JP2006074791A - 光伝送における低クロストーク変調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＷＤＭ光伝送システムにおいて、高スペクトル効率で、かつ、光パルスの劣化及びチャネル間クロストークを低減するシステムを提供する。
【解決手段】 装置は、複数チャネル光送信機及び全光学系伝送路を含む。複数チャネル光送信機は一連のチャネルの各々において両側波帯方式の光データストリームを生成するよう構成される。全光学系伝送路は伝送光ファイバの一連のスパン及び１以上の連続的に配置された光バンドパスフィルタを有し、一連のチャネルにおいて光送信機から光データパルスを受信するよう構成される。連続的に配置された光バンドパスフィルタの１つは、関連する１つのチャネルにおいて光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されるとともに、関連する１つのチャネルに隣接するチャネルの１つを遮断するよう構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般にファイバ光データ伝送方法及びシステムに関する。

高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）光伝送路において、異なる波長又は周波数チャネルは独立したデータを伝送する。そのため、データを送信する容量はチャネルがいかに間隔を狭められるかに関係する。この容量の１つの尺度は光伝送路のスペクトル効率「ＳＥ」である。ＳＥは、ＳＥ＝Ｂ／Δｖで規定される。ここで、Ｂは秒当たりのビットを単位とするビットレート（ｂｉｔ／ｓ）、Δｖはヘルツを単位とする隣接するチャネルとの周波数間隔（Ｈｚ）である。ＤＷＤＭ光伝送システムにおいて、スペクトル効率及び関連するデータ伝送の容量を上げるために様々な技術が用いられてきた。

最近のＤＷＤＭシステムは高スペクトル効率なものである。例えば、市販されているＤＷＤＭシステムは、秒当たり１０ギガビット（Ｇｂ／ｓ）の光伝送レート「Ｂ」、及び５０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のチャネル間隔「Δｖ」を持つ。従って、これらの市販されているＤＷＤＭシステムは、約０.２ビット／秒／ヘルツ（ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ）のスペクトル間隔を提供する。次世代ＤＷＤＭ光伝送システムは、約４０Ｇｂ／ｓの伝送レート及び約５０ＧＨｚのチャネル間隔を目標とし、従って、約０.８ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚのスペクトル効率を目標とするものである。このスペクトル効率は、市販されているＤＷＤＭにおけるスペクトル効率の約４倍である。様々な技術によってＤＷＤＭシステムは大きく改善されてきたが、高スペクトル効率のシステムには更なる改善が望まれている。

発明は１つの側面において、複数チャネル光送信機及び全光学系伝送路を含む装置を特徴とする。複数チャネル光送信機は、一連のチャネル各々における両側波帯方式の光データストリームを生成するように構成される。全光学系伝送路は伝送光ファイバの一連のスパン及び１以上の連続的に配置された光バンドパスフィルタを有し、光送信機から一連のチャネルにおける光データパルスを受信するように構成される。連続的に配置された光バンドパスフィルタの１つは、関連する１つのチャネルにおける光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成され、その関連する１つのチャネルに隣接するチャネルの１つも遮断するよう構成されている。

他の側面では、発明はデータを光学的に伝送するための方法を特徴とする。方法は、一連の隣接するチャネル各々における残留側波帯方式の光データストリームを生成するステップを含む。方法は、光データストリームをファイバ光伝送路を介して送信するステップを含む。送信するステップは、各光データストリームを関連する連続的に配置された光バンドパスフィルタを介して通過させるステップを含む。その連続的配置部分の光バンドパスフィルタ各々は、関連するチャネルのデータストリームを通過させ、関連する光データストリームのチャネルに隣接するチャネルの光データストリームを遮断するように構成される。

代表的実施例は図面及び発明の詳細な説明によってより完全に記載される。しかし、発明は様々な形態で実施することができ、図面と発明の詳細な説明に記載される実施例に限定されるものではない。

次世代ＤＷＤＭファイバ光伝送路において、光挿入／分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）及び／又は光クロス接続（ＯＸＣ）のカスケード構造を持つことが望ましい。しかしながら、スペクトル効率が高い場合、ＯＡＤＭ及び／又はＯＸＣのカスケード構造は光パルスの強い光フィルタリングをもたらす。高スペクトル効率のシステムにおいて、そのような強いフィルタリングは、光パルスの劣化及びチャネル間クロストークを発生させる主な要因となる。パルス劣化及びチャネル間クロストークはデータ変調についての方式の適切な選択によって低減される。特に、両側波帯方式からのデータストリームを残留側波帯方式へ変換することによって、通常は強い光フィルタリングがあってもチャネル間クロストークが低減され、パルス劣化も減る。

