JP3989440B2 - 光位相変調 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光通信ネットワークに関連し、特に高速データレートの光位相変調に関連する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの通信ネットワークにおける帯域の増加要請に応えるため、多くのサービスプロバイダはデータ伝送レートを増やすことを選択している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これは既存のインフラストラクチャからより多くの容量を取り出すが、高速データ伝送で使用されるブロードバンド信号は、効率的に処理するのが困難化することが分かる。特に、位相シフトキーイング変調を利用する光ネットワークでは、ブロードバンド信号は、電気的なデータ信号の従来のプレコード（ｐｒｅｃｏｄｅ）及びポストコード（ｐｏｓｔｃｏｄｅ）を妨げる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、高速データレートの光位相変調技術が与えられる。
【０００５】
本発明の一態様による光変調器は、変調された光信号を生成するために、第１のデータストリームに従って光キャリア信号を位相変調する第１の位相変調器を含む。本光変調器は、光データ信号を生成するために、第２のデータストリームに従って、変調された光信号を位相変調する。前記第２のデータストリームは、時間遅延させた形式の前記光データ信号より成る。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、光変調器は複数の電気的プレコードモジュールを含む。プレコードモジュールの各々は、データストリームを受信し、そのデータストリームをプレコードする（事前に符号化する）。更に、光変調器は、連続的にリンクした複数の位相変調器を含む。位相変調器の各々は、プレコードモジュールの対応するものからプレコードされたデータストリームを受信し、一連の位相変調器の内先行するものから光信号を受信し、プレコードされたデータストリームに従って、対応するプレコーディングモジュールからの受信した光信号を変調する。
【０００７】
本発明の各態様は様々な技術的な利点を与える。開示される技法は、光回線で伝送されるデータ信号のプレコーディングに関する多くの例を与える。より具体的には、これらの技法は位相変調された光データ信号で伝送されるデータのプレコーディングを許容する。このプレコーディングは、光受信機にて光データ信号の直接的な検出を可能にする。これは、光受信機の複雑さ及びコストを軽減する。更に、データ信号のプレコーディングは、光ファイバと共に伝搬する誤差の影響を軽減することができる。例えば、このプレコーディングは、送信されたビットを以後に受信する際の誤差を生じさせる伝送ビットのエラーがビットストリームと共に伝搬することを抑制する。
【０００８】
特定の実施例では、プレコーディングを光信号の変調の間に行い、電気的素子の必要性を減らしてもよい。電気的素子の削減は、高周波障害に対する感度を減らすことができ、多くの従来のシステムに比較して一層高いデータレート伝送を可能にする。他の実施例によれば、変調器は、比較的低いデータレートの電気的データストリームをプレコードし、単独のプレコードされた高速データレートの光データストリームを生成するために、一連の位相変調器を用いて、それらプレコードされた電気的データストリームを合成する。これらの技法は、電気素子に許容できる周波数で電気的データストリームのプレコードを許容する。
【０００９】
本発明の他の技術的利点は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から当業者に明らかになるであろう。更に、特定の利点が上記に列挙されてきたが、様々な実施例は、列挙された利点の全部又は一部を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００１０】
本発明及びその利点を更に充分に理解するために、添付図面と共に以下の説明が参酌される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、全体的に１０で示される光通信システムを示し、光通信システムは、受信機１６に至る１以上の光ファイバ区間を介して接続される送信モジュール１２を含む。送信モジュール１２は、位相変調された光データ信号を生成するための、光キャリアを生成する光ソース１８と、データソース２２からのデータを変調する光変調器２０とを含む。一般に、送信モジュール１２は、光ソース１８により光変調器２０を介して生成された光キャリアを伝達することで、光ファイバ１４上で情報を通信するためのプレコードされた光データ信号を生成する。特定の実施例によれば、光変調器２０は、光データ信号からのフィードバックを利用して光データ信号をプレコードする。別の実施例によれば、光変調器２０は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、プレコードされたデータストリームを合成し、単独の高速データレートのプレコード済み光データ信号を生成する。
【００１２】
送信モジュール１２は、光ファイバ１４にて光信号を生成及び送信する任意の適切な論理部を含む任意の適切な回路及び配置を表現する。比較的単純な例で示されているが、システム１０は、光ファイバ１４にて情報を通信する任意の適切な要素を有する送信モジュール１２を想定している。例えば、図示の例は、様々な波長で光ファイバ１４を介して複数の光信号を伝送するために、複数の一群の光信号生成素子（光ソース１８及び光変調器２０）を含み、これらの素子からの信号はマルチプレクサ２８で共に多重化される。
【００１３】
受信機１６への通信用の光データ信号を生成するために、送信モジュール１２は、光ソース１８、変調器２０及びデータソース２２を含む。光ソース１８は、光キャリア信号を生成するレーザのような装置を表す。データソース２２は、光信号で受信機１６に送信するための電気的な信号にエンコードされたデータのストリームを与える。図示の例は送信モジュール１２内にデータソース２２を含んでいるが、システム１０は、内部及び／又は外部のデータソースから１以上のデータストリームを受信する送信モジュール１２を想定している。従って、例えば、送信モジュール１２は、４つの１０ギガビットデータストリームを受信し、光ファイバ１４における単独の４０ギガビット光信号のように合成及び送信してもよい。
【００１４】
変調器２０は、データソース２２からのデータストリームに従って光ソース１８により生成された光キャリア信号を位相変調し、受信機１６に通信する位相変調された光データ信号を生成する。特に、変調器２０は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調を用いて光キャリア信号を変調し、付加的に、位相変調された光信号で通信される情報をプレコードし、受信機１６により光データ信号中の情報の直接的な検出を可能にしてもよい。
【００１５】
受信機１６は、光ファイバ１４上で受信される光信号を受信し、分離し及びデコードする任意の適切な論理部を含むハードウエアの任意の適切な組合せ及び配置を表す。図示される例では、受信機１６は位相−強度変換モジュール２４と、光検出器２６とを含む。変換モジュール２４は、ファイバ１４における位相変調済み光信号を受信し、その位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換する。例えば、２進情報をエンコードする位相変調光信号では、“０”の値は０度の位相シフトで表現され、“１”の値は１８０度の位相シフトで表現されてもよい。強度変調された光信号では、“０”の値は光パルスの欠落で表現され、“１”の値は光パルスの存在で表現されてもよい。
【００１６】
