JP2017152984A - Optical communication system, optical transmission device and optical reception device - Google Patents

Optical communication system, optical transmission device and optical reception device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for realizing an optical communication system which transmits an optical signal by using a wavelength multiplexing technology and a mode multiplexing technology together.SOLUTION: An optical communication system is configured in such a manner that an optical transmission device 10 performs wavelength multiplexing and then performs mode multiplexing and that an optical reception device 30 performs wavelength demultiplexing and then performs mode demultiplexing. The optical transmission device 10 generates multiple optical signals in a fundamental mode (LP01 mode), performs wavelength multiplexing thereon and further performs mode multiplexing, thereby generating an optical signal that should be transmitted to the optical reception device. The optical reception device 30 performs wavelength demultiplexing on the optical signal that is received from the optical transmission device 10, further performs mode demultiplexing, thereby demultiplexing the multiplexed signal into multiple optical signals in the fundamental mode, and performs reception processing of the demultiplexed multiple optical signals.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光通信技術に関するものであり、特に、モード多重技術及び波長多重技術の両方を適用した光通信システム、光送信装置及び光受信装置に関するものである。   The present invention relates to an optical communication technique, and more particularly to an optical communication system, an optical transmission apparatus, and an optical reception apparatus to which both a mode multiplexing technique and a wavelength multiplexing technique are applied.

光ファイバ伝送路の伝送容量を拡大する技術として、空間分割多重技術が検討されている。空間分割多重の一つであるモード多重技術では、光ファイバの一つのコアの中を伝搬可能な光信号のモードが複数存在する多モード(マルチモード)ファイバを伝送路として使用し、各モードで異なる情報を伝送することにより、光ファイバ伝送路の伝送容量を拡大する。特許文献1には、それぞれ異なるモードの複数の光信号を生成し、それらが多重化された信号を多モードファイバの一つのコアを通して伝送する技術が開示されている。   As a technique for expanding the transmission capacity of an optical fiber transmission line, a space division multiplexing technique has been studied. In mode multiplexing technology, which is one of space division multiplexing, a multimode fiber that has multiple modes of optical signals that can propagate through one core of the optical fiber is used as a transmission line. By transmitting different information, the transmission capacity of the optical fiber transmission line is expanded. Patent Document 1 discloses a technique for generating a plurality of optical signals of different modes and transmitting a multiplexed signal through one core of a multimode fiber.

上述のようなモード多重技術を用いる光通信システムは、一般に、送信側の装置(光送信装置)と受信側の装置(光受信装置)との間を多モードファイバによって接続することで構成される。光送信装置は、光送信器、光送信器により生成された光信号のモードを基本モードから高次モードに変換する変換器、及び複数のモードを多重化してモード多重信号を生成するモード多重器から構成される。また、光受信装置は、受信したモード多重信号を個別のモードの光信号に分離するモード分離器、分離された各光信号のモードを基本モードに変換するモード変換器、及び光受信器から構成される。   An optical communication system using the mode multiplexing technique as described above is generally configured by connecting a transmission side device (optical transmission device) and a reception side device (optical reception device) by a multimode fiber. . An optical transmitter includes an optical transmitter, a converter that converts a mode of an optical signal generated by the optical transmitter from a basic mode to a higher-order mode, and a mode multiplexer that multiplexes a plurality of modes to generate a mode multiplexed signal. Consists of The optical receiver includes a mode separator that separates the received mode multiplexed signal into optical signals of individual modes, a mode converter that converts the mode of each separated optical signal to a basic mode, and an optical receiver. Is done.

特許第5665967号公報Japanese Patent No. 5665967

D. Soma, et al., "2.05 Peta-bit/s super-nyquist-WDM SDM transmission using 9.8-km 6-mode 19-core fiber in full C band", 2015 European Conference on Optical Communication (ECOC 2015), September 27 2015 - October 1 2015, PDP.3.2D. Soma, et al., "2.05 Peta-bit / s super-nyquist-WDM SDM transmission using 9.8-km 6-mode 19-core fiber in full C band", 2015 European Conference on Optical Communication (ECOC 2015), September 27 2015-October 1 2015, PDP.3.2

現在商用化されている光通信システムでは、波長多重技術が伝送容量の増大のために使用されている。光通信システムにおける伝送容量の更なる増大のためには、波長多重技術に加えてモード多重技術を使用することが必要となる。非特許文献1には、実験室環境において波長多重技術とモード多重技術との両方を採用した構成及び実験結果が示されている。しかし、非特許文献1には、基本的に同一の情報を多重化して伝送する例が示されているにすぎず、光送信装置及び光送信装置の実用的な構成例は示されていない。   In an optical communication system that is currently commercialized, wavelength multiplexing technology is used to increase transmission capacity. In order to further increase the transmission capacity in an optical communication system, it is necessary to use a mode multiplexing technique in addition to the wavelength multiplexing technique. Non-Patent Document 1 shows a configuration and experimental results in which both wavelength multiplexing technology and mode multiplexing technology are employed in a laboratory environment. However, Non-Patent Document 1 merely shows an example in which basically the same information is multiplexed and transmitted, and no practical configuration example of the optical transmission device and the optical transmission device is shown.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、波長多重技術とモード多重技術とを併用して光信号の伝送を行う光通信システムを実現するための技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems. It is an object of the present invention to provide a technique for realizing an optical communication system that transmits an optical signal by using a wavelength multiplexing technique and a mode multiplexing technique together.

本発明は、例えば、光通信システム、光送信装置及び光受信装置として実現できる。本発明の一態様の係る光通信システムは、光送信装置と、前記光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置と、を備える光通信システムであって、前記光送信装置は、それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、を備え、前記光受信装置は、前記光送信装置から受信された光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する波長分離器と、それぞれ異なる波長に対応しており、対応する波長の光信号が前記波長分離器からそれぞれ入力される複数の受信ユニットと、を備え、各受信ユニットが、前記入力された光信号を、前記基本モードの光信号と前記高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、を含み、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号、及び前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号の受信処理を行うことを特徴とする。   The present invention can be realized as, for example, an optical communication system, an optical transmission device, and an optical reception device. An optical communication system according to an aspect of the present invention is an optical communication system including an optical transmission device and an optical reception device that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device, and the optical transmission device includes: First and second wavelength multiplexers that generate wavelength-multiplexed signals by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths, and the second wavelength A mode converter for converting a wavelength multiplexed signal generated by a multiplexer from the fundamental mode to a higher order mode; a wavelength multiplexed signal of the fundamental mode generated by the first wavelength multiplexer; and the higher order mode. A mode multiplexer that generates an optical signal to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the wavelength-multiplexed signal of the optical receiver, and the optical receiver receives the optical signal received from the optical transmitter ,That A wavelength separator that separates into a plurality of optical signals of different wavelengths, and a plurality of receiving units that correspond to different wavelengths and that receive optical signals of the corresponding wavelengths from the wavelength separators, respectively, Each receiving unit separates the input optical signal into the fundamental mode optical signal and the higher order mode optical signal, and the higher order mode light output from the mode separator. A mode converter that converts the signal from the higher-order mode to the fundamental mode, the fundamental mode optical signal output from the mode separator, and the fundamental mode output from the mode converter. An optical signal reception process is performed.

本発明の一態様に係る光送信装置は、光受信装置へ光信号を送信するする光送信装置であって、それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、を備えることを特徴とする。   An optical transmission apparatus according to an aspect of the present invention is an optical transmission apparatus that transmits an optical signal to an optical reception apparatus, and is a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths. Are multiplexed to convert the wavelength multiplexed signal generated by the first and second wavelength multiplexers that generate the wavelength multiplexed signal and the second wavelength multiplexer from the fundamental mode to the higher order mode. The light to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the fundamental mode wavelength multiplexed signal generated by the mode converter, the first wavelength multiplexer, and the higher order mode wavelength multiplexed signal. And a mode multiplexer for generating a signal.

本発明の一態様に係る光受信装置は、光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置であって、前記光送信装置から受信された光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する波長分離器と、それぞれ異なる波長に対応しており、対応する波長の光信号が前記波長分離器からそれぞれ入力される複数の受信ユニットと、を備え、各受信ユニットが、前記入力された光信号を、基本モードの光信号と高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、を含み、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号、及び前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号の受信処理を行うことを特徴とする。   An optical receiving apparatus according to an aspect of the present invention is an optical receiving apparatus that receives an optical signal transmitted from an optical transmitting apparatus, and the optical signal received from the optical transmitting apparatus is converted into a plurality of light beams having different wavelengths. A wavelength separator that separates signals, and a plurality of receiving units that correspond to different wavelengths and that receive optical signals of corresponding wavelengths from the wavelength separators, respectively, and each receiving unit includes the input A mode separator that separates the optical signal generated into a fundamental mode optical signal and a higher-order mode optical signal, and the higher-order mode optical signal output from the mode separator from the higher-order mode. A mode converter for converting into a fundamental mode, and performing reception processing of the fundamental mode optical signal output from the mode separator and the fundamental mode optical signal output from the mode converter. And wherein the door.