図１は、データ変調についてのそのような方式の変換を行うＤＷＤＭ光伝送システム１０を示す。光伝送システム１０は、光送信機１２、全光学系伝送路１４、及び光受信機１６を含む。光送信機１２は光パルスを全光学系伝送路１４に送信する。全光学系送信ライン１４は光送信機１２からの光パルスを光受信機１６に伝送する。全光学系伝送路１４は一連の伝送光ファイバのスパン１８_１、１８_２・・・１８_Ｎ−１、１８_Ｎ（例えば、標準シングルモードファイバ（ＳＳＭＦ））、及びインライン結合(lumped)光学デバイス２０_１、２０_２・・・２０_Ｎ−２、２０_Ｎ−１を含む。インライン結合光学デバイス２０_１・・・２０_Ｎ−１は、伝送光ファイバ１８_１・・・１８_Ｎの隣接するスパンを光学的に結合する。

光送信機１２及び受信機１６は複数チャネルデバイスである。従って、光送信機１２は一連の隣接ＤＷＤＭ波長チャネルにおける光パルスの並列ストリームを生成する。同様に、光受信機１６は全光学系伝送路１４からの光パルスの並列ストリームの一部又は全部を受信し、受信された並列ストリームからのデジタルデータの１以上の独立したストリームを抽出する。

全光学系伝送路１４は、任意の偏波の光データストリームをその波長チャネル上で搬送するよう構成されている。特に、伝送ＳＳＭＦ１８_１・・・１８_Ｎは通常、偏波を維持する光ファイバではない。また、インライン結合光デバイス２０_１・・・２０_Ｎ−１は、チャネル偏波を維持するようには構成されていない光挿入／分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）又は光クロス接合（ＯＸＣ）を含む。ＯＡＤＭ又はＯＸＣは、例えば、分岐も挿入もされない光データストリームに対して予め選択された関係を有しない偏波を持つ光データストリームを、全光学系伝送路１４の隣接チャネル上に挿入することもできる。もちろん、挿入された光データストリームは、分岐も挿入もされない光データストリームに対して実質的に非直交偏波であればよい。例えば、挿入されたチャネルの偏波は、隣接チャネルにおける分岐も挿入もされない光データストリームの偏波に対して約４５度傾いていてもよい。

図２は、伝送ＳＳＭＦ２０_ｉと２０_ｉ＋１とに隣接するスパンに接続されるインライン結合光デバイス２０_ｉを示すものである。インライン結合光デバイス２０_ｉは光増幅器２２、分散補償器２４及び光フィルタ２６を含む。光増幅器２２はエルビウム・ドープ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、ラマン光増幅器（図示せず）及び／又は両方の組み合せであればよい。分散補償器２４は、光伝送路１４に対する全スパン補償又は何らかの他の所望の分散マップを生成するように選択された所定の長さの分散補償ファイバ（ＤＣＦ）を含んでいてもよい。光フィルタ２６は、インライン光増幅器２２によって生成された増幅された任意の放射ノイズを除去する。

図２Ｂに示すように、インライン光デバイス２０_ｉのうちのいくつかはＯＡＤＭ及び／又はＯＸＣ２８を含む。各ＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８は波長ディマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３０、波長マルチプレクサ（ＭＵＸ）３２並びに光ファイバ３４、３６及び３８を含む。光ファイバ３４は光ＤＥＭＵＸ３０とＭＵＸ３２との間の選択されたチャネルの光パルスを転送する。光ファイバ３６は選択されたチャネルにおける光データストリームを全光学系伝送路１４から分岐する。光ファイバ３８は選択されたチャネルにおける光データストリームを全光学系伝送路１４に挿入する。光ＤＥＭＵＸ３０は隣接チャネルの光パルスを異なる光ファイバ３４及び３６に分離する。同様に、光ＭＵＸ３２はファイバ３４及び３８からの隣接波長チャネルの光パルスを結合する。隣接チャネルに対する光データストリームの分離及び結合は、個々の波長チャネルの強いフィルタリングを、例えば、奇数及び偶数チャネルのディ・インタリーブ／インタリーブによって関与させる。従って、インラインＯＡＤＭ及び／又はＯＸＣ２８はまた、各波長チャネルにおける光パルスを強力にフィルタリングするインライン光バンドパスフィルタとして機能する。

ＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８は、通常は偏波を保持するようには構成されていない。例えば、光ファイバ３４、３６及び３８は通常、特定の偏波維持光ファイバではなくＳＳＭＦである。同様に、光ＤＥＭＵＸ３０は通常、個々の出力ポートで選択された偏波のみを出力するわけではない。特に、ＤＥＭＵＸ３０は、出力ポートで隣接チャネルに対して相対直交偏波を持つ光を伝送するようには構成されていない。同様に、光ＭＵＸ３２は通常、個々の入力ポートで選択された偏波成分を減衰させるわけではない。上記の理由により、ＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８は通常、隣接する波長チャネルの光パルス間での保障された偏波関係を提供するものではない。相対偏波は通常、隣接チャネルにおける当初の光パルス間で維持されず、隣接チャネルにおける当初の光パルスと挿入された光パルスとの間でも維持されない。偏波を維持する要素及び偏波に非常に敏感な要素がないため、ＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８は、隣接波長チャネルにおける分岐も挿入もされない光データストリームに対して実質的に非直交な光データストリームを挿入することができる。もちろん、全光学系伝送路１４において、２つの隣接チャネルの挿入される光データストリームと挿入されない光データストリームはいくらか平行な偏波を持つことになる。

図２Ｃは図１の複数チャネル光送信機１２の一実施例を示すものである。複数チャネル光送信機１２は並列セットの単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍ、及び単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍを全光学系伝送路１４の第１の終端に接続するＭ×１光波長ＭＵＸ４４を含む。各単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_ＭはＤＷＤＭの１波長チャネルに対して独立した光データストリームを送信する。Ｍ×１光波長ＭＵＸ４４は単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍからの光データストリームを結合し、通常はストリームの選択された偏波を遮断するものではない。また、単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍからの隣接チャネルにおける光データパルスのストリームは、通常は直交偏波を持つ。そのため、Ｍ×１光波長ＭＵＸ４４は通常は、光データストリームを、全光学系伝送路１４の相対的に直交する偏波を持つ隣接波長チャネルには送信しない。

複数チャネル光送信機１２において、各単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍはレーザー４６_１・・・４６_Ｍ、第１の光変調器４８_１・・・４８_Ｍ、第２の光変調器５０_１・・・５０_Ｍ、及び光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍを含む。レーザー４６_１・・・４６_Ｍは、単一ＤＷＤＭチャネルの光に対する、例えば、分散されたフィードバックレーザー等の狭帯域連続波（ＣＷ）ソースである。光変調器４８_１・・・４８_Ｍ及び５０_１・・・５０_Ｍは、例えば、光の振幅変調を可能とするマッハツェンダー干渉計であってもよい。各第１の光変調器４８_１・・・４８_Ｍは、入力データストリームに応答して、関連するレーザー４６_１・・・４６_ＭからのＣＷキャリアを変調して、例えば、ノン・リターン・トゥ・ゼロ・オン／オフ・キーイング・データストリーム等の両側波帯光データストリームを生成する。第２の光変調器５０_１・・・５０_Ｍは、受信データストリームを一定周波数の信号で変調する。その周波数はデータビットレートの半分であり、それにより光データストリームをキャリア抑圧リターン・トゥ・ゼロ（ＣＳＲＺ）−オン／オフ・キーイング（ＯＯＫ）方式に変換する。従って、各第２の光変調器５０_１・・・５０_Ｍは、ＣＳＲＺ−ＯＯＫ方式の変調された光パルスの分離したデータストリームを出力する。各光フィルタ５２_１・・・５２_Ｍは、関連する第２の光変調器５０_１・・・５０_Ｍからの光パルスのストリームに帯域通過フィルタリングを行う。

各単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍにおいて、光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍは２つの機能を持つ。第１に、光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍは、関連する単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍの波長チャネルに隣接するチャネルにおける光を遮断あるいは強力に減衰する。これによって、光伝送路１４における隣接単一チャネル光送信機４２_１・・・４２_Ｍの独立光データストリーム間の、後のクロストークが減少する。第２に、各光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍは、同じチャネルの光変調器４８_１・・・４８_Ｍ及び５０_１・・・５０_Ｍからの光の両側波帯データストリームの中心波長に対してオフセットする中心波長を持つ。このオフセットのために、各光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_ＭはＣＳＲＺデータストリームをＶＳＢ方式のデータストリームに変換する。