位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換するために、変換モジュール２４は受信した光信号を分割し、分割した光信号の一方のストリームを遅延させ、受信した光信号の内遅延させていないストリームと遅延させたストリームを干渉させる。特定の実施例では、変換モジュール２４は、適切に構成されたアーム長を有するマッハツェンダ干渉計（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて実現される。分割された光信号の一方の経路に沿って適切な遅延を与えると、２つのストリームが再合成される場合に、その干渉は、位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換する。そして、光検出器２６は、強度変調された光信号を電気的なデータ信号に変換する。
【００１７】
変換モジュール２４は受信した光信号の時間遅延させたもの（バージョン）を受信した光信号と干渉させるので、変換モジュール２４の出力は、受信した位相変調済み信号の強度形式への直接的な変換を与えない。例えば、受信した光信号の２つのストリームの間で１ビット期間の時間遅延を与えると、変換モジュール２４の出力はそのビットストリームにおける連続ビットの排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。従って、送信モジュール１２から送信されたビットシーケンスがＴ＝［ｔ（０），ｔ（１），ｔ（２）．．．ｔ（ｎ）］のように与えられる場合に、変換モジュール２４の出力は：
【００１８】
【数１】
となる。変換器２４の出力と、送信モジュール１２により通信される位相変調済み信号ととの間の変化を補償するために、送信モジュール１２は光データ信号で通信されるビットストリームをプレコードする。送信モジュール１２内でのこのプレコードは、変換モジュール２４の機能により生じる排他的論理和（ＸＯＲ）動作を補償する。１ビット間隔の時間遅延を有する先例を考察すると、送信モジュール１２は、受信機１６でプレコーディングを通じて受信される連続的なビットで実行される排他的論理和（ＸＯＲ）を補償してもよい。Ｂがデータソース２２からの当初のビットシーケンスを表現するものとする。送信されるビットシーケンスＴは：
【００１９】
【数２】
のように定められる。
【００２０】
この式によれば、データソース２２からのデータのプレコーディングを考慮すると、変換モジュール２４の出力及び光検出器２６で生成された以後の電気的データストリームは、データシーケンス２２からの当初のビットシーケンスＢに等しい。
【００２１】
送信モジュール１２内で、変調器２０はデータソース２２から受信したデータストリームのプレコーディングを実行する。特定の実施例では、変調器２０は、変調器２０２より生成された光データ信号からのフィードバックを使用して、データストリームのプレコーディングを実行する。これら特定の実施例による変調器２０の動作は、以下の図２に関連して、より詳細に説明される。他の実施例によれば、変調器２０は、幾つかのデータストリームを電気的にプレコーディングすることでプレコーディングを行ない、これらプレコードされたストリームを単独の高速データレート光データストリームに合成する。これらの実施例の内の特定のものによる変調器２０の動作は、以下の図３に関連して、より詳細に説明される。
【００２２】
図２は、送信モジュール１２の光変調器２０を実現する特定の例を示す。図示の例では、変調器４０は、光スプリッタ４２と、位相変調器４４と、光カプラ４６と、光検出器４８と、チューナブル遅延モジュール５０と、ドライバ増幅器５２とを有する。概して、変調器４０は、光データ信号から生成されるフィードバックを利用して、位相変調された光データ信号で通信される情報をプレコードする。
【００２３】
図示の例では、光学的な経路は幅広の線で表現され、電気的な経路は細い線で表現される。即ち、光経路は変調器４０に入り、スプリッタ４２によって２つのストリーム５６，５８に分割される。光ストリームの一方のストリーム５６は、第１の位相変調器４４（ＰＭ１）を通じて、及び第２の位相変調器４４（ＰＭ２）を通じて第２のスプリッタ４２に伝搬する。第２のスプリッタ４２は、受信した光を２つのストリーム６０，６２に分割する。変調器４０は、位相変調された光データ信号としてストリーム６０を出力する。第２スプリッタ４２からの他方の出力であるストリーム６２は、カプラ４６を用いて、第１のスプリッタ４２からの他方のストリームであるストリーム５８と併合される。
【００２４】
スプリッタ４２は、光を複数のストリームに分割するための光学素子を表現する。同様に、カプラ４６は、複数の受信した光ストリームを単独の光ストリームに合成する光学素子を表現する。特定の実施例では、スプリッタ４２は、実質的に等しい電力を有する光のストリームをカプラ４６に分配するように構成される。このことは、カプラ４６の最適なパフォーマンスを保証し、光検出器４８に「クリーンな（ｃｌｅａｎ）」信号を分配する。経路５８，６２で実質的に等しい電力を分配するために、スプリッタ４２の分割率は、適切に調整されるべきである。例えば、第１のスプリッタ４２の分割率を１：ｘとする。この分割率の下で、経路５８における光の経路が電力１を有する場合に、経路５６における光の対応する分割ストリームは電力ｘを有する。今、第２のスプリッタ４２の分割率を１：ｙとする。ｘ及びｙに対する値は、ｘ＝１＋ｙの関係式を用いて調整してもよい。この式によりスプリッタ４２の分割率を定めることは、実質的に等しい電力を有する光信号が、経路５８，６２に沿ってカプラ４６に運ばれることを保証できる。しかしながら、システム１０は、光経路を分割及び結合するよう調整及び／又は形成された任意の適切な装置を含む変調器４０であり得る。
【００２５】
位相変調器４４は、光信号を受信し、受信した光信号を電気的なデータ入力に従って変調する。例えば、ＰＭ１は、経路５６で光キャリア信号を受信し、受信したキャリアを、データソース２２から受信した電気的なデータ信号に従って変調する。同様に、ＰＭ２は、ＰＭ１からの光信号を受信し、受信した信号を、フィードバック経路６４で受信した電気的信号に従って変調する。特定の実施例では、位相変調器４４での光信号の変調は、ＰＳＫ変調を用いて行なわれる。即ち、位相変調器４４は、受信した電気信号に基づいて光信号の位相をシフトさせる。従って、２進電気データは、位相変調器４４内で光信号の位相シフトを指示する。例えば、“１”の値を示す電気信号を受信すると、位相変調器４４は光信号の位相を１８０度シフトさせる。“０”の値を受信すると、位相変調器４４は、光信号の位相をシフトさせない（０度の位相シフト）。また、変調器４４は、光検出器４８、チューナブル遅延モジュール５０及び増幅器５２を含む電気的及び光電的な素子を含む。光検出器４８は、受信した光信号を対応する電気信号に変換する任意の適切な単独又は複数の素子を表現する。例えば、カプラ４６から受信した光の存在を検出すると、光検出器４８は、２進値の“１”を示す電気信号を生成してもよい。同様に、カプラ４６から受信する光が無い場合に、光検出器４８は２進値の“０”を示す電気信号を生成してもよい。
【００２６】
チューナブル遅延モジュール５０は、光検出器４８からの電気信号を選択的に遅延させる任意の適切な素子を表現する。例えば、チューナブル遅延モジュール５０を用いて、変調器４０は、光検出器４８からの電気信号がＰＭ２に到達するのに要する時間を稼いでもよい。このことは、経路６４に沿う遅延の調整を可能にし、その遅延が、光通信ストリームにおけるビット周期の整数倍に等しくなるようにする。例えば、特定の実施例では、経路６４に沿う遅延は、実質的に１ビット間隔に等しい。これにより、ＰＭ２が、単一ビットの遅延だけ遅延した自身の出力で、受信した光信号を変調することになる。フィードバック経路６４に沿うこの遅延は、ビット間隔の任意の整数倍に設定してもよい。但し、受信機１６では、変換器２４が変調器４０で使用された遅延に合うように構築されるべきである。例えば、フィードバック経路６４に沿って３ビット間隔の遅延が与えられるならば、受信機１６における変換器２４は同じ遅延を使用すべきである。
【００２７】
