JP2011019198A - 光符号分割多重用送信回路及び光符号分割多重用受信回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信側の2値/多値変換手段における電気段符号拡散に基づいて生成された多値電気信号で、各光周波数成分を多値変調した多値信号光を光周波数多重した多波長信号光を送受信する光CDM伝送システムにおいて、送信回路が、光周波数が異なる複数の光搬送波を、それぞれ、前記多値電気信号の各シンボル値に対応する電気信号と該電気信号の極性を反転させた電気信号とを印加したマッハツェンダ干渉計型の光強度変調器で多値振幅位相変調し、該変調された各多値APSK信号光を合波して出力する。
【選択図】図4
Description
図4は、本実施形態の光CDM伝送システム301を説明する図である。光CDM伝送システム301は、光CDM送信回路201と、複数の光CDM受信回路(202−1、202−2、・・・)とを、光ファイバ伝送路203が接続する構造である。
光CDM送信回路201は、複数の2値電気信号が入力される2値/多値変換手段11、それぞれ光周波数が異なる光搬送波が入力されるK個(Kは2以上の整数)の光振幅位相変調手段(12−1、12−2、・・・、12−K)、及び光周波数合波手段13を備える。
光CDM受信回路202は、光周波数分波手段42、K個の光検波手段(43−1、42−2、・・・、43−K)、K個の識別変換回路(44−1、44−2、・・・、44−K)、電気復号化手段45を備える。光周波数分波手段42は、光CDM受信回路202へ入力された多波長信号光を光周波数成分ごとに分離して出力する。光検波手段43は、光周波数分波手段の出力光をそれぞれ検波して光CDM送信回路内の2値/多値変換手段において生成された多値電気信号とシンボル値が一致する信号を出力する。生成される多値電気信号は、各電圧レベルが中間電圧値を中心として対称であり、各電圧レベルと中間電圧値との電位差は、多値APSK信号光の光電界振幅に比例する。
図13は、光検波手段43の他の構成例である。光検波手段43は、局発光源51、ループフィルタ63、光検波器(PD)53を備え、これらが光PLLを構成する光位相同期ホモダイン検波回路である。
第3の実施形態は、光CDM送信回路201内の光振幅位相変調手段12が、光振幅変調手段75と光位相変調手段76が直列に接続された構成からなる光CDM伝送システムである。光振幅変調手段75は、振幅が一定である光搬送波の振幅を変調し、2通り以上の振幅状態を有する信号光を出力する。光位相変調手段76は、光位相がシンボル時間オーダで一定である光搬送波の光位相を変調する。ここで、光位相変調手段内での入力光の光位相シフト量は差がπである2値のいずれかであり、光振幅位相変調手段からの出力は、第1の実施形態と同様の多値APSK信号光となる。光振幅変調手段と光位相変調手段は、どちらが前に配置されてもよい。
[光CDM送信回路]
実施形態4の光CDM送信回路201’は、各光周波数成分が多値振幅位相変調された多波長信号光に加え、多波長信号光と光周波数が一致する光周波数成分を含む多波長連続光を出力する。多波長信号光と多波長連続光は、光CDM送信回路の出力端において、光周波数が同じである光周波数成分同士の光位相差が0またはπである。
図16から図18で説明した光CDM送信回路201’からの多波長信号光と多波長連続光の混合光を受信する場合は、図4の光CDM受信回路202内の光検波手段43は2乗検波する。
図4の光CDM受信回路202は、光検波手段43としてPD等の光検波器が配置され、光周波数が同じである連続光と多値APSK信号光の混合光が2乗検波される。ここで、光周波数が同じである連続光と多値APSK信号光の光位相は、光CDM送信回路201’内において、光位相差が多値APSK信号のシンボル値に応じて0またはπとなるように調整されている。更に、これらの光の光ファイバ伝送中における位相変移量は等しいため、光CDM受信回路202内における光位相差も0またはπとなる。よって、連続光の光電界ECW(t)と多値APSK信号光の光電界ES(t)の和である光検波器への入力光電界ETotal(t)は、式(10)で表せる。
12、12’12−1、12−2、・・・、12−K:光振幅位相変調手段
13:光周波数合波手段
14、14−1、14−2、・・・、14−K:光源
15:多波長光源
16:光周波数分波手段
21、21−1、21−2、・・・、21−N:拡散符号器
22、22−1、22−2、・・・、22−K:加算器
23、23−11、23−12、・・・:出力端
25:差動信号生成手段
26:光強度変調器
42:光周波数分波手段
43、43−1、43−2、・・・、43−K:光検波手段
44、44−1、44−2、・・・、44−K:識別変換回路
45、45’、45’−1、45’−2、・・・、45’−N’:電気復号化手段
51:局発光源
52:偏波調整手段
53:光検波器
54:BPF
55:電気位相同期ループ回路
56:LPF
61:VCO
62:ミキサー
63:ループフィルタ
65:識別器
66:減算器
67:2乗器
68:乗算器
71:入力端
75:光振幅変調手段
76、76’:光位相変調手段
81:信号変換回路
82、87:差動信号生成手段