配備されたＤＷＤＭシステムによっては、両側波帯方式からＶＳＢ方式への変換は、送信機の光源の波長をシフトすることで非常に簡単に実施できる。このような変換は、伝送光ファイバの新しいスパンを設けることを要しない。従って、変換によって、現在両側波帯方式で構成されている配備された光伝送路の伝送容量を安価に増加することができる。

図３Ａ−３Ｄは、例えば、図１の複数チャネル光送信機１２の実施例で実施可能な２つの両側波帯及びＶＳＢ方式のパワースペクトルを示すものである。ここで、両側波帯方式は、２つの側波帯が中心波長に対して対称的に分布する光パワースペクトルを生成する。一方の側波帯は中心波長よりも高いスペクトルの部分に対応し、他方の側波帯は中心波長よりも低いスペクトルの部分に対応する。両側波帯方式で変調された光データストリームの各側波帯は光データストリームで伝送される全てのデータを搬送する。ＶＳＢデータストリームは両側波帯光データストリームの一方の側波帯を除去、あるいは強力に減衰させる。そのため、ＶＳＢ光データストリームは、当初の両側波帯光データストリームと同じ量のデータを効果的に搬送する。最終的なＶＳＢ光データストリームでは、好ましくは１０％以下の光パワーが強力に減衰された光側波帯にあり、より好適には１％以下の光パワーがその側波帯にある。そして、強力に減衰された側波帯との干渉はデータ伝送における多くのエラーを生じさせない。

図３Ｂ及び３Ｄは、それぞれＶＳＢノン・リターン・トゥ・ゼロ（ＮＺＲ）−オン／オフ・キーイング（ＯＯＫ）方式、及びＣＳＲＺ−ＯＯＫにおけるデータストリームのパワースペクトルを示すものである。図３ＡのＮＲＺ−ＯＯＫデータストリームを、周波数応答が図の点線で与えられる光バンドパスフィルタでフィルタリングすることによって、図３ＢのＶＳＢ−ＮＲＺ−ＯＯＫスペクトルが生成される。図３ＣのＣＳＲＺ−ＯＯＫデータストリームを、周波数応答が図の点線で与えられる光バンドパスフィルタでフィルタリングすることによって、図３ＤのＶＳＢ−ＣＳＲＺ−ＯＯＫスペクトルが生成される。両方の場合において、光バンドパスフィルタは、発生した両側波帯光データストリームの中心周波数に対してオフセットした中心周波数を持つ。オフセット及びフィルタ応答は受信された両側波帯データストリームの一方の側波帯を実質的に除去する。

図４において、図Ａ及びＢは、図２Ｃの複数チャネル光送信機１２の隣接ＤＷＤＭ波長チャネルＬ、Ｌ＋１におけるパワースペクトルの成長を示すものである。説明の便宜上、チャネルＬ及びＬ＋１のパワースペクトルは、異なる単一チャネル光送信機４２_Ｌ及び４２_Ｌ＋１におけるものではあるが、図Ａ及びＢにおいては互いに重ね合わせて示している。

図ＡはチャネルＬ及びＬ＋１に対する光変調器５０_Ｌ及び５０_Ｌ＋１からの出力パワースペクトルを示す。光変調器５０_Ｌ、５０_Ｌ＋１各々は、２つの高パワーピーク、即ち、「＋」及び「−」を持つＣＳＲＺタイプのパワースペクトルを生成する。２つのピークは、関連するチャネルＬ、Ｌ＋１の中心波長Ｗ_Ｌ、Ｗ_Ｌ＋１、即ち、例示的両側波帯方式のパワースペクトルに関して対称的に分布している。図示するように、光変調器５０_Ｌ及び５０_Ｌ＋１は周波数においてかなりオーバーラップするパワースペクトルを生成する。

図ＢはチャネルＬ及びＬ＋１に対する光バンドパスフィルタ５２_Ｌ及び５２_Ｌ＋１からの出力パワースペクトルを示す。光バンドパスフィルタ５２_Ｌ及び５２_Ｌ＋１各々は、フィルタの中心周波数と関連する入力ＣＳＲＺパワースペクトルの中心周波数との間のオフセットのために、関連する両側波帯スペクトルの一方の側波帯を遮断又は強力に減衰させる。この中心周波数のオフセット又は等価的には中心波長のオフセットが、ＣＳＲＺとＶＳＢ−ＣＳＲＺ方式間の変換を生じさせる。バンドパスフィルタ５２_Ｌ、５２_Ｌ＋１はピーク「−」を強力に、例えば、１０ｄＢ減衰させ、より好適には同じチャネルのピーク「＋」についてよりも少なくとも１３ｄＢ大きく減衰させる。従って、光バンドパスフィルタ５２_Ｌ、５２_Ｌ＋１は、２つのチャネルＬとＬ＋１が結合される場合、伝送中の周波数におけるオーバーラップ及びチャネル間クロストークを低減する。

