JP2013176016A - 光信号送信装置及び光信号送信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、複数チャネルの直接変調光信号を合波する第1合波器と、合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、光サブキャリア変調信号をプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第2合波器と、チャネル毎に合波された光サブキャリア変調信号とプローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質とを有する。
【選択図】図2
Description
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第1合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第2合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、を有する。
図1は光信号送信装置の概要を説明するための構成図を示す。図1において、レーザダイオード(LD)11が出力する直接変調光信号ESは(1)式のように表わすことができる。
ここで、B(t)は変調電気信号、ωSは初期発振光周波数、Δωは周波数チャープである。この直接変調光信号ESの光電力はPS=|ES|2は(2)式で表される。
(2)式から伝送しない場合には周波数チャープによる信号の劣化はない。しかしながら、この直接変調光信号ESは、波長分散を有する伝送路を伝送すると変調光信号の強度に応じて受ける波長分散により大きく波形劣化する。
+S1B(t)exp[j(ωS+ω+Δω{B(t)})t] …(3)
ここで、S0,S1は0次と1次の光サブキャリアの強度である。この光サブキャリア変調信号ES'の光電力PS'=|ES'|2は(4)式で表される。
光電力では(4)式から明らかなように、周波数チャープ成分Δω[B(t)]が除去されている。この光サブキャリア変調信号ES'を合波器14に供給し、CW光源15から供給される光周波数ω0のCW光であるプローブ光E0と合波して、非線形光学物質16を通過し相互位相変調を行うことで、非線形光学物質16からの出力光信号は(5)式で表されるようになる。
=E0J0(m)exp(jω0t)
+E0J1(m)exp[j(ω0+ω)t]
−E0J1(m)exp[j(ω0−ω)t] …(5)
ただし、m=2ηB(t)2S0S1(t)
ここで、J0,J1は0次と1次の第一種ベッセル関数である。また、ηは変調効率である。mは十分小さいとして、2次以降の項は無視する。この出力光信号の1次成分つまり(5)式右辺の第2項、第3項それぞれは変調信号成分B(t)を持ち、周波数チャープ成分は持たない。
ところで、図1においてはサブキャリア変換部12を新たに付加する必要があり、単一の直接変調光信号に対して上記サブキャリア変換の操作を行う構成では冗長となる。しかし、複数の直接変調光信号を一括してサブキャリア変換することが可能であり、多数の直接変調光信号から一括で周波数チャープを持たない多数の光信号を生成することが可能である。
図3は光サブキャリア変換部23の第1実施形態の構成図を示す。図3において、光サブキャリア変換部23は合波器31と、非線形光学媒質32と、光フィルタ(又は分散媒質)33を有している。
図4は光サブキャリア変換部23の第2実施形態の構成図を示す。図4において、光サブキャリア変換部23は電気−光変調器34と、発振器35と、光フィルタ(又は分散媒質)36を有している。
図5は光信号送信装置の第2実施形態の構成図を示す。図5において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのN個のレーザダイオード411〜41Nと、N個の光サブキャリア変換部421〜42Nと、N個のビート光源431〜43Nと、CW光源44と、N個の合波器451〜45Nと、N個の非線形光学媒質461〜46Nを有している。
図6は光信号送信装置の第3実施形態の構成図を示す。図6において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのN個のレーザダイオード411〜41Nと、光サブキャリア変換部421〜42Nと、N個のビート光源431〜43Nと、CW光源44と、合波器45と、非線形光学媒質46と、合波器47を有している。
図7は光信号送信装置の第4実施形態の構成図を示す。図7において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのN個のレーザダイオード411〜41Nと、光サブキャリア変換部421〜42Nと、ビート光源51と、スプリッタ52と、CW光源541〜54Nと、合波器551〜55Nと、非線形光学媒質561〜56Nを有している。
図8は周波数揺らぎ抑圧装置の一実施形態の構成図を示す。この周波数揺らぎ抑圧装置は伝送路中に挿入したり、光受信装置の前段に置いたりすることにより、伝送路中で光信号へ付加された周波数揺らぎを抑圧する。
図9は周波数揺らぎ抑圧システムの一実施形態の構成図を示す。この周波数揺らぎ抑圧装置は伝送路で生じた周波数揺らぎを光受信側で抑圧するものである。図8の実施形態では受信側で光PLL62と光周波数シフタ63と合波器64を用いて光サブキャリア変調信号を発生しているが、図9の実施形態では送信側で光サブキャリア変調信号を発生している。
(付記1)
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第1合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第2合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記2)
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記3)
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波する合波器と、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記4)
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光源からのビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記5)
付記1乃至4のいずれか1項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記ビート光と合波するビート光合波器と、
前記ビート光合波器で合波された前記直接変調光信号又は合波された直接変調光信号と前記ビート光を光相互変調して光サブキャリア変調信号とする非線形光学媒質と、
