JP3173591B2 - 光送信器と光伝送システムおよび信号光変調方法 - Google Patents
光送信器と光伝送システムおよび信号光変調方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長距離波長多重光
伝送システムに関し、特に伝送路光ファイバ中で生じる
非線形効果の影響を抑圧することにより伝送特性を向上
する光伝送システムに関する。
伝送システムに関し、特に伝送路光ファイバ中で生じる
非線形効果の影響を抑圧することにより伝送特性を向上
する光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ増幅器の登場により、数千ｋ
ｍを越える伝送距離についても中継器における電気的な
３Ｒ動作(retiming, reshaping, regenerating)なしに
伝送することが可能となり、その結果システムの信頼
性、コスト等の面で光伝送技術が大幅に向上することに
なった。また、１つの伝送路に複数の異なる波長を有す
る波長多重光通信の研究において、伝送距離数百ｋｍで
は既に１Ｔｂ／ｓを越える伝送容量も実現されている。
このような伝送距離、伝送容量の向上は、光ファイバ増
幅器が複数チャネルの信号光を一括で増幅する能力を持
つことに起因する。この光ファイバ増幅器と波長多重技
術とを用い、長距離大容量光伝送実現のための研究が積
極的に行われている。特に、日本−米国間のような太平
洋を横断する超長距離(〜１０,０００ｋｍ)システムに
対しては、インターネットの普及に代表されるような今
後の爆発的な通信容量の需要に備え精力的に研究が行わ
れている。
ｍを越える伝送距離についても中継器における電気的な
３Ｒ動作(retiming, reshaping, regenerating)なしに
伝送することが可能となり、その結果システムの信頼
性、コスト等の面で光伝送技術が大幅に向上することに
なった。また、１つの伝送路に複数の異なる波長を有す
る波長多重光通信の研究において、伝送距離数百ｋｍで
は既に１Ｔｂ／ｓを越える伝送容量も実現されている。
このような伝送距離、伝送容量の向上は、光ファイバ増
幅器が複数チャネルの信号光を一括で増幅する能力を持
つことに起因する。この光ファイバ増幅器と波長多重技
術とを用い、長距離大容量光伝送実現のための研究が積
極的に行われている。特に、日本−米国間のような太平
洋を横断する超長距離(〜１０,０００ｋｍ)システムに
対しては、インターネットの普及に代表されるような今
後の爆発的な通信容量の需要に備え精力的に研究が行わ
れている。
【０００３】伝送距離１０,０００ｋｍ程度の現在の波
長多重光伝送技術水準としては、１チャネルあたり５Ｇ
ｂ／ｓ、３２チャネル多重信号(総容量１６０Ｇｂ／ｓ)
の伝送を実現した技術が下記の文献１、２に記載されて
いる。
長多重光伝送技術水準としては、１チャネルあたり５Ｇ
ｂ／ｓ、３２チャネル多重信号(総容量１６０Ｇｂ／ｓ)
の伝送を実現した技術が下記の文献１、２に記載されて
いる。
【０００４】（文献１：Neal S.Bergano et. Al., Opti
cal Fiber Communication Conference’97,PD１6,１99
7）、（文献２：N.Shimojoh et. al., ElectronicsLett
ers,vol.33,No.１０,PP.877−879,１997）また、１チャ
ネルあたり１０Ｇｂ／ｓのビットレートでは、２０チャ
ネル多重信号(総容量２００Ｇｂ／ｓ)の伝送を実現した
技術が下記の文献３に報告されている。
cal Fiber Communication Conference’97,PD１6,１99
7）、（文献２：N.Shimojoh et. al., ElectronicsLett
ers,vol.33,No.１０,PP.877−879,１997）また、１チャ
ネルあたり１０Ｇｂ／ｓのビットレートでは、２０チャ
ネル多重信号(総容量２００Ｇｂ／ｓ)の伝送を実現した
技術が下記の文献３に報告されている。
【０００５】(文献３：H.Taga et. al., Optical Fiber
Communication Conference '98、PD-13,1998)このよう
な長距離波長多重通信における重要な課題には、中継光
増幅器の特性改善（雑音指数の低減、増幅帯域拡張、利
得の平坦化）、伝送路の分散配置及び分散補償法、伝送
路中で生ずる各種非線形光学効果抑圧などがある。
Communication Conference '98、PD-13,1998)このよう
な長距離波長多重通信における重要な課題には、中継光
増幅器の特性改善（雑音指数の低減、増幅帯域拡張、利
得の平坦化）、伝送路の分散配置及び分散補償法、伝送
路中で生ずる各種非線形光学効果抑圧などがある。
【０００６】上記の非線形光学効果のなかで現在もっと
も伝送容量の向上を妨げている要因が、自己位相変調効
果(Self Phase Modulation：ＳＰＭ)と群速度分散(Grou
p Velocity Dispersion：ＧＶＤ)との相互作用であるＳ
ＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化である。
も伝送容量の向上を妨げている要因が、自己位相変調効
果(Self Phase Modulation：ＳＰＭ)と群速度分散(Grou
p Velocity Dispersion：ＧＶＤ)との相互作用であるＳ
ＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化である。
【０００７】まず、自己位相変調効果(ＳＰＭ)について
説明する。
説明する。
【０００８】光ファイバ中における光の伝搬速度は伝送
媒体であるガラスの屈折率に依存している。光ファイバ
が有する特性として、この屈折率は非常に微少であるが
通過している信号光の瞬時強度の影響を受ける。光ファ
イバ中での自己位相変調効果とは、上述のように屈折率
が信号光の瞬時強度に依存するため、その結果として信
号光へ位相変調が施されてしまう効果のことをいう。こ
の自己位相変調効果により、強度が一定でない信号光
は、その強度に応じて位相が変化する。しかし自己位相
変調効果は信号波形自体を変化させる効果ではないの
で、信号光スペクトルを変化させることはするが、信号
光波形は変化させない。
媒体であるガラスの屈折率に依存している。光ファイバ
が有する特性として、この屈折率は非常に微少であるが
通過している信号光の瞬時強度の影響を受ける。光ファ
イバ中での自己位相変調効果とは、上述のように屈折率
が信号光の瞬時強度に依存するため、その結果として信
号光へ位相変調が施されてしまう効果のことをいう。こ
の自己位相変調効果により、強度が一定でない信号光
は、その強度に応じて位相が変化する。しかし自己位相
変調効果は信号波形自体を変化させる効果ではないの
で、信号光スペクトルを変化させることはするが、信号
光波形は変化させない。
【０００９】次に、波長多重伝送における群速度分散効
果（ＧＶＤ）の扱いについて説明する。
果（ＧＶＤ）の扱いについて説明する。
【００１０】一般に光ファイバ中の光信号の伝送速度は
その波長に依存し、このとき、より短波長の光の方が速
く進む波長領域を正常分散領域(負分散領域)、長波長側
の光の方が速く進む波長領域を異常分散領域(正分散領
域)と呼ぶ。また光ファイバの分散スロープ(群速度分散
の波長依存性)は群速度分散値によらず同じ方向に傾き
を持ち(例外的に逆向きの傾きを持つファイバもある)、
波長が短くなるにつれ群速度分散値も小さくなる特徴を
持つ。
その波長に依存し、このとき、より短波長の光の方が速
く進む波長領域を正常分散領域(負分散領域)、長波長側
の光の方が速く進む波長領域を異常分散領域(正分散領
域)と呼ぶ。また光ファイバの分散スロープ(群速度分散
の波長依存性)は群速度分散値によらず同じ方向に傾き
を持ち(例外的に逆向きの傾きを持つファイバもある)、
波長が短くなるにつれ群速度分散値も小さくなる特徴を
持つ。
【００１１】長距離波長多重光伝送の場合、伝送路の大
半を正常分散ファイバ(信号波長帯域周辺で負の分散を
有するファイバ)により構成し、伝送路の途中で何度か
蓄積された負分散を補償するために正分散補償光ファイ
バを挿入する。このようにすることによりチャネル間の
四光波混合を抑圧すると同時に、信号光が受ける蓄積分
散値が大きくなりすぎないようにしている。伝送路中で
正の分散量と負の分散量がちょうどつりあう波長は平均
零分散波長と呼ばれ、この波長付近では伝送途中での群
速度分散による信号波形の変化は小さい。
半を正常分散ファイバ(信号波長帯域周辺で負の分散を
有するファイバ)により構成し、伝送路の途中で何度か
蓄積された負分散を補償するために正分散補償光ファイ
バを挿入する。このようにすることによりチャネル間の