動作時にあっては、変調器４０は、光ソース１８から経路５４にて光キャリア信号を受信する。第１のスプリッタ４２は、設定されているその分割率に従って、経路５６及び経路５８に光キャリアを分ける。ＰＭ１は、経路５６における光キャリアを受信し、データソース２２から受信したデータストリームに従って光キャリアを変調する。ＰＭ１はこの変調された光信号をＰＭ２に通知する。ＰＭ２は、変調器４０による出力としての光データ信号を生成するために、変調された光信号を、経路６４で受信したデータストリームに従って変調する。上述したように、フィードバック経路６４上のデータストリームは、ＰＭ２によって生成された光データ信号を時間遅延させたものを表わす。
【００２８】
生成された光データ信号からフィードバックを得るために、変調器４０は、スプリッタ４２を用いて光データ信号をタップする（取り出す）。スプリッタ４２は、変調器４０の出力に使用される経路６０及びフィードバックに使用される経路６２にて光データ信号を分割する。経路６２に取り出された光データ信号及び経路５８に分割された光キャリア信号はカプラ４６で干渉し、光データ信号の強度変調されたバージョンを生成する。ＰＭ２により生成された光データ信号は位相変調されているが、カプラ４６から生じる出力は強度変調されている。この強度変調信号は、光検出器４８の動作を簡易化する、というのは、強度変調された信号では、光の存在は２進のｏｎを示す一方、光の非存在は２進のｏｆｆを示すからである。
【００２９】
光検出器４８は、受信された強度変調光信号を電気的なデータ信号に変換する。この電気的なデータストリームは、フィードバック経路６４に沿って、チューナブル遅延モジュール５０及び増幅器５２を介して、ＰＭ２での位相変調用の電気的データストリームとして伝送される。これは、変調器４０により生成された光データ信号のプレコーディングになり、受信機１６による光データ信号の直接的な検出を可能にする。
【００３０】
図示の例及び上記の説明は、特定の要素を含む変調器４０の特定の例に着目しているが、システム１０は、光データ信号を時間遅延させたフィードバック信号を用いる、光データ信号をプレコードする素子の任意の適切な組合せ及び配置を有する変調器４０とすることができる。例えば、図示の例は、フィードバック経路６４に沿う遅延を変調するためにチューナブル遅延モジュール５０を使用しているが、フィードバック経路６４の長さは、固有の遅延が光データ信号におけるビットのビット間隔の整数倍に等しくなるように設定され、チューナブル遅延モジュール５０を不要にしてもよい。更に、システム１０は、プレーナ光ウェーブ回路、個別的な結合素子、自由空間光学素子及び／又は他の適切な光技術のような任意の適切な光技術を用いる変調器４０とすることができる。
【００３１】
図３は、送信モジュール１２の変調器２０を実現するための特定の実施例を示す光変調器８０のブロック図である。図示の例では、変調器８０は、デインタレースモジュール８２、プレコーディングモジュール８４、遅延モジュール８６及び位相変調器８８を含む。概して、変調器８０は、プレコードされたデータストリームを有する位相変調された光データ信号を生成する。プレコードされた光データ信号を生成するために、変調器８０は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、位相変調器８８を用いてそれらプレコードされたデータストリームをインタレースする。
【００３２】
変調器４０の図示と同様に、変調器８０内の幅広の線は光経路を示し、細い線は電気経路を示す。加うるに、位相変調器８８（ＰＭ１及びＰＭ２）は、変調器４０の位相変調器４４と同様に動作する。
【００３３】
変調器８０内の電気素子は、２以上のデータストリームを単独の高速データレートの光データ信号に合成するためのプレコーディングを行なう。図示の例では、これらの素子は、デインタレースモジュール８２，第１のプレコーダ８４（ＰＣ１）、第２のプレコーダ８４（ＰＣ２）、及び遅延モジュール８６を含む。デインタレースモジュール８２は、単独の高速データレートのビットストリームを受信し、そのビットストリームを、２以上のより遅いデータレートビットストリームに変換する。図示の例では、デインタレースモジュール８２は、データソース２２から受信したビットストリームを２つのビットストリームに変換する。ビットストリームを分割するために、デインタレースモジュール８２は、連続的なビットの各々を、ＰＣ１及びＰＣ２の個々に与える。例えば、デインタレースモジュール８２は、第１の受信したビットをＰＣ１に与え、第２の受信したビットをＰＣ２に与え、第３の受信したビットをＰＣ１に与える、等々である。これは２つのビットストリームになり、その各々は、データソース２２から受信した当初のビットストリームのデータレートの半分のデータレートを有する。例えば、毎秒４０ギガビットのレートを有するデータソース２２からのビットストリームを仮定すると、デインタレースモジュール８２は、ＰＣ１及びＰＣ２の各々に毎秒２０ギガビットのデータレートを有するビットストリームを与える。
【００３４】
プレコーディングモジュール８４は、電気的なデータ信号をプレコードする任意の適切な素子を表現する。図３は、ＰＣ２を拡大し、排他的論理和ゲート９０及びＤフリップフロップ９２を用いるプレコーディングモジュール８４を実現する特定の実施例を示す。この態様は、上述のプレコーディング形式に従って、受信した電気信号をプレコードする。
【００３５】
ＰＣ１及びＰＣ２からの２つのビットストリームが光データ信号に適切にインタレースされることを保証するために、ＰＣ２の出力は遅延モジュール８６を介するようにしてもよい。図示の例によれば、遅延モジュール８６は、ＰＣ２から受信したビットストリームを、合成されたデータストリームのビット間隔の間だけ遅延させる。例えば、ＰＣ１及びＰＣ２が毎秒２０ギガビットのデータストリームでそれぞれ動作する場合に、遅延モジュール８６の遅延間隔は、毎秒４０ギガビットのデータストリームのビット間隔に等しい。
【００３６】
そして、動作時にあっては、モジュレータ８０は、複数のデータストリームの電気的プレコーディングを実行し、それらプレコードされたデータストリームの各々を単独の光データ信号に位相変調する。これは、複数のプレコードされた電気的データストリームからのデータレートの総和に等しい光データ信号を生成する。これらの技術を用いて、データ信号の電気的プレコーディングは、結果の光データレートに比べて低いデータレートで行なわれ、高いデータレートで動作する電気素子で生じる虞のある問題を抑制することができる。
【００３７】
図示の例及び変調器８０のプレコーディングの説明は、特定の素子を含む特定の例に着目しているが、システム１０は、複数の電気的データストリームを電気的にプレコードし、それらのストリームを単独の光信号に位相変調する素子の任意の適切な組合せ及び配置を有する変調器８０とすることができる。従って、例えば、変調器８０は、２つのデータストリームで動作する２つのプレコーダ８４を有するように描かれているが、変調器８０は、任意の数のデータストリームを合成するために合わせて位相変調器８８を備えた任意の適切な数のプレコーダ８４を有していてもよい。更に、システム１０は、プレーナ光ウェーブ回路、個々に接続される素子、自由空間光学素子及び／又は他の適切な光技術のような任意の適切な光技術を用いる変調器８０とすることができる。
【００３８】
図４は、光データ信号からのフィードバックを用いてプレコードされたデータ信号を生成するための、変調器４０により行なわれる方法を示すフローチャートである。変調器４０は、ステップ１００にて光キャリア信号を受信し、ステップ１０２にてその光キャリア信号を分割する。例えば、モジュレータ４０の中で、スプリッタ４２は受信した光キャリア信号を２つの光経路５６，５８に分ける。
【００３９】