本発明の他の一態様に係る光通信システムは、光送信装置と、前記光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置と、を備える光通信システムであって、前記光送信装置は、それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、を備え、前記光受信装置は、前記光送信装置から受信された光信号を、前記基本モードの光信号と前記高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する第1の波長分離器と、前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する第2の波長分離器と、それぞれ異なる波長に対応しており、前記第1及び第2の波長分離器から出力された、対応する波長の光信号の受信処理を行う複数の受信ユニットと、を備えることを特徴とする。   An optical communication system according to another aspect of the present invention is an optical communication system including an optical transmission device and an optical reception device that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device, and the optical transmission device. Includes first and second wavelength multiplexers that generate wavelength multiplexed signals by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths, and A mode converter that converts the wavelength multiplexed signal generated by the wavelength multiplexer from the fundamental mode to a higher order mode, the wavelength multiplexed signal of the fundamental mode generated by the first wavelength multiplexer, A mode multiplexer that generates an optical signal to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the wavelength-division multiplexed signal of the next mode, and the optical receiver receives the optical signal received from the optical transmitter Signal, A mode separator that separates the fundamental mode optical signal and the higher order mode optical signal, and converts the higher order mode optical signal output from the mode separator from the higher order mode to the fundamental mode. A mode converter, a first wavelength separator that separates the fundamental mode optical signal output from the mode separator into a plurality of optical signals each having a different wavelength, and the output from the mode converter. A second wavelength separator that separates the optical signal of the fundamental mode into a plurality of optical signals of different wavelengths, and corresponds to different wavelengths, and is output from the first and second wavelength separators; And a plurality of receiving units that perform reception processing of optical signals of corresponding wavelengths.

本発明によれば、波長多重技術とモード多重技術とを併用して光信号の伝送を行う光通信システムを実現可能になる。   According to the present invention, it is possible to realize an optical communication system that transmits optical signals by using both wavelength multiplexing technology and mode multiplexing technology.

光通信システムの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an optical communication system. 光送信装置10の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission device 10. FIG. 光受信装置30の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an optical receiving device 30. 光送信装置10の実際の装置構成の例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an actual device configuration of the optical transmission device 10. 光送信装置10のアップグレードの例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of upgrade of the optical transmission device 10. 光送信装置10のアップグレードの例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of upgrade of the optical transmission device 10. 光受信装置30のアップグレードの例の説明図。Explanatory drawing of the example of the upgrade of the optical receiver 30. FIG. 光受信装置30の構成の変形例を示すブロック図。The block diagram which shows the modification of a structure of the optical receiver 30. FIG.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.

[実施例1]
図1は、実施例1に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、光通信システムは、光送信装置10と、光伝送路50を介して光送信装置10と通信可能な光受信装置30とを備える。光送信装置10と光受信装置30との間の光伝送路50は、多モード光ファイバ51、及び光信号の中継増幅用の多モード光増幅器52によって構成される。
[Example 1]
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the optical communication system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical communication system includes an optical transmission device 10 and an optical reception device 30 that can communicate with the optical transmission device 10 via an optical transmission path 50. The optical transmission line 50 between the optical transmitter 10 and the optical receiver 30 includes a multimode optical fiber 51 and a multimode optical amplifier 52 for relay amplification of optical signals.

以下では、図1に示す光送信装置10及び光受信装置30の構成について詳細に説明する。光送信装置10は、基本モード(LP01モード)の複数の光信号を生成し、それらの波長多重化を行い、更にモード多重化を行うことで、光受信装置へ送信すべき光信号を生成する。光受信装置30は、光送信装置10から受信した光信号の波長分離を行い、更にモード分離を行うことで、多重化された信号を基本モードの複数の光信号に分離し、分離した複数の光信号の受信処理を行う。本実施例では、このように、光送信装置10が、波長多重化を行った後にモード多重化を行い、光受信装置30が、波長分離を行った後にモード分離を行う光通信システムの構成例を示す。   Hereinafter, configurations of the optical transmission device 10 and the optical reception device 30 illustrated in FIG. 1 will be described in detail. The optical transmission device 10 generates a plurality of optical signals in the basic mode (LP01 mode), performs wavelength multiplexing of these, and further performs mode multiplexing to generate an optical signal to be transmitted to the optical reception device. . The optical receiver 30 performs wavelength separation of the optical signal received from the optical transmitter 10 and further performs mode separation to separate the multiplexed signal into a plurality of optical signals in the basic mode. Performs optical signal reception processing. In the present embodiment, as described above, a configuration example of an optical communication system in which the optical transmission device 10 performs mode multiplexing after performing wavelength multiplexing, and the optical receiving device 30 performs mode separation after performing wavelength separation. Indicates.

<光送信装置10>
図2を参照して、本実施例に係る光送信装置10の構成について詳細に説明する。光送信装置10は、波長多重器15(15a,15b,15c,...)、モード変換器16(16b,16c,...)、モード多重器17、及び生成ユニット20(20−1,20−2,20−3,...)を備える。生成ユニット20は、最大で、波長多重器15で多重化可能な波長の数に等しい数だけ設けられる。波長多重器15は、最大で、モード多重器17で多重化可能なモードの数に等しい数だけ設けられる。また、モード変換器16は、高次モード(例えば、LP11aモード、LP11bモード、LP02モード等)に対応する波長多重器15(15b,15c,...)の数に等しい数だけ設けられる。
<Optical transmitter 10>
With reference to FIG. 2, the configuration of the optical transmission apparatus 10 according to the present embodiment will be described in detail. The optical transmitter 10 includes a wavelength multiplexer 15 (15a, 15b, 15c,...), A mode converter 16 (16b, 16c,...), A mode multiplexer 17, and a generation unit 20 (20-1, 20). 20-2, 20-3, ...). A maximum number of generation units 20 equal to the number of wavelengths that can be multiplexed by the wavelength multiplexer 15 are provided. The maximum number of wavelength multiplexers 15 equal to the number of modes that can be multiplexed by the mode multiplexer 17 is provided. Further, the number of mode converters 16 equal to the number of wavelength multiplexers 15 (15b, 15c,...) Corresponding to higher order modes (for example, LP11a mode, LP11b mode, LP02 mode, etc.) is provided.

複数の生成ユニット20は、それぞれ異なる波長λ(λ1,λ2,λ3,...)に対応し、それぞれ対応する波長を有する光信号を生成する。例えば、生成ユニット20−1,20−2,20−3は、波長λ1,λ2,λ3を有する光信号をそれぞれ生成する。以下では主に生成ユニット20−1について説明するが、それ以外の各生成ユニット20は、光源11が発生する光の波長λが異なる点を除き、生成ユニット20−1と同様に構成することが可能である。 The plurality of generation units 20 correspond to different wavelengths λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...) And generate optical signals having corresponding wavelengths. For example, the generation units 20-1, 20-2, and 20-3 generate optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 , respectively. Hereinafter, the generation unit 20-1 will be mainly described, but the other generation units 20 may be configured in the same manner as the generation unit 20-1, except that the wavelength λ of the light generated by the light source 11 is different. Is possible.

生成ユニット20−1は、単一の光源11、光分岐回路12、光変調器13(13a,13b,...)、及び光増幅器14(14a,14b,...)を含む。光源11は、波長λ1を有する基本モードの光を発生して出力する。複数の光変調器13は、それぞれ異なるモードに対応しており、光源11から出力された光をそれぞれ独立して変調する(即ち、それぞれ異なる入力信号で変調する)ことで、基本モードの光信号をそれぞれ生成する。本実施例では、一例として、光変調器13aは基本モード(LP01モード)に対応し、光変調器13bは高次モード(LP11aモード)に対応している。 The generation unit 20-1 includes a single light source 11, an optical branch circuit 12, an optical modulator 13 (13a, 13b,...), And an optical amplifier 14 (14a, 14b,...). The light source 11 generates and outputs fundamental mode light having a wavelength λ 1 . The plurality of optical modulators 13 correspond to different modes, respectively, and modulate the light output from the light source 11 independently (that is, modulate with different input signals), so that the optical signal of the basic mode is obtained. Are generated respectively. In this embodiment, as an example, the optical modulator 13a corresponds to the basic mode (LP01 mode), and the optical modulator 13b corresponds to the higher-order mode (LP11a mode).

各光変調器13の後段には、各光変調器13によって生成された光信号のパワーを調整するための光増幅器14が設けられる。本実施例では、同じ1つのモードに対応する光変調器13及び光増幅器14のセットは、当該1つのモードに対応する光送信器(図4)として機能する。なお、光増幅器14に代えて、光減衰器が用いられてもよいし、あるいは、光増幅器及び光減衰器の両方が用いられてもよい。   An optical amplifier 14 for adjusting the power of the optical signal generated by each optical modulator 13 is provided at the subsequent stage of each optical modulator 13. In this embodiment, the set of the optical modulator 13 and the optical amplifier 14 corresponding to the same one mode functions as an optical transmitter (FIG. 4) corresponding to the one mode. Instead of the optical amplifier 14, an optical attenuator may be used, or both an optical amplifier and an optical attenuator may be used.

生成ユニット20−1において、それぞれ異なるモードに対応する複数の光送信器に対して、個別に光源を設けることも可能である。しかし、それら全ての光源が出力する光の波長を同一の波長に維持することには技術的な困難が伴いうる。このため本実施例では、単一の光源11から出力された光を光分岐回路12によって分岐させ、分岐した(分割された)光を各光変調器13で変調することで、複数の光変調器13で共通の光源11を使用している。   In the generation unit 20-1, it is also possible to individually provide light sources for a plurality of optical transmitters corresponding to different modes. However, it may be technically difficult to maintain the wavelength of light output from all of these light sources at the same wavelength. For this reason, in the present embodiment, the light output from the single light source 11 is branched by the optical branch circuit 12, and the branched (divided) light is modulated by each of the optical modulators 13. A common light source 11 is used in the vessel 13.