四光波混合を抑圧すると同時に、信号光が受ける蓄積分
散値が大きくなりすぎないようにしている。伝送路中で
正の分散量と負の分散量がちょうどつりあう波長は平均
零分散波長と呼ばれ、この波長付近では伝送途中での群
速度分散による信号波形の変化は小さい。
【００１２】波長多重伝送では、一本の光ファイバ伝送
路に異なる波長を持つ複数のチャネルを配置する。平均
零分散波長付近に配置された信号光には分散は蓄積され
ないが、前述の分散スロープの影響により平均零分散波
長より短波長側のチャネルでは負の、長波長側では正の
分散が徐々に蓄積されていき、それに従い信号波形が最
初の状態から変化していく。
路に異なる波長を持つ複数のチャネルを配置する。平均
零分散波長付近に配置された信号光には分散は蓄積され
ないが、前述の分散スロープの影響により平均零分散波
長より短波長側のチャネルでは負の、長波長側では正の
分散が徐々に蓄積されていき、それに従い信号波形が最
初の状態から変化していく。
【００１３】蓄積分散による波形変化は可逆であり、例
えば受信端においてそれまで蓄積された分散値に対して
逆の大きさの分散を付加することにより回復可能であ
る。しかし、自己位相変調は非可逆な課程のため、蓄積
分散によって波形が変化している状態で自己位相変調が
生じると、受信端において分散補償しても波形はもとの
状態に戻らない。これがＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形
劣化である。このＳＰＭ−ＧＶＤ効果の影響は伝送路光
ファイバ中での蓄積分散量に依存するため、平均零分散
波長から離れた波長に割り当てられたチャネルほどこの
影響は顕著となる。
えば受信端においてそれまで蓄積された分散値に対して
逆の大きさの分散を付加することにより回復可能であ
る。しかし、自己位相変調は非可逆な課程のため、蓄積
分散によって波形が変化している状態で自己位相変調が
生じると、受信端において分散補償しても波形はもとの
状態に戻らない。これがＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形
劣化である。このＳＰＭ−ＧＶＤ効果の影響は伝送路光
ファイバ中での蓄積分散量に依存するため、平均零分散
波長から離れた波長に割り当てられたチャネルほどこの
影響は顕著となる。
【００１４】ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑圧
するためには、伝送路中の信号光強度は低くあることが
望ましい。というのは、自己位相変調は光強度が強いほ
ど生じるからである。しかし信号光強度の低下は信号対
雑音比の劣化につながるため限界がある。信号光強度を
極力低く抑えること以外に従来用いられる技術として
は、信号光にプリチャープを重畳するというものがあ
る。この技術は、伝送路中の偏波依存性効果を抑圧する
ための技術、偏波スクランブルと大きく関係がある。そ
れについて続いて説明する。
するためには、伝送路中の信号光強度は低くあることが
望ましい。というのは、自己位相変調は光強度が強いほ
ど生じるからである。しかし信号光強度の低下は信号対
雑音比の劣化につながるため限界がある。信号光強度を
極力低く抑えること以外に従来用いられる技術として
は、信号光にプリチャープを重畳するというものがあ
る。この技術は、伝送路中の偏波依存性効果を抑圧する
ための技術、偏波スクランブルと大きく関係がある。そ
れについて続いて説明する。
【００１５】伝送路光ファイバを通過することによる波
形劣化には、上述のＳＰＭ−ＧＶＤ効果によるものとは
別に、伝送路中の偏波依存性効果によって引き起こされ
るものがある。この偏波依存性効果とは、光ファイバの
伝送特性が信号光の偏波状態に依存する、という効果で
あり、例えば偏波依存性損失などがそれに当たる。
形劣化には、上述のＳＰＭ−ＧＶＤ効果によるものとは
別に、伝送路中の偏波依存性効果によって引き起こされ
るものがある。この偏波依存性効果とは、光ファイバの
伝送特性が信号光の偏波状態に依存する、という効果で
あり、例えば偏波依存性損失などがそれに当たる。
【００１６】この偏波依存性を図１３に示した伝送路光
ファイバの概念的な断面図を参照して説明する。例えば
信号光の偏波状態が矢印３０により示した方向の場合
と、矢印３２に示した方向の場合にその伝送特性が異な
っているものとすると、信号光が伝送路光ファイバを通
過する際の偏波状態により光受信器に到達した際の信号
対雑音比が変化し、その結果として伝送特性が時間的に
変動してしまうという問題が発生する。
ファイバの概念的な断面図を参照して説明する。例えば
信号光の偏波状態が矢印３０により示した方向の場合
と、矢印３２に示した方向の場合にその伝送特性が異な
っているものとすると、信号光が伝送路光ファイバを通
過する際の偏波状態により光受信器に到達した際の信号
対雑音比が変化し、その結果として伝送特性が時間的に
変動してしまうという問題が発生する。
【００１７】このような伝送路光ファイバ中で発生する
偏波依存性効果の影響を抑圧するための発明が特開平８
−１１１６６２号公報に記載されている。この発明は、
伝送路中の偏波依存性効果の影響を抑圧するために、光
送信器から出力される信号光に対して偏波スクランブル
をビット同期でかけるという発明である。ビット同期の
偏波スクランブルとは、信号光の１ビット間において偏
波状態を平滑化、無偏光化させることである。このビッ
ト同期の偏波スクランブルにより、偏波依存性効果は１
ビット間で平滑化され信号光の偏波状態により伝送特性
がばらついてしまうという問題は解決する。
偏波依存性効果の影響を抑圧するための発明が特開平８
−１１１６６２号公報に記載されている。この発明は、
伝送路中の偏波依存性効果の影響を抑圧するために、光
送信器から出力される信号光に対して偏波スクランブル
をビット同期でかけるという発明である。ビット同期の
偏波スクランブルとは、信号光の１ビット間において偏
波状態を平滑化、無偏光化させることである。このビッ
ト同期の偏波スクランブルにより、偏波依存性効果は１
ビット間で平滑化され信号光の偏波状態により伝送特性
がばらついてしまうという問題は解決する。
【００１８】しかし、この偏波スクランブル自体は伝送
路中の偏波依存性効果の影響を抑圧する効果だけを有
し、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化に対してはほと
んど効果を有していない。ところが、特開平８−１１１
６６２号公報には明記されていないものの、ビット同期
偏波スクランブルの際に信号光上に必然的に重畳される
ビットレート周波数による位相変調であるビット同期位
相変調（プリチャープ）が、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による
波形劣化に対し有効であることが今日ではよく知られて
いることであり、例えば下記の文献４に記載されてい
る。
路中の偏波依存性効果の影響を抑圧する効果だけを有
し、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化に対してはほと
んど効果を有していない。ところが、特開平８−１１１
６６２号公報には明記されていないものの、ビット同期
偏波スクランブルの際に信号光上に必然的に重畳される
ビットレート周波数による位相変調であるビット同期位
相変調（プリチャープ）が、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による
波形劣化に対し有効であることが今日ではよく知られて
いることであり、例えば下記の文献４に記載されてい
る。
【００１９】（文献４：（Neal S.Bergano et. al., Op
tical Fiber Communication Conference '96,TuN１,199
6)このビット同期偏波スクランブルによるＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果を抑圧する効果は、１チャネルあたりのビットレ
ートが５Ｇｂ／ｓ以下のシステムでは特に有効で、文献
１、２の伝送実験でも採用されている。
tical Fiber Communication Conference '96,TuN１,199
6)このビット同期偏波スクランブルによるＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果を抑圧する効果は、１チャネルあたりのビットレ
ートが５Ｇｂ／ｓ以下のシステムでは特に有効で、文献
１、２の伝送実験でも採用されている。
【００２０】次に、上記で説明してきた光送信器の構成
を示す。図１４は、上記の文献２の中で用いられている
構成の光送信器であり、図１５は文献５(M.Suzuki et.