ステップ１０４にて、変調器４０は、第１の光キャリアストリームをデータ信号で変調する。例えば、変調器４０の中で、ＰＭ１は、データソース２２から受信した電気的なデータストリームに従って、経路５６上で受信した光キャリア信号を変調する。そして、変調器４０は、ステップ１０６にて、時間遅延した出力信号に従って、その変調された光信号を変調する。例えば、ＰＭ２は、ＰＭ１からの変調された光信号を受信し、フィードバック経路６４から受信した電気信号に従って、受信信号を位相変調する。これは、プレコードされた位相変調された光信号を生成する。変調器４０は、ステップ１０８にて、生成された光データ信号を分割し、ステップ１１０にて、分割された光データ信号の第１のストリームを出力として送信する。変調器４０は、ステップ１１２にて、光データ信号の第２のストリームと、光キャリア信号の第２のストリームとを結合する。例えば、経路６２に取り出された光データ信号は、カプラ４６で経路５８上の分割された光キャリア信号と干渉させられる。上述したように、これは、強度変調された光データ信号を生成する。変調器４０は、ステップ１１４にて、結合されたストリームを電気的な出力信号に変換し、ステップ１１６にて電気的な出力信号を遅延させる。上述したように、この遅延は、第２の位相変調器に与えられたデータストリームが、ビット間隔の整数倍に等しい期間だけ遅延させられることを保証する。
【００４０】
図５は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、これらのストリームを合成し、単独の高速データレートの光データ信号を生成する、プレコードされた光データ信号を生成する変調器８０で実行される方法を示すフローチャートである。変調器８０は、ステップ１３０で高速電気データストリームを受信し、ステップ１３２にて、その高速データストリームを複数のデータストリームに分ける。例えば、変調器８０に示されるように、デインタレースモジュール８２は、受信したデータストリームを複数のデータストリームに分ける。変調器８０は、ステップ１３４にて、より低いデータレートのストリームをそれぞれプレコードする。変調器８０は、ステップ１３６にて、１以上のより低いデータレートのストリームを遅延させる。上述したように、その遅延は、一連の位相変調器における複数の低速データストリームの適切なインタレースを与える。一連の位相変調器は、ステップ１３８にて、低速データストリームを光信号で変調する。これは、プレコードされたフォーマットで当初の高速データストリームをエンコードする単独の光データ信号を生成する。ステップ１４０にて、変調器８０は、生成された光データ信号を送信する。
【００４１】
上述のフローチャートは、動作方法例を示すに過ぎず、システム１０は、様々な実施例に従ってプレコードされた光データ信号を生成する任意の適切な技法及び素子を用いる変調器であり得る。従って、これらのフローチャートにおける多くのステップは、同時に及び／又は図示されるものと異なる順序で行なわれてもよい。加うるに、変調器は、その方法が適切である限り、付加的なステップ、少ないステップ及び／又は個となるステップを有する方法を使用してもよい。
【００４２】
以上本発明が幾つかの実施例にて説明されてきたが、様々な変更や修正が当業者に示唆されるであろうし、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内に、そのような変更や修正を網羅することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の様々な実施例による光変調器を有する光通信システムを示す図である。
【図２】光変調器の特定の形態に関する機能要素を例示するブロック図である。
【図３】光変調器の別の形態に関する機能要素を例示するブロック図である。
【図４】光変調器の特定の形態を用いてプレコードされた光信号を生成する方法を示すフローチャートである。
【図５】光変調器の別の形態を用いてプレコードされた光信号を生成する方法を示すフローチャートである。
【０００１】
本発明は、一般に光通信ネットワークに関連し、特に高速データレートの光位相変調に関連する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの通信ネットワークにおける帯域の増加要請に応えるため、多くのサービスプロバイダはデータ伝送レートを増やすことを選択している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これは既存のインフラストラクチャからより多くの容量を取り出すが、高速データ伝送で使用されるブロードバンド信号は、効率的に処理するのが困難化することが分かる。特に、位相シフトキーイング変調を利用する光ネットワークでは、ブロードバンド信号は、電気的なデータ信号の従来のプレコード（ｐｒｅｃｏｄｅ）及びポストコード（ｐｏｓｔｃｏｄｅ）を妨げる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、高速データレートの光位相変調技術が与えられる。
【０００５】
本発明の一態様による光変調器は、変調された光信号を生成するために、第１のデータストリームに従って光キャリア信号を位相変調する第１の位相変調器を含む。本光変調器は、光データ信号を生成するために、第２のデータストリームに従って、変調された光信号を位相変調する。前記第２のデータストリームは、時間遅延させた形式の前記光データ信号より成る。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、光変調器は複数の電気的プレコードモジュールを含む。プレコードモジュールの各々は、データストリームを受信し、そのデータストリームをプレコードする（事前に符号化する）。更に、光変調器は、連続的にリンクした複数の位相変調器を含む。位相変調器の各々は、プレコードモジュールの対応するものからプレコードされたデータストリームを受信し、一連の位相変調器の内先行するものから光信号を受信し、プレコードされたデータストリームに従って、対応するプレコーディングモジュールからの受信した光信号を変調する。
【０００７】
本発明の各態様は様々な技術的な利点を与える。開示される技法は、光回線で伝送されるデータ信号のプレコーディングに関する多くの例を与える。より具体的には、これらの技法は位相変調された光データ信号で伝送されるデータのプレコーディングを許容する。このプレコーディングは、光受信機にて光データ信号の直接的な検出を可能にする。これは、光受信機の複雑さ及びコストを軽減する。更に、データ信号のプレコーディングは、光ファイバと共に伝搬する誤差の影響を軽減することができる。例えば、このプレコーディングは、送信されたビットを以後に受信する際の誤差を生じさせる伝送ビットのエラーがビットストリームと共に伝搬することを抑制する。
【０００８】
特定の実施例では、プレコーディングを光信号の変調の間に行い、電気的素子の必要性を減らしてもよい。電気的素子の削減は、高周波障害に対する感度を減らすことができ、多くの従来のシステムに比較して一層高いデータレート伝送を可能にする。他の実施例によれば、変調器は、比較的低いデータレートの電気的データストリームをプレコードし、単独のプレコードされた高速データレートの光データストリームを生成するために、一連の位相変調器を用いて、それらプレコードされた電気的データストリームを合成する。これらの技法は、電気素子に許容できる周波数で電気的データストリームのプレコードを許容する。
【０００９】
本発明の他の技術的利点は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から当業者に明らかになるであろう。更に、特定の利点が上記に列挙されてきたが、様々な実施例は、列挙された利点の全部又は一部を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００１０】
本発明及びその利点を更に充分に理解するために、添付図面と共に以下の説明が参酌される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、全体的に１０で示される光通信システムを示し、光通信システムは、受信機１６に至る１以上の光ファイバ区間を介して接続される送信モジュール１２を含む。送信モジュール１２は、位相変調された光データ信号を生成するための、光キャリアを生成する光ソース１８と、データソース２２からのデータを変調する光変調器２０とを含む。一般に、送信モジュール１２は、光ソース１８により光変調器２０を介して生成された光キャリアを伝達することで、光ファイバ１４上で情報を通信するためのプレコードされた光データ信号を生成する。特定の実施例によれば、光変調器２０は、光データ信号からのフィードバックを利用して光データ信号をプレコードする。別の実施例によれば、光変調器２０は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、プレコードされたデータストリームを合成し、単独の高速データレートのプレコード済み光データ信号を生成する。