複数の波長多重器15(15a,15b,15c,...)は、それぞれ異なるモードに対応している。一例として、波長多重器15aは基本モード、波長多重器15bは高次モード(LP11aモード)、波長多重器15cは高次モード(LP11bモード)にそれぞれ対応している。なお、波長多重器15aは、第1の波長多重器の一例であり、波長多重器15a以外の波長多重器15(15b,15c,...)は、第2の波長多重器の一例である。   The plurality of wavelength multiplexers 15 (15a, 15b, 15c,...) Correspond to different modes. As an example, the wavelength multiplexer 15a corresponds to the fundamental mode, the wavelength multiplexer 15b corresponds to the higher order mode (LP11a mode), and the wavelength multiplexer 15c corresponds to the higher order mode (LP11b mode). The wavelength multiplexer 15a is an example of a first wavelength multiplexer, and the wavelength multiplexers 15 (15b, 15c,...) Other than the wavelength multiplexer 15a are examples of a second wavelength multiplexer. .

各波長多重器15には、当該波長多重器と同じモードに対応する光変調器13によって生成された、それぞれ異なる波長λ(λ1,λ2,λ3,...)を有する基本モードの複数の光信号が、複数の生成ユニット20から入力される。例えば、波長多重器15aには、基本モードに対応する光変調器13aによって生成された、それぞれ異なる波長λを有する基本モードの複数の光信号が、複数の生成ユニット20から入力される。波長多重器15bには、高次モード(LP11bモード)に対応する光変調器13bによって生成された、それぞれ異なる波長λを有する基本モードの複数の光信号が、複数の生成ユニット20から入力される。各波長多重器15は、それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する。このようにして、複数の波長多重器15は、基本モードの波長多重信号をそれぞれ生成して出力する。 Each wavelength multiplexer 15 has a fundamental mode having different wavelengths λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...) Generated by the optical modulator 13 corresponding to the same mode as the wavelength multiplexer. A plurality of optical signals are input from the plurality of generation units 20. For example, a plurality of fundamental mode optical signals having different wavelengths λ generated by the optical modulator 13 a corresponding to the fundamental mode are input from the plurality of generation units 20 to the wavelength multiplexer 15 a. A plurality of fundamental mode optical signals having different wavelengths λ generated by the optical modulator 13b corresponding to the higher order mode (LP11b mode) are input from the plurality of generation units 20 to the wavelength multiplexer 15b. . Each wavelength multiplexer 15 generates a wavelength multiplexed signal by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths. In this way, the plurality of wavelength multiplexers 15 respectively generate and output fundamental mode wavelength multiplexed signals.

基本モードに対応する波長多重器15aから出力された波長多重信号は、モード多重器17へ入力される。一方、高次モードに対応する波長多重器15(15b,15c,...)から出力された波長多重信号は、モード変換器16(16b,16c,...)にそれぞれ入力される。モード変換器16は、波長多重器15によって生成された基本モードの波長多重信号を、当該基本モードから高次モードに変換し、変換後の波長多重信号をモード多重器17へ出力する。例えば、モード変換器16bは、基本モードの波長多重信号を、当該基本モードから高次モード(LP11aモード)に変換し、モード変換器16cは、基本モードの波長多重信号を、当該基本モードから高次モード(LP11bモード)に変換する。   The wavelength multiplexed signal output from the wavelength multiplexer 15 a corresponding to the fundamental mode is input to the mode multiplexer 17. On the other hand, the wavelength multiplexed signals output from the wavelength multiplexers 15 (15b, 15c,...) Corresponding to the higher-order modes are respectively input to the mode converters 16 (16b, 16c,...). The mode converter 16 converts the wavelength multiplexed signal of the fundamental mode generated by the wavelength multiplexer 15 from the fundamental mode to a higher order mode, and outputs the converted wavelength multiplexed signal to the mode multiplexer 17. For example, the mode converter 16b converts the fundamental mode wavelength multiplexed signal from the fundamental mode to a higher-order mode (LP11a mode), and the mode converter 16c converts the fundamental mode wavelength multiplexed signal from the fundamental mode to the higher mode. Conversion to the next mode (LP11b mode).

モード多重器17には、波長多重器15aによって生成された基本モードの波長多重信号と、モード変換器16(16b,16c,...)から出力された高次モードの波長多重信号とが入力される。モード多重器17は、入力されたそれらの波長多重信号を多重化(モード多重化)することで、光受信装置30へ送信すべき光信号を生成する。なお、モード変換器16及びモード多重器17は、処理対象が波長多重信号であるため、それらにはできるだけ波長依存性が小さいデバイスが採用される。   The mode multiplexer 17 receives the wavelength multiplexed signal of the fundamental mode generated by the wavelength multiplexer 15a and the wavelength multiplexed signal of the higher order mode output from the mode converter 16 (16b, 16c,...). Is done. The mode multiplexer 17 generates an optical signal to be transmitted to the optical receiver 30 by multiplexing the input wavelength multiplexed signals (mode multiplexing). Since the mode converter 16 and the mode multiplexer 17 are wavelength-multiplexed signals, devices having as little wavelength dependence as possible are employed for them.

上述の構成によれば、光変調器13、光増幅器14及び波長多重器15は、基本モードにのみ対応していればよく、それらの光デバイスのモード依存性が問題になることがない利点がある。また、モード多重のために必要となるデバイスであるモード変換器16及びモード多重器17の数が少ないため、装置の導入コストを比較的低くすることが可能である。   According to the above-described configuration, the optical modulator 13, the optical amplifier 14, and the wavelength multiplexer 15 need only support the fundamental mode, and there is an advantage that the mode dependency of those optical devices does not become a problem. is there. In addition, since the number of mode converters 16 and mode multiplexers 17 which are devices required for mode multiplexing is small, the introduction cost of the apparatus can be made relatively low.

ここで、図2に示す構成では、各生成ユニット20において全モードに対応する光送信器(光変調器13及び光増幅器14)で共通の光源11を使用可能にするために、各デバイスの配置及び接続を実際にどのように実現するかが課題となりうる。図4は、そのような課題に対処するための、光送信装置10の実際の装置構成の例を示す図である。本例では、光送信装置10は、複数の光送信器が実装される光送信器ラックと、波長多重器15、モード変換器16及びモード多重器17が実装される多重器ラックとによって構成される。   Here, in the configuration shown in FIG. 2, in order to enable the common light source 11 to be used in the optical transmitters (the optical modulator 13 and the optical amplifier 14) corresponding to all modes in each generation unit 20, the arrangement of each device is arranged. And how to actually realize the connection can be a problem. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an actual device configuration of the optical transmission device 10 to cope with such a problem. In this example, the optical transmission device 10 includes an optical transmitter rack in which a plurality of optical transmitters are mounted, and a multiplexer rack in which the wavelength multiplexer 15, the mode converter 16, and the mode multiplexer 17 are mounted. The

まず、光送信器ラックにおいて、波長単位で(即ち、生成ユニット20ごとに)、全モードに対応する光送信器が同一の段に隣接して実装され、それらの近くに共通の光源11が実装される。また、波長多重器15、モード変換器16及びモード多重器17は、それらの光送信器とは独立したラックである多重器ラックに実装される。更に、図2に示すような、光送信器(光変調器13及び光増幅器14)と波長多重器15との接続関係を実現するように、光送信器ラックと多重器ラックとの間が光ファイバで接続される。このようにして、光送信装置10の実際の装置構成を実現できる。なお、本実施例では、図2及び図4に示すように、モード変換器16及びモード多重器17を分離した構成としているが、これらを一体化した構成を採用することも可能である。   First, in the optical transmitter rack, the optical transmitters corresponding to all modes are mounted adjacent to the same stage in units of wavelengths (that is, for each generation unit 20), and the common light source 11 is mounted in the vicinity thereof. Is done. The wavelength multiplexer 15, the mode converter 16, and the mode multiplexer 17 are mounted on a multiplexer rack that is a rack independent of these optical transmitters. Further, as shown in FIG. 2, the optical transmitter rack and the multiplexer rack are optically connected so as to realize the connection relationship between the optical transmitter (the optical modulator 13 and the optical amplifier 14) and the wavelength multiplexer 15. Connected by fiber. In this way, the actual device configuration of the optical transmission device 10 can be realized. In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the mode converter 16 and the mode multiplexer 17 are separated from each other. However, it is also possible to adopt a configuration in which these are integrated.

<光受信装置30>
次に図3を参照して、本実施例に係る光受信装置30の構成について詳細に説明する。光受信装置30は、波長分離器31、及び受信ユニット40(40−1,40−2,40−3,...)を備える。各受信ユニット40は、モード分離器32、モード変換器33(33b,33c,...)、光ハイブリッド回路34、受光素子35、サンプリング処理部36、MIMO処理部37、キャリア推定部38、及び符号再生部39を含む。受信ユニット40は、最大で、波長分離器31で分離可能な波長の数に等しい数だけ設けられ、即ち、モード分離器32は、最大で、波長分離器31で分離可能な波長の数に等しい数だけ設けられる。光ハイブリッド回路34及びそれより後段の各デバイスは、最大で、モード分離器32で分離可能なモードの数に等しい数だけ設けられる。ただし、受光素子35については、モードごとに、Iチャネル及びQチャネルに対応する2つの受光素子が設けられる。また、MIMO処理部37は、全モードにまたがって処理を行うので、各受信ユニットに1つだけ設けられる。また、モード変換器33は、高次モード(例えば、LP11aモード、LP11bモード、LP02モード等)に対応する光ハイブリッド回路34の数に等しい数だけ設けられる。
<Optical receiver 30>
Next, the configuration of the optical receiver 30 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The optical receiver 30 includes a wavelength separator 31 and a receiving unit 40 (40-1, 40-2, 40-3,...). Each receiving unit 40 includes a mode separator 32, a mode converter 33 (33b, 33c,...), An optical hybrid circuit 34, a light receiving element 35, a sampling processing unit 36, a MIMO processing unit 37, a carrier estimation unit 38, and A code reproduction unit 39 is included. The receiving units 40 are provided in the maximum number equal to the number of wavelengths separable by the wavelength separator 31, that is, the mode separator 32 is equal to the maximum number of wavelengths separable by the wavelength separator 31. There are as many as there are. The optical hybrid circuit 34 and each device subsequent thereto are provided in a number equal to the number of modes separable by the mode separator 32 at maximum. However, for the light receiving element 35, two light receiving elements corresponding to the I channel and the Q channel are provided for each mode. Also, only one MIMO processing unit 37 is provided for each receiving unit because processing is performed across all modes. Further, the number of mode converters 33 equal to the number of optical hybrid circuits 34 corresponding to higher-order modes (for example, LP11a mode, LP11b mode, LP02 mode, etc.) is provided.