再び図１及び２Ａ−２Ｃを参照する。全光学系伝送路１４は、例えば、インラインＯＡＤＭ及び／又はＯＸＣ２８に関連する連続的に配置されたインライン光バンドパスフィルタを含む。ＯＡＤＭ／ＯＸＣは、異なるチャネルの光パルスを異なるインライン光バンドパスフィルタによって効果的にルーティングするので、インライン光バンドパスフィルタの態様はチャネル番号によって異なる。例えば、ＯＡＤＭ及びＯＸＣは通常、帯域通過フィルタリングすることによって隣接チャネルにおける光を分離する光インタリーバ及びディインタリーバを有する。特に、隣接チャネルにおける光パルスは光インタリーバ及びディインタリーバの異なるポートを通過し、それにより異なる光バンドパスフィルタリングを行う。

実施例によっては、光伝送路１４は、複数チャネル光送信機１２によって生成されたＶＳＢデータストリームと同じチャネル間隔を持つ両側波帯データストリームを移送することができる。そのような実施例では、インライン光バンドパスフィルタは通常、送信機の光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍの応答関数に対して周波数配列された応答関数を持つ。そのため、たとえ第１の側波帯が光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍの１つによって既に遮断されていても、各インライン光バンドパスフィルタは、関連するチャネルについての両側波帯光キャリアの第１の側波帯を通過させ、第２の側波帯を遮断するように構成される。即ち、インライン光バンドパスフィルタ及び光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍの中心波長は、光変調器５０_１・・・５０_Ｍの個々によって生成された関連する両側波帯データストリームの中心波長に対して同様にシフトする。インライン光バンドパスフィルタの例示の中心周波数及び同じチャネルにおける両側波帯光キャリアは、相対的に少なくともビットレート２０％（例えば、ギガヘルツレベル）がシフトされ、好適には、１００ＧＨｚ以下又は５０ＧＨｚ以下のチャネル間隔についてビットレート４０％から６０％がシフトされる。

データストリームを両側波帯方式からＶＳＢ方式に変換することによって、強力な光フィルタリングに起因して、チャネル間クロストーク及び光パルスの劣化双方を減少させることができる。これらの改良要因についての深い理解は図４の図ＡとＢとを比較することによって得られる。図Ａに示すように、チャネル間隔は非常に狭いので、１つのＣＳＲＺ両側波帯光データストリームの高パワーピーク「−」は実際には隣接チャネルに吸収される。そのため、チャネル間クロストークは、両側波帯データストリームからＶＳＢ方式への変換後に低減され、例えば、ピーク「−」を強力に減衰させる。同様に、図Ａの両側波帯データストリームの高パワー部分は、図ＢのＶＳＢ方式における変換された光データストリームよりも、ＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８の光フィルタが両側波帯方式に対して強力に減衰するように構成される周波数について、より凝縮される。従って、全光学系伝送路１４の一連のＯＡＤＭ／ＯＸＣは、同じチャネル間隔を持つ両側波帯光データストリームよりも実質的に小さい歪みのＶＳＢ光データストリームを生成する。

図５は、例えば、図１−２Ｃの光伝送システム１０等のファイバ光伝送システムを介してデータを伝送する方法６０を示すものである。

方法６０は両側波帯方式の並列光データストリームを生成するステップ（ステップ６２）を含む。並列光データストリームは一連の隣接波長チャネルに関連付けられる。例えば、図２Ｃの光変調器４８_１・・・４８_Ｍ及び５０_１・・・５０_Ｍはそのような光データストリームを例示的ＣＳＲＺ−ＯＯＫ方式で生成することができる。

方法５０はまた、光データストリームを両側波帯方式からＶＳＢ方式に変換するステップ（ステップ６４）を含む。変換は、例えば、各両側波帯光データストリームを光バンドパスフィルタを介して通過させるステップを関与させ、フィルタは一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されている。好適には、そのようなフィルタリングによって一方の側波帯を他方の側波帯よりも１０ｄＢ減衰させ、より好適には一方の側波帯を他方の側波帯よりも２０ｄＢ減衰させる。例えば、図２Ｃの光バンドパスフィルタ５２_１・・・５２_Ｍはそのようなフィルタリングを介した方式の変換を行う。

