JP4693644B2 - Wavelength division multiplexing optical modulation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数波長の信号光を同一の光ファイバ中に多重化して光通信の大容量化を実現する波長分割多重(WDM)伝送システムにおいて使用される波長多重光変調方式に関する。 The present invention relates to a wavelength division multiplexing optical modulation method used in a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system that multiplexes signal light of a plurality of wavelengths into the same optical fiber to realize a large capacity of optical communication.
従来の光通信におけるWDM伝送システムにおいて、光送信部は、各々が異なる波長を発振するレーザ(例えば、半導体レーザである分布帰還型レーザダイオード:DFB−LD)をチャネル数分だけ用意し、それぞれ個別の外部光変調器を用いてそれぞれの波長の光を送信データ信号系列によって変調している。また光受信端では、波長フィルタなどを用いて波長多重光を各波長の変調信号光へと分波し、それぞれの波長の信号光を個別に復調・検波している。変復調方式としては、送信データ信号の0,1を光の強度に符号化して伝送する強度変調−直接検波方式、送信データ信号の0,1を光位相に符号化して伝送する位相変調方式、また、送信データ信号の0,1を光の位相変化として符号化する遅延位相変調方式、などがある。WDM信号の波長間隔を狭窄化し、周波数利用効率を上げることにより、一本のファイバ伝送容量を拡大することが、WDM伝送システムを経済的に構築する上で重要になる。 In a conventional WDM transmission system in optical communication, the optical transmitters prepare lasers (for example, distributed feedback laser diodes: DFB-LDs, which are semiconductor lasers) that oscillate at different wavelengths, as many as the number of channels. The light of each wavelength is modulated by a transmission data signal sequence using an external optical modulator. At the optical receiving end, the wavelength multiplexed light is demultiplexed into modulated signal light of each wavelength using a wavelength filter or the like, and the signal light of each wavelength is individually demodulated and detected. As a modulation / demodulation method, an intensity modulation-direct detection method in which 0 and 1 of a transmission data signal are encoded and transmitted as light intensity, a phase modulation method in which 0 and 1 of a transmission data signal are encoded and transmitted as an optical phase, There is a delay phase modulation system that encodes 0 and 1 of the transmission data signal as a phase change of light. In order to economically construct a WDM transmission system, it is important to expand the transmission capacity of one fiber by narrowing the wavelength interval of the WDM signal and increasing the frequency utilization efficiency.
また、従来のWDM伝送システムでは、10Gbps、40Gbpsなど高速な送信データ系列によって符号化されているため、各波長の信号光は変調速度周波数帯域程度の光周波数スペクトル上で広がりを有する。そのため、チャネル間の波長間隔を狭めていくと、各波長の光スペクトルに互いに重なりが生じ、図1に示すように受信側の分波手段で波長分離フィルタによって波長毎に分離して検波した際に、隣接チャネル(例えば、λ2)の信号光によって自チャネル(例えば、λ1)の検出信号が変動を受ける線形クロストークが発生する。例えば、分離フィルタの特性によってフィルタリングしきれずに隣接波長の信号が混入するために、検波信号品質が劣化する。そのため、分離フィルタによりフィルタリングしきれずに残る隣接チャネルからの線形クロストークを、受信端で信号光を光/電気変換した後に電気演算することにより取り除く方法が提案されている(非特許文献1)。 Further, in the conventional WDM transmission system, since it is encoded by a high-speed transmission data sequence such as 10 Gbps or 40 Gbps, the signal light of each wavelength has a spread on the optical frequency spectrum of about the modulation speed frequency band. Therefore, if the wavelength interval between channels is narrowed, the optical spectrum of each wavelength overlaps with each other, and as shown in FIG. In addition, linear crosstalk occurs in which the detection signal of the own channel (for example, λ 1 ) varies due to the signal light of the adjacent channel (for example, λ 2 ). For example, the signal of the adjacent wavelength is mixed without being filtered due to the characteristics of the separation filter, so that the detection signal quality is deteriorated. For this reason, a method has been proposed in which linear crosstalk from an adjacent channel that cannot be completely filtered by a separation filter is removed by performing an electrical calculation after optical / electrical conversion of signal light at a receiving end (Non-Patent Document 1).
WDM伝送システムにおいて、このような線形クロストークにより、例えば具体的には隣接波長の信号と自波長の信号とがその周波数差で振動するビートを形成する。各波長の光はそれぞれ異なる半導体レーザからの出力光であり、それらの互いの位相関係はランダムであるため、ビートの位相は時間的にランダムに変動する。したがって、所望の検波信号のアイパターンにビートがランダムに重畳し、アイパターンの目が閉じることによって伝送特性が劣化するという問題があった。さらに、周波数利用効率を高めるために変調周波数帯域と信号光の周波数間隔を狭めていくと、変調周波数帯域とビート成分の周波数が近くなり受信端の電気フィルタの帯域と信号光の周波数帯域が近くなるため、ビート成分を取り除くことができなくなる。このため、上述したように受信端で電気演算により線形クロストークを取り除く方法では、送信信号光の位相関係がランダムであるので、検波信号のアイパターンにビートが重畳してしまう。すなわち、この線形クロストーク発生によって、波長間隔狭窄化が制限され、WDMスペクトル利用効率が制限される。 In a WDM transmission system, for example, specifically, a beat in which a signal of an adjacent wavelength and a signal of its own wavelength vibrate at the frequency difference is formed by such linear crosstalk. The light of each wavelength is output light from a different semiconductor laser, and the phase relationship between them is random, so that the phase of the beat varies randomly with time. Therefore, there is a problem that the beat is randomly superimposed on the eye pattern of the desired detection signal, and the transmission characteristics are deteriorated by closing the eyes of the eye pattern. Furthermore, if the frequency interval between the modulation frequency band and the signal light is narrowed in order to increase the frequency utilization efficiency, the modulation frequency band and the beat component frequency will be close, and the receiving end electrical filter band and the signal light frequency band will be close. Therefore, the beat component cannot be removed. For this reason, as described above, in the method of removing linear crosstalk by electrical calculation at the receiving end, the phase relationship of the transmission signal light is random, so that the beat is superimposed on the eye pattern of the detection signal. That is, due to the occurrence of the linear crosstalk, the narrowing of the wavelength interval is limited, and the WDM spectrum utilization efficiency is limited.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、WDM伝送におけるスペクトル利用効率を向上する波長多重光変調方法および装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a wavelength division multiplexing optical modulation method and apparatus for improving spectrum use efficiency in WDM transmission.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、Mを2以上の整数として、互いに異なる波長のM個の光をM個の送信データ系列でそれぞれ符号化し、該符号化したM個の光を多重化して伝送する方法において、kを1以上M以下の整数として、前記M個の光のうちのいずれかである第kの波長の光を当該波長の光に対応する第kの送信データ系列で符号化するにあたって、受信側で前記複数の光のうちの前記第kの波長に隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列によるクロストーク成分を低減するために、前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列と前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列の全てで符号化するステップを備えることを特徴とする。
The present invention, in order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記符号化するステップは、前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列で符号化するステップと、前記第kの波長の光を前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化するステップとを含むことを特徴とする。
Further, the invention according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の方法において、前記第kの送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光または前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光の強度または位相を調整するステップをさらに備えることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の方法において、前記第kの波長の光と前記隣接する1以上の波長の光の周波数差で振動するビート成分の位相を時間的に安定化させるステップ
をさらに備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to third aspects, the beat component oscillates at a frequency difference between the light of the k-th wavelength and the light of one or more adjacent wavelengths. The method further comprises the step of temporally stabilizing the phase of.
また、請求項5に記載の発明は、Mを2以上の整数として、多波長光発生手段から発生した互いに異なる波長のM個の光をM個の送信データ系列でそれぞれ符号化するM個の変調手段と、該符号化したM個の光を多重化する光合波手段とを備える装置であって、前記変調手段として、kを1以上M以下の整数として、前記M個の光のうちのいずれかである第kの波長の光を当該波長の光に対応する第kの送信データ系列で符号化する変調手段であって、受信側で前記複数の光のうちの前記第kの波長に隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列によるクロストーク成分を低減するために、前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列と前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列の全てで符号化する変調手段を備えたことを特徴とする。 Further, according to claim 5 invention, as two or more integer M, the M number of light wavelengths different from each other generated from the multi-wavelength light generating means of the M which respectively encoded in the M transmission data sequence An apparatus comprising a modulation means and an optical multiplexing means for multiplexing the encoded M light beams , wherein k is an integer between 1 and M, and the modulation means includes: a modulating means for encoding the light of the wavelength of the k either by the k transmission data sequences corresponding to the light of the wavelength, the wavelength of the k-th of the plurality of light receiving side In order to reduce crosstalk components due to one or more transmission data sequences corresponding to adjacent one or more wavelengths of light, the kth wavelength of light is converted to the kth transmission data sequence and the one or more adjacent wavelengths. Encoded with all of one or more transmission data sequences corresponding to the light of It is characterized by comprising modulation means for
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の装置であって、前記変調手段は、前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列で符号化する変調器と、前記第kの波長の光を前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化する変調器とを含むことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the apparatus according to claim 5, wherein the modulating means encodes the light of the kth wavelength with the kth transmission data sequence, And a modulator that encodes the light of the kth wavelength with one or more transmission data sequences corresponding to the light of the one or more adjacent wavelengths .
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の装置であって、前記第kの送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光または前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光の強度または位相を調整する調整手段をさらに備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the apparatus according to claim 6, and corresponds to the light of the kth wavelength or the light of one or more adjacent wavelengths encoded with the kth transmission data sequence. And adjusting means for adjusting the intensity or phase of the light of the k-th wavelength encoded with one or more transmission data series.
また、請求項8に記載の発明は、請求項5ないし7のいずれかに記載の装置であって、前記第kの波長の光と前記隣接する1以上の波長の光の周波数差で振動するビート成分の位相を時間的に安定化させる位相安定化手段をさらに備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the apparatus according to any one of claims 5 to 7 , wherein the apparatus vibrates with a frequency difference between the light of the kth wavelength and the light of one or more adjacent wavelengths. It further comprises phase stabilization means for temporally stabilizing the phase of the beat component.
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の装置であって、前記位相安定化手段は、前記光合波手段の出力側に接続され、前記多重化された光を分岐する分岐手段と、前記分岐された光の各波長について、前記ビート成分と前記送信データ系列のクロック成分との位相差をフィードバックする位相フィードバック手段と、前記フィードバックされた位相差に基づいて、前記M個の光のそれぞれの位相を制御する位相制御手段とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the apparatus according to claim 8, wherein the phase stabilizing means is connected to an output side of the optical multiplexing means and branches the multiplexed light. means, for each wavelength of the branched light, and the phase feedback means for feeding back the phase difference between the clock component of the beat component the transmission data sequence, based on said feedback phase difference, the M And a phase control means for controlling each phase of the light .
また、請求項10に記載の発明は、請求項5ないし9に記載の装置であって、前記多波長光発生手段として、前記M個の光を、それぞれの位相を同期させて出力する多波長光発生手段をさらに備えたことを特徴する。 The invention according to claim 10 is the apparatus according to claims 5 to 9, wherein the multi-wavelength light generating means outputs the M lights with their phases synchronized. It further comprises light generating means.
以上述べたように、本発明によれば、主信号光が受信端にて隣接信号光から受けるクロストークによる検波信号の変動を低減することにより、周波数間隔が狭窄化できる。 As described above, according to the present invention, the frequency interval can be narrowed by reducing the fluctuation of the detection signal due to crosstalk that the main signal light receives from the adjacent signal light at the receiving end.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
WDM送信器では、複数の送信データ系列D1,D2,D3…によってそれぞれの波長λ1,λ2,λ3…の光を符号化し、それらを波長合波器、例えば、アレイ導波路型グレーティング(AWG)などの多波長信号光合波手段によって波長多重化して送信する。送信データ系列D1,D2,D3…は、波長λ1,λ2,λ3…にそれぞれ割り当てられている。受信端では、波長分離フィルタなどによって分離し、それぞれの波長の信号光を抽出した後に、復調・検波して得られる検出電気信号から受信データ系列を得る。 In the WDM transmitter, light of each wavelength λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Is encoded by a plurality of transmission data series D 1 , D 2 , D 3 . Wavelength-multiplexed by multi-wavelength signal optical multiplexing means such as a type grating (AWG) and transmitted. Transmission data series D 1 , D 2 , D 3 ... Are assigned to wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 . At the receiving end, after separating by a wavelength separation filter or the like and extracting the signal light of each wavelength, a received data series is obtained from the detected electrical signal obtained by demodulation and detection.
ここで、図2(a)に表すように、各波長の信号光スペクトルは変調速度に相当するスペクトル広がりを有するため、WDM送信信号光のスペクトルは互いに重なり合う部分がある。従って、受信端にてある波長λA(例えば、図2のλ2)の信号光を分離して得られる波長λAの信号光は、隣接波長λB(例えば、図2のλ1またはλ3)の信号光成分を含んでいる。この様子を図2(b)に示す。 Here, as shown in FIG. 2A, since the signal light spectrum of each wavelength has a spectrum spread corresponding to the modulation speed, the spectrum of the WDM transmission signal light has an overlapping portion. Accordingly, the signal light having the wavelength λ A obtained by separating the signal light having the wavelength λ A (for example, λ 2 in FIG. 2) at the receiving end is equal to the adjacent wavelength λ B (for example, λ 1 or λ in FIG. 2). 3 ) The signal light component is included. This is shown in FIG.
これを簡単な数式を用いて示すと、波長分離後の波長λAの信号光の電場は、波長λAの成分Ea=daE0cos(ωat+φa)に加えて、隣接波長λBの信号光の成分ΔEb=αdbE0cos(ωbt+φb)をクロストーク成分として有する。ここで、da,dbは送信データ系列DA,DBに依存した光電界振幅および/または位相、ωa,ωbは波長λA,λBの角周波数、tは時間、φA,φBは各波長信号光の初期位相をそれぞれ表している。また、α(α<1)は波長分離フィルタなどの特性で決定されるパラメータであり、クロストーク成分の大きさ・位相を表すクロストーク係数である。改めて、波長λAの信号光の受信器に入力される光電界を数式を用いて表すと、波長λAの主信号光成分と波長λBのクロストーク成分の和として表される。 When this is expressed using a simple mathematical formula, the electric field of the signal light having the wavelength λ A after wavelength separation is added to the adjacent wavelength in addition to the component E a = d a E 0 cos (ω a t + φ a ) of the wavelength λ A The signal light component ΔE b = αd b E 0 cos (ω b t + φ b ) of λ B has a crosstalk component. Here, d a and d b are optical field amplitudes and / or phases depending on the transmission data series D A and D B , ω a and ω b are the angular frequencies of the wavelengths λ A and λ B , t is time, and φ A , phi B represents the initial phase of each wavelength signal light, respectively. Α (α <1) is a parameter determined by characteristics of a wavelength separation filter or the like, and is a crosstalk coefficient representing the magnitude and phase of a crosstalk component. Again, to represent the optical electric field to be input to the receiver of the signal light having a wavelength lambda A using equation is expressed as a sum of the main signal light component and the crosstalk component of the wavelength lambda B of the wavelength lambda A.
これを光受信器によって検出して得られる光電流は、式(1−1)を二乗して得られる。 A photocurrent obtained by detecting this with an optical receiver is obtained by squaring the equation (1-1).