al.,Optical Fiber Communication Conference '98,PD-
17,1998)の中で用いられている構成の光送信器である。
を示す。図１４は、上記の文献２の中で用いられている
構成の光送信器であり、図１５は文献５(M.Suzuki et.
al.,Optical Fiber Communication Conference '98,PD-
17,1998)の中で用いられている構成の光送信器である。
【００２１】図１４に示した光送信器は、光源１と、強
度変調器２と、偏波変調器４とから構成されている。
度変調器２と、偏波変調器４とから構成されている。
【００２２】強度変調器２は、光源１から入力された信
号光に対して、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎｔｏ Ｚｅｒｏ）デ
ータ１０１の論理に基づいた強度変調を施している。
号光に対して、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎｔｏ Ｚｅｒｏ）デ
ータ１０１の論理に基づいた強度変調を施している。
【００２３】偏波変調器４は、強度変調器２から入力さ
れた信号光に対して、ビットレート周波数正弦波１０５
のレベルに応じた偏波変調を行なっている。
れた信号光に対して、ビットレート周波数正弦波１０５
のレベルに応じた偏波変調を行なっている。
【００２４】図１５の光送信器は図１４の光送信器に対
して、偏波変調器４と強度変調器２の間に位相変調器３
が追加されていることが特徴である。文献５には１チャ
ネルあたりのビットレートが５Ｇｂ／ｓ及び１０Ｇｂ／
ｓ両方の場合の伝送実験が記載されているが、ビットレ
ートが１０Ｇｂ／ｓの場合ではビット同期偏波変調の際
に付加されるプリチャープの深さがＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化抑圧のためには最適でないため、プリチ
ャープの深さを最適化するためにこの位相変調器３が設
けられている。
して、偏波変調器４と強度変調器２の間に位相変調器３
が追加されていることが特徴である。文献５には１チャ
ネルあたりのビットレートが５Ｇｂ／ｓ及び１０Ｇｂ／
ｓ両方の場合の伝送実験が記載されているが、ビットレ
ートが１０Ｇｂ／ｓの場合ではビット同期偏波変調の際
に付加されるプリチャープの深さがＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化抑圧のためには最適でないため、プリチ
ャープの深さを最適化するためにこの位相変調器３が設
けられている。
【００２５】この、従来の光送信器(図１４、図１５)か
ら送出される信号光にはビットレート周波数正弦波１０
５により偏波変調が施されることによりビット同期の偏
波スクランブルが施されているため、上記で説明したよ
うに偏波依存効果の影響を抑圧することができるととも
に、ビット同期位相変調（プリチャープ）が重畳される
ことにより、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化が抑圧
されるという別の効果を有している。
ら送出される信号光にはビットレート周波数正弦波１０
５により偏波変調が施されることによりビット同期の偏
波スクランブルが施されているため、上記で説明したよ
うに偏波依存効果の影響を抑圧することができるととも
に、ビット同期位相変調（プリチャープ）が重畳される
ことにより、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化が抑圧
されるという別の効果を有している。
【００２６】しかし、この方式でも、１０,０００ｋｍ
という超長距離における伝送後で、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化の影響がそれほど顕著にならない帯域は
伝送路の平均零分散の周辺の８ｎｍ弱であり、チャネル
数にすると１０チャネル以下に制限される。よって今後
の大容量伝送を実現させるためには、ＳＰＭ−ＧＶＤ効
果によって生じる波形劣化に対する新たな対策が必要と
なる。
という超長距離における伝送後で、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化の影響がそれほど顕著にならない帯域は
伝送路の平均零分散の周辺の８ｎｍ弱であり、チャネル
数にすると１０チャネル以下に制限される。よって今後
の大容量伝送を実現させるためには、ＳＰＭ−ＧＶＤ効
果によって生じる波形劣化に対する新たな対策が必要と
なる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光伝送
システムでは、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による信号光の劣化
を充分に抑圧することができないという問題点があっ
た。
システムでは、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による信号光の劣化
を充分に抑圧することができないという問題点があっ
た。
【００２８】本発明の目的は、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果によ
る信号波形の劣化を充分に抑圧することができる光伝送
システムを提供することである。
る信号波形の劣化を充分に抑圧することができる光伝送
システムを提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光送信器は、光源と、送信データに基づい
て、前記光源から入力された信号光に対して強度変調を
施す強度変調器と、前記強度変調器から入力された信号
光に対して、それぞれ時間的に隣接するビットにおける
偏波状態が直交するように偏波変調を施す偏波変調器を
有している。
に、本発明の光送信器は、光源と、送信データに基づい
て、前記光源から入力された信号光に対して強度変調を
施す強度変調器と、前記強度変調器から入力された信号
光に対して、それぞれ時間的に隣接するビットにおける
偏波状態が直交するように偏波変調を施す偏波変調器を
有している。
【００３０】本発明では、信号光が伝送路中で波長分散
により波形が歪んだ時にも、時間的に前後のビットに対
して偏波状態が直交しているため干渉することがない。
そのため長距離大容量光波長多重伝送において伝送容量
の向上を妨げるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑
圧することができる。
により波形が歪んだ時にも、時間的に前後のビットに対
して偏波状態が直交しているため干渉することがない。
そのため長距離大容量光波長多重伝送において伝送容量
の向上を妨げるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑
圧することができる。
【００３１】また、本発明の光送信器は、光源と、送信
データに基づいて、前記光源から入力された信号光に対
して強度変調を施す強度変調器と、前記送信データのビ
ットレートに相当する周波数の正弦波であるビットレー
ト周波数正弦波に基づいて、前記強度変調器から入力さ
れた信号光に対して位相変調を施す位相変調器と、前記
位相変調器から入力された信号光に対して、それぞれ時
間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交するよう
に偏波変調を施す偏波変調器を有している。
データに基づいて、前記光源から入力された信号光に対
して強度変調を施す強度変調器と、前記送信データのビ
ットレートに相当する周波数の正弦波であるビットレー
ト周波数正弦波に基づいて、前記強度変調器から入力さ
れた信号光に対して位相変調を施す位相変調器と、前記
位相変調器から入力された信号光に対して、それぞれ時
間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交するよう
に偏波変調を施す偏波変調器を有している。
【００３２】本発明は、時間的に前後のビットに対して
偏波状態が直交するとともにビット同期位相変調（プリ
チャープ）が重畳されているため、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化をさらに抑圧することができる。
偏波状態が直交するとともにビット同期位相変調（プリ
チャープ）が重畳されているため、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果
による波形劣化をさらに抑圧することができる。
【００３３】また、本発明の他の光送信器は、光源と、
送信データのビットレートに相当する周波数の正弦波で
あるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記光源か
ら入力された信号光に対して位相変調を施す位相変調器
と、前記送信データに基づいて、前記位相変調器から入
力された信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、
前記強度変調器から入力された信号光に対して、それぞ
れ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交する
ように偏波変調を施す偏波変調器を有している。
送信データのビットレートに相当する周波数の正弦波で
あるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記光源か
ら入力された信号光に対して位相変調を施す位相変調器