波長分離器31は、光送信装置10から光伝送路50を介して受信された光信号を、それぞれ異なる単一の波長λ(λ1,λ2,λ3,...)を有する複数の光信号に分離する。複数の受信ユニット40は、それぞれ異なる波長λに対応しており、対応する波長を有する光信号が波長分離器31からそれぞれ入力される。例えば、受信ユニット40−1,40−2,40−3には、波長λ1,λ2,λ3を有する光信号がそれぞれ入力される。なお、波長分離器31は、処理対象がモード多重信号であるため、波長分離器31にはできるだけモード依存性が小さいデバイスが採用される。以下では主に受信ユニット40−1について説明するが、それ以外の各受信ユニット40は、局発光源41が発生する光の波長が異なる点を除き、受信ユニット40−1と同様に構成することが可能である。 The wavelength separator 31 receives a plurality of optical signals received from the optical transmitter 10 via the optical transmission line 50 and has a plurality of different single wavelengths λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...). Separate into optical signals. The plurality of receiving units 40 correspond to different wavelengths λ, and optical signals having corresponding wavelengths are respectively input from the wavelength separator 31. For example, optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are input to the receiving units 40-1, 40-2, and 40-3, respectively. Since the wavelength separator 31 is processed with a mode multiplexed signal, a device having mode dependence as small as possible is employed for the wavelength separator 31. Hereinafter, the receiving unit 40-1 will be mainly described. However, the other receiving units 40 are configured in the same manner as the receiving unit 40-1, except that the wavelength of the light generated by the local light source 41 is different. Is possible.

受信ユニット40−1において、モード分離器32は、波長分離器31から入力された波長λ1の光信号を、基本モードの光信号と高次モード(LP11aモード、LP11bモード等)の光信号とに分離して出力する。基本モードの光信号は、基本モードに対応する光ハイブリッド回路34に入力される。また、高次モードに対応する各光信号は、対応するモード変換器33(33b,33c,...)に入力される。 In the receiving unit 40-1, the mode separator 32 converts the optical signal having the wavelength λ 1 input from the wavelength separator 31 into an optical signal in a fundamental mode and an optical signal in a higher order mode (LP11a mode, LP11b mode, etc.). To output. The optical signal in the basic mode is input to the optical hybrid circuit 34 corresponding to the basic mode. Each optical signal corresponding to the higher order mode is input to the corresponding mode converter 33 (33b, 33c,...).

モード変換器33は、モード分離器32から出力された高次モードの光信号を、当該高次モードから基本モードに変換して出力する。例えば、モード変換器33bは、高次モード(LP11aモード)の光信号を基本モードに変換し、モード変換器33cは、高次モード(LP11bモード)の光信号を基本モードに変換する。各モード変換器33から出力された光信号は、当該モード変換器33と接続された(高次モードに対応する)光ハイブリッド回路34に入力される。複数の光ハイブリッド回路34及びそれらの後段のデバイスでは、モード分離器32から出力された基本モードの光信号、及び各モード変換器33から出力された基本モードの光信号の受信処理が行われる。   The mode converter 33 converts the high-order mode optical signal output from the mode separator 32 from the high-order mode to the basic mode and outputs the converted signal. For example, the mode converter 33b converts a high-order mode (LP11a mode) optical signal into a basic mode, and the mode converter 33c converts a high-order mode (LP11b mode) optical signal into a basic mode. The optical signal output from each mode converter 33 is input to an optical hybrid circuit 34 connected to the mode converter 33 (corresponding to a higher-order mode). The plurality of optical hybrid circuits 34 and their subsequent devices perform reception processing of the fundamental mode optical signal output from the mode separator 32 and the fundamental mode optical signal output from each mode converter 33.

具体的には、光ハイブリッド回路34は、入力された光信号と局発光とのミキシングを行うことで、当該光信号のコヒーレント検波(コヒーレント受信)を行う。ここで、各受信ユニット40には、単一の局発光源41が設けてられている。本実施例では、単一の局発光源41から出力された光を光分岐回路42によって分岐させ、分岐した(分割された)光を各光ハイブリッド回路34で使用することで、複数の光ハイブリッド回路34で共通の局発光源41を使用している。これにより、光送信装置10から送信される光信号と局発光との間の周波数偏差を、全ての光ハイブリッド回路34で均一にすることが可能になる。   Specifically, the optical hybrid circuit 34 performs coherent detection (coherent reception) of the optical signal by mixing the input optical signal and local light. Here, each receiving unit 40 is provided with a single local light source 41. In the present embodiment, the light output from the single local light source 41 is branched by the optical branch circuit 42, and the branched (divided) light is used in each optical hybrid circuit 34, whereby a plurality of optical hybrids are used. A common local light source 41 is used in the circuit 34. As a result, the frequency deviation between the optical signal transmitted from the optical transmitter 10 and the local light can be made uniform in all the optical hybrid circuits 34.

光ハイブリッド回路34から出力される、コヒーレント検波により得られた光信号は、受光素子35によって電気信号に変換される。当該電気信号は、サンプリング処理部36によってアナログ信号からディジタル信号に変換される。このようにして、同一の波長に対応し、かつ、それぞれ異なるモードに対応する複数の電気信号(ディジタル信号)が、それぞれ異なるモードに対応する複数のサンプリング処理部36からMIMO処理部37に入力される。MIMO処理部37は、入力された複数のディジタル信号に対してMIMO信号処理を行うことで、モード間のクロストーク雑音の抑圧を行い、その結果得られる、各モードに対応する信号を、それぞれキャリア推定部38へ出力する。その後、キャリア推定部38によってキャリア推定処理が行われ、符号再生部39によって送信ディジタル符号が再生される。その後、必要に応じて誤り訂正処理等が行われてもよい。   The optical signal output from the optical hybrid circuit 34 and obtained by coherent detection is converted into an electric signal by the light receiving element 35. The electrical signal is converted from an analog signal into a digital signal by the sampling processing unit 36. In this way, a plurality of electrical signals (digital signals) corresponding to the same wavelength and corresponding to different modes are input from the plurality of sampling processing units 36 corresponding to the different modes to the MIMO processing unit 37, respectively. The The MIMO processing unit 37 performs MIMO signal processing on a plurality of input digital signals to suppress crosstalk noise between modes, and obtains a signal corresponding to each mode obtained as a result, as a carrier signal. It outputs to the estimation part 38. Thereafter, carrier estimation processing is performed by the carrier estimation unit 38, and the transmission digital code is reproduced by the code reproduction unit 39. Thereafter, error correction processing or the like may be performed as necessary.

MIMO処理部37によるMIMO信号処理では、MIMO処理部37に入力される複数の信号間の時間的なスキューが問題となる。しかし、上述の構成によれば、モード分離器32によるモード分離後、光信号が電気信号に変換されるまでに使用される光デバイスを、全て近接した場所に配置できる。このような光デバイスの配置の場合、光デバイスによって発生する光路長差を制御することが比較的容易であり、そのような制御によって、MIMO信号処理で問題となる時間的スキューに対して有効に対処できる。   In the MIMO signal processing by the MIMO processing unit 37, temporal skew between a plurality of signals input to the MIMO processing unit 37 becomes a problem. However, according to the above-described configuration, all of the optical devices used until the optical signal is converted into an electrical signal after the mode separation by the mode separator 32 can be arranged in close proximity. In the case of such an optical device arrangement, it is relatively easy to control the optical path length difference generated by the optical device, and such control is effective for the temporal skew that causes a problem in MIMO signal processing. I can deal with it.

また、上述の構成によれば、モード分離器32及びモード変換器33は、単一の波長にのみ対応していればよく、それらの光デバイスの設計及び製造が容易になりうるとともに、それらの光デバイスの波長依存性が問題になることもない利点がある。なお、本実施例では、図3に示すように、モード分離器32及びモード変換器33を分離した構成としているが、これらを一体化した構成を採用することも可能である。   In addition, according to the above-described configuration, the mode separator 32 and the mode converter 33 only need to support a single wavelength, and the design and manufacture of these optical devices can be facilitated. There is an advantage that the wavelength dependence of the optical device does not become a problem. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the mode separator 32 and the mode converter 33 are separated from each other. However, it is also possible to adopt a configuration in which these are integrated.

以上説明したように、本実施形態によれば、光送信装置10が、波長多重化を行った後にモード多重化を行い、光受信装置30が、波長分離を行った後にモード分離を行う光通信システムを実現できる。   As described above, according to the present embodiment, the optical transmission apparatus 10 performs mode multiplexing after performing wavelength multiplexing, and the optical receiving apparatus 30 performs mode separation after performing wavelength separation. A system can be realized.