方法６０はまた、光データストリームをＶＳＢ方式で、例えば、全光学的伝送路１４等のファイバ光伝送路を介して伝送するステップ（ステップ６６）を含む。伝送するステップは各光データストリームを光バンドパスフィルタの関連する部分を介して通過させる。関連する部分の光バンドパスフィルタはまた、関連する両側波帯光データストリームの一方の側波帯を通過し、他方の側波帯を遮断する。光バンドパスフィルタは、例えば、図１−２Ｂに示すようなＯＡＤＭ／ＯＸＣ２８等であればよい。

伝送するステップは通常、実質的に直交でない偏波状態にある隣接チャネルのＶＳＢ光データストリームを送信するステップを含む。隣接チャネルの前記光データストリームの偏波は実質的に平行でさえあってもよい。また、ファイバ光伝送路は偏波維持型でなくてもよく、並びに／又は、偏波が他の光データストリームの偏波に対して実質的に直交でない光データストリームを挿入するＯＡＤＭ及び／若しくはＯＸＣであってすでにファイバ光伝送路の隣接チャネル上にあるものを含んでいてもよい。

実施例によっては、ファイバ光伝送路は光データストリームを両側波帯方式及びＶＳＢ方式双方で伝送することができる。それでも、ＶＳＢ方式での伝送は通常、非常に高いスペクトル効率を有する。同じファイバ光伝送路での最大スペクトル効率について、ＶＳＢ方式を介して伝送すると、両側波帯方式において伝送するよりも５０％高いスペクトル効率を得ることができる。ＶＳＢ方式での伝送によって、両側波帯方式において伝送する場合に得られる最大スペクトル効率よりも２〜４倍のスペクトル効率を得ることができる。

図６Ａ及び６Ｂは、データはＶＳＢ−ＣＳＲＺ方式に従って変調される光伝送システムを同期する設定におけるパフォーマンス測定値を示すものである。プロットされたパフォーマンス測定値は、１０^−３以下のビットエラーレートを得るために必要な光の信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ_ｒｅｑ）である。図６Ａ及び６Ｂについて、パフォーマンス測定値は、再循環ループ設定に結合される光送信機及び光受信機を介して得られたものである。

光送信機はＶＳＢ−ＣＳＲＺ光パルスを３つの隣接チャネルに供給した。光パルスは６７％のデューティサイクルで４２.７Ｇｂ／ｓのデータレートのＣＳＲＺ光パルスを生成することによって得られた。このデータレートは、前方誤り訂正の実行時に４０Ｇｂ／ｓの情報レートを効果的に生成した。ＣＳＲＺ光パルスは、３０ＧＨｚから８０ＧＨｚの間の３ｄＢ帯域幅を持つ３次超ガウス光ファイバを通過した。送信機のフィルタの中心周波数とＣＳＲＺ光パルスの中心周波数とのオフセットは０から２０ＧＨｚの間で変動した。

再循環ループは、拡大自然放出（ＡＳＥ）光の成長を制限する光フィルタ、ＥＤＦＡ光増幅器、１スパンの伝送ＳＳＭＦ、ＤＣＦ、及びバック・トゥ・バック・ディインタリーバ／インタリーバの対を含んでいた。ＤＣＦの長さは、全分散補償を生成するようにＳＳＭＦの１０キロメートルのスパンに一致するものであった。インタリーバ／ディインタリーバの対は、１０Ｇｂ／ｓ伝送システムのための標準３次ガウスフィルタであり、４４ＧＨｚ及び６２ＧＨｚの、それぞれ３ｄＢ及び２０ｄＢの帯域幅を持っていた。インタリーバ／ディインタリーバの対は強力な光フィルタリングをもたらした。

光受信機にはＶＳＢタイプの入力フィルタを用いた。帯域幅がビットエラーレートによって変動する受信光フィルタに対する設計及びアプリケーションは、例えば、米国特許出願第２００４／０１４６２９７号に記載され、ここに参照として取り込まれる。