ここでは、電気信号として現実的な周波数成分までのみを記述し、それ以上の光周波数領域の成分は無視している。式(1−2)より、検出信号は、第一項が表す受信の波長λAの信号光の光電界同士の積で表現される主受信検出信号に加えて、第二項が表す受信の波長λAの信号光電界と隣接波長λBの信号光電界の積で表現されるビート成分、第三項が表す隣接波長λBの信号光の光電界同士の積で表現されるクロストーク成分を含む。図3に、主受信信号(実線)とビート成分(点線)の時間波形の様子をサンプリング波形として模式的に示す。従来のWDMでは、受信波長と隣接波長の位相差φa−φbが時間的にランダムに変動するため、第二項の余弦関数内に含まれる位相差φa−φbによってビート成分の位相は時間的にランダムに変動し、図3(a)に示したように主受信信号との位相関係がランダムに変動する。その結果、従来のように隣接波長信号光の位相を制御せず、ビートの位相がランダムな状態で測定した受信信号の時間サンプリング波形は、図4(a)のようになる。アイパターンの目が閉じて、エラーフリー伝送できない状態である。一方、図3(b)に示すように、ビート成分の位相を時間的に安定化する方法を施すことによって、主受信検出信号がビート成分によってランダムに変動する現象を抑えることができる。ここで、ビート成分の位相を時間的に安定化する方法の詳細は実施例5、実施例6に記載する。 Here, only an actual frequency component is described as an electric signal, and components in the optical frequency region beyond that are ignored. From the equation (1-2), the detection signal is the reception signal represented by the second term in addition to the main reception detection signal represented by the product of the optical electric fields of the signal light of the reception wavelength λ A represented by the first term. A beat component expressed by the product of the signal light electric field of wavelength λ A and the signal light electric field of adjacent wavelength λ B , and a crosstalk component expressed by the product of the optical fields of the signal light of adjacent wavelength λ B represented by the third term including. FIG. 3 schematically shows the time waveforms of the main received signal (solid line) and the beat component (dotted line) as sampling waveforms. In the conventional WDM, since the phase difference φ a −φ b between the received wavelength and the adjacent wavelength fluctuates randomly in time, the phase of the beat component is determined by the phase difference φ a −φ b included in the cosine function of the second term. Varies randomly in time, and the phase relationship with the main received signal varies randomly as shown in FIG. As a result, the time-sampling waveform of the received signal measured in a state where the phase of the adjacent wavelength signal light is not controlled and the beat phase is random as in the prior art is as shown in FIG. The eye pattern is closed and error-free transmission is not possible. On the other hand, as shown in FIG. 3B, by applying a method for temporally stabilizing the phase of the beat component, it is possible to suppress a phenomenon in which the main reception detection signal varies randomly depending on the beat component. Here, the details of the method of temporally stabilizing the phase of the beat component are described in the fifth and sixth embodiments.
図4(b)はビート成分の位相とデータクロック位相を同期させた場合の検出信号の時間サンプリング波形である。ビート成分が主受信信号のレベルをデータ識別点において低減させないように、ビート成分の位相とデータクロックの位相を調整することでアイパターンの目が開き、エラーフリー伝送を実現できる。 FIG. 4B is a time sampling waveform of the detection signal when the beat component phase and the data clock phase are synchronized. By adjusting the phase of the beat component and the phase of the data clock so that the beat component does not reduce the level of the main received signal at the data identification point, the eye pattern opens and error-free transmission can be realized.
WDM信号光を波長分離フィルタで各波長の信号光に分波して得られるある波長λAの信号光を光受信器で検出する。このとき、光受信器に入力される信号光には波長λBの信号光も含まれるため、検出信号にはWDM信号光の波長間隔に相当する周波数で振動するビート成分と隣接波長λBの受信信号が含まれる。WDM信号光の周波数間隔が信号光の変調周波数帯域より大きい場合には、受信端の電気フィルタのフィルタ帯域を変調周波数帯域と同程度にすることで前述のビート成分を取り除くことができるが、隣接波長λBの受信信号によって受ける信号が残ってしまう。この時の、検出信号のアイパターンを模式的に示すと、図5(a)のようにアイパターンの目が閉じてしまい、良好な検出信号を得られない。 A signal light of a certain wavelength λA obtained by demultiplexing the WDM signal light into signal light of each wavelength by a wavelength separation filter is detected by an optical receiver. At this time, since the signal light input to the optical receiver includes the signal light having the wavelength λ B , the detection signal has a beat component that vibrates at a frequency corresponding to the wavelength interval of the WDM signal light and the adjacent wavelength λ B. A received signal is included. When the frequency interval of the WDM signal light is larger than the modulation frequency band of the signal light, the above-mentioned beat component can be removed by making the filter band of the electric filter at the receiving end equal to the modulation frequency band. The signal received by the received signal of wavelength λ B remains. If the eye pattern of the detection signal at this time is schematically shown, the eye of the eye pattern is closed as shown in FIG. 5A, and a good detection signal cannot be obtained.
そこで、波長λAの光を用いて隣接波長λBの光信号によって受ける変動を相殺するように、図6のように、送信端にてλ1,λ2,λ3,…λk…,λMに対応する複数の送信データ系列D1,D2,D3,…Dk…,DMを用いてλkの光振幅および/または位相を符号化する。ここで、隣接する2波長λkおよびλk+1について、波長分離フィルタで分波して得られる各波長信号光の受信光電流Ik,Ik+1は、次式で表される。ただし、送信データ信号Dk,Dk+1によって符号化された波長λk,λk+1の送信光電界をdk,dk+1、その複素共役をd* k,d* k+1とし、隣接波長λk±1から混入するクロストーク成分をα±、自波長λkからの成分をα0とする。dk、α±の詳細は実施例5を参照されたい。
Therefore, as shown in FIG. 6, at the transmitting end, λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Λ k ..., So as to cancel the fluctuations received by the optical signal of the adjacent wavelength λ B using the light of wavelength λ A a plurality of
ただしここでは、隣接波長によるビートの成分は電気フィルタにより取り除いたとして無視している。前式のように各波長の送信電界dkとクロストーク成分α±の行列で表すと、この行列の逆行列は受信端で所望の受信光電流となるような送信端における各波長の送信信号を表面すことになる。(2−1)式の逆行列は、以下の(2−2)式のように表せる。 However, here, the beat component due to the adjacent wavelength is ignored because it is removed by the electric filter. As expressed by the matrix of the transmission electric field d k and the crosstalk component α ± of each wavelength as in the previous equation, the inverse matrix of this matrix is the transmission signal of each wavelength at the transmission end such that a desired reception photocurrent is obtained at the reception end. Will surface. The inverse matrix of the equation (2-1) can be expressed as the following equation (2-2).
このとき、波長λkの信号光に注目すると隣接波長による変動を相殺する受信電界は、以下の(2−3)式のように表せる。 At this time, the reception electric field to focus the signal light of the wavelength lambda k offsetting changes due to the adjacent wavelengths can be expressed as the following (2-3) equation.
強度変調−直接検波方式を想定すると、従来波長λkの所望の受信光電流Ikは「0」または「1」を定義するのが一般的であったが、dk,nとして実数解が存在するためには、「0」または「1」を「0+|α+|2/|α0|2」または「1+|α+|2/|α0|2」と定義する。したがって、表2−1のようにDkだけでなくDk+1にも依存してλkを符号化することによって、受信端にてλkの検出信号がλk+1の信号光によって受ける変動を相殺できる。このときの受信端での検出信号は表2−2に示したとおり、Dk+1の値によらないものとなる。さらにこの時の受信端で検出される波長λAの信号光のアイパターンを模式的に示すと、図5(b)のように目が開いたアイパターンを実現できる。 Assuming an intensity modulation-direct detection method, the desired received photocurrent I k of the conventional wavelength λ k is generally defined as “0” or “1”, but a real number solution is obtained as d k, n. In order to exist, “0” or “1” is defined as “0+ | α + | 2 / | α 0 | 2 ” or “1+ | α + | 2 / | α 0 | 2 ”. Accordingly, offset the changes incurred by encoding the also depends on D k + 1 λ k well D k, the signal light of the detection signal is lambda k + 1 of the lambda k at the receiving end as shown in Table 2-1 it can. The detection signal at the receiving end at this time does not depend on the value of D k + 1 as shown in Table 2-2. Further, when the eye pattern of the signal light having the wavelength λ A detected at the receiving end at this time is schematically shown, an eye pattern with open eyes can be realized as shown in FIG.
ここまでは、2波長の場合を考えてきたが、(2−1)式をM波長に拡張すると、次式で表せる。 Up to this point, the case of two wavelengths has been considered, but when the equation (2-1) is expanded to the M wavelength, it can be expressed by the following equation.
2波長の場合と同様に、(2−4)式の逆行列をとることで、受信端で所望の受信光電流となるような送信端における各波長の送信データDkを表すことになる。 Similar to the case of two wavelengths, by taking the inverse matrix of equation (2-4), the transmission data Dk of each wavelength at the transmitting end that represents a desired received photocurrent at the receiving end is represented.
このように、λkの受信波形を補償するために複数のデータ系列を用いてλkの光強度および/または位相を符号化すれば、隣接波長λk±m(m=1,2,…)の光信号によって受ける変動を相殺して、アイパターンの開口が開いた状態を維持して、エラーフリーな伝送が実現できる。ここでは強度変調−直接検波方式を想定したが、光電界dkは光振幅、光位相、偏光などの光の諸特性を含んでいることから、それら光の特性を利用して変調するその他の変調方式にも本発明による方法が適用できる。 Thus, if coding the light intensity and / or phase of the lambda k using a plurality of data series in order to compensate the received waveform of the lambda k, adjacent wavelength λ k ± m (m = 1,2 , ... ) Cancels the fluctuations caused by the optical signal and maintains an open state of the eye pattern, thereby realizing error-free transmission. Here, the intensity modulation-direct detection method is assumed, but the optical electric field d k includes various characteristics of light such as optical amplitude, optical phase, and polarization. The method according to the present invention can also be applied to the modulation method.
WDM送信器では、複数の送信データ系列D1,D2,D3…によってそれぞれの波長λ1,λ2,λ3…の光を符号化し、それらを波長合波器、例えば、アレイ導波路型グレーティング(AWG)、インターリーバーなどの多波長信号光合波手段によって波長多重化して送信する。従って、送信データ系列D1,D2,D3…は、波長λ1,λ2,λ3…にそれぞれ割り当てられている。受信端では多波長信号光分波手段によってそれぞれの波長信号光に分離した後に、復調・検波して受信データ系列を得る。変調周波数帯域と信号光の周波数間隔を狭めていくと、周波数利用効率を高める場合には、WDM送信信号光の各波長の信号光のスペクトル重なりが大きいため、各波長の信号光を分離した後の受信信号光は隣接波長の信号光成分を多く含むことになる。したがって、変調周波数帯域とビート成分の周波数が近く、受信端の電気フィルタの帯域と信号光の周波数帯域が近いため、信号光の周波数も取り除くことになってしまうので、実施例2のようにビート成分のみを取り除くことはできない。さらにこの場合は、ビート成分に加え、実施例2で挙げたように波長λAの受信信号は、隣接波長λBの検出信号による変動も受ける。これら2つの効果により、図7(a)に示したように受信端である波長の信号光を検波したときに得られるアイパターンの目が閉じてしまい、エラーフリー伝送が実現できない。 In the WDM transmitter, light of each wavelength λ 1 , λ 2 , λ 3 ... Is encoded by a plurality of transmission data series D 1 , D 2 , D 3 . Wavelength multiplexed by a multi-wavelength signal optical multiplexing means such as a type grating (AWG) or an interleaver, and then transmitted. Therefore, the transmission data series D 1 , D 2 , D 3 ... Are assigned to the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 . At the receiving end, after being separated into each wavelength signal light by the multi-wavelength signal light demultiplexing means, a received data series is obtained by demodulation and detection. When the frequency interval between the modulation frequency band and the signal light is narrowed, the spectral overlap of the signal light of each wavelength of the WDM transmission signal light is large when the frequency utilization efficiency is increased. The received signal light includes a lot of signal light components of adjacent wavelengths. Accordingly, since the modulation frequency band is close to the beat component frequency, and the frequency band of the signal light is close to the frequency band of the electric filter at the receiving end, the frequency of the signal light is also removed. It is not possible to remove only the ingredients. Further, in this case, in addition to the beat component, as described in the second embodiment, the reception signal of the wavelength λ A is also subject to fluctuation due to the detection signal of the adjacent wavelength λ B. With these two effects, as shown in FIG. 7A, the eye pattern obtained when detecting the signal light having the wavelength at the receiving end is closed, and error-free transmission cannot be realized.
そこで、図8(b)に示したように、ビート成分の位相とデータクロックの位相を同期させてそれらの間の位相を調整し、図8(a)に示したように、さらに波長λA(例えば、λk)の光変調手段で隣接波長λB(例えば、λk+1)の光信号によって受ける変動を相殺するように送信端にてλAとλBに対応する複数の送信データ系列DA,DBを用いてλAの光振幅および/または位相を符号化することで、データ識別点でアイパターンの目を広げ、エラーフリー伝送を実現する。 Therefore, as shown in FIG. 8B, the phase of the beat component and the phase of the data clock are synchronized to adjust the phase therebetween, and as shown in FIG. 8A, the wavelength λ A is further increased. A plurality of transmission data series D corresponding to λ A and λ B at the transmitting end so as to cancel out the fluctuations caused by the optical signal of the adjacent wavelength λ B (for example, λ k + 1 ) by the optical modulation means (for example, λ k ) By encoding the optical amplitude and / or phase of λ A using A 1 and D B , the eye pattern is widened at the data identification point, and error-free transmission is realized.
送信データ系列DA,DBに依存したdAn,dBnを用いて波長λA,λBの信号光電界がdA,nE0Exp(i(ωAt+φA))、dB,nE0Exp(i(ωBt+φB))となるように符号化して送信することを想定する。波長信号光λk,λk+1の受信端での受信光電流Ik,Ik+1は、隣接波長λkから混入するクロストーク成分をαk、波長λkとλk+1の各周波数差をΔω、送信データ系列の1ビット時間間隔をΔTとすると、次式で表せる。 Using d An and d Bn depending on the transmission data series D A and D B , the signal light electric fields of wavelengths λ A and λ B are d A, n E 0 Exp (i (ω A t + φ A )), d B, Assume that encoding is performed such that n E 0 Exp (i (ω B t + φ B )) is transmitted. The received photocurrents I k and I k + 1 at the receiving ends of the wavelength signal lights λ k and λ k + 1 are α k for the crosstalk component mixed from the adjacent wavelength λ k , and Δω for each frequency difference between the wavelengths λ k and λ k + 1 . If the 1-bit time interval of the transmission data series is ΔT, it can be expressed by the following equation.