[実施例2]
実施例1のような光通信システムの伝送容量を段階的に拡大するアップグレードを行う場合、波長単位またはモード単位で必要なデバイスの増設を行うことが想定される。本実施例では、光送信装置10及び光受信装置30のそれぞれについて、そのようなアップグレードを可能にする構成例について説明する。なお、以下では実施例1との相違点を中心として本実施例について説明する。
[Example 2]
When performing an upgrade that gradually increases the transmission capacity of the optical communication system as in the first embodiment, it is assumed that necessary devices are added in units of wavelengths or modes. In the present embodiment, a configuration example that enables such an upgrade for each of the optical transmission device 10 and the optical reception device 30 will be described. In the following, the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

<光送信装置10のアップグレード>
本実施例では、実施例1と同様、図4に示すようなラック構成で光送信装置10が実装される。光送信装置10は、送信対象となる高次モードの追加を可能にするために、追加される高次モードに対応する、波長多重器15と、当該波長多重器15とモード多重器17との間に設けられるモード変換器16とを増設可能に構成されている。更に、光送信装置10は、追加される高次モードに対応する光送信器(光変調器13及び光増幅器14)を、各生成ユニット20に増設可能に構成されている。また、そのような光送信器の増設を可能にするために、光送信装置10の各生成ユニット20は、増設対象の光送信器を、光分岐回路12を介して光源11に接続可能に構成されうる。光送信装置10における、波長多重器15、モード変換器16及び光送信器が接続(増設)される箇所には、接続用の光コネクタが予め設けられていてもよい。なお、波長多重器15で多重される波長の数に等しい数の生成ユニット20が予め設けられていてもよいし、多重される波長の数の増加に合わせて、順次、生成ユニット20が増設されてもよい。
<Upgrade of optical transmitter 10>
In the present embodiment, as in the first embodiment, the optical transmission device 10 is mounted in a rack configuration as shown in FIG. The optical transmission device 10 includes a wavelength multiplexer 15, a wavelength multiplexer 15, and a mode multiplexer 17 corresponding to the added higher-order mode in order to enable addition of a higher-order mode to be transmitted. A mode converter 16 provided therebetween can be added. Further, the optical transmitter 10 is configured such that an optical transmitter (the optical modulator 13 and the optical amplifier 14) corresponding to the added higher-order mode can be added to each generation unit 20. Further, in order to make it possible to add such an optical transmitter, each generation unit 20 of the optical transmitter 10 is configured such that the optical transmitter to be added can be connected to the light source 11 via the optical branch circuit 12. Can be done. An optical connector for connection may be provided in advance at a location where the wavelength multiplexer 15, the mode converter 16 and the optical transmitter are connected (added) in the optical transmitter 10. Note that the number of generation units 20 equal to the number of wavelengths multiplexed by the wavelength multiplexer 15 may be provided in advance, or the number of generation units 20 is increased sequentially as the number of multiplexed wavelengths increases. May be.

光送信装置10のアップグレードは、以下のような手順で段階的に行うことが可能である。光送信装置10の導入の初期においては、図5に示すように、光送信器ラックには、モード1(基本モード)に対応する光送信器のみを、必要な波長の数だけ実装する。また、多重器ラックには、モード1(基本モード)に対応する波長多重器15aと、光伝送路50に光信号を送出する最終段のモード多重器17とを実装する。   The upgrade of the optical transmission device 10 can be performed in stages according to the following procedure. In the initial stage of introduction of the optical transmitter 10, as shown in FIG. 5, only the number of required wavelengths of optical transmitters corresponding to mode 1 (basic mode) are mounted on the optical transmitter rack. In addition, a wavelength multiplexer 15 a corresponding to mode 1 (basic mode) and a final mode multiplexer 17 that transmits an optical signal to the optical transmission line 50 are mounted on the multiplexer rack.

その後、モード1で使用可能な波長が無くなった際に、高次モードであるモード2(例えば、LP11aモード)に対応する光デバイスを、光送信器ラック及び多重器ラックに新たに実装する。具体的には、図6に示すように、光送信器ラックには、モード2に対応する光送信器を、必要な波長の数だけ新たに実装する。また、多重器ラックには、モード2に対応する波長多重器15bと、それに対応するモード変換器16bとを新たに実装する。このような手順を繰り返すことで、1モード1波長単位で、光送信装置10のアップグレードが可能である。   Thereafter, when there is no wavelength that can be used in mode 1, an optical device corresponding to mode 2 (for example, LP11a mode) that is a higher-order mode is newly mounted in the optical transmitter rack and the multiplexer rack. Specifically, as shown in FIG. 6, optical transmitters corresponding to mode 2 are newly installed in the optical transmitter rack by the number of necessary wavelengths. A wavelength multiplexer 15b corresponding to mode 2 and a mode converter 16b corresponding to the wavelength multiplexer 15b are newly mounted on the multiplexer rack. By repeating such a procedure, the optical transmission device 10 can be upgraded in units of one mode and one wavelength.

<光受信装置30のアップグレード>
光受信装置30において、図3に示す各受信ユニット40は、1つの波長に対応しており、当該1つの波長に多重化されている全モードの光信号の受信に必要となる処理ブロックに相当する。このため、1波長単位での光受信装置30のアップグレードを実現するためには、図3に示す受信ユニット40を増設の単位として、光受信装置30への光デバイス及び電気回路の増設を行えばよい。
<Upgrade of optical receiver 30>
In the optical receiver 30, each receiving unit 40 shown in FIG. 3 corresponds to one wavelength, and corresponds to a processing block necessary for receiving all modes of optical signals multiplexed on the one wavelength. To do. Therefore, in order to realize the upgrade of the optical receiver 30 in units of one wavelength, the optical unit and the electric circuit are added to the optical receiver 30 using the reception unit 40 shown in FIG. Good.

以下では、図7を参照して、1モード1波長単位での光受信装置30のアップグレードについて説明する。本実施例では、光受信装置30は、受信対象となる高次モードの追加を可能にするために、追加される高次モードに対応する、光ハイブリッド回路34と、当該光ハイブリッド回路34とモード分離器32との間に設けられるモード変換器33とを、各受信ユニット40に増設可能に構成されている。また、そのような光ハイブリッド回路34の増設を可能にするために、各受信ユニット40は、増設対象の光ハイブリッド回路34を、光分岐回路42を介して局発光源41に接続可能に構成されている。   In the following, with reference to FIG. 7, the upgrade of the optical receiver 30 in one mode and one wavelength unit will be described. In the present embodiment, the optical receiving device 30 includes an optical hybrid circuit 34 corresponding to the added higher-order mode and the optical hybrid circuit 34 and the mode corresponding to the added higher-order mode in order to enable addition of a higher-order mode to be received. A mode converter 33 provided between the separator 32 can be added to each receiving unit 40. Further, in order to allow such an optical hybrid circuit 34 to be added, each receiving unit 40 is configured so that the optical hybrid circuit 34 to be added can be connected to the local light source 41 via the optical branch circuit 42. ing.

各受信ユニット40において増設対象となるモード変換器33及び光ハイブリッド回路34以外のデバイスについては、各受信ユニット40に予め設けられている。即ち、各受信ユニット40には、モード分離器32、局発光源41、光分岐回路42、受光素子35、及び全ての電気回路(サンプリング処理部36、MIMO処理部37、キャリア推定部38、及び符号再生部39)が予め設けられている。   Devices other than the mode converter 33 and the optical hybrid circuit 34 to be added in each receiving unit 40 are provided in advance in each receiving unit 40. That is, each receiving unit 40 includes a mode separator 32, a local light source 41, an optical branching circuit 42, a light receiving element 35, and all electric circuits (sampling processing unit 36, MIMO processing unit 37, carrier estimation unit 38, and A code reproduction unit 39) is provided in advance.

1モード単位での光受信装置30のアップグレードは、図7に示すように、モード変換器33及び光ハイブリッド回路34を増設の単位として、光受信装置30への光デバイスの増設を行うことで実現できる。なお、光受信装置30における、モード変換器33及び光ハイブリッド回路34が接続(増設)される箇所には、接続用の光コネクタが予め設けられていてもよい。これにより、光受信装置30のアップグレードを、パッケージ増設として容易に実現できるようになる。また、各受信ユニット40において、対応する波長で使用可能なモードが無くなった場合に、上述のように新たな受信ユニット40を増設してもよいし、波長分離器31で分離される波長の数に等しい数の受信ユニット40が予め設けられていてもよい。   As shown in FIG. 7, the upgrade of the optical receiver 30 in one mode unit is realized by adding an optical device to the optical receiver 30 using the mode converter 33 and the optical hybrid circuit 34 as an expansion unit. it can. An optical connector for connection may be provided in advance at a location where the mode converter 33 and the optical hybrid circuit 34 are connected (added) in the optical receiver 30. Thereby, the upgrade of the optical receiver 30 can be easily realized as an additional package. In addition, in each receiving unit 40, when there is no mode that can be used at the corresponding wavelength, a new receiving unit 40 may be added as described above, or the number of wavelengths separated by the wavelength separator 31 The number of receiving units 40 equal to may be provided in advance.

本実施例によれば、1モード1波長単位での光送信装置10及び光受信装置30のそれぞれの段階的なアップグレードが可能になるとともに、初期導入時に必要な機材を節約でき、初期導入費用の削減が可能となる。   According to the present embodiment, each of the optical transmission device 10 and the optical reception device 30 can be upgraded step by step in one mode and one wavelength unit, and the equipment required for the initial introduction can be saved, and the initial introduction cost can be reduced. Reduction is possible.