83、88:光強度変調器
84、86:識別器
85:光位相変調器
91:光混合器
92、92−1、92−2、・・・、92−K:光位相調整手段
93、93−1、93−2、・・・、93−K:光強度調整手段
94、94−1、94−2、・・・、94−K:偏波調整手段
101:減算器
102:識別器
103:乗算器
201:光CDM送信回路
202、202−1、202−2、・・・、202−N:光CDM受信回路
203:光ファイバ伝送路
301:光CDM伝送システム
Claims (9)
- 複数の2値電気信号が入力される2値/多値変換手段、それぞれ光周波数が異なる光搬送波が入力されるK個(Kは2以上の整数)の光振幅位相変調手段、及び光周波数合波手段を備える光符号分割多重用送信回路であって、
前記2値/多値変換手段は、2種の符号要素で構成される固有符号を割り当てられた複数の拡散符号器を有しており、前記固有符号のうち符号長が最長である前記固有符号の符号長Kの個数の多値電気信号を生成し、
各々の前記拡散符号器は、割り当てられた前記固有符号の符号長以上の個数の出力端を持ち、前記固有符号を構成する各符号要素を前記出力端へ順に割り当てた際に、前記固有符号の前記符号要素のうちの一方の前記符号要素を割り当てた前記出力端に前記拡散符号器に入力された前記2値電気信号とシンボル値が一致する信号を出力させ、他の前記出力端に0を出力させ、
k番目(k=1,2,・・・,K)の前記多値電気信号のシンボル値は、各々の前記拡散符号器のk番目の出力端からの出力信号のシンボル値の和と一致し、
前記光振幅位相変調手段は、前記2値/多値変換手段が出力する前記多値電気信号を用いて前記光搬送波の振幅と光位相を変調して多値振幅位相変調信号光を出力し、
前記多値振幅位相変調信号光がとりうる光電界振幅は2通り以上であり、前記光振幅位相変調手段内での入力光の光位相シフト量は前記多値電気信号のシンボル値に応じて差がπである2値のいずれかであり、
前記光周波数合波手段は、各々の前記光振幅位相変調手段が出力する前記多値振幅位相変調信号光を合波した多波長信号光を出力することを特徴とする光符号分割多重用送信回路。 - 前記光振幅位相変調手段は、
入力される前記多値電気信号から極性が反転関係にある2つの電気信号を生成する差動信号生成手段と、
前記差動信号生成手段が出力する前記2つの電気信号で前記光搬送波の振幅と光位相を変調して前記多値振幅位相変調信号光を生成するマッハツェンダ干渉計型の光強度変調器と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光符号分割多重用送信回路。 - 前記光振幅位相変調手段は、
前記光搬送波の伝搬方向に光振幅変調手段と光位相変調手段が直列に接続されており、
前記光振幅変調手段は、
入力される前記多値電気信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値との電位差の絶対値である絶対値信号を出力する信号変換回路と、
前記信号変換回路が出力する前記絶対値信号から極性が反転関係にある2つの電気信号を生成する差動信号生成手段と、
前記差動信号生成手段が出力する前記2つの電気信号で前記光搬送波の振幅を変調して出力するマッハツェンダ干渉計型の光強度変調器と、
を持ち、
前記光位相変調手段は、
入力される前記多値電気信号の電圧値が、該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以上の場合と、該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以下の場合とで、値が異なる識別信号を出力する識別器と、
前記識別器が出力する前記識別信号で前記光搬送波の光位相を変調して出力する光位相変調器と、
を持ち、
前記光振幅変調手段及び前記光位相変調手段で前記光搬送波から前記多値振幅位相変調信号光を生成することを特徴とする請求項1に記載の光符号分割多重用送信回路。 - 前記光振幅位相変調手段は、
前記光搬送波の伝搬方向に光振幅変調手段と光位相変調手段が直列に接続されており、
前記光振幅変調手段は、
入力される前記多値電気信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値との電位差の絶対値である絶対値信号を出力する信号変換回路と、
前記信号変換回路が出力する前記絶対値信号から極性が反転関係にある2つの電気信号を生成する第1差動信号生成手段と、
前記第1差動信号生成手段が出力する前記2つの電気信号で前記光搬送波の振幅を変調して出力するマッハツェンダ干渉計型の第1光強度変調器と、
を持ち、
前記光位相変調手段は、
入力される前記多値電気信号の電圧値が、該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以上の場合と、該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以下の場合とで、値が異なる識別信号を出力する識別器と、
前記識別器が出力する前記識別信号から極性が反転関係にある2つの電気信号を生成する第2差動信号生成手段と、
