路が使用されることが可能であることを当業者は理解することが可能である。

その後、第１のＲＺ駆動信号１８０と第２のＲＺ駆動信号１８２は変調器１９５を駆動するために使用される。変調器１９５は同時のＲＺパルス整形とチャープＤＰＳＫデータ変調を提供するためにレーザ１９７から入る光を変調し、ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８を発生させる。レーザ１９７は、例えば１５５０ｎｍで動作する波長可変ＣＷレーザ、あるいは場合によっては別の光信号もしくは光源であることが可能である。ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８の光強度プロファイルが図１の差し込み図のプロット１９９に示されている。

変調器１９５はマッハ−ツェンダー変調器（ＭＺＭ）であることが好ましい。変調器１９５は、ゼロにバイアスされたｚカットのデュアル・駆動型ＬｉＮｂＯ_３製ＭＺＭであることがさらに好ましい。変調器１９５のバイアスが本発明の重要な態様であることは気付かれる。特に、変調器１９５をゼロにバイアスすることによって、ＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号１９８の適切なＤＰＳＫ変調（すなわち隣り合うビット間の０またはπの正確な位相差）が実現されることが可能である。当業者によって理解されるように、「変調器をゼロにバイアスすること」は変調器駆動信号がゼロであるときに変調器から出るゼロ出力パワーを有することに関する。本発明によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号発生の動作原理の詳細な検討が下記に与えられる。

変調器１９５を駆動する前に、第１および第２の駆動信号１８０、１８２は１つまたは複数の増幅器（図示せず）によって増幅されることで最大で変調器の約ｖ_πのピーク・ツー・ピーク振幅まで有することが可能である。下記で検討されるようにｖ_πは変調器１９５のアームを通過する光波上にπの光学位相変化を導入するために必要とされる電圧である。

図２ａ〜図２ｃは変調器１９５が完全に駆動されているときの本発明の実施形態の原理を具体的に示す。部分プロット（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ、第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２（ｖ１およびｖ２で標識されている）、変調器１９５の光強度および位相の伝達関数（下記で詳細に検討される）、および作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８の光強度および位相を示している。

上記の検討および図２ａ〜図２ｃから理解され得るように、差動的に符号化されたデータ配列は（１００１０）であり、それゆえにｖ１＝（１００１０）かつｖ２＝（０１１０１）であり、作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８は同一のチャープを除外して（π００π０）の位相パターンを有する。Ｖ_ｄは作動中の駆動信号の電圧であって、変調器１９５に印加される第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２のうちの大きい方のそれの電圧である。

変調器１９５（ゼロにバイアスされている）の光強度および光学位相の伝達関数（図２ｂに示されている）は以下のように導き出されることが可能である。変調器１９５の出力部での光学場は

として表わされることが可能であり、ここでｖ１（ｔ）およびｖ２（ｔ）は第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２の経時変化する電圧であり、ｖ_πは変調器１９５を通過する光波上にπの光学位相変化を（電気−光学効果を通じて）導入するために必要とされる電圧である（ｖ_πは概して周波数依存性であるが、本明細書では単純化するために一定であるとして使用される）。
ｖ２（ｔ）≠０であるときは常にｖ１（ｔ）＝０、ｖ１（ｔ）≠０であるときは常にｖ２（ｔ）＝０ （２）
これは、ｖ２（ｔ）≠０であるときに反転データ・ビットが「１」でデータ・ビットが「０」であり、したがって（データ・ビットと、そのピークがデータ・ビットのためのビット・スロットの中央に位置合わせされるクロックとの間の論理ＡＮＤの結果である）ｖ１が０になるはずであることが理由である。ｖ１（ｔ）≠０を備えたケースについては状況が逆転される。変調器１９５の出力部での光学場は

へと単純化されることが可能である。そのとき（ある程度単純化された後の）光強度の伝達関数は

である。光学位相の伝達関数は

である。ここでｔａｎ^−１（）はｔａｎ（）関数の逆数である。上記の定義に従うと、「１」のデータ・ビットについては各々のビット・スロットの中央でｖ１＝０、ｖ２＞０であり、作り出された光学ビットを横切って位相変化（チャープ）が存在する。同様に、「０」のデータ・ビットについては各々のビット・スロットの中央でｖ１＞０、ｖ２＝０であり、正確な位相シフトπに加えて（第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２が同じパルス・プロファイルを有すると仮定すると）同一の位相変化が存在し、それがＤＰＳＫデータ変調のために使用される。作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８の差動検波を行うと隣り合うビット間の同一のチャープが相殺され、ＤＰＳＫ符号化データが回収される。

ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８のチャープは、第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２の振幅（電圧の振れ）（すなわちｖ１、ｖ２）を調節することによって変えられることが可能である。例えばπ／２（またはπ／４）の望ましい位相変調指数（ＰＭＩ）（すなわちＲＺパルスのピークとパルスの谷との間の位相差）は、約ｖ_π（またはｖ_π／２）の振幅を有する第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２で変調器１９５を駆動することによって達成されることが可能である。

図３ａ〜図３ｃは、変調器１９５が５０％のアンダー駆動状態にあるときの本発明の実施形態の動作原理を具体的に示す。図３の部分プロット（ａ）は第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２（ｖ１およびｖ２で標識されている）、（ｂ）は変調器１９５の光強度および位相の伝達関数、および（ｃ）は作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８の強度および位相を、それぞれ示している。

図３ａ〜図３ｃから理解され得るように、差動的に符号化されたデータ配列は（１００１０）、ｖ１＝（１００１０）、ｖ２＝（０１１０１）であり、作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号は同一のチャープを除外して（π００π０）の位相パターンを有する。変調器１９５のアンダー駆動によって、式（４）および（５）から予期されるようにＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８の強度およびチャープは削減されるが、しかし位相情報（ＤＰＳＫ符号化データ）は維持される。

本発明に従って作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号の性能を確かめるために実験的試験が行われた。本発明の一実施形態（図１に関して上記で検討されている）によると、１０Ｇｂ／ｓのＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８を発生させるために単一のｚカットのデュアル・駆動型ＭＺＭが変調器１９５として使用された。約２．５Ｖおよび約６Ｖの振幅を備えた第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２が変調器１９５に印加された。約２．５Ｖおよび約６Ｖの振幅はそれぞれ約０．７ｒａｄ．および約１．５ｒａｄ．のＰＭＩに相当する。

ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８は受信器で受信され、１００−ｐｓ遅延干渉計（ＤＬＩ）によって復調される前に約０．６ｎｍ３−ｄＢ帯域幅を備えた光学バンドパス・フィルタによってフィルタ処理された。その後、ＤＬＩのコンストラクティブ・ポートおよびディストラクティブ・ポートから復調信号が測定された。図４ａ〜図４ｃはそれぞれ、変調器１９５が実質的に完全に駆動されるときの、０ｐｓ／ｎｍ、−３４０ｐｓ／ｎｍ、および＋４２５ｐｓ／ｎｍの色分散の下でのＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の受信された電気的アイ・ダイアグラム（ＤＬＩのコンストラクティブ・ポートで測定されている）である。図４ｂ〜図４ｃから、色分散に起因する有意のアイ歪みが存在することを当業者は理解するであろう。

約５０％のアンダー駆動状態にある変調器１９５で実験的試験がやはり行われた。図５ａは０ｐｓ／ｎｍ、図５ｂは−３４０ｐｓ／ｎｍ、および図５ｃは＋４２５ｐｓ／ｎｍの色分散の下での、ＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号の受信された電気的アイ・ダイアグラム（ＤＬＩのコンストラクティブ・ポートで測定されている）である。図５ｂ〜図５ｃから、変調器がアンダー駆動状態にあるときに減少したチャープの結果として、色分散に起因するアイ歪みが（図４ｂ〜図４ｃに示された歪みと比較して）削減されることを当業者は理解するであろう。

比較として、従来式のＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号についてもやはり実験的試験が行われた。図６ａ〜図６ｂはそれぞれ、ＤＬＩのコンストラクティブ・ポートとディストラクティブ・ポートでの先行技術によるＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号連続伝送の受信された電気的アイ・ダイアグラムである。ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号伝送から得られる図６ａ〜図６ｂのアイ・ダイアグラムが図４ａおよび図５ａのＣＲＺ−ＤＰＳＫアイ・ダイアグラムと比較して顕著なパターン依存性を有することは当業者によって理解されることが可能である。

図７は本発明の実施形態による装置で作り出された１０Ｇｂ／ｓのＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号の測定された光学スペクトルである。図７から、測定されたスペクトルが、チャープの無いＲＺ−ＤＰＳＫ信号を発生させるために２つの変調器を使用する先行技術の装置によって従来式に得られるそれらと類似している（しかしわずかに広い）ことを当業者は理解するであろう。