【００１２】
送信モジュール１２は、光ファイバ１４にて光信号を生成及び送信する任意の適切な論理部を含む任意の適切な回路及び配置を表現する。比較的単純な例で示されているが、システム１０は、光ファイバ１４にて情報を通信する任意の適切な要素を有する送信モジュール１２を想定している。例えば、図示の例は、様々な波長で光ファイバ１４を介して複数の光信号を伝送するために、複数の一群の光信号生成素子（光ソース１８及び光変調器２０）を含み、これらの素子からの信号はマルチプレクサ２８で共に多重化される。
【００１３】
受信機１６への通信用の光データ信号を生成するために、送信モジュール１２は、光ソース１８、変調器２０及びデータソース２２を含む。光ソース１８は、光キャリア信号を生成するレーザのような装置を表す。データソース２２は、光信号で受信機１６に送信するための電気的な信号にエンコードされたデータのストリームを与える。図示の例は送信モジュール１２内にデータソース２２を含んでいるが、システム１０は、内部及び／又は外部のデータソースから１以上のデータストリームを受信する送信モジュール１２を想定している。従って、例えば、送信モジュール１２は、４つの１０ギガビットデータストリームを受信し、光ファイバ１４における単独の４０ギガビット光信号のように合成及び送信してもよい。
【００１４】
変調器２０は、データソース２２からのデータストリームに従って光ソース１８により生成された光キャリア信号を位相変調し、受信機１６に通信する位相変調された光データ信号を生成する。特に、変調器２０は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調を用いて光キャリア信号を変調し、付加的に、位相変調された光信号で通信される情報をプレコードし、受信機１６により光データ信号中の情報の直接的な検出を可能にしてもよい。
【００１５】
受信機１６は、光ファイバ１４上で受信される光信号を受信し、分離し及びデコードする任意の適切な論理部を含むハードウエアの任意の適切な組合せ及び配置を表す。図示される例では、受信機１６は位相−強度変換モジュール２４と、光検出器２６とを含む。変換モジュール２４は、ファイバ１４における位相変調済み光信号を受信し、その位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換する。例えば、２進情報をエンコードする位相変調光信号では、“０”の値は０度の位相シフトで表現され、“１”の値は１８０度の位相シフトで表現されてもよい。強度変調された光信号では、“０”の値は光パルスの欠落で表現され、“１”の値は光パルスの存在で表現されてもよい。
【００１６】
位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換するために、変換モジュール２４は受信した光信号を分割し、分割した光信号の一方のストリームを遅延させ、受信した光信号の内遅延させていないストリームと遅延させたストリームを干渉させる。特定の実施例では、変換モジュール２４は、適切に構成されたアーム長を有するマッハツェンダ干渉計（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて実現される。分割された光信号の一方の経路に沿って適切な遅延を与えると、２つのストリームが再合成される場合に、その干渉は、位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換する。そして、光検出器２６は、強度変調された光信号を電気的なデータ信号に変換する。
【００１７】
変換モジュール２４は受信した光信号の時間遅延させたもの（バージョン）を受信した光信号と干渉させるので、変換モジュール２４の出力は、受信した位相変調済み信号の強度形式への直接的な変換を与えない。例えば、受信した光信号の２つのストリームの間で１ビット期間の時間遅延を与えると、変換モジュール２４の出力はそのビットストリームにおける連続ビットの排他的論理和（ＸＯＲ）を表す。従って、送信モジュール１２から送信されたビットシーケンスがＴ＝［ｔ（０），ｔ（１），ｔ（２）．．．ｔ（ｎ）］のように与えられる場合に、変換モジュール２４の出力は：
【００１８】
【数１】
【００１９】
【数２】
【００２０】
この式によれば、データソース２２からのデータのプレコーディングを考慮すると、変換モジュール２４の出力及び光検出器２６で生成された以後の電気的データストリームは、データシーケンス２２からの当初のビットシーケンスＢに等しい。
【００２１】
送信モジュール１２内で、変調器２０はデータソース２２から受信したデータストリームのプレコーディングを実行する。特定の実施例では、変調器２０は、変調器２０２より生成された光データ信号からのフィードバックを使用して、データストリームのプレコーディングを実行する。これら特定の実施例による変調器２０の動作は、以下の図２に関連して、より詳細に説明される。他の実施例によれば、変調器２０は、幾つかのデータストリームを電気的にプレコーディングすることでプレコーディングを行ない、これらプレコードされたストリームを単独の高速データレート光データストリームに合成する。これらの実施例の内の特定のものによる変調器２０の動作は、以下の図３に関連して、より詳細に説明される。
【００２２】
図２は、送信モジュール１２の光変調器２０を実現する特定の例を示す。図示の例では、変調器４０は、光スプリッタ４２と、位相変調器４４と、光カプラ４６と、光検出器４８と、チューナブル遅延モジュール５０と、ドライバ増幅器５２とを有する。概して、変調器４０は、光データ信号から生成されるフィードバックを利用して、位相変調された光データ信号で通信される情報をプレコードする。
【００２３】
図示の例では、光学的な経路は幅広の線で表現され、電気的な経路は細い線で表現される。即ち、光経路は変調器４０に入り、スプリッタ４２によって２つのストリーム５６，５８に分割される。光ストリームの一方のストリーム５６は、第１の位相変調器４４（ＰＭ１）を通じて、及び第２の位相変調器４４（ＰＭ２）を通じて第２のスプリッタ４２に伝搬する。第２のスプリッタ４２は、受信した光を２つのストリーム６０，６２に分割する。変調器４０は、位相変調された光データ信号としてストリーム６０を出力する。第２スプリッタ４２からの他方の出力であるストリーム６２は、カプラ４６を用いて、第１のスプリッタ４２からの他方のストリームであるストリーム５８と併合される。
【００２４】
スプリッタ４２は、光を複数のストリームに分割するための光学素子を表現する。同様に、カプラ４６は、複数の受信した光ストリームを単独の光ストリームに合成する光学素子を表現する。特定の実施例では、スプリッタ４２は、実質的に等しい電力を有する光のストリームをカプラ４６に分配するように構成される。このことは、カプラ４６の最適なパフォーマンスを保証し、光検出器４８に「クリーンな（ｃｌｅａｎ）」信号を分配する。経路５８，６２で実質的に等しい電力を分配するために、スプリッタ４２の分割率は、適切に調整されるべきである。例えば、第１のスプリッタ４２の分割率を１：ｘとする。この分割率の下で、経路５８における光の経路が電力１を有する場合に、経路５６における光の対応する分割ストリームは電力ｘを有する。今、第２のスプリッタ４２の分割率を１：ｙとする。ｘ及びｙに対する値は、ｘ＝１＋ｙの関係式を用いて調整してもよい。この式によりスプリッタ４２の分割率を定めることは、実質的に等しい電力を有する光信号が、経路５８，６２に沿ってカプラ４６に運ばれることを保証できる。しかしながら、システム１０は、光経路を分割及び結合するよう調整及び／又は形成された任意の適切な装置を含む変調器４０であり得る。
【００２５】