前記第2差動信号生成手段が出力する前記2つの電気信号で前記光搬送波の光位相を変調するマッハツェンダ干渉計型の第2光強度変調器と、
を持ち、
前記光振幅変調手段及び前記光位相変調手段で前記光搬送波から前記多値振幅位相変調信号光を生成することを特徴とする請求項1に記載の光符号分割多重用送信回路。 - 前記多値振幅位相変調信号光と光周波数が一致する光周波数成分を含み、且つ前記多値振幅位相変調信号光と光周波数が一致する光周波数成分において前記多値振幅位相変調信号光との光位相差が前記光符号分割多重用送信回路の出力端において0またはπである多波長連続光の各光周波数成分を、前記多値振幅位相変調信号光又は前記多波長信号光に混合して出力する光混合器をさらに備えることを特徴とする請求項1から4に記載の光符号分割多重用送信回路。
- 請求項1から4のいずれかに記載の光符号分割多重用送信回路が光ファイバ伝送路を介して接続された光符号分割多重用受信回路であって、
入力される前記多波長信号光を光周波数成分ごとに分離して出力する光周波数分波手段と、
前記光周波数分波手段の出力光をそれぞれ検波して前記多値電気信号とシンボル値が一致する信号を出力するK個の光検波手段と、
前記光検波手段と1対1に接続され、
前記光検波手段の出力信号の電圧値が該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以上の場合に前記光検波手段の出力信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値の電位差を2乗した変換信号を出力し、前記光検波手段の出力信号の電圧値が該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以下の場合に前記光検波手段の出力信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値の電位差を2乗し、−1を乗じた変換信号を出力するK個の識別変換回路と、
前記識別変換回路からの前記変換信号がそれぞれ入力されるK個の入力端を持ち、
前記拡散符号器に割り当てた前記固有符号の1つが割り当てられ、前記固有符号を構成する前記符号要素を前記入力端に順に割り当てた際に、前記固有符号を構成する前記符号要素のうちの一方の前記符号要素を割り当てた前記入力端に入力される前記変換信号を正、他の前記入力端に入力される前記変換信号を負として加える加減算を行う電気復号化手段と、
を備えることを特徴とする光符号分割多重用受信回路。 - 前記光検波手段は、
前記多値振幅位相変調信号光の光周波数と所定の周波数差を持つ光周波数の出力光を出力する局発光源と、
前記局発光源からの前記出力光と前記多値振幅位相変調信号光との混合光を2乗検波する光検波器と、
電気帯域が前記多値振幅位相変調信号光のシンボル速度より狭く、前記光検波器の出力を同期検波する電気位相同期ループ回路と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の光符号分割多重用受信回路。 - 前記光検波手段は、
局発光源及び光検波器を含む光位相同期ループを有し、
前記光位相同期ループ内では、電気帯域が前記多値振幅位相変調信号光のシンボル速度より狭く、前記局発光源の出力光の光周波数及び光位相が前記多値振幅位相変調信号光と同期するように調整され、
前記光検波器は、前記局発光源からの前記出力光と前記値振幅位相変調信号光との混合光を2乗検波することを特徴とする請求項6に記載の光符号分割多重用受信回路。 - 請求項5に記載の光符号分割多重用送信回路が光ファイバ伝送路を介して接続された光符号分割多重用受信回路であって、
入力される前記多波長信号光及び前記多波長連続光を光周波数成分ごとに分離して出力する光周波数分波手段と、
前記光周波数分波手段の出力をそれぞれ2乗検波して前記多値電気信号とシンボル値が一致する信号を出力するK個の光検波手段と、
前記光検波手段と1対1に接続され、
前記光検波手段の出力信号の電圧値が該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以上の場合に前記光検波手段の出力信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値の電位差を2乗した変換信号を出力し、前記光検波手段の出力信号の電圧値が該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値以下の場合に前記光検波手段の出力信号の電圧値と該電圧値がとりうる最大値と最小値の中間値の電位差を2乗し、−1を乗じた変換信号を出力するK個の識別変換回路と、
前記識別変換回路からの前記変換信号がそれぞれ入力されるK個の入力端を持ち、
前記拡散符号器に割り当てた前記固有符号の1つが割り当てられ、前記固有符号を構成する前記符号要素を前記入力端に順に割り当てた際に、前記固有符号を構成する前記符号要素のうちの一方の前記符号要素を割り当てた前記入力端に入力される前記変換信号を正、他の前記入力端に入力される前記変換信号を負として加える加減算を行う電気復号化手段と、
を備えることを特徴とする光符号分割多重用受信回路。
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