ここで、(3−1)式の右辺第1項は受信波長自身の検出信号とその隣接波長自身の検出信号を表し、右辺第2項以降は受信波長とその隣接波長のビート成分の検波信号を表している。受信波長とその隣接波長の周波数差Δωと初期位相差φk−φk+1を時間的に安定化させ、図5(b)に示したようにビート信号とデータクロックの位相を同期させることで、ビート成分受信による検出信号劣化を低減できる。また、実施例2と同様に、(3−1)式の右辺第1項の行列の逆行列を所望の各波長のデータ符号ベクトル[d1,d2,d3…]に作用させて、[D1n,D2n,D3n…]に変換したデータ符号で各波長の光電界強度および/または位相を符号化することで隣接波長自身の検出信号クロストークによる変動も低減できる。その結果得られる時間サンプリング波形を図7(b)に示した。隣接波長λk±m(m=1,2,…)の光信号によって受ける変動を相殺して、アイパターンの目を開かせることができる。またここで、周波数差Δωと初期位相差φA−φBを時間的に安定化する方法とビート信号とデータクロックの位相を同期させる方法の詳細は実施例5、実施例6に記載する。 Here, the first term on the right side of the equation (3-1) represents the detection signal of the received wavelength itself and the detection signal of the adjacent wavelength itself, and the second term and the subsequent items on the right side are detection signals of the received wavelength and beat components of the adjacent wavelength. Represents. The frequency difference Δω and the initial phase difference φ k −φ k + 1 of the received wavelength and its adjacent wavelengths are stabilized in time, and the phases of the beat signal and the data clock are synchronized as shown in FIG. Thus, it is possible to reduce detection signal deterioration due to reception of beat components. Similarly to the second embodiment, by applying the inverse matrix of the matrix of the first term on the right side of the equation (3-1) to the data code vectors [d 1 , d 2 , d 3 . By encoding the optical field intensity and / or phase of each wavelength with the data code converted into [D 1n , D 2n , D 3n ...], Fluctuation due to detection signal crosstalk of adjacent wavelengths themselves can be reduced. The resulting time sampling waveform is shown in FIG. It is possible to open the eyes of the eye pattern by canceling the fluctuations caused by the optical signal of the adjacent wavelength λ k ± m (m = 1, 2,...). Further, details of a method for temporally stabilizing the frequency difference Δω and the initial phase difference φ A −φ B and a method for synchronizing the phases of the beat signal and the data clock are described in the fifth and sixth embodiments.
尚、dkd* kは光強度、光位相、偏光などの光の諸特性を含んでいることから、以上の説明は変調方式に依るものではなく、すべての変調方式に適用できる。 Since d k d * k includes various characteristics of light such as light intensity, light phase, and polarization, the above description does not depend on the modulation method, but can be applied to all modulation methods.
本実施例では、送信波長の光をその送信データによって符号化する際に、隣接波長の送信データをも考慮して符号化することで、隣接波長とのビート成分、ならびに隣接波長自身の検出信号による受信波長の検出信号変動を低減する方法を示す。ここでは、送信波長の光電界振幅および/または位相を隣接波長の送信データを考慮して符号化することで、受信波長自身の検出信号の変動と隣接波長信号とのビート成分による変動を相殺する。本実施例では2波長の場合を例にして説明する。下記(4−1)式のように、各波長をその隣接波長のデータも用いて符号化する。ここで、dk,nは波長λkのnビット目における光電界振幅・位相の包絡線を表す複素数であり、βkは波長λkからのクロストークを表す複素数であり、実施例3におけるαkを規格化(βk=αk/α0)したものである。 In this embodiment, when the light of the transmission wavelength is encoded by the transmission data, by encoding the transmission data of the adjacent wavelength, the beat component with the adjacent wavelength and the detection signal of the adjacent wavelength itself are encoded. The method of reducing the detection signal fluctuation | variation of the receiving wavelength by FIG. Here, by encoding the optical field amplitude and / or phase of the transmission wavelength in consideration of the transmission data of the adjacent wavelength, the fluctuation of the detection signal of the reception wavelength itself and the fluctuation due to the beat component of the adjacent wavelength signal are canceled out. . In this embodiment, the case of two wavelengths will be described as an example. As shown in the following equation (4-1), each wavelength is encoded using data of the adjacent wavelength. Here, d k, n is a complex number representing the envelope of the optical field amplitude and phase in the n-th bit of a wavelength λ k, β k is a complex number representing the crosstalk from the wavelength lambda k, in the third embodiment α k is normalized (β k = α k / α 0 ).
この波長信号光を合波・分波して検出すると、そのときの受信光電流は(4−2)式のように表せる。 When this wavelength signal light is detected by being multiplexed / demultiplexed, the received photocurrent at that time can be expressed as in equation (4-2).
ここで、Δωは波長λkと波長λk+1の角周波数差を、ΔTはnビットとn+1ビットの時間間隔を、添え字の*は複素共役をそれぞれ表している。したがって、波長λ1の受信光電流I1は、(4−3)式で表せる。 Here, Δω represents the angular frequency difference between the wavelengths λ k and λ k + 1 , ΔT represents the time interval between n bits and n + 1 bits, and the subscript * represents the complex conjugate. Accordingly, the reception light current I 1 of the wavelength lambda 1 can be expressed by (4-3) below.
ΔωΔT(n+1/2)+φk−φk+1=2mπ(mは整数)を満たせば、隣接波長からのクロストーク成分であるd2の項が消え、クロストーク成分を相殺できることが(4−4)式からわかる。これは、φk−φk+1=2mπ−ΔωΔT(n+1/2)となるように初期位相を予め調整すればよい。ΔωΔT=2mπを満たす条件、すなわちWDMキャリア周波数間隔がビットレートの整数倍であれば、一定の初期位相差φk−φk+1=2(n−1/2)πでよい。 If ΔωΔT (n + 1/2) + φ k −φ k + 1 = 2mπ (m is an integer), the term d 2 that is a crosstalk component from the adjacent wavelength disappears, and the crosstalk component can be canceled (4- 4) From the equation. The initial phase may be adjusted in advance so that φ k −φ k + 1 = 2mπ−ΔωΔT (n + 1/2). If the condition satisfying ΔωΔT = 2mπ, that is, the WDM carrier frequency interval is an integer multiple of the bit rate, a constant initial phase difference φ k −φ k + 1 = 2 (n−1 / 2) π may be sufficient.
このように、送信波長の光の符号化の際に、隣接波長の送信データによって前補償することで、受信波長に混入する隣接波長とのビート成分を受信波長自身の検出信号によって相殺すると、図9(b)に示した時間サンプリング波形となる。図9(a)に示したクロストーク成分とビート成分を相殺しなかった場合に比べ、アイパターンの目が開くことがわかる。 In this way, when the light of the transmission wavelength is encoded, the beat component with the adjacent wavelength mixed in the reception wavelength is canceled by the detection signal of the reception wavelength itself by pre-compensating with the transmission data of the adjacent wavelength. The time sampling waveform shown in FIG. It can be seen that the eyes of the eye pattern are opened compared to the case where the crosstalk component and the beat component shown in FIG.
また、WDM送信信号がMチャンネルのときにはβの高次項が残るが、その値はほぼ無視できるものと考えてよく、2チャンネル以上のWDM送信システムにも適用可能である。 Further, when the WDM transmission signal is an M channel, a high-order term of β remains, but the value can be considered to be almost negligible, and can be applied to a WDM transmission system having two or more channels.
図10を参照して、本実施例の動作を説明する。本実施例の光送信部の位相同期多波長光発生手段は、波長λ1,λ2,…λk…,λMの光を発生し、多波長信号光分波手段によって分波され、それぞれ光変調手段において送信データ系列D1,D2,…Dk…,DMによって符号化される。符号化された各波長信号光は多波長信号光合波手段によって合波され、光多重信号光として出力される。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The phase-locked multi-wavelength light generating means of the optical transmission unit of this embodiment generates light of wavelengths λ 1 , λ 2 ,... Λ k , λ M , and is demultiplexed by the multi-wavelength signal light demultiplexing means.
ここで、図2に表すように、各波長の信号光スペクトルは変調速度に相当するスペクトル広がりを有するため、WDM送信信号光のスペクトルは互いに重なりがあり、ある波長の信号光を分離した受信信号光は隣接波長の信号光成分を含んでいる。例えば、波長λ1の検出信号を考えると、検出手段に入力される波長λ1の波長信号光の電界は、(5−1)式で表せる。 Here, as shown in FIG. 2, since the signal light spectrum of each wavelength has a spectrum spread corresponding to the modulation speed, the spectrum of the WDM transmission signal light overlaps each other, and the received signal is obtained by separating the signal light of a certain wavelength. The light includes signal light components of adjacent wavelengths. For example, given the detection signal of the wavelength lambda 1, the electric field of the wavelength signal light having a wavelength lambda 1 to be input to the detection unit can be expressed by (5-1) below.
また、λ1の信号光検出手段でクロストークとして入力される波長λ2の信号光の電場は、(5−2)式で表せる。 In addition, the electric field of the signal light having the wavelength λ 2 that is input as crosstalk by the signal light detection unit having λ 1 can be expressed by Equation (5-2).
ここで、d1,d2は各送信データに依存した複素数、ω1,ω2は各波長信号光の角周波数、tは時間、k1,k2は各波長信号光の波数、L1,L2は各波長の図10に示す分波手段から合波手段までの光路長、φ1,φ2は各波長信号光の初期位相、αはクロストーク係数(α<1)をそれぞれ表している。波長λ1の信号光検出手段で検出される波長信号光とその隣接波長信号光を検波したときに現れる両波長の光周波数差で振動するビート光の電界は、Δω=ω1−ω2、Δφ=φ1−φ2とすると、(5−3)式で表すことができる。 Here, d 1 and d 2 are complex numbers depending on each transmission data, ω 1 and ω 2 are angular frequencies of each wavelength signal light, t is time, k 1 and k 2 are wave numbers of each wavelength signal light, L 1 , L 2 are optical path lengths from the demultiplexing means to the multiplexing means shown in FIG. 10 for each wavelength, φ 1 , φ 2 are initial phases of the respective wavelength signal lights, and α is a crosstalk coefficient (α <1). ing. The electric field of the beat light that vibrates at the optical frequency difference between both wavelengths that appears when the wavelength signal light detected by the signal light detection means having the wavelength λ 1 and the adjacent wavelength signal light is detected is Δω = ω 1 −ω 2 , If Δφ = φ 1 −φ 2 , it can be expressed by the equation (5-3).
送信端の光源である位相同期多波長光では波長間の周波数と初期位相が時間的に安定し、Δω,Δφが常に一定となっても、なお、熱的,機械的な揺らぎによりL1,L2が時間的に不安定となり光路長の変動が問題となる。この問題とは、波長λ1の信号光検出手段で検出される波長信号光とその隣接波長信号光を検波したときに現れる両波長の光周波数差で振動する信号光の位相が送信データクロックの位相と非同期となり、実施例1の図3(a)のようにデータ検出信号にランダムに重畳するため、受信信号のアイパターンは図4(a)のように劣化する。そこで、図10の点線で囲った光回路を集積化することで、(L1−L2)を時間的に安定化でき、ある波長信号光とその隣接波長信号光を検波したときに現れる両波長の光周波数差で振動するビート光の位相が安定し、データクロックの位相とは同期させることにより上記の問題を解決できる。図4(b)のように、ある受信波長にその隣接波長との光周波数で振動するビート光が混入してきた場合でもアイパターンの目が開いた状態を維持し、エラーフリー伝送を実現することができる。 In the phase-locked multi-wavelength light that is the light source at the transmission end, the frequency and the initial phase between wavelengths are temporally stable, and even if Δω and Δφ are always constant, L 1 , L 2 becomes unstable in time, and the fluctuation of the optical path length becomes a problem. This problem is that the phase of the signal light that vibrates due to the difference between the optical frequencies of the two wavelengths appearing when the wavelength signal light detected by the signal light detection means having the wavelength λ 1 and the adjacent wavelength signal light is detected is the transmission data clock. Since it is asynchronous with the phase and is randomly superimposed on the data detection signal as shown in FIG. 3A of the first embodiment, the eye pattern of the received signal deteriorates as shown in FIG. Therefore, by integrating the optical circuit surrounded by the dotted line in FIG. 10, (L 1 -L 2 ) can be temporally stabilized, and both appearing when a certain wavelength signal light and its adjacent wavelength signal light are detected. The above-mentioned problem can be solved by stabilizing the phase of the beat light oscillating with the optical frequency difference of the wavelength and synchronizing it with the phase of the data clock. As shown in FIG. 4B, even when beat light oscillating at an optical frequency with the adjacent wavelength is mixed into a certain reception wavelength, the eye pattern is kept open and error-free transmission is realized. Can do.
ここで、多波長信号光分波手段から多波長信号光合波手段に至るまでの光回路を、例えば光集積回路であるPLC(平面光回路)導波路技術を用いることで、各波長信号光の光路長L1,L2,…Lk…,Lnを時間的に安定化させることができる。 Here, an optical circuit from the multi-wavelength signal light demultiplexing means to the multi-wavelength signal light multiplexing means is used by using, for example, a PLC (planar optical circuit) waveguide technology that is an optical integrated circuit. The optical path lengths L 1 , L 2 ,... L k , L n can be temporally stabilized.
例えば、多波長信号光分波手段と多波長信号光合波手段にSiO2,GaAsのPLC導波路技術を応用したAWG(アレイ導波路格子)合分波器、光変調手段にLiNbO3などのEO結晶、SOA(半導体増幅器)、EAM(電界吸収型変調器)などの位相・強度変調器をSiO2,GaAsなどの基板上に集積化するPLC技術が利用できる。これにより、多波長信号光分波手段から多波長信号光合波手段に至るまでの光回路を集積化でき、熱的、機械的な揺らぎによる各波長信号光間の光路長の変動をキャンセルでき、(L1−L2)を時間的に安定化できる。よって、ある波長とその隣接波長の信号光を検波したときに現れる両波長の光周波数差で振動するビート光の位相とデータクロックの位相を同期させることができる。 For example, an AWG (arrayed waveguide grating) multiplexer / demultiplexer applying the PLC waveguide technology of SiO 2 and GaAs to the multi-wavelength signal optical demultiplexing means and the multi-wavelength signal optical multiplexing means, and an EO such as LiNbO 3 as the optical modulation means A PLC technology that integrates a phase / intensity modulator such as a crystal, SOA (semiconductor amplifier), EAM (electro-absorption modulator) on a substrate such as SiO 2 or GaAs can be used. Thereby, the optical circuit from the multi-wavelength signal light demultiplexing means to the multi-wavelength signal light multiplexing means can be integrated, and the fluctuation of the optical path length between each wavelength signal light due to thermal and mechanical fluctuations can be canceled, (L 1 -L 2 ) can be temporally stabilized. Therefore, it is possible to synchronize the phase of the beat light and the phase of the data clock which are oscillated by the optical frequency difference between the two wavelengths appearing when the signal light of a certain wavelength and its adjacent wavelength is detected.
なお、図10に記載の位相同期多波長光発生手段は、例えば、モードロックレーザ、スーパーコンティニウム光、単一波長レーザを光変調したサイドバンド光等を用いることができる。また、位相同期多波長光発生手段として、単一波長レーザをWDM波長信号光の数だけ個別に用意し、それらに多波長光源を利用して光注入同期をして各波長信号光同士の位相を同期させる方法等もある。 Note that the phase-locked multi-wavelength light generating means shown in FIG. 10 can use, for example, a mode-locked laser, supercontinuum light, sideband light obtained by optically modulating a single wavelength laser, or the like. In addition, as the phase-locked multi-wavelength light generating means, single wavelength lasers are individually prepared for the number of WDM wavelength signal lights, and light injection locking is performed on them using a multi-wavelength light source, and the phase of each wavelength signal light is synchronized. There is also a method for synchronizing them.