位相変調器４４は、光信号を受信し、受信した光信号を電気的なデータ入力に従って変調する。例えば、ＰＭ１は、経路５６で光キャリア信号を受信し、受信したキャリアを、データソース２２から受信した電気的なデータ信号に従って変調する。同様に、ＰＭ２は、ＰＭ１からの光信号を受信し、受信した信号を、フィードバック経路６４で受信した電気的信号に従って変調する。特定の実施例では、位相変調器４４での光信号の変調は、ＰＳＫ変調を用いて行なわれる。即ち、位相変調器４４は、受信した電気信号に基づいて光信号の位相をシフトさせる。従って、２進電気データは、位相変調器４４内で光信号の位相シフトを指示する。例えば、“１”の値を示す電気信号を受信すると、位相変調器４４は光信号の位相を１８０度シフトさせる。“０”の値を受信すると、位相変調器４４は、光信号の位相をシフトさせない（０度の位相シフト）。また、変調器４４は、光検出器４８、チューナブル遅延モジュール５０及び増幅器５２を含む電気的及び光電的な素子を含む。光検出器４８は、受信した光信号を対応する電気信号に変換する任意の適切な単独又は複数の素子を表現する。例えば、カプラ４６から受信した光の存在を検出すると、光検出器４８は、２進値の“１”を示す電気信号を生成してもよい。同様に、カプラ４６から受信する光が無い場合に、光検出器４８は２進値の“０”を示す電気信号を生成してもよい。
【００２６】
チューナブル遅延モジュール５０は、光検出器４８からの電気信号を選択的に遅延させる任意の適切な素子を表現する。例えば、チューナブル遅延モジュール５０を用いて、変調器４０は、光検出器４８からの電気信号がＰＭ２に到達するのに要する時間を稼いでもよい。このことは、経路６４に沿う遅延の調整を可能にし、その遅延が、光通信ストリームにおけるビット周期の整数倍に等しくなるようにする。例えば、特定の実施例では、経路６４に沿う遅延は、実質的に１ビット間隔に等しい。これにより、ＰＭ２が、単一ビットの遅延だけ遅延した自身の出力で、受信した光信号を変調することになる。フィードバック経路６４に沿うこの遅延は、ビット間隔の任意の整数倍に設定してもよい。但し、受信機１６では、変換器２４が変調器４０で使用された遅延に合うように構築されるべきである。例えば、フィードバック経路６４に沿って３ビット間隔の遅延が与えられるならば、受信機１６における変換器２４は同じ遅延を使用すべきである。
【００２７】
動作時にあっては、変調器４０は、光ソース１８から経路５４にて光キャリア信号を受信する。第１のスプリッタ４２は、設定されているその分割率に従って、経路５６及び経路５８に光キャリアを分ける。ＰＭ１は、経路５６における光キャリアを受信し、データソース２２から受信したデータストリームに従って光キャリアを変調する。ＰＭ１はこの変調された光信号をＰＭ２に通知する。ＰＭ２は、変調器４０による出力としての光データ信号を生成するために、変調された光信号を、経路６４で受信したデータストリームに従って変調する。上述したように、フィードバック経路６４上のデータストリームは、ＰＭ２によって生成された光データ信号を時間遅延させたものを表わす。
【００２８】
生成された光データ信号からフィードバックを得るために、変調器４０は、スプリッタ４２を用いて光データ信号をタップする（取り出す）。スプリッタ４２は、変調器４０の出力に使用される経路６０及びフィードバックに使用される経路６２にて光データ信号を分割する。経路６２に取り出された光データ信号及び経路５８に分割された光キャリア信号はカプラ４６で干渉し、光データ信号の強度変調されたバージョンを生成する。ＰＭ２により生成された光データ信号は位相変調されているが、カプラ４６から生じる出力は強度変調されている。この強度変調信号は、光検出器４８の動作を簡易化する、というのは、強度変調された信号では、光の存在は２進のｏｎを示す一方、光の非存在は２進のｏｆｆを示すからである。
【００２９】
光検出器４８は、受信された強度変調光信号を電気的なデータ信号に変換する。この電気的なデータストリームは、フィードバック経路６４に沿って、チューナブル遅延モジュール５０及び増幅器５２を介して、ＰＭ２での位相変調用の電気的データストリームとして伝送される。これは、変調器４０により生成された光データ信号のプレコーディングになり、受信機１６による光データ信号の直接的な検出を可能にする。
【００３０】
図示の例及び上記の説明は、特定の要素を含む変調器４０の特定の例に着目しているが、システム１０は、光データ信号を時間遅延させたフィードバック信号を用いる、光データ信号をプレコードする素子の任意の適切な組合せ及び配置を有する変調器４０とすることができる。例えば、図示の例は、フィードバック経路６４に沿う遅延を変調するためにチューナブル遅延モジュール５０を使用しているが、フィードバック経路６４の長さは、固有の遅延が光データ信号におけるビットのビット間隔の整数倍に等しくなるように設定され、チューナブル遅延モジュール５０を不要にしてもよい。更に、システム１０は、プレーナ光ウェーブ回路、個別的な結合素子、自由空間光学素子及び／又は他の適切な光技術のような任意の適切な光技術を用いる変調器４０とすることができる。
【００３１】
図３は、送信モジュール１２の変調器２０を実現するための特定の実施例を示す光変調器８０のブロック図である。図示の例では、変調器８０は、デインタレースモジュール８２、プレコーディングモジュール８４、遅延モジュール８６及び位相変調器８８を含む。概して、変調器８０は、プレコードされたデータストリームを有する位相変調された光データ信号を生成する。プレコードされた光データ信号を生成するために、変調器８０は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、位相変調器８８を用いてそれらプレコードされたデータストリームをインタレースする。
【００３２】
変調器４０の図示と同様に、変調器８０内の幅広の線は光経路を示し、細い線は電気経路を示す。加うるに、位相変調器８８（ＰＭ１及びＰＭ２）は、変調器４０の位相変調器４４と同様に動作する。
【００３３】
変調器８０内の電気素子は、２以上のデータストリームを単独の高速データレートの光データ信号に合成するためのプレコーディングを行なう。図示の例では、これらの素子は、デインタレースモジュール８２，第１のプレコーダ８４（ＰＣ１）、第２のプレコーダ８４（ＰＣ２）、及び遅延モジュール８６を含む。デインタレースモジュール８２は、単独の高速データレートのビットストリームを受信し、そのビットストリームを、２以上のより遅いデータレートビットストリームに変換する。図示の例では、デインタレースモジュール８２は、データソース２２から受信したビットストリームを２つのビットストリームに変換する。ビットストリームを分割するために、デインタレースモジュール８２は、連続的なビットの各々を、ＰＣ１及びＰＣ２の個々に与える。例えば、デインタレースモジュール８２は、第１の受信したビットをＰＣ１に与え、第２の受信したビットをＰＣ２に与え、第３の受信したビットをＰＣ１に与える、等々である。これは２つのビットストリームになり、その各々は、データソース２２から受信した当初のビットストリームのデータレートの半分のデータレートを有する。例えば、毎秒４０ギガビットのレートを有するデータソース２２からのビットストリームを仮定すると、デインタレースモジュール８２は、ＰＣ１及びＰＣ２の各々に毎秒２０ギガビットのデータレートを有するビットストリームを与える。
【００３４】
プレコーディングモジュール８４は、電気的なデータ信号をプレコードする任意の適切な素子を表現する。図３は、ＰＣ２を拡大し、排他的論理和ゲート９０及びＤフリップフロップ９２を用いるプレコーディングモジュール８４を実現する特定の実施例を示す。この態様は、上述のプレコーディング形式に従って、受信した電気信号をプレコードする。
【００３５】
ＰＣ１及びＰＣ２からの２つのビットストリームが光データ信号に適切にインタレースされることを保証するために、ＰＣ２の出力は遅延モジュール８６を介するようにしてもよい。図示の例によれば、遅延モジュール８６は、ＰＣ２から受信したビットストリームを、合成されたデータストリームのビット間隔の間だけ遅延させる。例えば、ＰＣ１及びＰＣ２が毎秒２０ギガビットのデータストリームでそれぞれ動作する場合に、遅延モジュール８６の遅延間隔は、毎秒４０ギガビットのデータストリームのビット間隔に等しい。
