JP3364076B2 - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光送信装置に関し、
特に光増幅器を光中継器として利用する長距離の光ファ
イバ通信システムで使用される光送信装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】光増幅器を多中継した光伝送路にNRZ
光パルスを伝送する通常の光通信システムにおいては、
光増幅器が有する微少な偏波依存性の累積により伝送特
性が劣化させられることが知られている。そのような偏
波依存性を抑圧し伝送特性を改善する手法として、ビッ
トレートと同一の周波数以上の高速で偏波をスクランブ
ルする高速偏波スクランブラが有効である(参考文献:
F. Heismann, et al., IEEE Photon. Technol. Lett.,
vol.6, no.9, pp1156-1158, 1994)。高速スクランブラ
の周波数としては、ビットレートと同一の周波数でしか
も変調信号に同期している場合が伝送特性を最良にする
ことが報告されている(参考文献:F. Heismann, IOOC'
95, Paper FD1-2, 1995 )が、一方高速スクランブラに
加える信号の位相によっては、著しく特性を劣化させる
場合があることが本発明者らの検討により明らかになっ
た。
【0003】図10は、横軸を高速偏波スクランブラに
加える信号の位相の相対値とし、縦軸を長距離(880
0km)伝送後のQ値として5.3Gbpss で測定し
た結果の一例である。スクランブラ駆動信号の位相を1
ビット周期にあたる約180ps(ピコ秒)の範囲で変
化させると、伝送後のQ値が約3dBも変化することが
わかる。この変化は、符号誤り率に置き換えると約10
-7から約10-13 へのおよそ6桁という大きな変化であ
り、高速スクランブラの位相調整を厳密に行うことが伝
送特性を良好に保つ上で重要であることがわかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速ス
クランブラを位相調整するためには、該高速スクランブ
ラを有する光送信器から光信号を送出し、これを長距離
伝送した後の光信号によって伝送特性測定を行い、該伝
送特性の評価をすることが従来は不可避である。このた
め、高速スクランブラの位相調整が困難であるという問
題があった。
【0005】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、NRZ光パルスと高速偏波スクランブラに
より構成された光送信器では不可避であった、伝送特性
の高速偏波スクランブラ駆動信号位相への強い依存性を
低減するようにした光送信器を提供することにある。ま
た、他の目的は、高速スクランブラ位相調整のマージン
を拡大した光送信器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らの実験および検
討の結果、NRZパルスのかわりにRZパルスを使用す
ることにより、高速スクランブラ駆動信号位相への依存
性が低減できることが明らかとなった。本発明は、光デ
ィジタル通信に使用される光送信装置において、光源
と、該光源からの光でRZパルスを発生するパルス生成
部と、該パルスをデータ信号で変調する変調部と、前記
変調部に印加するデータ信号周波数と高速偏波スクラン
ブラ駆動信号周波数が同期しており、かつ前記変調され
た光信号の偏波状態をスクランブルする高速偏波スクラ
ンブラとを備え、前記光源からの光をRZパルス化した
点に特徴がある。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態の光送信
装置のブロック図を示す。図において、光源部1から出
力された光は、正弦波で駆動される電気吸収型変調器2
によりRZパルス化され、データ変調器3によりNRZ
データ信号を用いてデータ変調される。さらに高速偏波
スクランブラ4で偏波がスクランブルされ、その出力端
より出力される。クロック抽出部5と7はデータ信号か
らクロックを抽出する。位相調整部6は光をRZパルス
化する電気吸収型変調器2に加わる電気信号の位相を調
整する。また、位相調整部8は前記高速偏波スクランブ
ラ4に加わる電気信号の位相を変化させる働きをする。
本実施形態では、該位相調整部8は必ずしも必要ではな
く、削除してもよい。
【0008】図2は本実施形態の一部の部分の光波形の
模式図を示し、同図(a) は光源部1から出力される光、
同図(b) は前記電気吸収型変調器2によってRZパルス
化された光、同図(c) は前記データ変調器3によってデ