図11を参照して、本実施例の動作を説明する。本実施例の光送信端の多波長信号光は、位相シフト手段に入力され、その位相がΦシフトする。位相シフトした信号遅延手段を介した送信データ系列D1,D2,…Dk…,Dnが光変調手段に入力することで符号化される。符号化された各波長信号光は多波長信号光合波手段に入力した合波され、光多重信号光として出力する。光多重信号光は光分岐手段によりその一部が位相フィードバック手段に入力され、その他はWDM送信信号として出力される。位相フィードバック手段に入力された光多重信号光は、位相フィードバック手段内で2波長または隣接波長を含む多波長に分波され、それぞれを光/電気変換し、それらの光周波数差で振動するビート成分を得る。このビート成分とデータクロックで振動する成分を周波数ミキシングすることで、ビート成分の位相Δφ1,Δφ2,…Δφk…,Δφnとデータクロックの位相θの差(Δφ1−θ)、Δφ2−θ),…(Δφk−θ)…,(Δφn−θ)を検出する。検出されたこれらの位相差信号は、位相制御手段に入力され、位相シフト手段の位相シフト量Φを−ΔΦ1,−ΔΦ2,…−ΔΦk…,−ΔΦnだけ変化させる。位相シフト手段の位相量変化ΔΦ1,ΔΦ2,…ΔΦk…,ΔΦnは、Δφ1−θ=0、Δφ2−θ=0,…Δφk−θ=0…,Δφn−θ=0となるように働き、ある波長とその隣接波長の信号光を検波して得られるビート信号とデータクロックの位相差を時間的に安定化させ、それらの位相を同期することができる。 The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The multiwavelength signal light at the optical transmission end of this embodiment is input to the phase shift means, and the phase is shifted by Φ. Transmission data series D 1 , D 2 ,... D k , D n through the phase-shifted signal delay means are encoded by being input to the optical modulation means. The encoded wavelength signal lights are combined into the multi-wavelength signal optical combining means and output as optical multiplexed signal light. Part of the optical multiplexed signal light is input to the phase feedback means by the optical branching means, and the others are output as WDM transmission signals. The optical multiplexed signal light input to the phase feedback means is demultiplexed into two wavelengths or multiple wavelengths including adjacent wavelengths in the phase feedback means, and each of them is subjected to optical / electrical conversion, and a beat component that vibrates at the optical frequency difference between them. Get. By frequency mixing component oscillating in the beat component and the data clock, the phase [Delta] [phi 1 of the beat component, Δφ 2, ... Δφ k ... , the difference between the phase θ of the [Delta] [phi n and data clock (Δφ 1 -θ), Δφ 2− θ),... (Δφ k −θ)... (Δφ n −θ) are detected. The detected these phase difference signals are input to the phase control means, -Derutafai 1 the phase shift amount Φ of the phase shifting means, -ΔΦ 2, ... -ΔΦ k ... , is changed by -ΔΦ n. Phase change amount .DELTA..PHI 1 phase shifting means, ΔΦ 2, ... ΔΦ k ... , ΔΦ n is, Δφ 1 -θ = 0, Δφ 2 -θ = 0, ... Δφ k -θ = 0 ..., Δφ n -θ = The phase difference between the beat signal obtained by detecting the signal light of a certain wavelength and its adjacent wavelength and the data clock is temporally stabilized and the phases can be synchronized.
図12に、ある送信波長とその隣接波長の光信号を検波したときに現れる両波長のビート成分の位相とデータクロックの位相が同期したときの受信部の光受信手段で検出されるアイパターンを模式的に示す。図12のように、データ識別点で、ある受信波長とその隣接波長の光周波数差で振動する信号光の振幅が極大となるように、図11の信号遅延手段を予め設定しておく。 FIG. 12 shows an eye pattern detected by the optical receiving means of the receiving unit when the phase of the beat component of both wavelengths and the phase of the data clock appear when detecting an optical signal of a certain transmission wavelength and its adjacent wavelength. This is shown schematically. As shown in FIG. 12, the signal delay means of FIG. 11 is set in advance so that the amplitude of the signal light that vibrates due to the optical frequency difference between a certain reception wavelength and its adjacent wavelength is maximized at the data identification point.
このように、ある受信波長にその隣接波長との光周波数で振動する光信号が混入してきた場合でもアイパターンの開口が開いた状態を維持し、エラーフリーな伝送を実現することができる。 In this way, even when an optical signal that vibrates at an optical frequency with the adjacent wavelength is mixed into a certain reception wavelength, the eye pattern opening is maintained, and error-free transmission can be realized.
なお、本実施例の光位相シフト手段は、例えば、光路長の変化を利用して光位相をシフトさせるピエゾ駆動型移動ステージや、瞬時周波数の変化を利用して光位相をシフトさせる電気音響光学素子(AOM)に代表される周波数光変調器や、電気光学効果による物質の屈折率の変化を利用して光位相をシフトさせるLN電気光学素子に代表される位相光変調器などを用いることができる。 The optical phase shift means of the present embodiment is, for example, a piezo-driven moving stage that shifts the optical phase using a change in optical path length, or an electroacoustic optical that shifts the optical phase using a change in instantaneous frequency. A frequency optical modulator typified by an element (AOM), a phase optical modulator typified by an LN electro-optical element that shifts an optical phase by utilizing a change in the refractive index of a substance due to an electro-optic effect, and the like are used. it can.
ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、送信データ系列DAとは異なるいずれかの送信データ系列DBが波長λBで送信される場合において、送信データ系列DAを用いて光電界振幅および/または位相が符号化されたある波長λAの主光信号に、送信データ系列DBを用いて光電界振幅および/または位相が符号化された波長λAの前補償信号光を重畳することで、受信端において波長毎に分離した抽出してλAの光信号を検波して得られる検出信号がλBの光信号によって受ける変動を低減できることを、具体例を用いて説明する。 When a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A and any transmission data sequence D B different from the transmission data sequence D A is transmitted at a wavelength λ B , the transmission data sequence D A is used. A precompensated signal light of wavelength λ A in which the optical field amplitude and / or phase is encoded using the transmission data sequence D B to the main optical signal of wavelength λ A in which the optical electric field amplitude and / or phase is encoded By using a specific example, it is possible to reduce the fluctuation that the detection signal obtained by extracting and detecting the λ A optical signal separated by the wavelength at the receiving end can be affected by the λ B optical signal. To do.
はじめに、WDM伝送においてクロストークが発生するメカニズムを説明する。一般に、kチャネル目の信号光の光電界は、dk,n(t)E0exp[iωkt+φk]+c.c.で定義できる。ここで、dk,n(t)は光電界の振幅と位相を表す複素数、E0は全てチャネルに共通な光振幅、ωkは各波長の光角周波数、φkは各波長の初期位相を表す。ここで、Non−Return−to−Zero(NRZ)の信号光を想定して説明するが、同様の説明はReturn−to−Zero(RZ)などのその他の信号光にも適用できる。また、簡単のために光振幅・位相ともにステップ状に変調されると近似する。フーリエ変換して得られる光電界εk(ω)は次式で与えられる。ただし、ここでは複素共役部分は無視する。nビットの送信データ列、Mチャネル、1ビット時間間隔ΔTを想定する。 First, a mechanism that causes crosstalk in WDM transmission will be described. In general, the optical field of the signal light of the k-th channel is expressed as d k, n (t) E 0 exp [iω k t + φ k ] + c. c. Can be defined. Here, d k, n (t) is a complex number representing the amplitude and phase of the optical electric field, E 0 is the optical amplitude common to all channels, ω k is the optical angular frequency of each wavelength, and φ k is the initial phase of each wavelength. Represents. Here, the description will be made assuming non-return-to-zero (NRZ) signal light, but the same description can be applied to other signal light such as return-to-zero (RZ). For simplicity, it is approximated that both the optical amplitude and phase are modulated stepwise. The optical electric field ε k (ω) obtained by Fourier transform is given by the following equation. However, the complex conjugate part is ignored here. Assume an n-bit transmission data string, an M channel, and a 1-bit time interval ΔT.
これらの全てのチャネルは、波長多重化された上で伝送される。受信端において波長分離された波長kの信号光の光電界ε'j(ω)は、前波長の送信光信号光電界の和に伝送路・分波フィルタの伝達特性hj(ω)を作用させて得られる。 All these channels are wavelength multiplexed and transmitted. The optical field ε ′ j (ω) of the signal light having the wavelength k separated at the receiving end acts on the transmission characteristic h j (ω) of the transmission line / demultiplexing filter on the sum of the transmission optical signal optical fields of the previous wavelength. Can be obtained.
ただし、受信波長に混入する他の波長の信号光は隣接波長のみを想定し、それ以外は無視できるほど小さいと仮定した。光電界の時間関数は、この周波数関数を逆フーリエ変換して得られる。 However, the signal light of other wavelengths mixed in the reception wavelength is assumed to be only adjacent wavelengths, and other than that is assumed to be negligibly small. The time function of the optical electric field is obtained by inverse Fourier transform of this frequency function.
ここで、pfi,k(t)は次式で表され、波長jの受信器に混入する波長kの信号光の光電界包絡線を表し、波長分波フィルタの特性に依存する。 Here, pf i, k (t) is expressed by the following equation, and represents an optical electric field envelope of the signal light having the wavelength k mixed in the receiver having the wavelength j, and depends on the characteristics of the wavelength demultiplexing filter.
直接検波の場合には、波長jの光受信器から出力される光電流IjはE'j(t)E'j *(t)で与えられ、次式で与えられる。ただし、ビット間シンボル干渉は十分小さいと仮定し、pfj,k(t)はt<0、若しくはΔT<tにおいて無視できるほど小さいとした。 In the case of direct detection, the photocurrent I j output from the optical receiver having the wavelength j is given by E ′ j (t) E ′ j * (t), and is given by the following equation. However, it is assumed that inter-bit symbol interference is sufficiently small, and pf j, k (t) is negligibly small at t <0 or ΔT <t.
ここで、この光電流のビットの中心において識別されるとして、t=(n+1/2)ΔTを代入して検出信号Im,nを得る。 Here, assuming that it is identified at the center of the bit of this photocurrent, t = (n + 1/2) ΔT is substituted to obtain the detection signal Im, n .
以上のクロストーク発生メカニズムの数学的な記述であり、各チャネルの受信信号が他のチャネルから受けるクロストークが、受信波長信号光と隣接波長信号光のビート成分、ならびに隣接波長自身の検出信号からなることが分かる。ここで、各波長の信号光の光電界はdk+1,n(t)E0exp[iωkt+φk]+c.c.で与えられることを仮定しており、このdk,n(t)は各波長の光電界の振幅と位相を表すパラメータである。従来のWDM送信器では、このdk,n(t)にそれぞれ個別に送信データ系列Dkの値をエンコードしていた。 This is a mathematical description of the crosstalk generation mechanism. The crosstalk that the received signal of each channel receives from the other channels is based on the beat components of the received wavelength signal light and the adjacent wavelength signal light, and the detection signal of the adjacent wavelength itself. I understand that Here, it is assumed that the optical electric field of the signal light of each wavelength is given by d k + 1, n (t) E 0 exp [iω k t + φ k ] + c.c., And this d k, n (t) Are parameters representing the amplitude and phase of the optical field of each wavelength. In the conventional WDM transmitter, the value of the transmission data series D k is individually encoded in d k, n (t).
例えば、直接変調方式では、チャネルkの送信データ系列が0110001…、チャネルk+1の送信データ系列が11011000…の場合には、dk,n(t)の振幅が0110001…となるように、dk+1,n(t)の振幅が11011000…となるように、それぞれλk,λk+1の波長の光電界振幅を個別の光変調器を用いて変調していた。この場合には、チャネルkの1ビット目は「0」であるため受信端で検出される光電流も0となることが理想だが、式(7−6)からわかるように、チャネルk+1のビットが「0」である場合は検出光電流は0であるが、チャネルk+1のビットが「1」である場合には検出光電流が2|α+|2となり、チャネルk+1のビットパターンによってチャネルkの検出光電流が変動する現象(クロストーク)が発生する。また、受信チャネルkが「1」において、チャネルk+1が「0」の場合の検出信号は「α2 0」であるが、チャネルk+1が「1」の場合にはビート成分によってα2 0+2α0a+cos[ΔωΔTn+φk−φk]+α2 +」となる。ここでは、直接変調方式に限って説明したが、光電界dkは光振幅、光位相、偏光などの光の諸特性を含んでいることから、それら光の特性を利用して変調するその他の変調方式にも同様の説明が適用される。
For example, in the direct modulation scheme, when the transmission data sequence of channel k is 0110001... And the transmission data sequence of channel k + 1 is 11011000..., D k + 1 so that the amplitude of d k, n (t) becomes 0110001. , N (t) have been modulated using the individual optical modulators so that the optical field amplitudes of the wavelengths λ k , λ k + 1 are respectively adjusted so that the amplitude of n (t) becomes 11011000. In this case, since the first bit of channel k is “0”, it is ideal that the photocurrent detected at the receiving end is also 0, but as can be seen from equation (7-6), the bit of channel k + 1 Is “0”, the detected photocurrent is 0, but when the bit of channel k + 1 is “1”, the detected photocurrent is 2 | α + | 2 , and the channel k + 1 has the bit pattern of
本発明では、このような他のチャネルのデータパターンによる受信波長の検出信号の変動を相殺するように、あらかじめ、波長λkの送信データ系列Dkによって符号化された主信号光に、その他のチャネル、例えば、波長k+1の送信データ系列Dk+1によって符号化された波長λkの補償用信号光を重畳する。検出信号がチャネルk+1から受ける影響は、式(7−6)からわかり、第一項から隣接波長自身の検出信号 In the present invention, the main signal light encoded in advance by the transmission data sequence D k having the wavelength λ k is added to the other main signal light so as to cancel the variation in the detection signal of the reception wavelength due to the data pattern of the other channel. A compensation signal light having a wavelength λ k encoded by a channel, for example, a transmission data sequence D k + 1 having a wavelength k + 1 is superimposed. The influence of the detection signal from the channel k + 1 can be understood from the equation (7-6). From the first term, the detection signal of the adjacent wavelength itself is detected.
第二項から受信波長−隣接波長ビート成分 From the second term, received wavelength-adjacent wavelength beat component
を受けるのがわかる。従って、例えば、波長λkの光を符号化する際に、Dk,n=dk,n−α+/α0dk+1,nとして符号化する。この際、第一項は I understand that Thus, for example, in encoding the light of wavelength λ k, D k, n = d k, encoded as n -α + / α 0 d k + 1, n. In this case, the first term is
ここで、ΔωΔT(n+1/2)+φk−φk+1=2πm(m:整数)を満たすならば、 Here, if ΔωΔT (n + 1/2) + φ k −φ k + 1 = 2πm (m: integer) is satisfied,
となって、チャネルk+1からのクロストークを相殺できる。 Thus, the crosstalk from channel k + 1 can be canceled.
図13に、この方法の構成例を表す。各波長は、例えば、同一の光源から生成し、分離してそれぞれの光変調手段に入力される。各光変調手段において、波長λkの光は、それぞれの送信データ系列Dkで符号化された主信号光Skと、それとは異なる送信データ系列で符号化された補償用信号光…Ck,k-2,Ck,k-1,Ck,k+1,Ck,k+2…として出力される。それらの補償用信号光の光電界の振幅および/または位相を表す係数を、表3のように定義する。なお、補償用信号光の光電界振幅および/または位相は、主信号光の光電界振幅および/または位相で規格化された値である。ただし、ここでは光電界はフェーザー表示を用いて記述され、複素共役成分は除いている。βk,γk,δk…は複素数であり、伝送路、分波フィルタなどの伝達特性に依存したパラメータである。 FIG. 13 shows a configuration example of this method. Each wavelength is generated from, for example, the same light source, separated, and input to each light modulation unit. In each optical modulation means, the light of wavelength λ k is the main signal light S k encoded with the respective transmission data series D k and the compensation signal light encoded with a transmission data series different from the main signal light S k. , K-2 , Ck, k-1 , Ck, k + 1 , Ck, k + 2 . Table 3 defines coefficients representing the amplitude and / or phase of the optical electric field of the compensation signal light. Note that the optical electric field amplitude and / or phase of the compensation signal light is a value normalized by the optical electric field amplitude and / or phase of the main signal light. However, here, the optical electric field is described using phasor display, and the complex conjugate component is excluded. β k, γ k, δ k ... is a complex number, the transmission path is a parameter that depends on the transmission characteristics of such demultiplexing filter.