と、前記送信データに基づいて、前記位相変調器から入
力された信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、
前記強度変調器から入力された信号光に対して、それぞ
れ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交する
ように偏波変調を施す偏波変調器を有している。
【００３４】本発明は、上述の光送信器に対して位相変
調器と強度変調器を設ける順序を入れ替えたものであ
り、得られる効果は入れ替えを行う前の構成により得ら
れる効果と同様である。
調器と強度変調器を設ける順序を入れ替えたものであ
り、得られる効果は入れ替えを行う前の構成により得ら
れる効果と同様である。
【００３５】また、本発明の他の光送信器では、偏波変
調器は、前記送信データと周期が同一であり隣接するビ
ットどうしの論理が異なっている信号である交番信号に
基づいて、入力された信号光に対して偏波変調を施すこ
とによりそれぞれ時間的に隣接するビットにおける偏波
状態が直交するように偏波変調を施している。
調器は、前記送信データと周期が同一であり隣接するビ
ットどうしの論理が異なっている信号である交番信号に
基づいて、入力された信号光に対して偏波変調を施すこ
とによりそれぞれ時間的に隣接するビットにおける偏波
状態が直交するように偏波変調を施している。
【００３６】また、本発明の他の光送信器は、光源と、
送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光
に対して強度変調を施す強度変調器と、前記送信データ
がオン状態となる度に論理が反転する偏波状態制御信号
を出力している偏波状態制御回路と、前記強度変調器か
ら入力された信号光の偏波状態を、前記偏波状態制御信
号の論理に基づいて、直交する偏波状態間で切り替える
ような偏波変調を施す偏波変調器を有している。
送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光
に対して強度変調を施す強度変調器と、前記送信データ
がオン状態となる度に論理が反転する偏波状態制御信号
を出力している偏波状態制御回路と、前記強度変調器か
ら入力された信号光の偏波状態を、前記偏波状態制御信
号の論理に基づいて、直交する偏波状態間で切り替える
ような偏波変調を施す偏波変調器を有している。
【００３７】本発明では、偏波変調の方式を交番でな
く、送信データがオン状態となり“１”信号を示す度に
偏波状態を変化させて時間的に前のビットと偏波状態が
直交するように偏波変調を施してる。そのため、干渉す
る可能性のあるビット数を減らすことができるためＳＰ
Ｍ−ＧＶＤ効果による波形劣化抑圧効果を大きくするこ
とができる。
く、送信データがオン状態となり“１”信号を示す度に
偏波状態を変化させて時間的に前のビットと偏波状態が
直交するように偏波変調を施してる。そのため、干渉す
る可能性のあるビット数を減らすことができるためＳＰ
Ｍ−ＧＶＤ効果による波形劣化抑圧効果を大きくするこ
とができる。
【００３８】また、本発明の他の光送信器は、前記光源
と前記強度変調器の間、および前記強度変調器と前記偏
波変調器の間の両方またはいずれか一方に光増幅器が挿
入されている。
と前記強度変調器の間、および前記強度変調器と前記偏
波変調器の間の両方またはいずれか一方に光増幅器が挿
入されている。
【００３９】また、本発明の他の光送信器は、前記光源
と前記強度変調器の間、前記強度変調器と前記位相変調
器の間、および前記位相変調器と前記偏波変調器の間の
全てまたはいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器が
挿入されている。
と前記強度変調器の間、前記強度変調器と前記位相変調
器の間、および前記位相変調器と前記偏波変調器の間の
全てまたはいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器が
挿入されている。
【００４０】また、本発明の他の光送信器は、前記光源
と前記位相変調器の間、前記位相変調器と前記強度変調
器の間、および前記強度変調器と前記偏波変調器の間の
全てまたはいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器が
挿入されている。
と前記位相変調器の間、前記位相変調器と前記強度変調
器の間、および前記強度変調器と前記偏波変調器の間の
全てまたはいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器が
挿入されている。
【００４１】本発明は、光源および各変調器のそれぞれ
の間に光増幅器を設けているので、各変調器を通過する
際の信号対雑音比の劣化を防ぐことができる。
の間に光増幅器を設けているので、各変調器を通過する
際の信号対雑音比の劣化を防ぐことができる。
【００４２】本発明によるＳＰＭ−ＧＶＤ効果は、送信
データとしてＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎｔｏ Ｚｅｒｏ）信号
を用いるＲＺ変調方式と併用することにより、より一層
発揮される。
データとしてＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎｔｏ Ｚｅｒｏ）信号
を用いるＲＺ変調方式と併用することにより、より一層
発揮される。
【００４３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】（第１の実施形態）先ず、本発明の第１の
実施形態の光伝送システムについて説明する。
実施形態の光伝送システムについて説明する。
【００４５】ビット同期の位相変調を用いた場合のＳＰ
Ｍ−ＧＶＤ効果による波形劣化を詳細に検討すると、下
記のことが明らかになった。つまり、伝送路中における
波長分散により波形がひずむことにより前後のビットと
干渉する状態が発生し、この状態で非線形効果が生じる
と、その非線型効果の度合いにより受信端での波形ひず
みの量が決定されているのである。よって何らかの方法
で、ビット同期位相変調を受けた信号光が波長分散によ
って波形がひずんだ際にもなるべく前後のビットと干渉
しないような対策を施せば、このＳＰＭ−ＧＶＤ効果に
よる波形劣化を緩和することが出来る。
Ｍ−ＧＶＤ効果による波形劣化を詳細に検討すると、下
記のことが明らかになった。つまり、伝送路中における
波長分散により波形がひずむことにより前後のビットと
干渉する状態が発生し、この状態で非線形効果が生じる
と、その非線型効果の度合いにより受信端での波形ひず
みの量が決定されているのである。よって何らかの方法
で、ビット同期位相変調を受けた信号光が波長分散によ
って波形がひずんだ際にもなるべく前後のビットと干渉
しないような対策を施せば、このＳＰＭ−ＧＶＤ効果に
よる波形劣化を緩和することが出来る。
【００４６】本実施形態の光伝送システムでは、このこ
とを用いてＳＭＰ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑圧す
るようにしたものである。
とを用いてＳＭＰ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑圧す
るようにしたものである。
【００４７】図１は本発明の第１の実施形態の光伝送シ
ステムにおける光送信器の構成を示したブロック図であ
る。図１３中と同番号は同じ構成要素を示す本実施形態
の光伝送システムにおける光送信器は、光源１、強度変
調器２、偏波変調器４により構成されている。
ステムにおける光送信器の構成を示したブロック図であ
る。図１３中と同番号は同じ構成要素を示す本実施形態
の光伝送システムにおける光送信器は、光源１、強度変
調器２、偏波変調器４により構成されている。
【００４８】強度変調器２は、光源１から出射された信
号光を送信データであるＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ
ｔｏ Ｚｅｒｏ）データ１０１により強度変調して出
力している。
号光を送信データであるＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ
ｔｏ Ｚｅｒｏ）データ１０１により強度変調して出
力している。
【００４９】偏波変調器４は、強度変調器２から出力さ
れた信号光を交番信号１０２により偏波変調して出力し
ている。
れた信号光を交番信号１０２により偏波変調して出力し
ている。
【００５０】ここで、交番信号１０２とは、ＮＲＺデー
タ１０１と同じ周期の信号であり、隣接するビットどう
しが全て異なっている“１０１０１０…”という信号で
ある。
タ１０１と同じ周期の信号であり、隣接するビットどう
しが全て異なっている“１０１０１０…”という信号で
ある。
【００５１】次に、本実施形態の動作について図２およ
び図３を参照して説明する。
び図３を参照して説明する。
【００５２】図２は、ＮＲＺデータ１０１および交番信
号１０２の波形を示したタイミングチャート、図３は信
号光を模式的に示した図である。
号１０２の波形を示したタイミングチャート、図３は信
号光を模式的に示した図である。
【００５３】光源１から出射された信号光は強度変調器
２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。強度変調さ
れた信号光は続いて偏波変調器４により交番信号１０２
に基づいて偏波変調されることにより、それぞれ時間的
にとなりあうビットが偏波に関して直交するように偏波
変調される。