ータ変調された光の波形の模式図を示す。前記RZパル
スの幅は、実験的には、1ビットタイムの30〜80
%、すなわち約60ps〜160psが好適であること
がわかった。また、該RZパルスは、前記電気吸収型変
調器2に正弦波の信号を加えることにより生成すること
ができるが、前記の範囲にあるパルス幅のRZパルス
は、例えば、図9の条件で生成することができる。図示
されているように、例えば60psのパルス幅のRZパ
ルスは、バイアス電圧1.5V、駆動電圧3.2Vで生
成することができ、消光比は13dBとなる。ここに、
消光比はRZパルスのピークとボトムの比である。
【0009】本実施形態では、前記光源部1から図2
(a) に示されているような一様な強さの光が出力され
る。この光は、電気吸収型変調器2によりRZパルスに
変換される。このRZパルス化された光は、データ変調
器3にて変調され、高速偏波スクランブラによりその
偏波がスクランブルされる。高速偏波スクランブラの駆
動信号は、伝送ビットレートと同一の周波数の正弦波ま
たは三角波とし、高速偏波スクランブラの位相を予定
のステップで変化させた。このようにして得られた光信
号を、長距離(例えば、8800km)伝送し、その伝
送特性を測定したところ、図3のような結果が得られ
た。図3を見ると、伝送特性の高速偏波スクランブラ駆
動信号位相に対する依存性が大きく低減されていること
が分かる。すなわち、スクランブラ駆動信号の位相を1
ビット周期にあたる約180ps(ピコ秒)の範囲で変
化させても、Qの変化は約1.5dB程度に抑えること
ができるようになる。
【0010】以上のことから、光を一旦RZパルス化し
てデータ変調を行うと、伝送特性の高速偏波スクランブ
ラ駆動信号位相に対する依存性が低減されることにな
り、本実施形態の光送信器を用いると、高速スクランブ
ラ位相調整のマージンを拡大することができる。
【0011】次に、本発明の第2の実施形態を図4に示
す。図4は該第2の実施形態の光送信器の構成を示すブ
ロック図である。この実施形態が図1のものと違う点
は、クロック抽出部7と位相調整部8との間に周波数ダ
ブラー9を挿入し、高速偏波スクランブラを駆動する正
弦波または三角波の周波数を伝送ビットレートの2倍の
周波数にした点である。
【0012】本実施形態において、第1の実施形態と同
様に動作させて得た光信号を長距離(例えば、8800
km)伝送し、その伝送特性を測定したところ、図5の
ような結果が得られた。図5は、横軸を高速偏波スクラ
ンブラに加える信号の位相の相対値とし、縦軸を長距離
(8800km)伝送後のQ値として5.3Gbpsで
測定した結果の一例を示す。高速偏波スクランブラ位相
に対する依存性がさらに低減されていることがわかる。
【0013】次に、本発明の第3の実施形態について説
明する。この実施形態は、位相制御部6により、電気吸
収型変調器2によりRZパルス化されたパルスの位相を
図6のように調整したものである。図6は、RZパルス
とデータ変調NRZパルスの位相関係を示す。本実施形
態では、RZパルスの立ち上がりと、データ変調NRZ
パルスの立ち上がりが同期させられている。
【0014】次に、本発明の第4の実施形態について説
明する。この実施形態は、位相制御部6により、電気吸
収型変調器2によりRZパルス化されたパルスの位相を
図7のように調整したものである。すなわち、本実施形
態では、RZパルスの立ち下がりと,データ変調NRZ
パルスの立ち下がりが同期させられている。
【0015】本発明者は、図1または図4の構成の光送
信装置を用い、前記位相調整部6の位相を連続的に、ま
たは所定のステップ毎に変化させて実験したところ、図
6のように、RZパルスの立ち上がりと、データ変調N
RZパルスの立ち上がりが同期した時、または図7のよ
うにRZパルスの立ち下がりと,データ変調NRZパル
スの立ち下がりが同期した時に、伝送特性の改善を図る
ことができることを確認した。
【0016】次に、本発明の第5の実施形態について説
明する。この実施形態は、RZパルスの消光が完全には
なされていない光出力の光送信装置を提供するようにし
た点に特徴がある。図8は、RZパルス消光比を6dB
とした場合のデータ変調後のパルス波形を模式的に示し
たものである。本発明者の実験によれば、RZパルスが
完全に消光されなくても、例えばRZパルスの消光比が
3dB以上10dB以下であれば、さしたる伝送特性劣
化等は見られなかった。このことにより、RZパルス化
をすると、高速スクランブラ駆動信号位相への依存性が
小さくなることがわかった。この実施形態によれば、R
Zパルスを完全に消光する必要がないので、電気吸収型