送信データをD’k,nとして下式のように表し、 Express transmission data as D'k, n as
隣接波長からのクロストーク成分を考えたときには、その受信電場は下式のように表せる。 When the crosstalk component from the adjacent wavelength is considered, the received electric field can be expressed by the following equation.
このときの受信電場の絶対値の2乗である光電流Ikにおいて、隣接波長からのクロストーク成分を完全に相殺させる、すなわち主信号dk,nの成分のみが残るように表3中の補償用信号光の係数を関連付ければよい。 In the photocurrent I k which is the square of the absolute value of the received electric field at this time, the crosstalk component from the adjacent wavelength is completely canceled, that is, only the components of the main signal d k, n remain in Table 3. The coefficient of the compensation signal light may be associated.
ここでは、簡単のために、主信号光Skに補償用信号光Ck,k−1,Ck,k+1のみを重畳する場合において、両隣の波長からのクロストーク成分の低減効果を求める。ここで、両隣波長のみの補償用信号光を想定するが、Ck+2,Ck+3,…,Ck−2,Ck−3,…とより多くの補償用信号光を重畳することによって、その他の波長の信号光クロストークによる受信信号の変動をより効果的に低減する場合もある。各波長λkが送信データ系列Dkで符号化された信号光の光電界は、Dkによって符号化された複素数dk,nを用いて、dk,n(t)E0exp[iωkt+φk]+c.c.として定義できる。ただし、E0は全チャネルに共通化した光振幅、ωkは各波長の光周波数、φkは各波長の初期位相を表す。このとき、表3に従い、補償用信号光を含んだ波長λkの光電界振幅・位相が複素数Dk,n(t)を用いてDk,n(t)E0exp[iωkt+φk]+c.c.で表されるが、以下の説明では、Dk,n(t)としては次式で定義されるものを想定する。 Here, for the sake of simplicity, in the case where only the compensation signal light C k, k−1 , C k, k + 1 is superimposed on the main signal light S k , the effect of reducing the crosstalk components from both adjacent wavelengths is obtained. Here, it is assumed that only the compensation signal light of both adjacent wavelengths is used, but by adding more compensation signal light with C k + 2 , C k + 3 ,..., C k−2 , C k−3 ,. In some cases, fluctuations in the received signal due to signal light crosstalk having a wavelength of λ are more effectively reduced. The optical field of the signal light in which each wavelength λ k is encoded by the transmission data series D k is expressed as d k, n (t) E 0 exp [iω using the complex number d k, n encoded by D k . k t + φ k ] + c. c. Can be defined as However, E 0 is the optical amplitude shared by all channels, ω k is the optical frequency of each wavelength, and φ k is the initial phase of each wavelength. At this time, according to Table 3, the optical electric field amplitude / phase of the wavelength λ k including the compensation signal light is D k, n (t) E 0 exp [iω k t + φ k using the complex number D k, n (t). ] + C. c. In the following description, it is assumed that D k, n (t) is defined by the following equation.
この式は、波長λkの光信号光は、自分自身の信号光dk,n(t)E0exp[iωkt+φk]+c.c.とλk+1からの変動を補償するための補償用信号光 This equation indicates that the optical signal light of the wavelength λ k is the signal light d k, n (t) E 0 exp [iω k t + φ k ] + c. c. Signal light for compensating for fluctuations from λ k + 1
および、波長λk−1からのクロストークを補償するための補償用信号光 And compensation signal light for compensating for crosstalk from the wavelength λ k−1
からなることを示す。これらの補償用信号光を重畳することによる両隣波長の信号光からのクロストーク低減効果を以下に示す。受信端において波長分波フィルタなどを用いて波長分離した上で検出される光電流は、式(7−6)から次式で表されることが分かる。 It shows that it consists of. The effect of reducing crosstalk from the signal lights of both adjacent wavelengths by superimposing these compensation signal lights is shown below. It can be seen that the photocurrent detected after wavelength separation using a wavelength demultiplexing filter or the like at the receiving end is expressed by the following equation from Equation (7-6).
ここで、α0,α+,α−は伝送路、分波フィルタなどの伝達特性をあらわすパラメータであるが、これらパラメータとβ+,β−の関係がβ+=α+/α0,β=α−/α0となるように、波長分離・位相調整部を予め設定する。例えば、波長λkの主信号光Skと補償用信号光Ck,k−1,Ck,k+1…を分離する波長分離手段の分離比を、波長λkの受信スペクトルから予め測定して求めた各波長のスペクトル強度比に設定することで、β+=α+/α0,β=α−/α0の関係を実現する。このとき、一般にkチャネル目の光電流は次式であらわされる。 Here, α 0 , α + , α − are parameters representing transfer characteristics such as a transmission line and a demultiplexing filter. The relationship between these parameters and β + , β − is β + = α + / α 0 , β = alpha - / alpha to 0 and becomes to predetermined wavelength separation and phase adjuster. For example, the separation ratio of the wavelength separation means for separating the main signal light S k having the wavelength λ k and the compensation signal lights C k, k−1 , C k, k + 1 ... Is measured in advance from the reception spectrum of the wavelength λ k. By setting the obtained spectral intensity ratio of each wavelength, the relationship of β + = α + / α 0 and β = α − / α 0 is realized. At this time, generally the photocurrent of the k-th channel is expressed by the following equation.
ここで、ΔωΔT(n+1/2)+φk−φk+1=2πm(m:整数)を満たすように、位相差φk−φk+1を制御すると、次式のように簡単になる。なお、WDMキャリアの光周波数間隔がデータクロックの整数倍である場合、ΔωΔt=2πl(l:整数)を満たすため、位相差φk−φk+1は固定できる。 Here, when the phase difference φ k −φ k + 1 is controlled so as to satisfy ΔωΔT (n + 1/2) + φ k −φ k + 1 = 2πm (m: integer), the following equation is simplified. When the optical frequency interval of the WDM carrier is an integral multiple of the data clock, ΔωΔt = 2πl (l: integer) is satisfied, so that the phase difference φ k −φ k + 1 can be fixed.
式(7−10)では、β+,β−の一次の項が相殺され、他の送信データ系列からのクロストークが低減されていることが伺える。 In Expression (7-10), it can be seen that the first-order terms of β + and β − are canceled, and crosstalk from other transmission data sequences is reduced.
所望の光電流成分に対するクロストーク成分の光電界の比としてRXTを定義すると、補償用の光を重畳しない場合には、式(7−1)より求められる。 If R XT is defined as the ratio of the optical field of the crosstalk component to the desired photocurrent component, it can be obtained from equation (7-1) when the compensation light is not superimposed.
一方、補償用の信号光を重畳した場合には、式(7−10)から求められる。 On the other hand, when the signal light for compensation is superimposed, it is obtained from Expression (7-10).
βの二次のオーダーになり、式(7−11)と比較して、クロストークが低減されていることが分かる。ここでは、補償用信号光として両隣のみを重畳する例を示したが、表3に示すように、さらに多くの補償用信号光を重畳することで、さらに高精度にクロストークを低減できる可能性がある。式(7−10)において、β+,β−の二次の項は依然として残留しており、これらを相殺するように高次の補償用信号光Ck+2,Ck+3,…,Ck−2,Ck−3,…を重畳することも可能である。 It can be seen that the crosstalk is reduced as compared with the equation (7-11) in the order of β. Here, an example of superimposing only both sides as the compensation signal light has been shown. However, as shown in Table 3, there is a possibility that crosstalk can be reduced with higher accuracy by superimposing more compensation signal light. There is. In Expression (7-10), the second-order terms of β + and β − still remain, and high-order compensation signal lights C k + 2 , C k + 3 ,..., C k−2 so as to cancel them. , C k-3 ,... Can be superimposed.
以上は強度変調−直接検波方式の場合を説明したが、この方法は光電界dkが光振幅、光位相、偏光などの光の諸特性を含んでいるので、それらの特性を用いて変調手段とする位相変調方式、差分位相変調方式など、変調方式・受信方式によらず、補償用信号光を重畳する本発明による方法がクロストーク低減に有効である。ここでは、両隣のみからのクロストークを低減する事例に限った説明であったが、一般に、両隣以外の波長の信号光からのクロストークの低減に対しても、同様に送信信号に前補償のための補償用信号光を重畳する方法が有効である。 The intensity modulation-direct detection method has been described above. In this method, the optical electric field dk includes various characteristics of light such as optical amplitude, optical phase, and polarization. The method according to the present invention, in which the compensation signal light is superimposed, is effective in reducing crosstalk, regardless of the modulation method or the reception method, such as the phase modulation method or the differential phase modulation method. Here, the explanation is limited to the case of reducing the crosstalk from only both sides, but in general, for the reduction of crosstalk from signal light of wavelengths other than both sides, the transmission signal is similarly pre-compensated. A method of superimposing compensation signal light for this purpose is effective.
また、式(7−10)では、両隣信号の補償用信号光として、主信号光の−β倍の光電界を重畳している。このことは、補償用信号光の光電界位相が主信号光のそれと逆転していることを意味している。ただし、βは、伝送路、受信端分波フィルタなどの伝達特性によって与えられる。また、チャネルk+1が「0」/「1」の場合には、波長λkの補償用信号光としてチャネルk+1の反転ビットパターン「1」「0」によって符号化された補償用信号光を主信号光と同位相で重畳しているとも考えられる。 In Expression (7-10), an optical electric field that is −β times that of the main signal light is superimposed as the compensation signal light for both adjacent signals. This means that the optical electric field phase of the compensation signal light is reversed from that of the main signal light. However, β is given by transfer characteristics such as a transmission line and a receiving end demultiplexing filter. The channel k + 1 is "0" / "1" in the case of the channel k + 1 of the inversion bit pattern "1", "0" main signal a compensation signal light encoded by a compensation signal light having a wavelength lambda k It is also considered that they are superimposed in the same phase as the light.
また、式(7−10)のβ+,β−は受信端のフィルタ特性や伝送路分散特性などで決定されるものであり、それにあわせて最適な補償用信号光の光電界振幅・位相を調整する必要がある。各補償用信号光の光電界振幅・位相を調整するための手段を備える方法もあり、その一例を図14に示す。ここでは、光強度・位相調整手段によって補償用信号光の光強度・位相を調整している。図14では、符号化する前に光強度・位相を調整する方法を示しているが、符号化後で調整しても同様の効果が得られる。また、図14では各波長の光強度・位相を調整する手段を別途設けているが、図13の方法において光変調手段が兼ねる場合も考えられる。また、ここでは補償用信号光のみを調整する方法であるが、主信号光も同時に調整する方法も考えられる。 In addition, β + and β − in Expression (7-10) are determined by the filter characteristics and transmission path dispersion characteristics of the receiving end, and the optical field amplitude and phase of the optimum compensation signal light are adjusted accordingly. It needs to be adjusted. There is also a method including means for adjusting the optical electric field amplitude and phase of each compensation signal light, an example of which is shown in FIG. Here, the light intensity / phase of the compensation signal light is adjusted by the light intensity / phase adjusting means. FIG. 14 shows a method of adjusting the light intensity / phase before encoding, but the same effect can be obtained even if the adjustment is performed after encoding. In FIG. 14, a means for adjusting the light intensity and phase of each wavelength is separately provided. However, in the method shown in FIG. Here, although only the compensation signal light is adjusted, a method of simultaneously adjusting the main signal light is also conceivable.
さらに、伝送路分散特性、受信端分波手段の特性などの時間変化によって、補償用信号光の光振幅・位相の最適条件が変化するため、図15ではこれらのクロストーク補償効果をモニタし、十分に低減されるようにフィードバック制御する方法を示した。図15の各チャンネルの状態パラメータとして、伝送路の分散特性や受信端フィルタ特性の変化情報をモニタし、補償用信号光の光振幅・位相をフィードバック制御する方法がある。また、受信端における各波長の検出信号品質をモニタし、それが最も良くなるように補償用信号光の光振幅・位相をフィードバック制御する方法も考えられる。このように、図15の各チャネル状態パラメータとしては、伝送路状態に関する情報や、検出信号に関する情報など、式(7−1)のα0,α+,α−などに関わる全ての情報がその候補として想定される。 Furthermore, since the optimum conditions of the optical amplitude and phase of the compensation signal light change due to time changes such as the transmission line dispersion characteristics and the characteristics of the receiving end branching means, these crosstalk compensation effects are monitored in FIG. A method of feedback control is shown to be sufficiently reduced. As a state parameter of each channel in FIG. 15, there is a method of monitoring the change information of the dispersion characteristic of the transmission path and the receiving end filter characteristic and feedback-controlling the optical amplitude and phase of the compensation signal light. Further, a method of monitoring the detection signal quality of each wavelength at the receiving end and performing feedback control on the optical amplitude and phase of the compensation signal light so as to improve the quality is conceivable. As described above, as each channel state parameter in FIG. 15, all information related to α 0 , α + , α − and the like in Expression (7-1), such as information on the transmission path state and information on the detection signal, are included. As a candidate.
式(7−1)のイメージを直接的に具体化した方法が、補償用信号光を生成してそれを主信号光に重畳する方法であるが、式(7−1)のWDM送信信号光を得る方法として、例えば、各送信データ系列を電気回路などを用いて演算し、各波長の光を符号化するための符号化電気信号を生成した上で、その符号化電気信号を用いて各波長の光を符号化する方法もある。 A method of directly embodying the image of the equation (7-1) is a method of generating the compensation signal light and superimposing it on the main signal light. The WDM transmission signal light of the equation (7-1) For example, each transmission data sequence is calculated using an electric circuit, etc., and an encoded electric signal for encoding light of each wavelength is generated, and each encoded electric signal is used to generate each encoded data signal. There is also a method for encoding light of a wavelength.
また、式(7−1)から分かるように、補償用信号光と主信号の光パワー比は|β±|2であり、これは受信端において混入するクロストーク光成分の主信号成分に対する光パワー比|α±|2/|α0| 2と等しいことが分かる。 Further, as can be seen from Equation (7-1), the optical power ratio between the compensation signal light and the main signal is | β ± | 2 , which is the light with respect to the main signal component of the crosstalk light component mixed at the receiving end. It can be seen that the power ratio is equal to | α ± | 2 / | α 0 | 2 .
ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なるいずれかの送信データ系列DBが波長λBで送信される場合において、光入力ポートから入力される光の光電界振幅もしくは位相、または振幅および位相を2つ以上の電気入力ポートから入力される電気信号によって変調できる多入力光変調器を用い、光入力ポートから波長λAを入力し、送信データ系列DAと送信データ系列DBとを電気信号入力ポートから入力することで、波長λAの光電界振幅および/または位相を送信データ系列DAと送信データ系列DBによって符号化することを、図を用いて説明する。 When a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A and any transmission data sequence D B different from D A is transmitted at a wavelength λ B , the optical electric field of light input from the optical input port using the amplitude or phase or multiple input light modulator the amplitude and phase can be modulated by an electrical signal input from the two or more electrical input port, and inputs the wavelength lambda a from the light input port, a transmission data sequence D a by inputting the transmission data sequence D B from the electrical signal input port, to encode the optical electric field amplitude and / or phase and transmission data sequence D a by transmission data sequence D B of the wavelength lambda a, using FIG. I will explain.