【００３６】
そして、動作時にあっては、モジュレータ８０は、複数のデータストリームの電気的プレコーディングを実行し、それらプレコードされたデータストリームの各々を単独の光データ信号に位相変調する。これは、複数のプレコードされた電気的データストリームからのデータレートの総和に等しい光データ信号を生成する。これらの技術を用いて、データ信号の電気的プレコーディングは、結果の光データレートに比べて低いデータレートで行なわれ、高いデータレートで動作する電気素子で生じる虞のある問題を抑制することができる。
【００３７】
図示の例及び変調器８０のプレコーディングの説明は、特定の素子を含む特定の例に着目しているが、システム１０は、複数の電気的データストリームを電気的にプレコードし、それらのストリームを単独の光信号に位相変調する素子の任意の適切な組合せ及び配置を有する変調器８０とすることができる。従って、例えば、変調器８０は、２つのデータストリームで動作する２つのプレコーダ８４を有するように描かれているが、変調器８０は、任意の数のデータストリームを合成するために合わせて位相変調器８８を備えた任意の適切な数のプレコーダ８４を有していてもよい。更に、システム１０は、プレーナ光ウェーブ回路、個々に接続される素子、自由空間光学素子及び／又は他の適切な光技術のような任意の適切な光技術を用いる変調器８０とすることができる。
【００３８】
図４は、光データ信号からのフィードバックを用いてプレコードされたデータ信号を生成するための、変調器４０により行なわれる方法を示すフローチャートである。変調器４０は、ステップ１００にて光キャリア信号を受信し、ステップ１０２にてその光キャリア信号を分割する。例えば、モジュレータ４０の中で、スプリッタ４２は受信した光キャリア信号を２つの光経路５６，５８に分ける。
【００３９】
ステップ１０４にて、変調器４０は、第１の光キャリアストリームをデータ信号で変調する。例えば、変調器４０の中で、ＰＭ１は、データソース２２から受信した電気的なデータストリームに従って、経路５６上で受信した光キャリア信号を変調する。そして、変調器４０は、ステップ１０６にて、時間遅延した出力信号に従って、その変調された光信号を変調する。例えば、ＰＭ２は、ＰＭ１からの変調された光信号を受信し、フィードバック経路６４から受信した電気信号に従って、受信信号を位相変調する。これは、プレコードされた位相変調された光信号を生成する。変調器４０は、ステップ１０８にて、生成された光データ信号を分割し、ステップ１１０にて、分割された光データ信号の第１のストリームを出力として送信する。変調器４０は、ステップ１１２にて、光データ信号の第２のストリームと、光キャリア信号の第２のストリームとを結合する。例えば、経路６２に取り出された光データ信号は、カプラ４６で経路５８上の分割された光キャリア信号と干渉させられる。上述したように、これは、強度変調された光データ信号を生成する。変調器４０は、ステップ１１４にて、結合されたストリームを電気的な出力信号に変換し、ステップ１１６にて電気的な出力信号を遅延させる。上述したように、この遅延は、第２の位相変調器に与えられたデータストリームが、ビット間隔の整数倍に等しい期間だけ遅延させられることを保証する。
【００４０】
図５は、複数のデータストリームを電気的にプレコードし、これらのストリームを合成し、単独の高速データレートの光データ信号を生成する、プレコードされた光データ信号を生成する変調器８０で実行される方法を示すフローチャートである。変調器８０は、ステップ１３０で高速電気データストリームを受信し、ステップ１３２にて、その高速データストリームを複数のデータストリームに分ける。例えば、変調器８０に示されるように、デインタレースモジュール８２は、受信したデータストリームを複数のデータストリームに分ける。変調器８０は、ステップ１３４にて、より低いデータレートのストリームをそれぞれプレコードする。変調器８０は、ステップ１３６にて、１以上のより低いデータレートのストリームを遅延させる。上述したように、その遅延は、一連の位相変調器における複数の低速データストリームの適切なインタレースを与える。一連の位相変調器は、ステップ１３８にて、低速データストリームを光信号で変調する。これは、プレコードされたフォーマットで当初の高速データストリームをエンコードする単独の光データ信号を生成する。ステップ１４０にて、変調器８０は、生成された光データ信号を送信する。
【００４１】
上述のフローチャートは、動作方法例を示すに過ぎず、システム１０は、様々な実施例に従ってプレコードされた光データ信号を生成する任意の適切な技法及び素子を用いる変調器であり得る。従って、これらのフローチャートにおける多くのステップは、同時に及び／又は図示されるものと異なる順序で行なわれてもよい。加うるに、変調器は、その方法が適切である限り、付加的なステップ、少ないステップ及び／又は個となるステップを有する方法を使用してもよい。
【００４２】
以上本発明が幾つかの実施例にて説明されてきたが、様々な変更や修正が当業者に示唆されるであろうし、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内に、そのような変更や修正を網羅することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の様々な実施例による光変調器を有する光通信システムを示す図である。
【図２】光変調器の特定の形態に関する機能要素を例示するブロック図である。
【図３】光変調器の別の形態に関する機能要素を例示するブロック図である。
【図４】光変調器の特定の形態を用いてプレコードされた光信号を生成する方法を示すフローチャートである。
【図５】光変調器の別の形態を用いてプレコードされた光信号を生成する方法を示すフローチャートである。
Claims (20)
- 変調された光信号を生成するために、第１のデータストリームに従って光キャリア信号を位相変調する第１の位相変調器；及び
光データ信号を生成するために、第２のデータストリームに従って、変調された光信号を位相変調する第２の位相変調器；
を備え、前記第２のデータストリームは、光データ信号を強度変調した形式の強度変調信号から変換された電気的なデータ信号より成る
ことを特徴とする光変調器。 - 前記第２のデータストリームが、前記光データ信号の、１ビット間隔の遅延を有する形式のものより成る
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 更に、
前記光データ信号を強度変調された光データ信号に変換する変換器；及び
前記強度変調された光データ信号を電気的なデータストリームに変換する光検出器；
を備え、前記第２のデータストリームは、前記電気的なデータストリームを時間遅延させた形式の信号である
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 更に、
前記第１の位相変調器に接続され、受信した光キャリア信号を、前記第１の位相変調器に対する光キャリア信号及び第２の光キャリアストリームに分割する第１の光スプリッタ；
前記第２の位相変調器に接続され、前記第２の位相変調器からの光データ信号を、第１の光データストリーム及び第２の光データストリームに分割する第２の光スプリッタ；
前記第１の光スプリッタ及び前記第２の光スプリッタから受信するように接続され、強度変調された光データ信号を生成するために、前記第２の光データストリーム及び前記第２の光キャリアストリームを干渉させる光カプラ；及び
前記強度変調された光データ信号を電気的なデータストリームに変換する光検出器；
を備え、前記第２のデータストリームは、前記電気的なデータストリームを時間遅延させた形式の信号である
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 前記第１のスプリッタの分割比率及び前記第２のスプリッタの分割比率は、前記第２の光キャリアストリームの電力及び前記第２の光データストリームの電力が実質的に等しくなるように設定される