２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。強度変調さ
れた信号光は続いて偏波変調器４により交番信号１０２
に基づいて偏波変調されることにより、それぞれ時間的
にとなりあうビットが偏波に関して直交するように偏波
変調される。
【００５４】本実施形態の光伝送システムでは、図３
（ａ）に示す強度変調された信号光は、それぞれ時間的
にとなりあうビットが偏波状態に関して直交するように
偏波変調されて送信される。そのため、図３（ｂ）のよ
うに偏波変調された信号光は、図３（ｃ）に示すよう
に、信号路光ファイバを通過したことによる群速度分散
効果で劣化した場合でも、時間的に隣接するビットとの
干渉による影響が少なくなる。そのため、ＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果による波形劣化を抑圧することができる。
（ａ）に示す強度変調された信号光は、それぞれ時間的
にとなりあうビットが偏波状態に関して直交するように
偏波変調されて送信される。そのため、図３（ｂ）のよ
うに偏波変調された信号光は、図３（ｃ）に示すよう
に、信号路光ファイバを通過したことによる群速度分散
効果で劣化した場合でも、時間的に隣接するビットとの
干渉による影響が少なくなる。そのため、ＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果による波形劣化を抑圧することができる。
【００５５】以下に示す全ての実施形態の強度変調器
２、位相変調器３、偏波変調器４が設けられる順序にお
いて、強度変調器２と位相変調器３の順序は任意である
が、強度変調器２および位相変調器３は一般に偏波依存
性を持つため、偏波変調器４が最後に配置されることが
必要である。
２、位相変調器３、偏波変調器４が設けられる順序にお
いて、強度変調器２と位相変調器３の順序は任意である
が、強度変調器２および位相変調器３は一般に偏波依存
性を持つため、偏波変調器４が最後に配置されることが
必要である。
【００５６】以上は、本実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器について説明したが、光伝送システムでは
光信号の強度によりデータを伝達しているため、信号光
に位相変調や偏波変調が施されても信号光の強度自体が
変化するわけではない。そのため、本実施形態における
光伝送システムにおいても、受信器は従来の光伝送シス
テムにおける受信器と同じ構成のものを使用することが
できる。
ける光送信器について説明したが、光伝送システムでは
光信号の強度によりデータを伝達しているため、信号光
に位相変調や偏波変調が施されても信号光の強度自体が
変化するわけではない。そのため、本実施形態における
光伝送システムにおいても、受信器は従来の光伝送シス
テムにおける受信器と同じ構成のものを使用することが
できる。
【００５７】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態の光伝送システムについて説明する。
実施形態の光伝送システムについて説明する。
【００５８】図４は、本実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器の構成を示したブロック図である。図１中
と同番号は同じ構成要素を示す。
ける光送信器の構成を示したブロック図である。図１中
と同番号は同じ構成要素を示す。
【００５９】本実施形態の光伝送システムにおける光送
信器は、光源１と、強度変調器２と、偏波変調器４と、
偏波状態制御回路１１とから構成されている。
信器は、光源１と、強度変調器２と、偏波変調器４と、
偏波状態制御回路１１とから構成されている。
【００６０】また、偏波状態制御回路１１は、排他的論
理和回路１０と、１ビット遅延回路とから構成されてい
る。
理和回路１０と、１ビット遅延回路とから構成されてい
る。
【００６１】１ビット遅延回路６は、排他的論理和回路
１０からの出力信号である偏波状態制御信号を１ビット
遅延させてから出力している。
１０からの出力信号である偏波状態制御信号を１ビット
遅延させてから出力している。
【００６２】排他的論理和回路１０は、ＮＲＺデータ１
０１と１ビット遅延回路６からの出力信号との間の排他
的論理和の演算を行ない、その演算結果を偏波状態制御
信号として出力している。
０１と１ビット遅延回路６からの出力信号との間の排他
的論理和の演算を行ない、その演算結果を偏波状態制御
信号として出力している。
【００６３】そのため、排他的論理和回路１０は、ＮＲ
Ｚデータ１０１が“１”信号となると１ビット遅延回路
６から出力された信号（つまり前回排他的論理和回路１
０から出力された信号）の論理を反転した信号を偏波状
態制御信号として出力している。
Ｚデータ１０１が“１”信号となると１ビット遅延回路
６から出力された信号（つまり前回排他的論理和回路１
０から出力された信号）の論理を反転した信号を偏波状
態制御信号として出力している。
【００６４】そして、偏波変調器４は、偏波状態制御信
号に基づいて偏波変調を行なっているため、ＮＲＺデー
タ１０１がオン状態となり“１”信号を示す度に強度変
調器２からの信号光の偏波状態が直交するように変調し
ている。
号に基づいて偏波変調を行なっているため、ＮＲＺデー
タ１０１がオン状態となり“１”信号を示す度に強度変
調器２からの信号光の偏波状態が直交するように変調し
ている。
【００６５】図５は、強度変調器２及び偏波変調器４の
動作を示したタイミングチャートである。
動作を示したタイミングチャートである。
【００６６】上記第１の実施形態では、１ビットおきに
偏波状態が直交するように偏波変調を行っていた。この
方式は光伝送システムを構成する上で最も簡単な方式で
ある。しかしあるビットにとって時間的に次のビット
が”０”信号(信号光オフ状態)であるとすると、この２
つのビットの間で偏波状態を切り替えることは無意味で
ある。なぜならば２番目のビットにはもともと信号光パ
ワーがないため偏波状態を切り替えなくても干渉をおこ
さないからである。
偏波状態が直交するように偏波変調を行っていた。この
方式は光伝送システムを構成する上で最も簡単な方式で
ある。しかしあるビットにとって時間的に次のビット
が”０”信号(信号光オフ状態)であるとすると、この２
つのビットの間で偏波状態を切り替えることは無意味で
ある。なぜならば２番目のビットにはもともと信号光パ
ワーがないため偏波状態を切り替えなくても干渉をおこ
さないからである。
【００６７】以下に具体例を挙げて本実施形態の変調方
法を説明する。例えば次のような連続した１０ビットの
信号列があるとする。上段はビットの順番を示し、下段
が信号である。
法を説明する。例えば次のような連続した１０ビットの
信号列があるとする。上段はビットの順番を示し、下段
が信号である。
【００６８】 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 10 （番目） １ ０ １ １ １ ０ １ １ １ ０ このとき第１の実施形態の方法により偏波変調を行う
と、奇数番目のビットと偶数番目のビットはそれぞれ異
なる偏波状態を持つ。よって例えば５番目の”１”信号
と干渉する可能性のあるビットは、１、３、７、９番目
の計４つの”１”信号である。
と、奇数番目のビットと偶数番目のビットはそれぞれ異
なる偏波状態を持つ。よって例えば５番目の”１”信号
と干渉する可能性のあるビットは、１、３、７、９番目
の計４つの”１”信号である。
【００６９】ここで、本実施形態のように上記の１０ビ
ットの信号列を、”１”信号(信号光オン状態)の度に偏
波状態が直交するように偏波変調すると下記のようにな
る。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 10 （番目） １ ０ １ １ １ ０ １ １ １ ０ ○ ○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ○ ここで○、●はそれぞれ偏波状態を表し、同じマークの
もの同士が同じ偏波状態を持つ。このとき５番目の”
１”信号と干渉する可能性のあるビットは、３、８番目
の計２つの”１”信号であり、上記第１の実施形態によ
る場合と比較して、干渉する可能性のあるビット数を減
らすことが出来る。
ットの信号列を、”１”信号(信号光オン状態)の度に偏
波状態が直交するように偏波変調すると下記のようにな
る。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 10 （番目） １ ０ １ １ １ ０ １ １ １ ０ ○ ○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ○ ここで○、●はそれぞれ偏波状態を表し、同じマークの
もの同士が同じ偏波状態を持つ。このとき５番目の”
１”信号と干渉する可能性のあるビットは、３、８番目
の計２つの”１”信号であり、上記第１の実施形態によ
る場合と比較して、干渉する可能性のあるビット数を減
らすことが出来る。
【００７０】以上に示したように、”１”信号(信号光
オン状態)の度に偏波状態が直交するように偏波変調す
ることを行うと、１ビットおきに偏波変調する方式と比
較して干渉しあうビットの数を減らすことが出来、その
結果として波形劣化を小さくすることが出来る。
オン状態)の度に偏波状態が直交するように偏波変調す
ることを行うと、１ビットおきに偏波変調する方式と比
較して干渉しあうビットの数を減らすことが出来、その
結果として波形劣化を小さくすることが出来る。
【００７１】ただし第１の実施形態と比較すると偏波状
態制御回路１１が必要となる分、電気回路が複雑にな