図16に本実施例の符号化方法の一例を示す。図16に示した多入力光変調器は、光入力ポートと複数の電気入力ポートを有する変調器であり、各電気入力ポートからの電気信号はそれぞれ光変調器に入力される。光入力ポートから入力された波長λAの信号光は分波され各変調器に入力される。各光変調器に入力された波長λAの信号光は、その光電界振幅および/または位相を送信データ系列DA,DBでそれぞれ符号化され、合波されたあと光出力ポートより出力される。このように、多入力変調器を用いて、波長λAの信号光は送信データ系列DA,DBにより符号化されることになる。 FIG. 16 shows an example of the encoding method of the present embodiment. The multi-input optical modulator shown in FIG. 16 is a modulator having an optical input port and a plurality of electrical input ports, and an electrical signal from each electrical input port is input to the optical modulator. Signal light of the wavelength lambda A input from the optical input port is input to the modulator is demultiplexed. The signal light of wavelength λ A input to each optical modulator has its optical electric field amplitude and / or phase encoded by transmission data series D A and D B , combined, and then output from the optical output port. The In this way, using the multi-input modulator, the signal light having the wavelength λ A is encoded by the transmission data series D A and D B.
多入力光変調器として、例えば、光SSB(SingleSideBand)変調器などが適用できる。 As the multi-input optical modulator, for example, an optical SSB (Single Side Band) modulator can be applied.
実施例2から実施例7に記載の光変調手段において、ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとき異なるいずれかの送信データ系列DBが波長λBiで送信される場合において、並列に配置された2つ以上の光変調器に波長λAの光を入力し、一方の光変調器を用いて送信データ系列DAによって波長λAを符号化し、他方の光変調器を用いて送信データ系列DBによって波長λAを符号化することによって、受信端にて波長毎に分離した波長λAの信号光の検出信号が波長λBの信号光によって受ける変動を低減するように前補償された信号光を生成できることを示す。 In the optical modulation means described in the second to seventh embodiments, a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A , and one of the different transmission data sequences D B is transmitted at a wavelength λ Bi when D A. in this case, input light of wavelength lambda a two or more light modulators arranged in parallel, encodes the wavelength lambda a by transmission data sequence D a using one of the optical modulators, other light modulation by encoding the wavelength lambda a by transmission data sequence D B with vessels, reduce the variation detection signal of the signal light of the wavelength lambda a separated for each wavelength at the reception end receives the signal light of the wavelength lambda B It shows that precompensated signal light can be generated.
ここでは、簡単のために2チャネルの場合に限って説明するが、チャネル数が増大しても同様の方法が適用できる。ある波長λAの信号光に注目し、図17を参照して説明する。波長λAの光は、図17で示すように並列に配置された複数の光変調手段を用いて、それぞれ送信データDAと送信データDBによってその光電界振幅および/または位相が符号化される。波長λAの光は、a点で2つの光A1とA2に分離され、それぞれ光変調手段MA1と光変調手段MA2に入力される。光A1の光電界振幅および/または位相は、光変調手段MA1で送信データ系列DAにより符号化され、主信号光が生成される。一方、光A2の光電界振幅および/または位相は、光変調器MA2で波長λBの光によって送信される送信データ系列DBにより符号化され、補償用信号光が生成される。主信号光と補償用信号光はb点で合波され、隣接波長による変動を低減するように前補償された送信信号光が生成される。ここで、a点の分岐比、b点の結合比を調整することで、所望の補償用信号光と主信号光の光パワー比を実現できる。 Here, for the sake of simplicity, description will be made only in the case of two channels, but the same method can be applied even if the number of channels increases. Focusing on signal light of a certain wavelength λ A , description will be given with reference to FIG. The light of wavelength λ A is encoded with its optical electric field amplitude and / or phase by transmission data D A and transmission data D B using a plurality of optical modulation means arranged in parallel as shown in FIG. The The light of wavelength λ A is separated into two lights A 1 and A 2 at point a and is input to the light modulator M A1 and the light modulator M A2 , respectively. Optical electric field amplitude and / or phase of light A 1 is encoded by the transmission data sequence D A by the light modulation means M A1, the main signal light is generated. On the other hand, the optical electric field amplitude and / or phase of the light A 2 is encoded by the transmission data series D B transmitted by the light of the wavelength λ B by the optical modulator M A2 to generate the compensation signal light. The main signal light and the compensation signal light are combined at point b, and transmission signal light that has been precompensated so as to reduce fluctuations due to adjacent wavelengths is generated. Here, by adjusting the branching ratio at the point a and the coupling ratio at the point b, a desired optical power ratio between the compensation signal light and the main signal light can be realized.
また、分岐比、結合比を調整できない場合には、以下に説明するように、各変調手段によって調整することも可能な場合もある。例えば、変調手段としてマッハツェンダ型の変調器を想定すると、各変調器のバイアス点、ならびに駆動信号の振幅を調整することで、主信号光と補償用信号光の光パワー比、または光位相を調整できる。 Further, when the branching ratio and the coupling ratio cannot be adjusted, it may be possible to adjust by each modulation means as described below. For example, assuming a Mach-Zehnder type modulator as the modulation means, the optical power ratio or optical phase of the main signal light and compensation signal light is adjusted by adjusting the bias point of each modulator and the amplitude of the drive signal. it can.
図18および図19にマッハツェンダ光変調器の印加電圧と送信データ系列と光出力の関係を示す。一般に、強度変調方式では、送信データ系列が「1」のときに透過率が1となるように、送信データ系列が「0」のときに透過率が0となるように光変調器のバイアス電圧と変調電圧を調整するが、ここでは図18に示すように、送信データ系列DBが「1」のときに透過率がρとなるように、送信データ系列DBが「0」のときに透過率が0となるように光変調器のバイアス電圧と変調駆動電圧を調整する。透過率は、バイアス電圧と変調器駆動電圧に依存し、これらを調整することでρを調整できる。従って、この方法を利用すれば、主信号光と補償用信号光の光パワー比を任意に調整できる。 FIGS. 18 and 19 show the relationship between the applied voltage of the Mach-Zehnder optical modulator, the transmission data series, and the optical output. In general, in the intensity modulation method, the bias voltage of the optical modulator is such that the transmittance is 1 when the transmission data sequence is “1” and the transmittance is 0 when the transmission data sequence is “0”. While adjusting the modulation voltage, wherein as shown in FIG. 18, as transmission data sequence D B becomes transmittance and ρ when "1", when the transmission data sequence D B is "0" The bias voltage and modulation drive voltage of the optical modulator are adjusted so that the transmittance is zero. The transmittance depends on the bias voltage and the modulator driving voltage, and ρ can be adjusted by adjusting them. Therefore, if this method is used, the optical power ratio between the main signal light and the compensation signal light can be arbitrarily adjusted.
また、図19に示すように、送信データ系列DAが「1」のときにその透過率がσとなるように、送信データ系列DAが「0」のときにその透過率がρとなるように光変調器のバイアス電圧と変調駆動電圧を調整する。この方法により、任意の大きさの光パワーバイアスを持ち、任意の光パワー振幅の変調光を生成できる。 Further, as shown in FIG. 19, as transmission data sequence D A is the transmittance and σ at "1", the transmittance is ρ when transmission data sequence D A is "0" Thus, the bias voltage and modulation drive voltage of the optical modulator are adjusted. By this method, modulated light having an optical power bias of an arbitrary magnitude and an arbitrary optical power amplitude can be generated.
以上の方法を用いることで、並列に配置された光変調器で生成される主信号と補償用信号光の光パワー比を任意に調整することが可能である。例えば、光変調器MA1のバイアス電圧と変調器駆動電圧振幅を、送信データ系列DAが「1」のときにその透過率が1となるように、送信データ系列DAが「0」のときにその透過率が0となるように調整する。一方、MA2のバイアス電圧と変調器駆動電圧振幅を、送信データ系列DBの反転データ系列を用いて、送信データ系列DBが「1」のときにその透過率が0となるように、送信データ系列DBが「0」のときにその透過率がβとなるように調整する。このとき、主信号光と補償用信号光を合波して得られる信号光は、図20(a)に示すように、送信データ系列DAによって符号化された信号光が、送信データ系列DBが「1」のときにはその光パワーがρだけ小さくなるような前補償された信号光が得られる。また、同様のバイアス電圧と変調器駆動電圧振幅の条件で生成した主信号光と、透過率がρとなる変調器駆動電圧振幅の条件と主信号光との光位相が反転するバイアス電圧の条件で送信データ系列DBにより符号化された補償用信号光を合波した場合には、図20(b)に示すように、送信データ系列DAによって符号化された信号光が、送信データ系列DBが「0」のときにはその光パワーがρだけ小さくなるような前補償された信号光が得られる。
By using the above method, it is possible to arbitrarily adjust the optical power ratio between the main signal generated by the optical modulators arranged in parallel and the signal light for compensation. For example, the bias voltage and the modulator drive voltage amplitude of the optical modulator M A1, transmission data sequence D A is such that the transmittance is 1 when "1", transmission data sequence D A is "0" Sometimes, the transmittance is adjusted to be zero. On the other hand, the bias voltage and the modulator drive voltage amplitude of M A2, using the inverted data sequence of the transmission data sequence D B, as transmission data sequence D B is the
同じように、送信データDBが「0」のときに透過率0、送信データDBが「1」のときに透過率ρとなるように、光変調器M2のバイアス電圧を調整することで、送信データが反転された光信号を生成することができる。この補償用信号光と主信号光をその光位相が同相の関係になるように合波することで、送信データ系列DAによって符号化された信号光が、送信データ系列DBが「0」のときにはその光電界振幅がρだけ小さくなるような前補償された信号光が得られる機能を実現できる。
Similarly,
図21は光A2の光路に光位相シフタを挿入し、主信号光と補償用信号光の光位相差を予め調整できるようにした例である。 FIG. 21 shows an example in which an optical phase shifter is inserted in the optical path of the light A 2 so that the optical phase difference between the main signal light and the compensation signal light can be adjusted in advance.
例えば、予め光路A1と光路A2の光位相差が反転するように光位相シフタを調整し、透過率がρとなるように光変調器MA2の変調器駆動電圧を調整することで、送信データ系列DAによって符号化された波長λAの信号光が、送信データ系列DBが「0」のときにはその光電界振幅がρだけ小さくなるような前補償された信号光が得られる。同様に、予め光路A1と光路A2の光位相差が同相となるように光位相シフタを調整し、透過率がρとなるように光変調器MA2の変調器駆動電圧を調整することで、送信データ系列DAによって符号化された波長λAの信号光が、送信データ系列DBの反転データ系列が「1」のときにはその光電界振幅がρだけ小さくなるような前補償された信号光が得られる。 For example, by adjusting the optical phase shifter so that the optical phase difference between the optical path A 1 and the optical path A 2 is inverted in advance, and adjusting the modulator driving voltage of the optical modulator M A2 so that the transmittance becomes ρ, When the transmission data sequence D B is “0”, the pre-compensated signal light whose optical field amplitude is reduced by ρ is obtained for the signal light of the wavelength λ A encoded by the transmission data sequence D A. Similarly, the optical phase shifter is adjusted in advance so that the optical phase difference between the optical paths A 1 and A 2 is in phase, and the modulator driving voltage of the optical modulator M A2 is adjusted so that the transmittance is ρ. Thus, the signal light having the wavelength λ A encoded by the transmission data series D A is pre-compensated so that the optical electric field amplitude is reduced by ρ when the inverted data series of the transmission data series D B is “1”. Signal light is obtained.
本実施例で示したような機能を用いれば、受信端にて波長毎に分離した波長λAの信号光の検出信号が波長λBの信号光によって受ける変動を低減するように前補償された信号光を生成できる。 If the function shown in the present embodiment is used, pre-compensation is performed so that the detection signal of the signal light having the wavelength λ A separated for each wavelength at the receiving end is reduced by the signal light having the wavelength λ B. Signal light can be generated.
本実施例では、実施例2から実施例7に記載の光変調手段において、ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なるいずれかの送信データ系列DBが波長λBで送信される場合において、直列に配置された2つ以上の光変調器に波長λAの光を入力し、一方の光変調器を用いて送信データ系列DAによって波長λAを符号化し、他方の光変調器を用いて送信系列DBによって波長λAを符号化することによって、受信端にて波長毎に分離した波長λAの信号光の検出信号が波長λBの信号光によって受ける変動を低減するように前補償された信号光を生成できることを示す。 In the present embodiment, in the optical modulation means described in the second to seventh embodiments, a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A , and any one transmission data sequence D B different from D A has a wavelength when sent in lambda B, enter the light of the wavelength lambda a two or more light modulators arranged in series, codes wavelength lambda a by transmission data sequence D a using one of the optical modulator And the wavelength λ A is encoded by the transmission sequence D B using the other optical modulator, so that the detection signal of the signal light of the wavelength λ A separated for each wavelength at the receiving end becomes the signal light of the wavelength λ B It can be shown that precompensated signal light can be generated so as to reduce fluctuations experienced by.
図22に本実施例の光変調手段を示す。本実施例では図22に示すように直列に配置された複数の光変調器を用いて、波長λAの光は、送信データ系列DA,DBによってその光電界振幅および/または光位相が符号化される。波長λAの光は、光変調器MA1で送信データ系列DAによって波長λAの信号光の光電界振幅および/または光位相が符号化され、主信号光となる。一方、光変調器MA2で送信データ系列DBによって主信号光の光電界振幅および/または光位相が符号化され、波長λAの主信号光は、受信端で波長λBの信号光によって受ける変動を低減するような前補償された送信信号光となる。ここで、光変調器MA2で所望の前補償送信信号光を生成するための光パワーを調整する方法として、例えば光変調手段としてマッハツェンダ型の光変調器を想定すると、その変調器のバイアス電圧、および駆動信号の振幅を調整することで光パワー、または光位相を調整できる方法がある。またここでは、光変調器MA1と光変調器MA2の光路長差に相当する位相差を、送信データ系列DBの電気信号で位相器等の位相遅延手段を用いて送信データ系列DAと送信データ系列DBの電気信号の位相を与えることで予め合わせておく。 FIG. 22 shows the light modulation means of this embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 22, a plurality of optical modulators arranged in series are used, and the optical field amplitude and / or optical phase of the light of wavelength λ A is changed by the transmission data series D A and D B. Encoded. Light of the wavelength lambda A, the optical electric field amplitude and / or the optical phase of the signal light of the wavelength lambda A in the optical modulator M A1 by the transmission data sequence D A is coded, the main signal light. On the other hand, the optical signal amplitude and / or optical phase of the main signal light is encoded by the transmission data series D B in the optical modulator M A2 , and the main signal light of wavelength λ A is received by the signal light of wavelength λ B at the receiving end. The transmission signal light is pre-compensated so as to reduce the received fluctuation. Here, as a method of adjusting the optical power for generating the desired precompensated transmission signal light by the optical modulator M A2 , assuming a Mach-Zehnder type optical modulator as the optical modulation means, for example, the bias voltage of the modulator In addition, there is a method capable of adjusting the optical power or the optical phase by adjusting the amplitude of the drive signal. Here also, the optical modulator M A1 and the optical modulator M phase difference corresponding to the optical path length difference of A2, transmission data sequence D transmission data sequence by an electrical signal with a phase delay unit phaser etc. B D A advance combined by giving a phase of the electrical signals of the transmission data sequence D B and.