変調器2の条件設定を簡易に行うことができる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光源からの光をRZパルス化し、その後NR
Zデータ信号で変調するようにしたので、伝送特性の高
速偏波スクランブラ駆動信号位相への依存性を大幅に低
減できるという効果がある。このため、従来方式のよう
に、高速スクランブラを有する光送信器から光信号を送
出し、これを長距離伝送した後の光信号によって伝送特
性測定を行い、該伝送特性の評価に基づいて該高速スク
ランブラの位相調整を行うという面倒な作業をすること
なく、伝送特性の良好な光信号出力を容易に提供するこ
とができるようになり、実用上の効果は非常に大きい。
また、本発明によれば、高速スクランブラ位相調整のマ
ージンを拡大することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図
である。
【図2】 本実施形態の一部の動作を説明するための光
波形図である。
【図3】 本実施形態により得られた光信号を、長距離
伝送した時の伝送特性を示す図である。
【図4】 本発明の第2の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】 本実施形態により得られた光信号を、長距離
伝送した時の伝送特性を示す図である。
【図6】 本発明の第3の実施形態の動作を説明する波
形図である。
【図7】 本発明の第4の実施形態の動作を説明する波
形図である。
【図8】 本発明の第5の実施形態の動作を説明する波
形図である。
【図9】 RZパルスの生成条件の一例を示す図であ
る。
【図10】 従来装置で得られた光信号を、長距離伝送
した時の伝送特性を示す図である。
【符号の説明】
1…光源部、2…電気吸収型変調器、3…データ変調
器、4…高速偏波スクランブラ、5、7…クロック抽出
部、6、8…位相調整部、9…周波数ダブラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/142 10/152 10/26 10/28 (72)発明者 秋葉 重幸 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−111662(JP,A) 特開 平9−18422(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ディジタル通信に使用される光送信装
    置において、 光源と、該光源からの光でRZパルスを発生するパルス
    生成部と、該RZパルスをデータ信号で変調する変調部
    と、前記変調部に印加するデータ信号周波数と高速偏波
    スクランブラ駆動信号周波数が同期しており、かつ前記
    変調された光信号の偏波状態をスクランブルする高速偏
    波スクランブラとを具備したことを特徴とする光送信装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光送信装置において、 前記高速偏波スクランブラの駆動信号が、ビットレート
    と同一の周波数またはその整数倍の周波数の正弦波であ
    ることを特徴とする光送信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光送信装置において、 前記高速偏波スクランブラの駆動信号が、ビットレート
    と同一の周波数またはその整数倍の周波数の三角波であ
    ることを特徴とする光送信装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の光送信装置において、前記変調部はRZパルスをNRZデータ信号で変調し、
    RZパルスのNRZ変調信号中における位相が、NR
    Z信号の立ち上がりエッジに同期していることを特徴と
    する光送信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の光送信装置において、前記変調部はRZパルスをNRZデータ信号で変調し、
    RZパルスのNRZ変調信号中における位相が、NR
    Z信号の立ち下がりエッジに同期していることを特徴と
    する光送信装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の光送信装置において、 前記RZパルスの消光比が3dB以上10dB以下であ
    ることを特徴とする光送信装置。
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