[実施例3]
実施例1及び2では、光受信装置30が波長分離を行った後にモード分離を行う構成例について説明しているが、光受信装置30がモード分離を行った後に波長分離を行う構成を光通信システムに適用することも可能である。本実施例では、そのような光通信システムの変形例について説明する。なお、以下では実施例1及び2との相違点を中心として本実施例について説明する。
[Example 3]
In the first and second embodiments, a configuration example in which mode separation is performed after the optical receiver 30 performs wavelength separation is described. However, a configuration in which wavelength separation is performed after the optical receiver 30 performs mode separation is described as optical communication. It can also be applied to the system. In this embodiment, a modification of such an optical communication system will be described. In the following, the present embodiment will be described with a focus on differences from the first and second embodiments.

図8は、光受信装置30の構成の変形例を示すブロック図である。本実施例の光通信システムにおいて、光送信装置10は、上述の実施例と同様、図2に示す構成を有し、光受信装置30は、図8に示す構成を有する。   FIG. 8 is a block diagram illustrating a modification of the configuration of the optical receiver 30. In the optical communication system of the present embodiment, the optical transmission device 10 has the configuration shown in FIG. 2, and the optical reception device 30 has the configuration shown in FIG.

光受信装置30は、モード分離器32、モード変換器33(33b,33c,...)、波長分離器31(31a,31b,31c,...)、及び受信ユニット40(40−1,40−2,40−3,...)を備える。各受信ユニット40は、光ハイブリッド回路34、受光素子35、サンプリング処理部36、MIMO処理部37、キャリア推定部38、及び符号再生部39を含む。   The optical receiver 30 includes a mode separator 32, a mode converter 33 (33b, 33c,...), A wavelength separator 31 (31a, 31b, 31c,...), And a receiving unit 40 (40-1,. 40-2, 40-3, ...). Each receiving unit 40 includes an optical hybrid circuit 34, a light receiving element 35, a sampling processing unit 36, a MIMO processing unit 37, a carrier estimation unit 38, and a code reproduction unit 39.

波長分離器31は、最大で、モード分離器32で分離可能なモードの数に等しい数だけ設けられる。モード変換器33は、高次モード(例えば、LP11aモード、LP11bモード、LP02モード等)に対応する波長分離器31(31b,31c,...)の数に等しい数だけ設けられる。また、受信ユニット40は、最大で、波長分離器31で分離可能な波長の数に等しい数だけ設けられ、即ち、光ハイブリッド回路34及びそれより後段の各デバイスは、最大で、モード分離器32で分離可能なモードの数に等しい数だけ設けられる。ただし、受光素子35については、モードごとに、Iチャネル及びQチャネルに対応する2つの受光素子が設けられる。また、MIMO処理部37は、全モードにまたがって処理を行うので、各受信ユニットに1つだけ設けられる。   The wavelength separators 31 are provided in a number equal to the number of modes that can be separated by the mode separator 32 at the maximum. As many mode converters 33 as the number of wavelength separators 31 (31b, 31c,...) Corresponding to higher-order modes (for example, LP11a mode, LP11b mode, LP02 mode, etc.) are provided. In addition, the receiving units 40 are provided in a number equal to the number of wavelengths that can be separated by the wavelength separator 31 at the maximum, that is, the optical hybrid circuit 34 and each of the subsequent devices are arranged at a maximum in the mode separator 32. As many as the number of separable modes are provided. However, for the light receiving element 35, two light receiving elements corresponding to the I channel and the Q channel are provided for each mode. Also, only one MIMO processing unit 37 is provided for each receiving unit because processing is performed across all modes.

モード分離器32は、光送信装置10から光伝送路50を介して受信された光信号を、基本モードの光信号と高次モード(LP11aモード、LP11bモード等)の光信号とに分離して出力する。基本モードの光信号は、基本モードに対応する波長分離器31aに入力される。また、高次モードに対応する各光信号は、対応するモード変換器33(33b,33c,...)に入力される。   The mode separator 32 separates the optical signal received from the optical transmission apparatus 10 via the optical transmission line 50 into an optical signal in a basic mode and an optical signal in a higher-order mode (LP11a mode, LP11b mode, etc.). Output. The fundamental mode optical signal is input to the wavelength separator 31a corresponding to the fundamental mode. Each optical signal corresponding to the higher order mode is input to the corresponding mode converter 33 (33b, 33c,...).

モード変換器33は、モード分離器32から出力された高次モードの光信号を、当該高次モードから基本モードに変換して出力する。例えば、モード変換器33bは、高次モード(LP11aモード)の光信号を基本モードに変換し、モード変換器33cは、高次モード(LP11bモード)の光信号を基本モードに変換する。各モード変換器33から出力された光信号は、当該モード変換器33と接続された(高次モードに対応する)波長分離器31(31b,31c,...)に入力される。なお、モード分離器32及びモード変換器33は、処理対象が波長多重信号であるため、それらにはできるだけ波長依存性が小さいデバイスが採用される。   The mode converter 33 converts the high-order mode optical signal output from the mode separator 32 from the high-order mode to the basic mode and outputs the converted signal. For example, the mode converter 33b converts a high-order mode (LP11a mode) optical signal into a basic mode, and the mode converter 33c converts a high-order mode (LP11b mode) optical signal into a basic mode. The optical signal output from each mode converter 33 is input to a wavelength separator 31 (31b, 31c,...) Connected to the mode converter 33 (corresponding to a higher-order mode). Since the mode separator 32 and the mode converter 33 are wavelength multiplexed signals, devices having as little wavelength dependence as possible are employed for them.

基本モードに対応する波長分離器31aは、モード分離器32から出力された基本モードの光信号を、それぞれ異なる単一の波長λ(λ1,λ2,λ3,...)を有する複数の光信号に分離する。また、高次モードに対応する各波長分離器31(31b,31c,...)は、モード変換器33(33b,33c,...)から出力された基本モードの光信号を、それぞれ異なる単一の波長λ(λ1,λ2,λ3,...)を有する複数の光信号に分離する。なお、波長分離器31aは、第1の波長分離器の一例であり、波長分離器31a以外の波長分離器31(31b,31c,...)は、第2の波長分離器の一例である。 The wavelength separator 31a corresponding to the fundamental mode has a plurality of fundamental mode optical signals output from the mode separator 32, each having a different single wavelength λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...). Is separated into optical signals. Further, each wavelength separator 31 (31b, 31c,...) Corresponding to the higher order mode differs from the fundamental mode optical signal output from the mode converter 33 (33b, 33c,...). The optical signals are separated into a plurality of optical signals having a single wavelength λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...). The wavelength separator 31a is an example of a first wavelength separator, and the wavelength separators 31 (31b, 31c,...) Other than the wavelength separator 31a are examples of a second wavelength separator. .

複数の受信ユニット40は、それぞれ異なる波長λ(λ1,λ2,λ3,...)に対応しており、対応する波長を有する光信号が波長分離器31からそれぞれ入力される。例えば、受信ユニット40−1,40−2,40−3には、波長λ1,λ2,λ3を有する光信号がそれぞれ入力される。各受信ユニット40は、波長分離器31から出力される、対応する波長λの光信号の受信処理を行う。以下では主に受信ユニット40−1について説明するが、それ以外の各受信ユニット40は、局発光源41が発生する光の波長が異なる点を除き、受信ユニット40−1と同様に構成することが可能である。 The plurality of receiving units 40 correspond to different wavelengths λ (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,...), And optical signals having corresponding wavelengths are input from the wavelength separator 31. For example, optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are input to the receiving units 40-1, 40-2, and 40-3, respectively. Each receiving unit 40 performs a receiving process of an optical signal having a corresponding wavelength λ output from the wavelength separator 31. Hereinafter, the receiving unit 40-1 will be mainly described. However, the other receiving units 40 are configured in the same manner as the receiving unit 40-1, except that the wavelength of the light generated by the local light source 41 is different. Is possible.

受信ユニット40−1において、基本モードに対応する波長分離器31aから入力された、単一の波長λ1を有する基本モードの光信号は、基本モードに対応する光ハイブリッド回路34に入力される。また、高次モードに対応する波長分離器31(31b,31c,...)から入力された、単一の波長λ1を有する基本モードの光信号は、高次モードに対応する光ハイブリッド回路34にそれぞれ入力される。複数の光ハイブリッド回路34及びそれらの後段のデバイスでは、入力された基本モードの光信号の受信処理が行われる。なお、複数の光ハイブリッド回路34及びそれらの後段のデバイスによる受信処理については、実施例1と同様である。 In the receiving unit 40-1, the fundamental mode optical signal having a single wavelength λ 1 inputted from the wavelength separator 31a corresponding to the fundamental mode is inputted to the optical hybrid circuit 34 corresponding to the fundamental mode. In addition, an optical hybrid circuit corresponding to a higher-order mode is inputted to a fundamental mode optical signal having a single wavelength λ 1 input from a wavelength separator 31 (31b, 31c,...) Corresponding to the higher-order mode. 34 respectively. The plurality of optical hybrid circuits 34 and their subsequent devices perform reception processing of the input basic mode optical signals. Note that reception processing by the plurality of optical hybrid circuits 34 and their subsequent devices is the same as in the first embodiment.