本発明の実施形態に従って作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の性能をさらに評価するために、１０Ｇｂ／ｓのＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の受信器感度ｖｓ分散が測定された。図８は約１．６および約０．７のＰＭＩで作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号に関して測定された受信感度を示している。図８から理解され得るように、分散で誘導される不利益は約０．７のＰＭＩよりも約１．６のＰＭＩに関する方が、Ｄ＝０ｐｓ／ｎｍについてさらに非対称であり、式５から予期されるようにＰＭＩが大きいほどチャープが大きくなることを示している。

図９は１０Ｇｂ／ｓのＭＺＭの通常の応答を示している。図９に示されるように、（ＭＺＭ内の電極の電子的損失に起因して）低い周波数で急速に応答する減衰が存在し、（電子的駆動信号と光波の間の群速度の不一致に起因して）高い周波数で徐々に応答する減衰が存在する。従来式のＲＺ−ＤＰＳＫ送信器では、２つのＭＺＭのうちの一方がＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調のために使用される。ＮＲＺ駆動信号のＲＦスペクトルの主要部分周波数範囲は約０からＢＲ（ＢＲは信号のビットレートである）に広がるので、作り出された光信号はＭＺＭ応答の大きな周波数依存性のせいで（決定が為される各々のビット・スロットの中央で）振幅に大きなばらつきを有する。

本発明の実施形態を使用して、第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２はＲＺ整形され、第１および第２のＲＺ駆動信号１８０、１８２のＲＦスペクトルの主要部分の周波数範囲はＢＲの周囲に配置される。その結果、作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１９８は、決定が為される各々のビット・スロットの中央ではるかに小さい振幅のばらつきを有し、結果としてさらに良好なＢＥＲ性能につながる。付け加えると、本発明に従って使用されることが可能な変調器は、特に高いビットレート（例えば４０Ｇｂ／ｓ）での駆動信号の電圧およびコストを下げるために狭帯域となるように設計されることが可能である。

図１０ａ〜図１０ｂはそれぞれ、従来式のＮＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送および本発明の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送の（変調器が図９に示されたような限られた帯域幅を有し、完全に駆動される（Ｖ_ｄ＝Ｖ_π／アーム）と仮定して、平衡検波の後の）シミュレートされたアイ・ダイアグラムを示している。図１０ａ〜図１０ｂに見られ得るように、ＮＲＺ−ＤＰＳＫのアイの振幅ばらつきはＣＲＺ−ＤＰＳＫのアイ・ダイアグラムのそれよりもはるかに大きい。従来式のＲＺ−ＤＰＳＫ送信器では、第２のＭＺＭによるＲＺパルスの整形は（作り出された信号のタイミング・ジッタを下げることが可能であるが）ＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調によって引き起こされる振幅の変動を下げることが不可能である。したがって、本発明によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ送信器は（さらに小さい振幅の変動を有するという観点で）やはり従来式のＲＺ−ＤＰＳＫ送信器よりも優れている。

さらに、本発明によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号発生は、ＭＺＭが完全に駆動されていないときにＭＺＭの帯域幅制限で誘導される振幅変動に関して従来式の送信器よりも優れている。図１１ａ〜図１１ｂはそれぞれ、従来式のＮＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送および本発明の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送の（変調器が図９に示されたような限られた帯域幅を有し、完全に駆動されていない（Ｖ_ｄ＝０．５Ｖ_π／アーム）と仮定して、平衡検波の後の）シミュレートされた電気的アイ・ダイアグラムを示している。図１１ａ〜図１１ｂから、本発明による送信器を使用して得られたＣＲＺ−ＤＰＳＫのアイよりもＮＲＺ−ＤＰＳＫのアイにさらに大きい振幅変動が存在することが理解され得る。

ＣＲＺ差動直交位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ）光信号を発生させることに本発明が拡大適用され得ることは当業者によって理解されるであろう。図１２に示されたＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１２００を発生させるための装置の一実施形態では、第１の変調器１２９５（変調器＃１）が第２の変調器１２９６（変調器＃２）とカスケード接続される。第１の変調器１２９５は、ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１２９８を発生させるために一対の論理として相補的なＲＺ駆動信号１２８０および１２８２を使用して図１の変調器１９５と同様の方式で配列されて駆動される。ＲＺ駆動信号１２８０、１２８２は第１のクロック信号１２１５を伴なう差動的に符号化された第１のデータ支流１２１０（すなわちＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１２９９上で送信されるデータ信号の第１の部分）を差動増幅すること、および第１のデータ支流１２１０の反転体（反転データ信号１２４０）と第２のクロック信号１２４５を差動増幅することによってそれぞれ作り出される。