ここでは、波長λAの信号光が送信データ系列DA、DBによって符号化される例を示す。図23に光変調器MA1、MA2におけるバイアス電圧と変調電圧、光出力の関係をそれぞれ示す。図23(a)のように光変調器MA1では、入力されてきた波長λAの信号光を送信データ系列DAが「1」のときに透過率が1となるように、送信データ系列DAが「0」のときに透過率がρとなるように光変調器のバイアス電圧と変調電圧を調整する。光変調器MA2では、光変調器MA1で符号化された波長λAの信号光を、送信データ系列DBが「1」のときに透過率が1となるように、一方、送信データ系列DBが「0」のときに透過率がσ(σ<1)となるように光変調器のバイアス電圧と変調電圧を調整する。このときの光出力は図23(b)に示したように、送信データ系列DBが「0」のときにはその光パワーがσ倍だけ小さくなるような信号光が得られる。このようにすると、光変調器MA2で、光変調器MA1を出力した光を1倍もしくはσ倍できるので、任意の大きさの光パワーバイアスを持ち、任意の光パワー振幅を持つ変調光を生成できる。また、光変調器MA2で、送信データ系列DBが「1」のときに透過率がσ(σ<1)となるように、一方、送信データ系列DBが「0」のときに透過率1となるように光変調器のバイアス電圧と変調電圧を調整すると、送信データ系列DBが「1」のときにはその光パワーがσ倍だけ小さくなるような信号光が得られる。
Here, an example is shown in which signal light of wavelength λ A is encoded by transmission data sequences D A and D B. FIG. 23 shows the relationship between the bias voltage, the modulation voltage, and the optical output in the optical modulators M A1 and M A2 . In the optical modulator M A1 as shown in FIG. 23 (a), the as transmission data sequence D A signal light of the wavelength lambda A that has been entered transmittance is 1 when "1", transmission data sequence D a adjusts the bias voltage and the modulation voltage of the optical modulator as a transmissivity of ρ when "0". In the optical modulator M A2, the signal light of the optical modulator M A1 encoded wavelength lambda A, as transmission data sequence D B transmittance becomes 1 when "1", whereas, the transmission data series D B adjusts the bias voltage of the optical modulator as the transmittance becomes σ (σ <1) and the modulation voltage when "0". The light output at this time is as shown in FIG. 23 (b), transmission data sequence D B is the optical power σ by a factor becomes smaller as a signal light when "0" is obtained. In this way, the light output from the optical modulator M A1 can be multiplied by 1 or σ times by the optical modulator M A2 , so that the modulated light having an optical power bias of an arbitrary size and an arbitrary optical power amplitude Can be generated. Furthermore, transmission in the optical modulator M A2, as transmission data sequence D B becomes transmittance sigma and (sigma <1) when the "1", whereas, when the transmission data sequence D B is "0" adjusting the bias voltage and the modulation voltage of the optical modulator such that the
図24に本実施例の光変調方法を図示し、以下では波長λAの信号光に注目して、本実施例を説明する。ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なる少なくとも1つ以上の送信データ系列DBiが波長λBiで送信される場合において、送信データ系列DAとDBiが電気回路に入力され、それらを電気演算して得られた変調器駆動電気波形を用いて、波長λAの光を符号化する。この電気回路では、波長λAで送信する送信データ系列DA,DBiの電気信号が入力され、波長λAの検出信号が波長λBの信号光から受ける変動を低減するように、送信データ系列DBを元に送信データ系列DAが加工され、それが変調器駆動電気波形として出力される。実施例2,3、7などで示した様に様々な送信信号光を生成できるように、電気回路を設計すればよい。電気回路から出力された電気信号D'Aによって、波長λAの光強度および/または位相が符号化される。ここで、光変調器の変調電圧−光出力特性M(V)が非線形である場合には、その非線形特性を考慮した変調器駆動電気波形を生成すればよい。この構成により、他の波長の信号光から受ける検出信号を前補償するような任意の送信波形を生成できる。 Illustrates an optical modulation method of this embodiment in FIG. 24, the following focuses on the signal light of the wavelength lambda A, illustrating the present embodiment. When a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A and at least one transmission data sequence D Bi different from D A is transmitted at the wavelength λ Bi , the transmission data sequences D A and D Bi are is input to the electric circuit, they use the modulator driving electrical waveform obtained by electrical operation, encodes the light of the wavelength lambda a. In this electrical circuit, transmission data series D A and D Bi transmitted at wavelength λ A are input, and transmission data is reduced so as to reduce fluctuations received by the detection signal of wavelength λ A from the signal light of wavelength λ B. sequence D sends B based on a data series D a is processed, it is output as the modulator driving electrical waveform. As shown in the second, third, seventh, etc., the electric circuit may be designed so that various transmission signal lights can be generated. The light intensity and / or phase of the wavelength λ A is encoded by the electric signal D ′ A output from the electric circuit. Here, when the modulation voltage-optical output characteristic M (V) of the optical modulator is non-linear, a modulator driving electric waveform may be generated in consideration of the non-linear characteristic. With this configuration, it is possible to generate an arbitrary transmission waveform that pre-compensates a detection signal received from signal light of another wavelength.
ここでは、2チャネル、強度変調、NRZの場合を想定して具体的に説明する。送信データDBが「1」のときには、それが「0」の場合に比較して、波長λAの検出信号はρだけ増大する場合を想定する。ただし、送信データDAが「1」、送信データDBが「0」のときの検出信号の強度を1とした。この場合、送信データ系列DAが「0」の場合には、送信データ系列DBのデータパターン「0」/「1」によって「ρ」/「0」に、送信データ系列DAの「1」の場合には、「1」/「1−ρ」の送信信号光を生成すれば、送信データDBに関わらずλAの検出信号は「ρ」/「1」となる。電気回路では、光変調器の変調電圧−光出力特性の逆関数も考慮して、[DA,DB]=[0,0],[0,1],[1,0],[1,1]の場合に従って、M‐1(ρ),M‐1(0),M‐1(0),M‐1(1−ρ)を出力する。光変調器における変調電圧とバイアス電圧、光出力の一例を図25に示す。ここでは、2波長の強度変調−NRZの場合を例に具体的な説明をしたが、波長数をM波長に増大させても同様である。この場合、全てのデータ系列を使って各波長の光を符号化してもよいが、一般に、隣接チャネルが主要な検出信号に影響を与える原因となるので、隣接波長の数チャネル分だけで、十分な効果が見込める。また、上記では強度変調方式に限った説明をしたが、光電界dkが光振幅、光位相、偏光などの光の諸特性を含んでいるので、それらの特性を用いて変調する位相変調方式などその他の変調方式にも同様な方法が適用でき、任意の前補償された送信信号光を得られる。 Here, a specific description will be given assuming two channels, intensity modulation, and NRZ. When the transmission data D B is "1", it is compared with the case of "0", the detection signal of the wavelength lambda A is assumed to increase by [rho. However, the transmission data D A is "1", the transmission data D B has a 1 the intensity of the detection signal when the "0". In this case, when the transmission data series D A is “0”, the data pattern “0” / “1” of the transmission data series D B is changed to “ρ” / “0”, and “1” of the transmission data series D A is set. in the case of "a" 1 "/" If generating a transmission signal light of 1-[rho ", the detection signal of the lambda a regardless of the transmit data D B is" [rho "/" 1 ". In the electric circuit, [D A , D B ] = [0, 0], [0, 1], [1, 0], [1] in consideration of the inverse function of the modulation voltage-optical output characteristic of the optical modulator. , 1], M −1 (ρ), M −1 (0), M −1 (0), and M −1 (1−ρ) are output. An example of the modulation voltage, bias voltage, and optical output in the optical modulator is shown in FIG. Here, a specific description has been given by taking the case of two-wavelength intensity modulation-NRZ as an example, but the same applies even when the number of wavelengths is increased to M wavelengths. In this case, the light of each wavelength may be encoded using all the data series, but in general, the adjacent channels cause the main detection signal to be affected. Effects can be expected. In the above description, the description is limited to the intensity modulation method. However, since the optical electric field dk includes various characteristics of light such as optical amplitude, optical phase, and polarization, a phase modulation method that modulates using these characteristics, etc. Similar methods can be applied to other modulation schemes, and any precompensated transmission signal light can be obtained.
また、ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なる少なくとも2つ以上の送信データ系列DBi,DCiがそれぞれ波長λBi,λCiで送信される場合において、送信データ系列DBiと送信データ系列DAを元に変調器駆動電圧波形D'Aを生成し、直列および/または並列に配置された2つ以上の光変調器に波長λAの光を入力し、光変調器の一つを用いて変調器駆動電圧波形D'Aによって波長λAの光の光電界振幅および/または光位相の少なくとも一方を符号化し、他方の光変調器を用いて送信データDCによって波長λAの光の光電界振幅および/または光位相の少なくとも一方を符号化する方法を、図26および図27を用いて説明する。送信データ系列DBによって送信データ系列DAを加工した変調器駆動電圧波形D'Aを生成し、それによって光変調器の電気入力ポートに入力する。さらに受信端で波長λCから受ける変動を低減するために、データ系列DCを用いて前補償された送信信号光を発生する方法の一例を示す。 Further, when a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A , and at least two transmission data sequences D Bi and D Ci different from D A are transmitted at wavelengths λ Bi and λ Ci , respectively, A modulator driving voltage waveform D ′ A is generated based on the transmission data series D Bi and the transmission data series D A , and light of wavelength λ A is input to two or more optical modulators arranged in series and / or in parallel Then, using one of the optical modulators, at least one of the optical electric field amplitude and / or optical phase of the light of wavelength λ A is encoded by the modulator driving voltage waveform D ′ A and transmitted using the other optical modulator. the method of encoding at least one of the optical field amplitude and / or the optical phase of the light of the wavelength lambda a by the data D C, will be described with reference to FIGS. 26 and 27. Generates transmission data sequence D modulator driving voltage waveform D 'A obtained by processing the transmission data sequence D A by B, thereby inputting the electrical input port of the optical modulator. In order to further reduce the variation received from the wavelength lambda C at the receiving end, an example of a method of generating a transmission signal light precompensation using a data series D C.
電気回路では、送信データ系列DA,DBiの電気信号が入力され、波長λAの検出信号が波長λBの信号光から受ける変動を低減するように、送信データ系列DBを元に送信データ系列DAが加工され、それが変調器駆動電圧波形として出力される。その加工法は、実施例2,3、7などで示した様に様々な送信信号光を生成できるように、電気回路を設計すればよい。ここで、光変調器の変調電圧−光出力特性M(V)が非線形である場合には、その非線形特性を考慮した変調器駆動電気波形を生成すればよい。図27では、光変調器MA1を用いて変調器駆動電圧波形D'Aによって波長λAの光が符号化される。さらに、光変調器MA1を出力した信号光は光変調器MA2に入力され、送信データ系列DCによって検出信号が波長λCから受ける変動を低減するように符号化される。 In the electric circuit, electric signals of the transmission data series D A and D Bi are input, and transmission is performed based on the transmission data series D B so as to reduce fluctuation that the detection signal of the wavelength λ A receives from the signal light of the wavelength λ B. data series D A is processed, it is output as the modulator driving voltage waveform. As for the processing method, an electric circuit may be designed so that various transmission signal lights can be generated as shown in the second, third, seventh embodiments. Here, when the modulation voltage-optical output characteristic M (V) of the optical modulator is non-linear, a modulator driving electric waveform may be generated in consideration of the non-linear characteristic. In FIG. 27, the light of wavelength λ A is encoded by the modulator driving voltage waveform D ′ A using the optical modulator M A1 . Further, the signal light outputting optical modulator M A1 is input to the optical modulator M A2, the detection signal by the transmission data sequence D C is encoded to reduce the variation received from the wavelength lambda C.
図27では、光変調器MA1を用いて変調器駆動電圧波形D'Aによって波長λAの光が符号化される。さらに、a点で分割された波長λAが光変調器MA1において変調器駆動電圧波形D'Aにより符号化される。一方、波長λAが光変調器MA2で送信データ系列DCによって、波長λCによる変動を低減するような補償用信号光が生成される。b点でそれらが合波され、波長λBi,λCiからの変動を低減するように前補償された送信信号光が生成される。また、DCiを電気回路によって変調器MA2駆動電圧波形を生成した上で、MA2の電気入力ポートに入力する方法もある。この実施例の方法では、多様な電気信号処理技術を用いて、他の波長の信号光から受信信号が受ける変動を低減するように前補償された任意の送信信号光を生成できる。 In FIG. 27, the light of wavelength λ A is encoded by the modulator driving voltage waveform D ′ A using the optical modulator M A1 . Further, the wavelength λ A divided at the point a is encoded by the modulator driving voltage waveform D ′ A in the optical modulator M A1 . On the other hand, the signal light for compensation is generated such that the wavelength λ A is reduced by the optical modulator M A2 by the transmission data sequence D C according to the wavelength λ C. At point b, they are combined to generate transmission signal light that has been precompensated so as to reduce fluctuations from the wavelengths λ Bi and λ Ci . There is also a method in which DC Ci is input to the electric input port of M A2 after generating a modulator M A2 drive voltage waveform by an electric circuit. In the method of this embodiment, it is possible to generate an arbitrary transmission signal light that has been pre-compensated so as to reduce the fluctuation that the reception signal receives from the signal light of other wavelengths by using various electric signal processing techniques.
また、ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なる少なくとも2つ以上の送信データ系列DBi,DCiがそれぞれ波長λBi,λCiで送信される場合において、送信データ系列DBiと送信データ系列DCiとを元に変調器駆動電圧波形を生成し、直列および/または並列に配置された2つ以上の光変調器に波長λAの光を入力し、光変調器の1つを用いて送信データ系列DAによって波長λAを符号化し、他方の光変調器を用いて変調器駆動電圧波形によって波長λAを符号化することによって、受信端でのλAの検出信号が波長λB,λCの信号光から受ける変動を低減する方法を、図28および図29を用いて説明する。 Further, when a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A , and at least two transmission data sequences D Bi and D Ci different from D A are transmitted at wavelengths λ Bi and λ Ci , respectively, A modulator drive voltage waveform is generated based on the transmission data series D Bi and the transmission data series D Ci, and light of wavelength λ A is input to two or more optical modulators arranged in series and / or in parallel. The wavelength λ A is encoded by the transmission data sequence D A using one of the optical modulators, and the wavelength λ A is encoded by the modulator driving voltage waveform using the other optical modulator. A method of reducing the fluctuation that the detection signal of λ A receives from the signal light of wavelengths λ B and λ C will be described with reference to FIGS.