上述の構成によれば、波長分離器31及び受信ユニット40内の光デバイスは、基本モードにのみ対応していればよく、それらの光デバイスのモード依存性が問題になることがない利点がある。また、モード分離のために必要となるデバイスであるモード分離器32及びモード変換器33の数が少ないため、装置の導入コストを比較的低くすることが可能である。   According to the configuration described above, the optical devices in the wavelength separator 31 and the receiving unit 40 need only support the fundamental mode, and there is an advantage that the mode dependency of these optical devices does not become a problem. . In addition, since the number of mode separators 32 and mode converters 33, which are devices required for mode separation, is small, the introduction cost of the apparatus can be made relatively low.

10:光送信装置、30:光受信装置、50:光伝送路、51:多モード光ファイバ、52:多モード光増幅器
11:光源、12:光分岐回路、13:光変調器、14:光増幅器、15:波長多重器、16:モード変換器、17:モード多重器、20:生成ユニット
31:波長分離器、32:モード分離器、33:モード変換器、34:光ハイブリッド回路、35:受光素子、36:サンプリング処理部、37:MIMO処理部、38:キャリア推定部、39:符号再生部、40:受信ユニット、41:局発光源、42:光分岐回路
10: Optical transmitter, 30: Optical receiver, 50: Optical transmission line, 51: Multimode optical fiber, 52: Multimode optical amplifier 11: Light source, 12: Optical branch circuit, 13: Optical modulator, 14: Optical Amplifier: 15: Wavelength multiplexer, 16: Mode converter, 17: Mode multiplexer, 20: Generation unit 31: Wavelength separator, 32: Mode separator, 33: Mode converter, 34: Optical hybrid circuit, 35: Light receiving element, 36: sampling processing unit, 37: MIMO processing unit, 38: carrier estimation unit, 39: code reproduction unit, 40: reception unit, 41: local light source, 42: optical branch circuit

Claims (21)