第２の変調器１２９６は位相変調器であり、差動的に符号化された第２のデータ支流（すなわちＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１２９９上で送信されるデータ信号の第２の部分）に基づいて作り出されたＮＲＺ駆動信号１２９０を使用して駆動される。第２の変調器１２９６は、第１の変調器１２９５から出るＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１２９８に０またはπ／２の位相シフトを生じさせるためにＢＲ／２のＮＲＺ駆動信号１２９０によって駆動され、その結果、第２のデータ支流の情報をＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１２９８上に符号化し、ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１２９９を発生させる。

図１の実施形態に関して上記で検討したように、データ支流１２１０は差動的に符号化されたデータを含み、かつクロック信号１２１５と同じデータ転送速度を有する。図１２に示された差動増幅器ＤＡ＃１ １２３０、ＤＡ＃２ １２６０は差動的に符号化されたデータとクロック信号を論理ＡＮＤ動作によって組み合わせ、論理ＡＮＤゲート（図示せず）で置き換えられることが可能である。ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ送信装置１２００によって使用され、かつ作り出される信号を同期させるためにリタイミング回路（図示せず）が使用されることが可能である。第１の変調器１２９５は好ましくはデュアル駆動ＺカットＬｉＮｂＯ_３マッハ−ツェンダー変調器である。

ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３００を発生させるための図１３に示される装置の代替選択肢の実施形態では入れ子式の変調器構成が使用され、第１の変調器１３９５および第２の変調器１３９６から出る出力が組み合わされることでＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８を発生させる。

図１３、および上記の図１の実施形態の検討から当業者によって容易に理解され得るように、第１のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５０を発生させるために第１の変調器１３９５が本質的に図１の変調器１９５と同じ方式で論理として相補的なＲＺ駆動信号１３８０および１３８２の第１の対を使用して駆動される。ＲＺ駆動信号１３８０、１３８２の第１の対は第１のデータ支流（すなわちＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８上で送信されるデータ信号の第１の部分）およびその反転体を使用してそれぞれ作り出される。

第２のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５１を発生させるために第２の変調器１３９６もやはり、論理として相補的なＲＺ駆動信号１３８５および１３８６の第２の対を使用して本質的に図１の変調器１９５と同じ方式で駆動される。ＲＺ駆動信号１３８５、１３８６の第２の対は第２のデータ支流（すなわちＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８上で送信されるデータ信号の第２の部分）およびその反転体を使用してそれぞれ作り出される。ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８を発生させるために、第２のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５１が第１のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５０と組み合わされる前に移相器１３１０を使用してπ／２位相シフトされる。ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８を発生させるために第１のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５０と第２のＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号１３５１が干渉法で組み合わされることを当業者は理解するであろう。

図１３内の差し込み図はそれぞれ、第１のＣＲＺ−ＤＰＳＫ駆動信号１３５０に関するコンステレーション図１３２０、π／２位相シフトされた後の第２のＣＲＺ−ＤＰＳＫ駆動信号１３５１に関するコンステレーション図１３２１、およびＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８に関するコンステレーション図１３２２である。ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号１３９８に関する光強度プロファイルもやはり差し込みプロット１３２５に示されている。

図１の実施形態に関して上記で検討したように、ＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ送信装置１３００によって使用され、かつ作り出される信号を同期させるためにリタイミング回路が使用されることが可能である。第１および第２の変調器１３９５および１３９６はデュアル・駆動のｚカットＬｉＮｂＯ_３製マッハ−ツェンダー変調器であることが好ましい。

具体例の実施形態を参照しながら本発明が述べられてきたが、この説明は限定の意味に解釈されるべきではない。本発明が関連する分野の当業者にとって明らかである本発明の他の実施形態と同様に、記載の実施形態の様々な改造例は、添付の特許請求項に表現されるような本発明の原理および範囲の中にあると考えられる。