ことを特徴とする請求項４記載の光変調器。 - 電気的なデータ信号の遅延を選択的に制御するチューナブル遅延モジュールを更に備える
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 前記第２のデータストリームを前記第２の位相変調器に与える電気的フィードバック経路の経路遅延が、光データ信号における１ビット期間になるように調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 前記第１のデータストリーム及び前記第２のデータストリームがそれぞれ電気的なデータ信号より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 光キャリア信号を受信するステップ；
第１の電気データストリームを受信するステップ；
変調された光信号を生成するために、前記電気データストリームに従って、前記光キャリア信号を位相変調するステップ；
光データ信号を生成するために、変調された光信号を、第２の電気データストリームに従って位相変調するステップ；
より成り、前記第２の電気データストリームは、光データ信号を強度変調した形式の強度変調信号から変換された電気的なデータ信号より成る
ことを特徴とする光データ信号をプレコーディングする方法。 - 前記第２の電気データストリームが、前記光データ信号の１ビット期間の遅延を有するものより成る
ことを特徴とする請求項９記載の方法。 - 前記光データ信号を、強度変調された光データ信号に変換するステップ；
前記強度変調された光データ信号を、前記第２の電気データストリームに変換するステップ
を更に有し、前記第２の電気データストリームは、前記電気的なデータ信号を時間遅延させた形式の信号である
ことを特徴とする請求項９記載の方法。 - 光入力、第１の光出力及び第２の光出力を有する第１の光スプリッタ；
光入力、光出力及び電気データ入力を有する第１の位相変調器であって、該光入力は前記第１の光スプリッタの前記第１の光出力に接続されるところの第１の位相変調器；
光入力、光出力及び電気データ入力を有する第２の位相変調器であって、該光入力は前記第１の位相変調器の前記光出力に接続されるところの第２の位相変調器；
光入力、第１の光出力及び第２の光出力を有する第２の光スプリッタであって、該光入力は前記第２の位相変調器の前記光出力に接続されるところの第２の光スプリッタ；
第１の光入力、第２の光入力及び光出力を有する光カプラであって、該第１の光入力は前記第１の光スプリッタの前記第２の光出力に接続され、該第２の光入力は前記第２の光スプリッタの前記第 1 又は第２の光出力に接続されるところの光カプラ；及び
光入力及び電気出力を有する光検出器であって、該光入力は前記光カプラの前記光出力に接続され、該電気出力は前記第２の位相変調器の前記電気データ入力に接続されるところの光検出器；
を備えることを特徴とする光変調器。 - 光キャリア信号を受信する手段；
第１の電気データストリームを受信する手段；
変調された光信号を生成するために、前記電気データストリームに従って、前記光キャリア信号を位相変調する手段；
光データ信号を生成するために、変調された光信号を、第２の電気データストリームに従って位相変調する手段；
を備え、前記第２の電気データストリームは、光データ信号を強度変調した形式の強度変調信号から変換された電気的なデータ信号より成る
ことを特徴とする光変調器。 - 複数の電気的なプレコーディングモジュール；及び
直列に接続された複数の位相変調器；
を備える光変調器であって、前記プレコーディングモジュールの各々は、データストリームを受信し、該データストリームをプレコードし、
前記位相変調器の各々は、プレコードされたデータストリームを、プレコーディングモジュールの対応するものから受信し、直列の位相変調器の先行するものから光信号を受信し、対応するプレコーディングモジュールからのプレコードされたデータストリームに従って、受信した光信号を変調し、
当該光変調器は１以上の遅延モジュールを更に備え、該遅延モジュールの各々は、前記プレコーディングモジュールの１つと、前記位相変調器の対応するものとの間に設けられる
ことを特徴とする光変調器。 - 前記プレコーディングモジュールの各々が、更に、前記データストリーム及び前記プレコーディングモジュールの出力の間で排他的論理和演算を実行することで、前記データストリームをプレコードする
ことを特徴とする請求項１４記載の光変調器。 - 前記プレコーディングモジュールの各々が：
入力及び出力を有するＤ型フリップフロップ；及び
前記データストリームを受信するよう接続される第１の入力と、前記Ｄ型フリップフロップの前記出力に接続される第２の入力と、前記Ｄ型フリップフロップの前記入力に接続される出力とを有する排他的論理和ゲート；
を備え、前記排他的論理和ゲートの前記出力は、更に、前記位相変調器の対応するものに接続される
ことを特徴とする請求項１４記載の光変調器。 - 請求項１４記載の光変調器であって、
デインタレースモジュールを更に有し、
前記デインタレースモジュールは受信した高速データレートのビットストリームを２以上のより遅いデータレートのビットストリームに変換して前記複数のプレコーディングモジュールに送信する
ことを特徴とする光変調器。 - 各々が第１データレートで変調された、複数の電気データストリームを受信するステップ；
前記電気データストリームの各々を電気的にプレコーディングするステップ；
光キャリア信号を受信するステップ；
全ての電気データストリームからの情報をエンコードする光データ信号を生成するために、電気的にプレコードされたデータストリームの各々に従って、前記光キャリア信号を前記プレコードされたデータストリームの各々に１対１に対応する位相変調器により位相変調するステップ；
より成り、前記光データ信号は、電気データストリーム数に前記第１データレートを乗じたものに等しい第２データレートにおける通信内容を有する
ことを特徴とする光データ信号をプレコーディングする方法。 - 各々が第１データレートで変調された、複数の電気データストリームを受信する手段；
前記電気データストリームの各々を電気的にプレコーディングする手段；
光キャリア信号を受信する手段；
全ての電気データストリームからの情報をエンコードする光データ信号を生成するために、電気的にプレコードされたデータストリームの各々に従って、前記光キャリア信号を前記プレコードされたデータストリームの各々に１対１に対応する位相変調器により位相変調する手段；
より成り、前記光データ信号は、電気データストリーム数に前記第１データレートを乗じたものに等しい第２データレートにおける通信内容を有する
ことを特徴とする光変調器。 - 入力及び出力を有する第１のプレコーディングモジュールであって、前記入力は第１の電気データストリームを受信し、前記出力は第１のプレコードされた電気データストリームを送信するところの第１のプレコーディングモジュール；
入力及び出力を有する第２のプレコーディングモジュールであって、該第２のプレコーディングモジュールの前記入力は第２の電気データストリームを受信し、該第２のプレコーディングモジュールの前記出力は第２のプレコードされた電気データストリームを送信するところの第２のプレコーディングモジュール；
光入力と、光出力と、前記第１のプレコーディングモジュールの前記出力に接続されるデータ入力とを有する第１の位相変調器であって、前記光入力は光キャリア信号を受信し、前記第１の位相変調器は、変調された光信号を生成するために、前記データ入力で受信したデータに従って、前記光キャリア信号を変調し、前記光出力は変調された光信号を送信するところの第１の位相変調器；及び
前記第１の位相変調器の前記光出力に接続された光入力と、光出力と、前記第２プレコーディングモジュールの前記出力に接続されるデータ入力とを有する第２の位相変調器であって、光データ信号を生成するために、前記データ入力にて前記第２プレコーディングモジュールから受信したデータに従って、変調された光信号を変調するところの第２の位相変調器；
を備えることを特徴とする光変調器。
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