前記光サブキャリア変調信号から0次及び1次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記6)
付記5記載の光信号送信装置において、
前記光フィルタの代りに分散媒質を用いることを特徴とする光信号送信装置。
(付記7)
付記1乃至4のいずれか1項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔を発振周波数とする電気信号を生成する発振器と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記電気信号で変調して光サブキャリア変調信号とする電気−光変調器と、
前記光サブキャリア変調信号から0次及び1次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
(付記8)
付記7記載の光信号送信装置において、
前記光フィルタの代りに分散媒質を用いることを特徴とする光信号送信装置。
(付記9)
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号を合波し、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
(付記10)
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
(付記11)
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波し、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
(付記12)
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
所定周波数間隔のビート光を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
(付記13)
周波数揺らぎを含む光信号を2分岐する分波器と、
前記分波器で分岐された一方の光信号に光位相同期した連続波光を生成する光フェーズロックトループと、
前記連続波光の光周波数をシフトする光周波数シフタと、
前記周波数揺らぎを含む光信号とは周波数の異なるプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記分波器で分岐された他方の光信号と前記光周波数シフタからの連続波光とを合波して光サブキャリア変調信号とし、前記光サブキャリア変調信号を前記プローブ光と合波する合波器と、
合波された前記光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して出力する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする周波数揺らぎ抑圧装置。
(付記14)
光送信側で基準光とデータ変調された光信号を含む光サブキャリア変調信号を発生して光送信する光サブキャリア変調信号発生器と、
光受信側で前記光サブキャリア変調信号とは周波数の異なるプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記光受信側で前記光伝送路から受信した前記光サブキャリア変調信号を前記プローブ光と合波する合波器と、
合波された前記光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して出力する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする周波数揺らぎ抑圧システム。
12,23,421〜42N, サブキャリア変換部
13,24,431〜43N,51, ビート光源
14,22,271〜27N,31,45,47,551〜55N,64,66,73 合波器
15,261〜26N,44,541〜54N,65,74 CW光源
16,281〜28N,32,46,461〜46N,561〜56N,75 非線形光学物質
25 波長分波器
33,36 光フィルタ(又は波長分散媒質)
34 電気−光変調器
35 発振器
52 スプリッタ
61 分波器
62 光PLL
63 光周波数シフタ
71 光サブキャリア変調信号発生器
72 光伝送路
76 光受信器
Claims (10)
- 複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第1合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第2合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波する合波器と、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光源からのビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記ビート光と合波するビート光合波器と、
前記ビート光合波器で合波された前記直接変調光信号又は合波された直接変調光信号と前記ビート光を光相互変調して光サブキャリア変調信号とする非線形光学媒質と、
前記光サブキャリア変調信号から0次及び1次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔を発振周波数とする電気信号を生成する発振器と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記電気信号で変調して光サブキャリア変調信号とする電気−光変調器と、
前記光サブキャリア変調信号から0次及び1次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。 - 複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号を合波し、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。 - 複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。 - 複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波し、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。 - 複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
所定周波数間隔のビート光を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
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