本発明の一実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号発生のための装置を示す図である。 ａ〜ｃは本発明の一実施形態の動作原理を具体的に示す図である。 ａ〜ｃは本発明の別の実施形態の動作原理を具体的に示す図である。 ａ〜ｃは完全に駆動される変調器を備え、それぞれ０ｐｓ／ｎｍ、−３４０ｐｓ／ｎｍ、および＋４２５ｐｓ／ｎｍの色分散の下での本発明の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ伝送に関するアイ・ダイアグラムである。 ａ〜ｃはアンダー駆動状態にある変調器を備え、それぞれ０ｐｓ／ｎｍ、−３４０ｐｓ／ｎｍ、および＋４２５ｐｓ／ｎｍの色分散の下での本発明の別の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ伝送に関するアイ・ダイアグラムである。 ａ、ｂは遅延干渉計のコンストラクティブ・ポートとディストラクティブ・ポートそれぞれでの先行技術によるＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号の連続伝送の受信された電気的アイ・ダイアグラムである。 本発明の実施形態に従って作り出されたＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号の測定された光学スペクトルを示す図である。 本発明の実施形態に従って作り出された１０Ｇｂ／ｓ ＣＲＺ−ＤＰＳＫ信号の測定された受信器感度ｖｓ分散を示す図である。 １０Ｇｂ／ｓ ＭＺＭの通常の応答を示す図である。 ａ、ｂは従来式のＮＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送および本発明の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送それぞれの平衡検波の後のシミュレートされたアイ・ダイアグラムである。 ａ、ｂは従来式のＮＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送および本発明の実施形態によるＣＲＺ−ＤＰＳＫ連続伝送それぞれの平衡検波の後のシミュレートされたアイ・ダイアグラムである。 本発明の実施形態に従ってＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号を発生させるための装置を描く図である。 本発明の別の実施形態に従ってＣＲＺ−ＤＱＰＳＫ光信号を発生させるための装置を描く図である。

Claims (10)

1. チャープ・リターン・ツー・ゼロ（ＣＲＺ）差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を発生させる方法であって、
   ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を発生させるために第１のリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）駆動信号および第２のＲＺ駆動信号で単一の変調器を駆動する工程を含む方法。
2. 前記変調器がゼロにバイアスされる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１および第２のＲＺ駆動信号で前記変調器を駆動する工程が同時のＲＺパルス整形およびチャープＤＰＳＫ変調を提供する、請求項１に記載の方法。
4. さらに、
   （ａ）差動的に符号化されたデータ信号およびクロック信号に論理ＡＮＤ操作を実行することによって前記第１のＲＺ駆動信号を発生させる工程と、
   （ｂ）前記差動的に符号化されたデータ信号の反転体および前記クロック信号に論理ＡＮＤ操作を実行することによって前記第２のＲＺ駆動信号を発生させる工程とを含む、請求項１に記載の方法。
5. 工程（ａ）および（ｂ）の前記論理ＡＮＤ操作が少なくとも１つの差動増幅器を使用して実行される、請求項４に記載の方法。
6. チャープ・リターン・ツー・ゼロ（ＣＲＺ）差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を発生させるための装置であって、
   第１のリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）駆動信号および第２のＲＺ駆動信号を発生させるための駆動回路と、
   前記ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を発生させるために前記第１および第２のＲＺ駆動信号が変調器を駆動するように前記駆動回路に連結された単一の前記変調器とを有する装置。
7. 前記第１および第２のＲＺ駆動信号が同期しており、かつ論理として相補的である、請求項６に記載の装置。
8. 前記変調器がデュアル・駆動のｚカットＬｉＮｂＯ_３製マッハ−ツェンダー変調器である、請求項６に記載の装置。
9. 前記駆動回路が、
   差動的に符号化されたデータ信号およびクロック信号を受信し、前記第１のＲＺ駆動信号を発生させるための第１の差動増幅器と、
   前記差動的に符号化されたデータ信号の反転体および前記クロック信号を受信し、前記第２のＲＺ駆動信号を発生させるための第２の差動増幅器とを含む、請求項６に記載の装置。
10. チャープ・リターン・ツー・ゼロ（ＣＲＺ）差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を発生させるための装置であって、
    第１のリターン・ツー・ゼロ（ＲＺ）駆動信号および第２のＲＺ駆動信号を発生させるための手段と、
    前記ＣＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を発生させるために、同時のＲＺパルス整形およびチャープＤＰＳＫデータ変調を提供するように前記第１および第２のＲＺ駆動信号によって駆動される変調器手段とを有する装置。
    

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