図６Ａは、例えば、図２Ｃの光学帯域フィルタ５２_１・・・５２_Ｍ等の送信機光フィルタのフィルタ応答幅の関数としてＯＳＮＲ_ｒｅｑの値を示すものである。実線上の□、○、△及び◇の点は、当初のＣＳＲＺパワースペクトルの中心周波数と光パルスをＶＳＢ−ＣＳＲＺ方式に変換した光バンドパスフィルタの中心周波数との間の、０ＧＨｚ、８ＧＨｚ、１６ＧＨｚ及び２０ＧＨｚの相対シフトにそれぞれ対応する。特に、強力にフィルタリングされたＣＳＲＺ光パルスに対応する「オフセットなし」については、測定ＯＳＮＲ_ｒｅｑ値は、光フィルタが約３８ＧＨｚより低い３ｄＢ帯域幅を持つ場合に劇的に増加した。オフセットが増加するにつれて、ＯＳＮＲ_ｒｅｑの値は約３８ＧＨｚより低い３ｄＢフィルタ幅について次第に大きく増加した。これは、ＣＳＲＺパワースペクトルにおける１つのピークの強力な減衰、即ち、ＶＳＢ−ＣＳＲＺ光パルスを生成することによって、チャネル間クロストーク及び／又は強力な光フィルタリングによってもたらされるパルス歪みを大幅に低減した。

図６Ｂは、ＶＳＢ−ＣＳＲＺ光パルスが通過するＯＡＤＭ数の関数としてＯＳＮＲ_ｒｅｑの値を示すものである。△、□及び○のデータ点は、１つのチャネル、共通偏波を持つ３つの隣接するチャネル及び２.５ＧＨｚで離調された３つの隣接するチャネルを示す。△のデータ点ＯＳＮＲ_ｒｅｑの値は通過するＯＡＤＭ数に対して単調に増加した。従って、強力な光フィルタリングはＶＳＢ−ＣＳＲＺ光パルスを単調に減少させた。□と△のデータ点が近いということは、チャネル間クロストークが非常に小さいことを示している。○のデータ点は、ＶＳＢ−ＣＳＲＺ方式を用いて得られる改善がＤＷＤＭチャネルの小さい離調に対してかなり強健であることを示すものである。

図６Ａ−Ｂは、ＣＳＲＺ方式において１０ＧＢ／ｓで動作する従来の伝送システムは、チャネル間クロストークを制限するために用いられる光バンドパスフィルタに対して単一チャネル光送信機の周波数が離調される場合、恐らく４０Ｇｂ／ｓで動作され得ることを示唆している。特に、これらの変換は恐らく、光伝送路に対する変化を必要としないものとなる。

図１、２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの光伝送システム１０の長く這わせた実施例では、擬似線形伝送手法において動作し、管理された分散マッピングを用いて、及び／又はインライン位相接合器（phase conjugator）を内蔵して、光パルスの望まれない非線形光効果を低減することもできる。擬似線形伝送手法は、例えば、米国特許第６５４２６７８号に記載されている。管理された分散マッピングのための代表的な分散マップは、例えば、米国特許６５８３９０７号、米国特許第６６０６１７６号、及びR.J.Essiambre他による２００３年１２月５日提出の米国特許出願第１０／７２９１５３号に記載されている。インライン光位相接合器は、R.J.Essiambre他による２００３年５月２１日提出の米国特許出願第１０／１５２６４５号、及びAref Chowdhury他による２００４年４月３０日提出の第１０／８３５７５３号に記載されている。これらの米国特許及び米国特許出願は全て参照としてここに取り込まれる。

発明の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から、発明の他の実施例は当業者にとって明らかなものである。

図１は、データ変調のための残留側波帯（ＶＳＢ）方式を導入する光伝送システムにおける実施例を示す図である。 図２Ａは、図１の全光学系伝送路からの例示的なインライン結合光デバイスを示す図である。 図２Ｂは、図１の全光学系伝送路における例示の光挿入／分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）又は光クロス接続（ＯＸＣ）を示す図である。 図２Ｃは、図１の光伝送システムのための例示的複数チャネル光送信機を示す図である。 図３Ａは、ノン・リターン・トゥ・ゼロ（ＮＲＺ）−オン／オフ・キーイング（ＯＯＫ）方式における光データストリームのパワースペクトル（単位ｄＢ）を示す図である。 図３Ｂは、図３ＡのＮＲＺ−ＯＯＫ光データストリームからＶＳＢ方式への変換後のパワースペクトル（単位ｄＢ）を示す図である。 図３Ｃは、キャリア・サポート・リターン・トゥ・ゼロ（ＣＳＲＺ）−ＯＯＫ方式における光データのパワースペクトル（ｄＢ）を示す図である。 図３Ｄは、図３ＣのＣＳＲＺ−ＯＯＫ光データストリームからＶＳＢ方式への変換後のパワースペクトル（ｄＢ）を示す図である。 図４は、図２Ｃの隣接単一チャネル光伝送における光パワースペクトルを重ね合わせた図である。 図５は、複数チャネルファイバ光伝送システムを介してデータを伝送する方法を示すフローチャートである。 図６Ａは、送信フィルタの帯域通過及びオフセットの関数としてＶＳＢ−ＣＳＲＺ系方式のｎ個の伝送システムにおけるＯＳＮＲ_ｒｅｑ値をプロットした図である。 図６Ｂは、ＶＳＢ−ＣＳＲＺ光パルスが通過する等価ＯＡＤＭ又はＯＸＣ数の関数としてＶＳＢ−ＣＳＲＺ方式の光伝送システムにおけるＯＳＮＲ_ｒｅｑ値をプロットした図である。