光送信装置と、前記光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置と、を備える光通信システムであって、
前記光送信装置は、
それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、
前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、
前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、を備え、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から受信された光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する波長分離器と、
それぞれ異なる波長に対応しており、対応する波長の光信号が前記波長分離器からそれぞれ入力される複数の受信ユニットと、を備え、各受信ユニットが、
前記入力された光信号を、前記基本モードの光信号と前記高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、
前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、
を含み、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号、及び前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号の受信処理を行う
ことを特徴とする光通信システム。
An optical communication system comprising: an optical transmission device; and an optical reception device that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device,
The optical transmitter is
First and second wavelength multiplexers that generate wavelength-multiplexed signals by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths;
A mode converter for converting the wavelength multiplexed signal generated by the second wavelength multiplexer from the fundamental mode to a higher order mode;
A mode for generating an optical signal to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the wavelength-division multiplexed signal in the fundamental mode and the wavelength-division multiplexed signal in the higher-order mode generated by the first wavelength multiplexer. A multiplexer, and
The optical receiver is
A wavelength separator that separates the optical signal received from the optical transmission device into a plurality of optical signals of different wavelengths;
A plurality of receiving units, each of which corresponds to a different wavelength, and each of which receives an optical signal of the corresponding wavelength from the wavelength separator,
A mode separator for separating the input optical signal into the fundamental mode optical signal and the higher-order mode optical signal;
A mode converter for converting the higher-order mode optical signal output from the mode separator from the higher-order mode to the fundamental mode;
An optical communication system comprising: a receiving process for the fundamental mode optical signal output from the mode separator and the fundamental mode optical signal output from the mode converter.
前記光送信装置は、それぞれ異なる波長を有する光信号を生成する複数の生成ユニットを更に備え、各生成ユニットが、
単一の波長を有する基本モードの光を発生する単一の光源と、
それぞれ異なるモードに対応しており、かつ、前記光源を共通に使用する複数の光変調器であって、前記光源から出力された光をそれぞれ独立して変調することで、前記基本モードの光信号をそれぞれ生成する、前記複数の光変調器と、を含み、
前記第1の波長多重器には、前記基本モードに対応する光変調器によって生成された、それぞれ異なる波長を有する前記基本モードの複数の光信号が、前記複数の生成ユニットから入力され、
前記第2の波長多重器には、前記高次モードに対応する光変調器によって生成された、それぞれ異なる波長を有する前記基本モードの複数の光信号が、前記複数の生成ユニットから入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信システム。
The optical transmission device further includes a plurality of generation units that generate optical signals having different wavelengths, and each generation unit includes:
A single light source generating fundamental mode light having a single wavelength;
A plurality of optical modulators each corresponding to a different mode and using the light source in common, and independently modulating the light output from the light source, whereby the optical signal of the basic mode Each of the plurality of light modulators,
To the first wavelength multiplexer, a plurality of fundamental mode optical signals each having a different wavelength generated by an optical modulator corresponding to the fundamental mode are input from the plurality of generation units,
The second wavelength multiplexer receives a plurality of fundamental mode optical signals having different wavelengths generated by an optical modulator corresponding to the higher order mode from the plurality of generation units. The optical communication system according to claim 1.
前記光送信装置の各生成ユニットは、各光変調器によって生成された光信号のパワーを調整する光増幅器及び光減衰器の少なくともいずれかを更に含む
ことを特徴とする請求項2に記載の光通信システム。
3. The light according to claim 2, wherein each generation unit of the optical transmission device further includes at least one of an optical amplifier and an optical attenuator that adjust power of an optical signal generated by each optical modulator. Communications system.
前記光送信装置は、送信対象となる前記高次モードの追加を可能にするために、
追加される高次モードに対応する、第2の波長多重器と、当該第2の波長多重器と前記モード多重器との間に設けられるモード変換器とを増設可能に構成され、かつ、
前記追加される高次モードに対応する光変調器を各生成ユニットに増設可能に構成されている
ことを特徴とする請求項2または3に記載の光通信システム。
In order to allow the optical transmission device to add the higher-order mode to be transmitted,
A second wavelength multiplexer corresponding to the added higher-order mode, and a mode converter provided between the second wavelength multiplexer and the mode multiplexer can be added, and
The optical communication system according to claim 2 or 3, wherein an optical modulator corresponding to the added higher-order mode can be added to each generation unit.
前記光送信装置の各生成ユニットは、増設対象の光変調器を、前記光源から出力された光を分岐させる光分岐回路を介して、前記光源に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信システム。
Each of the generation units of the optical transmission device is configured to be connectable to the light source via an optical branch circuit that branches an optical modulator to be added from the light output from the light source. The optical communication system according to claim 4.
前記光受信装置の各受信ユニットは、
単一の波長を有する基本モードの光を発生する単一の局発光源と、
それぞれ異なるモードに対応しており、かつ、前記局発光源を共通に使用する複数の光ハイブリッド回路と、を更に含み、
前記基本モードに対応する光ハイブリッド回路は、前記局発光源から出力された光によって、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号のコヒーレント検波を行い、
前記高次モードに対応する光ハイブリッド回路は、前記局発光源から出力された光によって、前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号のコヒーレント検波を行う
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光通信システム。
Each receiving unit of the optical receiver is
A single local light source that generates fundamental mode light having a single wavelength;
A plurality of optical hybrid circuits that respectively correspond to different modes and use the local light source in common,
The optical hybrid circuit corresponding to the fundamental mode performs coherent detection of the optical signal of the fundamental mode output from the mode separator by the light output from the local light source,
The optical hybrid circuit corresponding to the higher-order mode performs coherent detection of the optical signal of the fundamental mode output from the mode converter by the light output from the local light source. 6. The optical communication system according to any one of items 1 to 5.
前記光受信装置は、受信対象となる前記高次モードの追加を可能にするために、追加される高次モードに対応する、光ハイブリッド回路と、当該光ハイブリッド回路と前記モード分離器との間に設けられるモード変換器とを、各受信ユニットに増設可能に構成されている
ことを特徴とする請求項6に記載の光通信システム。
The optical receiver is configured to add an optical hybrid circuit corresponding to an added higher-order mode, and between the optical hybrid circuit and the mode separator, in order to enable addition of the higher-order mode to be received. The optical communication system according to claim 6, wherein a mode converter provided in the receiver is configured to be extendable to each receiving unit.
前記光受信装置の各受信ユニットは、増設対象の光ハイブリッド回路を、前記局発光源から出力された光を分岐させる光分岐回路を介して、前記局発光源に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の光通信システム。
Each receiving unit of the optical receiver is configured to be connectable to the local light source via an optical branch circuit that branches the optical hybrid circuit to be added to the light output from the local light source. The optical communication system according to claim 7.
前記光受信装置の各受信ユニットには、各光ハイブリッド回路から出力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、同一の波長に対応し、かつ、それぞれ異なるモードに対応する複数の電気信号に対してMIMO信号処理を行う電気回路と、が予め設けられる
ことを特徴とする請求項8に記載の光通信システム。
Each receiving unit of the optical receiver includes a light receiving element that converts an optical signal output from each optical hybrid circuit into an electrical signal, and a plurality of electrical signals that correspond to the same wavelength and correspond to different modes. The optical communication system according to claim 8, wherein an electrical circuit that performs MIMO signal processing is provided in advance.
前記光送信装置と前記光受信装置との間の光伝送路は、多モード光ファイバ及び多モード光増幅器を含む
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光通信システム。
The optical communication system according to any one of claims 1 to 9, wherein an optical transmission line between the optical transmission device and the optical reception device includes a multimode optical fiber and a multimode optical amplifier. .
光受信装置へ光信号を送信するする光送信装置であって、
それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、
前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、
前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
An optical transmitter that transmits an optical signal to an optical receiver,
First and second wavelength multiplexers that generate wavelength-multiplexed signals by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths;
A mode converter for converting the wavelength multiplexed signal generated by the second wavelength multiplexer from the fundamental mode to a higher order mode;
A mode for generating an optical signal to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the wavelength-division multiplexed signal in the fundamental mode and the wavelength-division multiplexed signal in the higher-order mode generated by the first wavelength multiplexer. A multiplexer;
An optical transmission device comprising:
それぞれ異なる波長を有する光信号を生成する複数の生成ユニットを更に備え、各生成ユニットが、
単一の波長を有する基本モードの光を発生する単一の光源と、
それぞれ異なるモードに対応しており、かつ、前記光源を共通に使用する複数の光変調器であって、前記光源から出力された光をそれぞれ独立して変調することで、前記基本モードの光信号をそれぞれ生成する、前記複数の光変調器と、を含み、
前記第1の波長多重器には、前記基本モードに対応する光変調器によって生成された、それぞれ異なる波長を有する前記基本モードの複数の光信号が、前記複数の生成ユニットから入力され、
前記第2の波長多重器には、前記高次モードに対応する光変調器によって生成された、それぞれ異なる波長を有する前記基本モードの複数の光信号が、前記複数の生成ユニットから入力される
ことを特徴とする請求項11に記載の光送信装置。
A plurality of generation units that generate optical signals having different wavelengths, respectively,
A single light source generating fundamental mode light having a single wavelength;
A plurality of optical modulators each corresponding to a different mode and using the light source in common, and independently modulating the light output from the light source, whereby the optical signal of the basic mode Each of the plurality of light modulators,
To the first wavelength multiplexer, a plurality of fundamental mode optical signals each having a different wavelength generated by an optical modulator corresponding to the fundamental mode are input from the plurality of generation units,
The second wavelength multiplexer receives a plurality of fundamental mode optical signals having different wavelengths generated by an optical modulator corresponding to the higher order mode from the plurality of generation units. The optical transmission device according to claim 11.
前記光送信装置の各生成ユニットは、各光変調器によって生成された光信号のパワーを調整する光増幅器及び光減衰器の少なくともいずれかを更に含む
ことを特徴とする請求項12に記載の光送信装置。
The light according to claim 12, wherein each generation unit of the optical transmission device further includes at least one of an optical amplifier and an optical attenuator that adjust power of an optical signal generated by each optical modulator. Transmitter device.
前記光送信装置は、送信対象となる前記高次モードの追加を可能にするために、
追加される高次モードに対応する、第2の波長多重器と、当該第2の波長多重器と前記モード多重器との間に設けられるモード変換器とを増設可能に構成され、かつ、
前記追加される高次モードに対応する光変調器を各生成ユニットに増設可能に構成されている
ことを特徴とする請求項12または13に記載の光送信装置。
In order to allow the optical transmission device to add the higher-order mode to be transmitted,
A second wavelength multiplexer corresponding to the added higher-order mode, and a mode converter provided between the second wavelength multiplexer and the mode multiplexer can be added, and
The optical transmission device according to claim 12 or 13, wherein an optical modulator corresponding to the added higher-order mode can be added to each generation unit.
前記光送信装置の各生成ユニットは、増設対象の光変調器を、前記光源から出力された光を分岐させる光分岐回路を介して、前記光源に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項14に記載の光送信装置。
Each of the generation units of the optical transmission device is configured to be connectable to the light source via an optical branch circuit that branches an optical modulator to be added from the light output from the light source. The optical transmission device according to claim 14.
光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置であって、
前記光送信装置から受信された光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する波長分離器と、
それぞれ異なる波長に対応しており、対応する波長の光信号が前記波長分離器からそれぞれ入力される複数の受信ユニットと、を備え、各受信ユニットが、
前記入力された光信号を、基本モードの光信号と高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、
前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、
を含み、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号、及び前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号の受信処理を行う
ことを特徴とする光受信装置。
An optical receiver that receives an optical signal transmitted from an optical transmitter,
A wavelength separator that separates the optical signal received from the optical transmission device into a plurality of optical signals of different wavelengths;
A plurality of receiving units, each of which corresponds to a different wavelength, and each of which receives an optical signal of the corresponding wavelength from the wavelength separator,
A mode separator for separating the input optical signal into a fundamental mode optical signal and a higher-order mode optical signal;
A mode converter for converting the higher-order mode optical signal output from the mode separator from the higher-order mode to the fundamental mode;
An optical receiver that performs reception processing of the fundamental mode optical signal output from the mode separator and the fundamental mode optical signal output from the mode converter.
前記光受信装置の各受信ユニットは、
単一の波長を有する基本モードの光を発生する単一の局発光源と、
それぞれ異なるモードに対応しており、かつ、前記局発光源を共通に使用する複数の光ハイブリッド回路と、を更に含み、
前記基本モードに対応する光ハイブリッド回路は、前記局発光源から出力された光によって、前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号のコヒーレント検波を行い、
前記高次モードに対応する光ハイブリッド回路は、前記局発光源から出力された光によって、前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号のコヒーレント検波を行う
ことを特徴とする請求項16に記載の光受信装置。
Each receiving unit of the optical receiver is
A single local light source that generates fundamental mode light having a single wavelength;
A plurality of optical hybrid circuits that respectively correspond to different modes and use the local light source in common,
The optical hybrid circuit corresponding to the fundamental mode performs coherent detection of the optical signal of the fundamental mode output from the mode separator by the light output from the local light source,
The optical hybrid circuit corresponding to the higher-order mode performs coherent detection of the optical signal of the fundamental mode output from the mode converter, using light output from the local light source. The optical receiver described in 1.
前記光受信装置は、受信対象となる前記高次モードの追加を可能にするために、追加される高次モードに対応する、光ハイブリッド回路と、当該光ハイブリッド回路と前記モード分離器との間に設けられるモード変換器とを、各受信ユニットに増設可能に構成されている
ことを特徴とする請求項17に記載の光受信装置。
The optical receiver is configured to add an optical hybrid circuit corresponding to an added higher-order mode, and between the optical hybrid circuit and the mode separator, in order to enable addition of the higher-order mode to be received. The optical receiver according to claim 17, wherein a mode converter provided in the receiver can be added to each receiving unit.
前記光受信装置の各受信ユニットは、増設対象の光ハイブリッド回路を、前記局発光源から出力された光を分岐させる光分岐回路を介して、前記局発光源に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項18に記載の光受信装置。
Each receiving unit of the optical receiver is configured to be connectable to the local light source via an optical branch circuit that branches the optical hybrid circuit to be added to the light output from the local light source. The optical receiver according to claim 18.
前記光受信装置の各受信ユニットには、各光ハイブリッド回路から出力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、同一の波長に対応し、かつ、それぞれ異なるモードに対応する複数の電気信号に対してMIMO信号処理を行う電気回路と、が予め設けられる
ことを特徴とする請求項19に記載の光受信装置。
Each receiving unit of the optical receiver includes a light receiving element that converts an optical signal output from each optical hybrid circuit into an electrical signal, and a plurality of electrical signals that correspond to the same wavelength and correspond to different modes. An optical circuit for performing MIMO signal processing on the optical receiver is provided in advance.
光送信装置と、前記光送信装置から送信された光信号を受信する光受信装置と、を備える光通信システムであって、
前記光送信装置は、
それぞれ独立して変調され、かつ、それぞれ異なる波長を有する基本モードの複数の光信号を多重化することで、波長多重信号を生成する第1及び第2の波長多重器と、
前記第2の波長多重器によって生成された波長多重信号を、前記基本モードから高次モードに変換するモード変換器と、
前記第1の波長多重器によって生成された前記基本モードの波長多重信号と、前記高次モードの波長多重信号とを多重化することで、前記光受信装置へ送信すべき光信号を生成するモード多重器と、を備え、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から受信された光信号を、前記基本モードの光信号と前記高次モードの光信号とに分離するモード分離器と、
前記モード分離器から出力された前記高次モードの光信号を、前記高次モードから前記基本モードに変換するモード変換器と、
前記モード分離器から出力された前記基本モードの光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する第1の波長分離器と、
前記モード変換器から出力された前記基本モードの光信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に分離する第2の波長分離器と、
それぞれ異なる波長に対応しており、前記第1及び第2の波長分離器から出力された、対応する波長の光信号の受信処理を行う複数の受信ユニットと、を備える
ことを特徴とする光通信システム。
An optical communication system comprising: an optical transmission device; and an optical reception device that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device,
The optical transmitter is
First and second wavelength multiplexers that generate wavelength-multiplexed signals by multiplexing a plurality of fundamental mode optical signals that are independently modulated and have different wavelengths;
A mode converter for converting the wavelength multiplexed signal generated by the second wavelength multiplexer from the fundamental mode to a higher order mode;
A mode for generating an optical signal to be transmitted to the optical receiver by multiplexing the wavelength-division multiplexed signal in the fundamental mode and the wavelength-division multiplexed signal in the higher-order mode generated by the first wavelength multiplexer. A multiplexer, and
The optical receiver is
A mode separator that separates an optical signal received from the optical transmission device into an optical signal in the fundamental mode and an optical signal in the higher-order mode;
A mode converter for converting the higher-order mode optical signal output from the mode separator from the higher-order mode to the fundamental mode;
A first wavelength separator that separates the fundamental mode optical signal output from the mode separator into a plurality of optical signals of different wavelengths;
A second wavelength separator that separates the fundamental mode optical signal output from the mode converter into a plurality of optical signals each having a different wavelength;
A plurality of receiving units that correspond to different wavelengths and perform reception processing of optical signals of the corresponding wavelengths output from the first and second wavelength separators. system.
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