る。
態制御回路１１が必要となる分、電気回路が複雑にな
る。
【００７２】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態の光伝送システムについて説明する。光送信器
の構成は第１の実施の形態と同じである。第１の実施の
形態との違いは、強度変調器２における変調が送信デー
タにＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号１０４
を用いたＲＺ変調方式であることである。長距離伝送に
おいては、強度変調の方式はＮＲＺ変調と比較するとＲ
Ｚ変調の方が非線型効果による波形劣化の影響を抑圧し
やすく、そのためより優れた伝送特性を示す。
実施形態の光伝送システムについて説明する。光送信器
の構成は第１の実施の形態と同じである。第１の実施の
形態との違いは、強度変調器２における変調が送信デー
タにＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号１０４
を用いたＲＺ変調方式であることである。長距離伝送に
おいては、強度変調の方式はＮＲＺ変調と比較するとＲ
Ｚ変調の方が非線型効果による波形劣化の影響を抑圧し
やすく、そのためより優れた伝送特性を示す。
【００７３】本実施形態によるＳＰＭ−ＧＶＤ効果は、
送信データとしてＲＺ信号を用いるＲＺ変調方式と併用
することにより、より一層発揮される。その２つの理由
を下記に示す。
送信データとしてＲＺ信号を用いるＲＺ変調方式と併用
することにより、より一層発揮される。その２つの理由
を下記に示す。
【００７４】１つ目の理由は、ＲＺ変調はＮＲＺ変調に
対してもともと受信感度が優れることによるもので、伝
送後の光ＳＮＲ劣化が大きい長距離伝送の場合ではこの
影響が大きいということである。
対してもともと受信感度が優れることによるもので、伝
送後の光ＳＮＲ劣化が大きい長距離伝送の場合ではこの
影響が大きいということである。
【００７５】２つ目の理由は、本発明中で用いる偏波変
調を行う場合、各ビットの切れ目で比較的大きなチャー
プが信号光上に付加されるが、ＲＺ変調方式ではビット
の切れ目に信号パワーのないためである。ＮＲＺ変調で
はビットの切れ目においても信号パワーが存在すること
があるので、チャープの影響を受けやすくなるというこ
とである。
調を行う場合、各ビットの切れ目で比較的大きなチャー
プが信号光上に付加されるが、ＲＺ変調方式ではビット
の切れ目に信号パワーのないためである。ＮＲＺ変調で
はビットの切れ目においても信号パワーが存在すること
があるので、チャープの影響を受けやすくなるというこ
とである。
【００７６】しかしＲＺ変調を１つの強度変調器で行う
ためには、変調器駆動用の電気回路、及び強度変調器は
ＮＲＺ変調に対して２倍近くの周波数帯域を必要とす
る。このような高速な電気回路及び強度変調器が作成上
困難な場合には、文献１、５でも行われているように２
つ以上の強度変調器を用いることによりＲＺ変調化を行
う。
ためには、変調器駆動用の電気回路、及び強度変調器は
ＮＲＺ変調に対して２倍近くの周波数帯域を必要とす
る。このような高速な電気回路及び強度変調器が作成上
困難な場合には、文献１、５でも行われているように２
つ以上の強度変調器を用いることによりＲＺ変調化を行
う。
【００７７】図６および図７にＲＺ変調を行う場合の強
度変調器の構成を示す。図６は、１つの強度変調器によ
りＲＺ変調を行う場合の構成である。図７は、ＲＺ変調
を２つの強度変調器を用いて行う場合の構成である。
度変調器の構成を示す。図６は、１つの強度変調器によ
りＲＺ変調を行う場合の構成である。図７は、ＲＺ変調
を２つの強度変調器を用いて行う場合の構成である。
【００７８】以下、強度変調方式にＲＺ変調方式を用い
る実施形態においては、強度変調器に図６または図７の
強度変調器を用いる。
る実施形態においては、強度変調器に図６または図７の
強度変調器を用いる。
【００７９】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態の光伝送システムについて説明する。
実施形態の光伝送システムについて説明する。
【００８０】本実施形態における光送信器の構成は第２
の実施の形態と同じである。第２の実施の形態との違い
は、強度変調器２における変調方式がＲＺ変調方式であ
ることである。本実施形態は、第３の実施形態と同様
に、第２の実施形態の光伝送システムと比較して更に伝
送特性が向上される。
の実施の形態と同じである。第２の実施の形態との違い
は、強度変調器２における変調方式がＲＺ変調方式であ
ることである。本実施形態は、第３の実施形態と同様
に、第２の実施形態の光伝送システムと比較して更に伝
送特性が向上される。
【００８１】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態の光伝送システムについて説明する。
実施形態の光伝送システムについて説明する。
【００８２】本実施形態の光送信器は、図８に示される
ように、光源１と、強度変調器２と、位相変調器３と、
偏波変調器４とから構成されている。図１中と同番号は
同じ構成要素を示す光源１から出射された信号光は強度
変調器２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。次
に、強度変調された信号光は、位相変調器３により信号
のビットレート周波数に相当するビットレート周波数正
弦波１０５に基づいて位相変調される。この強度変調器
２と位相変調器３の順番は逆でも良い。そして、位相変
調された信号光は偏波変調器４により交番信号１０２に
基づいて偏波変調されることにより、それぞれ時間的に
となりあうビットが偏波に関して直交するように偏波変
調される。図９に、強度変調器２、位相変調器３及び偏
波変調器４の動作のタイミングを示す。
ように、光源１と、強度変調器２と、位相変調器３と、
偏波変調器４とから構成されている。図１中と同番号は
同じ構成要素を示す光源１から出射された信号光は強度
変調器２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。次
に、強度変調された信号光は、位相変調器３により信号
のビットレート周波数に相当するビットレート周波数正
弦波１０５に基づいて位相変調される。この強度変調器
２と位相変調器３の順番は逆でも良い。そして、位相変
調された信号光は偏波変調器４により交番信号１０２に
基づいて偏波変調されることにより、それぞれ時間的に
となりあうビットが偏波に関して直交するように偏波変
調される。図９に、強度変調器２、位相変調器３及び偏
波変調器４の動作のタイミングを示す。
【００８３】上記で説明した文献４にあるように、強度
変調された信号光上へビットレート周波数に相当する繰
り返し波で信号光を位相変調する(プリチャープをかけ
る)ことは、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑圧
する効果を有する。本実施形態は、このプリチャープの
効果と隣接ビットとの干渉を避けるための偏波変調によ
る効果の２つを併用することにより、更にＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果による波形劣化を抑圧する効果をさらに高めたも
のである。
変調された信号光上へビットレート周波数に相当する繰
り返し波で信号光を位相変調する(プリチャープをかけ
る)ことは、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化を抑圧
する効果を有する。本実施形態は、このプリチャープの
効果と隣接ビットとの干渉を避けるための偏波変調によ
る効果の２つを併用することにより、更にＳＰＭ−ＧＶ
Ｄ効果による波形劣化を抑圧する効果をさらに高めたも
のである。
【００８４】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態について説明する。光送信器の構成は第５の実
施の形態と同じである。第５の実施の形態との違いは、
強度変調器２における変調方式がＲＺ変調方式であるこ
とである。本実施形態の光伝送システムは、ＲＺ変調方
式の使用により第５の実施の形態と比較して更に伝送特
性が向上される。 （第７の実施形態）次に、本発明の第７の実施形態につ
いて説明する。図１０を参照すると、光送信器は、光源
１と、強度変調器２と、位相変調器３と、偏波変調器４
により構成されている。光源１から出射された信号光は
強度変調器２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。
続いて位相変調器３により信号のビットレート周波数に
相当する繰り返し波で信号光を位相変調される。この強
度変調器２と位相変調器３の順番は逆でも良い。信号光
は続いて偏波変調器４によって、”１”信号(信号光オ
ン状態)の度に偏波状態が直交するように偏波変調され
る。図１１に、強度変調器、位相変調器及び偏波変調器
の動作のタイミングを示す。 （第８の実施形態）次に、本発明の第８の実施形態につ
いて説明する。本実施形態における光送信器の構成は、
第７の実施の形態と同じである。第７の実施の形態との
違いは、強度変調方式がＲＺ変調方式であることであ
る。本実施形態は、ＲＺ変調方式の使用により第７の実
施の形態と比較して更に伝送特性が向上される。
実施形態について説明する。光送信器の構成は第５の実
施の形態と同じである。第５の実施の形態との違いは、
強度変調器２における変調方式がＲＺ変調方式であるこ
とである。本実施形態の光伝送システムは、ＲＺ変調方