符号の説明

１０．光伝送システム
１２．光送信機
１４．全光学系伝送路
１６．光受信機
１８．スパン
２０．インライン結合光学デバイス
２２．光増幅器
２４．分散補償器
２６．光フィルタ
２８．ＯＡＤＭ及び／又はＯＸＣ
３０．波長ディマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）
３２．波長マルチプレクサ（ＭＵＸ）
３４、３６、３８．光ファイバ
４２．単一チャネル光送信機
４４．Ｍ×１光波長ＭＵＸ
４６．レーザー
４８．第１の光変調器
５０．第２の光変調器
５２．光バンドパスフィルタ

Claims (10)

1. 装置であって、
   一連のチャネル各々において両側波帯方式の光データストリームを生成するよう構成された複数チャネル光送信機、及び
   伝送光ファイバの一連のスパン及び１以上の連続的に配置される光バンドパスフィルタを有し、該光送信機から該一連のチャネルにおける光データパルスを受信するよう構成された全光学系伝送路
   からなり、
   該連続的に配置された光バンドパスフィルタの１つが、関連する１つのチャネルにおいて該光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されるとともに、該関連する１つのチャネルに隣接するチャネルの１つを遮断するよう構成された装置。
2. 請求項１記載の装置において、他の該連続的に配置された光バンドパスフィルタが、他の１つのチャネルにおいて該光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されるとともに、該他の１つのチャネルに隣接するチャネルの１つを遮断するよう構成された装置。
3. 請求項１記載の装置において、該光送信機が該光データストリームを残留側波帯方式に変換し、該変換された光データストリームを該全光学系伝送路に送信するよう構成された装置。
4. 請求項３記載の装置において、該全光学系伝送路は、隣接するチャネルに対して実質的に任意の偏波を持つ該変換された光データストリームを伝送することができる装置。
5. 請求項１記載の装置において、各チャネルについて、該光送信機は、該関連するチャネルの該光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されるとともに、該関連するチャネルに隣接する１以上のチャネルを遮断するよう構成された関連の光バンドパスフィルタからなる装置。
6. データを光学的に伝送する方法であって、
   一連の隣接するチャネル各々において、残留側波帯方式の光データストリームを生成するステップ、及び
   該光データストリームをファイバ光伝送路を介して伝送するステップ
   からなり、
   該伝送するステップは、関連の連続的に配置された光バンドパスフィルタを介して各光データストリームを通過させるステップを含み、該連続的に配置された光バンドパスフィルタ各々は、該関連するチャネルの該光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断するよう構成されるとともに、該関連するチャネルに隣接するチャネルの１つを遮断するよう構成されていることを特徴とする方法。
7. 請求項６記載の方法において、該関連の連続的に配置された該光バンドパスフィルタが、該関連する光データストリームの一方の側波帯を通過させ、他方の側波帯を遮断することができることを特徴とする方法。
8. 請求項６記載の方法であって、さらに、
   各チャネルにおいて、両側波帯方式の光データストリームを残留側波帯方式の該光データストリームに変換するステップ
   からなる方法。
9. 請求項８記載の方法において、該変換するステップが、両側波帯方式の該光データストリームの一方の側波帯を通過させ他方の側波帯を遮断する光バンドパスフィルタを介して、両側波帯方式の各光データストリームを通過させるステップを含むことを特徴とする方法。
10. 請求項８記載の方法において、該伝送するステップが、隣接するチャネルにおいて第１及び第２の該変換された光データストリームを、該ファイバ光伝送路に実質的に平行な成分の偏波状態で送信するステップを含むことを特徴とする方法。
    

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