式の使用により第５の実施の形態と比較して更に伝送特
性が向上される。 （第７の実施形態）次に、本発明の第７の実施形態につ
いて説明する。図１０を参照すると、光送信器は、光源
１と、強度変調器２と、位相変調器３と、偏波変調器４
により構成されている。光源１から出射された信号光は
強度変調器２によりＮＲＺ変調方式で強度変調される。
続いて位相変調器３により信号のビットレート周波数に
相当する繰り返し波で信号光を位相変調される。この強
度変調器２と位相変調器３の順番は逆でも良い。信号光
は続いて偏波変調器４によって、”１”信号(信号光オ
ン状態)の度に偏波状態が直交するように偏波変調され
る。図１１に、強度変調器、位相変調器及び偏波変調器
の動作のタイミングを示す。 （第８の実施形態）次に、本発明の第８の実施形態につ
いて説明する。本実施形態における光送信器の構成は、
第７の実施の形態と同じである。第７の実施の形態との
違いは、強度変調方式がＲＺ変調方式であることであ
る。本実施形態は、ＲＺ変調方式の使用により第７の実
施の形態と比較して更に伝送特性が向上される。
【００８５】（第９の実施形態）次に、本発明の第９の
実施形態について説明する。一般に１つの変調器を通過
すると信号光は３〜８ｄＢの損失を受ける。図２、４に
示した構成では光源１を出射した信号光は３つの変調器
を通過するため大きな損失を受け、その結果適切な信号
対雑音比を維持するのが難しい。そのため、本実施形態
の光伝送システムは、図１２に示すように、各変調器を
通過する際に受ける損失を補償するため、光源１と強度
変調器２の間、または強度変調器２と位相変調器３の
間、または位相変調器３と偏波変調器４の間の全てまた
はいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器５ａ〜５ｃ
を挿入することを行う。このようにすることにより多段
の変調器の通過による信号対雑音比の劣化を防ぐことが
可能となる。
実施形態について説明する。一般に１つの変調器を通過
すると信号光は３〜８ｄＢの損失を受ける。図２、４に
示した構成では光源１を出射した信号光は３つの変調器
を通過するため大きな損失を受け、その結果適切な信号
対雑音比を維持するのが難しい。そのため、本実施形態
の光伝送システムは、図１２に示すように、各変調器を
通過する際に受ける損失を補償するため、光源１と強度
変調器２の間、または強度変調器２と位相変調器３の
間、または位相変調器３と偏波変調器４の間の全てまた
はいずれか１箇所もしくは２箇所に光増幅器５ａ〜５ｃ
を挿入することを行う。このようにすることにより多段
の変調器の通過による信号対雑音比の劣化を防ぐことが
可能となる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、長距離
光波長多重伝送システムにおいてＳＰＭ−ＧＶＤ効果に
よる波形劣化の影響を抑圧して伝送特性を向上すること
ができるため、チャネル数の増加が可能となり、その結
果伝送容量の向上が可能となるという効果を有する。
光波長多重伝送システムにおいてＳＰＭ−ＧＶＤ効果に
よる波形劣化の影響を抑圧して伝送特性を向上すること
ができるため、チャネル数の増加が可能となり、その結
果伝送容量の向上が可能となるという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図２】図１中の強度変調器２と偏波変調器４の動作を
示したタイミングチャートである。
示したタイミングチャートである。
【図３】強度変調された信号光を示した図（図３
（ａ））、偏波変調された信号光を示した図（図３
（ｂ））、光ファイバ通過後の信号光を示した図（図３
（ｃ））である。
（ａ））、偏波変調された信号光を示した図（図３
（ｂ））、光ファイバ通過後の信号光を示した図（図３
（ｃ））である。
【図４】本発明の第２の実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図５】図４中の強度変調器２と偏波変調器４の動作を
示したタイミングチャートである。
示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における、他のＲＺ変
調用の強度変調器を構成を示したブロック図である。
調用の強度変調器を構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の光伝送システムにお
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
ける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図９】図８中の強度変調器２と偏波変調器４の動作を
示したタイミングチャートである。
示したタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第７の実施形態の光伝送システムに
おける光送信器の構成を示したブロック図である。
おける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図１１】図１０中の強度変調器２と偏波変調器４の動
作を示したタイミングチャートである。
作を示したタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第９の実施形態の光伝送システムに
おける光送信器の構成を示したブロック図である。
おける光送信器の構成を示したブロック図である。
【図１３】偏波依存性効果を説明するための光ファイバ
の断面の概念図である。
の断面の概念図である。
【図１４】従来の光伝送システムにおける光送信器の構
成を示したブロック図である。
成を示したブロック図である。
【図１５】従来の他の光伝送システムにおける光送信器
の構成を示したブロック図である。
の構成を示したブロック図である。
１ 光源 ２、２ａ、２ｂ 強度変調器 ３ 位相変調器 ４ 偏波変調器 ５ａ〜５ｃ 光増幅器 ６ １ビット遅延回路 １０ 排他的論理和回路 １１ 偏波状態制御回路 ３０、３２ 偏波状態の方向 １０１ ＮＲＺデータ １０２ 交番信号 １０４ ＲＺデータ １０５ ビットレート周波数正弦波
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/142 10/18 (56)参考文献 特開 平８−111662（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−186655（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−234213（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−41894（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−55221（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−326758（ＪＰ，Ａ) 伊東俊治、福知清、洲崎哲行”交番偏 波変調方式を用いた非線形波形劣化抑圧 の検討”、1998年電子情報通信学会通信 ソサイエティ大会、1998年９月７日、Ｂ −10−97、ｐ419 伊東俊治、福知清、洲崎哲行”長距離 大容量光伝送における非線形波形劣化を 抑圧するための変調方式の検討”、電気 学会通信研究会資料、1998年10月29日、 ＣＭＮ−98−73、ｐ．25−30 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02F 1/00 - 1/125
Claims (23)
- 【請求項１】 光源と、 送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光
に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記強度変調器から入力された信号光に対して、それぞ
れ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交する
ように偏波変調を施す偏波変調器を有する光送信器。 - 【請求項２】 光源と、 送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光
に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記送信データのビットレートに相当する周波数の正弦
波であるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記強
度変調器から入力された信号光に対して位相変調を施す
位相変調器と、 前記位相変調器から入力された信号光に対して、それぞ
れ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交する
ように偏波変調を施す偏波変調器を有する光送信器。 - 【請求項３】 光源と、 送信データのビットレートに相当する周波数の正弦波で
あるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記光源か
ら入力された信号光に対して位相変調を施す位相変調器
と、 前記送信データに基づいて、前記位相変調器から入力さ
れた信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記強度変調器から入力された信号光に対して、それぞ
れ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交する
ように偏波変調を施す偏波変調器を有する光送信器。 - 【請求項４】 前記偏波変調器は、前記送信データと周
期が同一であり隣接するビットどうしの論理が異なって
いる信号である交番信号に基づいて、入力された信号光
に対して偏波変調を施すことによりそれぞれ時間的に隣
接するビットにおける偏波状態が直交するように偏波変
調を施している請求項１から３のいずれか１項記載の光
送信器。 - 【請求項５】 光源と、 送信データの論理に基づいて、前記光源から入力された
信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記送信データがオン状態となる度に論理が反転する偏
波状態制御信号を出力している偏波状態制御回路と、前記強度変調器から入力された信号光の偏波状態を、前
記偏波状態制御信号の論理に基づいて、直交する偏波状
態間で切り替えるような 偏波変調を施す偏波変調器を有
する光送信器。 - 【請求項６】 光源と、 送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光
に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記送信データのビットレートに相当する周波数の正弦
波であるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記強
度変調器から入力された信号光に対して位相変調を施す
位相変調器と、 前記送信データがオン状態となる度に論理が反転する偏
波状態制御信号を出力している偏波状態制御回路と、前記位相変調器から入力された信号光の偏波状態を、前
記偏波状態制御信号の論理に基づいて、直交する偏波状
態間で切り替えるような 偏波変調を施す偏波変調器を有
する光送信器。 - 【請求項７】 光源と、 送信データのビットレートに相当する周波数の正弦波で
あるビットレート周波数正弦波に基づいて、前記強度変
調器から入力された信号光に対して位相変調を施す位相
変調器と、 前記送信データに基づいて、前記位相変調器から入力さ
れた信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、 前記送信データがオン状態となる度に論理が反転する偏
波状態制御信号を出力している偏波状態制御回路と、前記強度変調器から入力された信号光の偏波状態を、前
記偏波状態制御信号の論理に基づいて、直交する偏波状
態間で切り替えるような 偏波変調を施す偏波変調器を有
する光送信器。 - 【請求項８】 前記偏波状態制御回路が、 前記偏波状態制御信号を入力し１ビット遅延させてから
出力している１ビット遅延回路と、 前記送信データと前記１ビット遅延回路の出力信号との
間の排他的論理和演算を行ない、該演算結果を前記偏波
状態制御信号として出力している排他的論理和回路とか
ら構成されている請求項５から７のいずれか１項記載の
光送信器。 - 【請求項９】 前記送信データが、ＮＲＺデータである
請求項１から８のいずれか１項記載の光送信器。 - 【請求項１０】 前記送信データが、ＲＺデータである
請求項１から８のいずれか１項記載の光送信器。 - 【請求項１１】 前記光源と前記強度変調器の間、およ
び前記強度変調器と前記偏波変調器の間の両方またはい
ずれか一方に光増幅器が挿入されている請求項１または
５記載の光送信器。 - 【請求項１２】 前記光源と前記強度変調器の間、前記
強度変調器と前記位相変調器の間、および前記位相変調
器と前記偏波変調器の間の全てまたはいずれか１箇所も
しくは２箇所に光増幅器が挿入されている請求項２また
は６記載の光送信器。 - 【請求項１３】 前記光源と前記位相変調器の間、前記
位相変調器と前記強度変調器の間、および前記強度変調
器と前記偏波変調器の間の全てまたはいずれか１箇所も
しくは２箇所に光増幅器が挿入されている請求項３また
は７項記載の光送信器。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１項記載
の光送信器と、 前記光送信器から送信された信号光を受光して復調する
ための光受信器と、 前記光送信器と前記光受信器との間を接続するための光
ファイバを有する光伝送システム。 - 【請求項１５】 送信データに基づいて、光源から入力
された信号光に対して強度変調を施し、 強度変調された前記信号光に対して、それぞれ時間的に
隣接するビットにおける偏波状態が直交するように偏波
変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項１６】 送信データに基づいて、光源から入力
された信号光に対して強度変調を施し、 前記送信データのビットレートに相当する周波数の正弦
波であるビットレート周波数正弦波に基づいて、強度変
調された前記信号光に対して位相変調を施し、 位相変調された前記信号光に対して、それぞれ時間的に
隣接するビットにおける偏波状態が直交するように偏波
変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項１７】 送信データのビットレートに相当する
周波数の正弦波であるビットレート周波数正弦波に基づ
いて、光源から入力された信号光に対して位相変調を施
し、 前記送信データに基づいて、位相変調された前記信号光
に対して強度変調を施し、 強度変調された前記信号光に対して、それぞれ時間的に
隣接するビットにおける偏波状態が直交するように偏波
変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項１８】 入力された信号光に対して、それぞれ
時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交するよ
うに偏波変調を施す方法が、前記送信データと周期が同
一であり隣接するビットどうしの論理が異なっている信
号である交番信号に基づいて、前記入力された信号光に
対して偏波変調を施す方法である請求項１５から１７の
いずれか１項記載の信号光変調方法。 - 【請求項１９】 送信データに基づいて、光源から入力
された信号光に対して強度変調を施し、強度変調された前記信号光に対して、前記送信データが
オン状態となる度に偏波状態が直交する偏波状態間で切
り替わるような 偏波変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項２０】 送信データに基づいて、光源から入力
された信号光に対して強度変調を施し、 前記送信データのビットレートに相当する周波数の正弦
波であるビットレート周波数正弦波に基づいて、強度変
調された前記信号光に対して位相変調を施し、位相変調された前記信号光に対して、前記送信データが
オン状態となる度に偏波状態が直交する偏波状態間で切
り替わるような 偏波変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項２１】 送信データのビットレートに相当する
周波数の正弦波であるビットレート周波数正弦波に基づ
いて、光源から入力された信号光に対して位相変調を施
し、 前記送信データに基づいて、位相変調された前記信号光
に対して強度変調を施し、強度変調された前記信号光に対して、前記送信データが
オン状態となる度に偏波状態が直交する偏波状態間で切
り替わるような 偏波変調を施す信号光変調方法。 - 【請求項２２】 前記送信データが、ＮＲＺデータであ
る請求項１５から２１のいずれか１項記載の信号光変調
方法。 - 【請求項２３】 前記送信データが、ＲＺデータである
請求項１５から２１のいずれか１項記載の信号光変調方
法。
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|---|---|---|---|
| JP16072398A JP3173591B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 光送信器と光伝送システムおよび信号光変調方法 |
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| JPH11355215A JPH11355215A (ja) | 1999-12-24 |
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Family
ID=15721082
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| Title |
|---|
| 伊東俊治、福知清、洲崎哲行"交番偏波変調方式を用いた非線形波形劣化抑圧の検討"、１９９８年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、１９９８年９月７日、Ｂ−１０−９７、ｐ４１９ |
| 伊東俊治、福知清、洲崎哲行"長距離大容量光伝送における非線形波形劣化を抑圧するための変調方式の検討"、電気学会通信研究会資料、１９９８年１０月２９日、ＣＭＮ−９８−７３、ｐ．２５−３０ |
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|---|---|
| US6650846B1 (en) | 2003-11-18 |
| EP0964538A3 (en) | 2004-11-17 |
| EP0964538A2 (en) | 1999-12-15 |
| EP0964538B1 (en) | 2007-11-07 |
| JPH11355215A (ja) | 1999-12-24 |
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