電気回路では、送信データ系列DBi,DCiの電気信号が入力され、波長λAの検出信号が波長λBi,波長λCiの信号光から受ける変動を低減するような補償用信号光を生成するために、送信データ系列DBと送信データ系列DAを元に変調器駆動電圧波形を生成する。光変調器MA2を用いて変調器駆動電圧波形によって波長λAの光が符号され、補償用信号光が生成される。実施例2,3、7などで示したような様々な補償用信号光を生成できるように、電気回路を設計すればよい。ここで、光変調器の変調電圧−光出力特性M(V)が非線形である場合には、その非線形特性を考慮した変調器駆動電気波形を生成すればよい。図28では、波長λAの光は、光変調器MA1を用いて送信データ系列DAによって符号化され、さらに、光変調器MA2において変調器駆動電圧波形によって波長λAの光が符号化される。一方、図29では、波長λAの光は、a点で2つの光A1とA2に分離され、A1の光は光変調器MA1において送信データ系列DAによって符号化され、A2の光は光変調器MA2において変調器駆動電圧波形によって符号化される。これにより、波長λAの検出信号が、波長λB,λCの信号光から受ける変動を低減することができる。また、DAを電気回路によって変調器MA1駆動電圧波形を生成した上で、MA1の電気入力ポートに入力する方法もある。この実施例の方法では、多様な電気信号処理技術を用いて、他の波長の信号光から受信信号が受ける変動を低減するように前補償された任意の送信信号光を生成できる。 In the electric circuit, electric signals of the transmission data series D Bi and D Ci are input, and a compensation signal light is generated so as to reduce the fluctuation that the detection signal of the wavelength λ A receives from the signal light of the wavelengths λ Bi and λ Ci. to generate a modulator driving voltage waveform based on the transmission data sequence D B and transmission data sequence D a. Using the optical modulator M A2 , the light of wavelength λ A is encoded by the modulator driving voltage waveform, and the compensation signal light is generated. What is necessary is just to design an electric circuit so that various signal light for a compensation as shown in Example 2, 3, 7 etc. can be produced | generated. Here, when the modulation voltage-optical output characteristic M (V) of the optical modulator is non-linear, a modulator driving electric waveform may be generated in consideration of the non-linear characteristic. In Figure 28, light of the wavelength lambda A is encoded by the transmission data sequence D A using an optical modulator M A1, furthermore, sign light of the wavelength lambda A by a modulator driving voltage waveform in the optical modulator M A2 It becomes. On the other hand, in FIG. 29, the light of wavelength lambda A is separated into two light A 1 and A 2 in a point, the light of A 1 is encoded by the transmission data sequence D A in the optical modulator M A1, A The second light is encoded by the modulator driving voltage waveform in the optical modulator MA2 . As a result, it is possible to reduce the fluctuation that the detection signal of wavelength λ A receives from the signal light of wavelengths λ B and λ C. Also, in terms of generating the modulator M A1 driving voltage waveform by an electrical circuit D A, there is a method of inputting the electrical input ports of the M A1. In the method of this embodiment, it is possible to generate an arbitrary transmission signal light that has been pre-compensated so as to reduce the fluctuation that the reception signal receives from the signal light of other wavelengths by using various electric signal processing techniques.
信号変調速度、信号波長間隔、分波フィルタ幅などの違いによりクロストークの影響の変化により主信号に重畳する補償用信号数が増加した場合、光変調器を用いて補償用信号を重畳する例では光変調器の数が増加してしまい、経済的でなくなる。また、同様の場合に、電気回路を用いて重畳する例では電気回路の演算処理速度が上昇してしまい、演算処理速度の限界により補償用信号の数が制限される。それらに対して、光変調器と電気回路を用いて補償用信号を重畳する方法では、主信号に重畳する補償用信号の数が増加した場合に、電気回路の演算処理速度の範囲内で補償用信号の数を決定すれば、光変調器の数を抑えられ、光変調器を用いて補償用信号を重畳する例に比べ、クロストーク低減を経済的にできる。 Example of superimposing compensation signals using an optical modulator when the number of compensation signals to be superimposed on the main signal increases due to changes in the influence of crosstalk due to differences in signal modulation speed, signal wavelength interval, demultiplexing filter width, etc. Then, the number of optical modulators increases, which is not economical. In the same case, in the example of superimposing using the electric circuit, the arithmetic processing speed of the electric circuit increases, and the number of compensation signals is limited by the limit of the arithmetic processing speed. On the other hand, in the method of superimposing compensation signals using an optical modulator and an electric circuit, when the number of compensation signals superimposed on the main signal increases, compensation is performed within the range of the arithmetic processing speed of the electric circuit. If the number of signals for use is determined, the number of optical modulators can be reduced, and the crosstalk can be reduced more economically than in the case where the compensation signals are superimposed using an optical modulator.
ある送信データ系列DAがある波長λAで送信され、DAとは異なる少なくとも1つの送信データ系列DBが波長λBで送信される場合において、波長λAの一部の光を送信データ系列DBによって符号化するための変調器に入力することで波長λAの補償用信号光を生成する方法を、図30に基づいて説明する。図30の波長分離・位相調整手段には複数波長の光…λk−1,λk,λk+1…が入力され、各出力ポート…Pk−1,Pk,Pk+1…には、主にそれぞれの波長…λk−1,λk,λk+1…の光が出力されるが、それに加えてそれとは異なる波長の光も重畳されて出力される。例えば、図30のように各出力ポートには複数の波長の光が出力されるとする。表4中の数値は、各ポート…Pk−1,Pk,Pk+1…の出力光の主成分となる波長…λk−1,λk,λk+1…の光電界振幅によって規格化された各波長の光電界として定義した。ただし、ここでは光電界はフェーザー表示を用いて記述され、複素共役成分は除いている。 When a certain transmission data sequence D A is transmitted at a certain wavelength λ A and at least one transmission data sequence D B different from D A is transmitted at the wavelength λ B , a part of light of the wavelength λ A is transmitted as transmission data. the method of generating a compensation signal light having a wavelength lambda a by entering the modulator for encoding the sequence D B, will be described with reference to FIG. 30. Light ... λ k-1 of the plurality of wavelengths in the wavelength separation and phase adjusting means shown in FIG 30, λ k, λ k + 1 ... are input, each output port ... P k-1, P k , the P k + 1 ... mainly each wavelength ... λ k-1 to, lambda k, although lambda k + 1 ... of the light is output, the output is also superimposed light of a different wavelength from that in addition to it. For example, assume that light of a plurality of wavelengths is output to each output port as shown in FIG. Numerical values in Table 4, each port ... P k-1, P k , P k + 1 ... wave ... λ k-1 is the main component of the output light of, lambda k, normalized by lambda k + 1 ... optical field amplitude It was defined as the optical electric field of each wavelength. However, here, the optical electric field is described using phasor display, and the complex conjugate component is excluded.
この各ポート…Pk−1,Pk,Pk+1…からの出力光をそれぞれ個別の変調手段に入力し、それぞれ送信データ系列…Dk−1,Dk,Dk+1…によって符号化する。符号化された各光信号は合波されて送信信号光となる。この方法では、送信データ系列…Dk−1,Dk,Dk+1…によって符号化されたそれぞれの波長…λk−1,λk,λk+1…の主信号光成分と、それぞれ送信データ系列…Dk−1,Dk,Dk+1…以外で符号化された波長…λk−1,λk,λk+1…の補償用信号光成分との強度比、ならびに位相差は、波長分離・位相調整手段の設計によって自由に設定できる。また、波長分離・位相調整手段がそれらの強度比、ならびに位相差を自由に調整できるように設計するのも望ましい。この送信信号光の生成法では、他の波長の信号光から受信信号が受ける変動を低減するように前補償された任意の送信信号光を生成できる。 Output lights from the respective ports... P k−1 , P k , P k + 1 ... Are respectively input to individual modulation means, and encoded by transmission data sequences Dk−1 , D k , D k + 1 . The encoded optical signals are combined into transmission signal light. In this way, transmission data sequence ... D k-1, D k , D k + 1 ... each wavelength ... λ k-1 encoded by, lambda k, and lambda k + 1 ... main signal light components, respectively transmission data sequence ... D k−1 , D k , D k + 1 ... Intensity ratios and phase differences with respect to the signal light components for compensation of wavelengths .lambda. K-1 , .lamda. K , .lambda. K + 1 . It can be set freely depending on the design of the phase adjusting means. It is also desirable that the wavelength separation / phase adjustment means be designed so that the intensity ratio and the phase difference can be freely adjusted. In this transmission signal light generation method, it is possible to generate arbitrary transmission signal light that has been pre-compensated so as to reduce fluctuations received signals receive from signal light of other wavelengths.
以下では、この方法によって、式(7−10)で記述されるWDM送信信号光を生成できることを数学的に示す。ここでは、簡単のためにβ±以外の係数は全て0として無視し、β1+=β2+=β3+=…=β+、β1−=β2−=β3−=…β−としたが、これらが個別の値であっても、またb±以外の係数がそれぞれ0でない場合でも、同様の以下の議論が成り立つ。 In the following, it is mathematically shown that this method can generate the WDM transmission signal light described by Expression (7-10). Here, ignored as 0 all the coefficients other than beta ± For simplicity, β 1+ = β 2+ = β 3+ = ... = β +, β 1- = β 2- = β 3- = ... β - and the However, even if these are individual values and the coefficients other than b ± are not 0, the same following argument holds.
図30波長分離・位相調整手段から出力光は、数式を用いて以下のように表される。 The output light from the wavelength separation / phase adjustment means in FIG. 30 is expressed as follows using mathematical formulas.
ただし、…Ek−1,Ek,Ek+1,…は各ポート…Pk−1,Pk,Pk+1…に出力される光電界を、…ωk−1,ωk,ωk+1,…は波長…λk−1,λk,λk+1…の光角周波数を、φk−1,φk,φk+1,…は波長…λk−1,λk,λk+1…の初期位相を表す。これが変調器に入力され、それぞれ、送信データ系列…Dk−1,Dk,Dk+1…によってその光電界振幅・位相が符号化された光は次式のように表現される。 However,... E k−1 , E k , E k + 1 ,... Represent the optical electric fields output to the respective ports... P k−1 , P k , P k + 1 , ... ω k−1 , ω k , ω k + 1 ,. ... the wavelength ... λ k-1, λ k , the λ k + 1 ... optical angular frequency of, φ k-1, φ k , φ k + 1, ... the wavelength ... λ k-1, λ k , λ k + 1 ... initial phase of the Represents. This is input to the modulator, and the light in which the optical electric field amplitude and phase are encoded by the transmission data series... D k−1 , D k , D k + 1 .
従って、これを合波した光電界は、上記ベクトルの各成分の和とし与えられる。 Therefore, the optical electric field obtained by combining these is given as the sum of the components of the vector.
これは、式(7−10)が示すWDM信号光となっており、この方法によって任意の補償用信号光を重畳できる。例えば、AWGや光波長フィルタに代表される波長分離手段の光強度分離比を、受信波長の主信号光とクロストーク光の光強度となるように予め設定し、位相補償器に代表される位相調整手段により補償用信号光の位相を主信号光の位相に対して反転するように予め設定しておくなど、装置を設定することで、任意の補償用信号光を重畳できる装置構成とする。 This is WDM signal light represented by Expression (7-10), and arbitrary compensation signal light can be superimposed by this method. For example, the light intensity separation ratio of wavelength separation means represented by AWG or optical wavelength filter is set in advance so as to be the light intensity of the main signal light and crosstalk light of the reception wavelength, and the phase represented by the phase compensator By setting the apparatus in advance such that the phase of the compensation signal light is inverted with respect to the phase of the main signal light by the adjusting means, an apparatus configuration that can superimpose any compensation signal light is obtained.
以上、本発明について、いくつかの実施例を例示して具体的に説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施例は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施例は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。 Although the present invention has been specifically described with reference to some embodiments, the embodiments described herein are merely illustrative in view of many possible forms to which the principles of the present invention can be applied. It is not intended to limit the scope of the invention. The embodiments illustrated herein can be modified in configuration and details without departing from the spirit of the present invention. Further, the illustrative components and procedures may be changed, supplemented, or changed in order without departing from the spirit of the invention.
Claims (10)
kを1以上M以下の整数として、前記M個の光のうちのいずれかである第kの波長の光を当該波長の光に対応する第kの送信データ系列で符号化するにあたって、受信側で前記複数の光のうちの前記第kの波長に隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列によるクロストーク成分を低減するために、
前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列と前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列の全てで符号化するステップ
を備えることを特徴とする方法。 In a method in which M is an integer of 2 or more, M lights having different wavelengths are encoded with M transmission data sequences, and the encoded M lights are multiplexed and transmitted.
The k as an integer of 1 to M, when encoded with transmission data sequence of the k corresponding light of the wavelength of the k is any one of the M light in the light of the wavelength, the receiving side In order to reduce crosstalk components due to one or more transmission data sequences corresponding to light of one or more wavelengths adjacent to the kth wavelength of the plurality of lights ,
Method characterized by comprising the step of encoding with all of one or more transmission data sequence corresponding to the light of one or more wavelengths that the adjacent transmission data sequence of the k-th light having a wavelength of the first k.
前記符号化するステップは、
前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列で符号化するステップと、
前記第kの波長の光を前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化するステップと
を含むことを特徴とする方法。 The method of claim 1, wherein
Step of pre-Kifu-coding is,
A step of encoding the optical wavelength of the first k in transmission data sequence of the first k,
Encoding the k-th wavelength light with one or more transmission data sequences corresponding to the adjacent one or more wavelengths of light .
前記第kの送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光または前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光の強度または位相を調整するステップ
をさらに備えることを特徴とする方法。 The method of claim 2, wherein
Intensity of the light of the kth wavelength encoded with one or more transmission data sequences corresponding to the light of the kth wavelength encoded with the kth transmission data sequence or the light of one or more adjacent wavelengths. Or a step of adjusting the phase.
前記第kの波長の光と前記隣接する1以上の波長の光の周波数差で振動するビート成分の位相を時間的に安定化させるステップ
をさらに備えることを特徴とする方法。 The method according to any of claims 1 to 3,
The method further comprising the step of temporally stabilizing the phase of a beat component that vibrates at a frequency difference between the light of the kth wavelength and the light of the one or more adjacent wavelengths.
前記変調手段として、
kを1以上M以下の整数として、前記M個の光のうちのいずれかである第kの波長の光を当該波長の光に対応する第kの送信データ系列で符号化する変調手段であって、受信側で前記複数の光のうちの前記第kの波長に隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列によるクロストーク成分を低減するために、前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列と前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列の全てで符号化する変調手段
を備えたことを特徴とする装置。 The M as an integer of 2 or more, and M modulation means for respectively coding with M transmit data series M optical wavelengths different from each other generated from the multi-wavelength light generating means, the coded M items of An optical multiplexing means for multiplexing light ,
As the modulation means,
The k as an integer of 1 to M, there a modulation means for encoding in the transmission data sequence of the k corresponding light of the wavelength of the k is any one of the M light in the light of the wavelength In order to reduce crosstalk components due to one or more transmission data sequences corresponding to light of one or more wavelengths adjacent to the kth wavelength of the plurality of lights on the receiving side, the kth wavelength apparatus characterized by comprising a modulation means for encoding on all transmission data sequence transmitted data sequence with one or more corresponding to the adjacent one or more wavelengths of light of the first k.
前記変調手段は、
前記第kの波長の光を前記第kの送信データ系列で符号化する変調器と、
前記第kの波長の光を前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化する変調器と
を含むことを特徴とする装置。 The apparatus of claim 5, comprising:
The modulating means includes
A modulator for encoding the light of the wavelength of the k-th in the transmission data sequence of the first k,
A modulator that encodes the k-th wavelength light with one or more transmission data sequences corresponding to the one or more adjacent wavelengths of light .
前記第kの送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光または前記隣接する1以上の波長の光に対応する1以上の送信データ系列で符号化した前記第kの波長の光の強度または位相を調整する調整手段
をさらに備えたことを特徴とする装置。 The apparatus according to claim 6, comprising:
Intensity of the light of the k-th wavelength encoded with one or more transmission data sequences corresponding to the light of the k-th wavelength encoded with the k-th transmission data sequence or the light with one or more adjacent wavelengths Or an adjusting means for adjusting the phase.
前記第kの波長の光と前記隣接する1以上の波長の光の周波数差で振動するビート成分の位相を時間的に安定化させる位相安定化手段
をさらに備えたことを特徴とする装置。 An apparatus according to any one of claims 5 to 7 ,
The apparatus further comprises phase stabilizing means for temporally stabilizing the phase of a beat component that vibrates at a frequency difference between the light of the kth wavelength and the light of one or more adjacent wavelengths.
前記位相安定化手段は、
前記光合波手段の出力側に接続され、前記多重化された光を分岐する分岐手段と、
前記分岐された光の各波長について、前記ビート成分と前記送信データ系列のクロック成分との位相差をフィードバックする位相フィードバック手段と、
前記フィードバックされた位相差に基づいて、前記M個の光のそれぞれの位相を制御する位相制御手段と
を備えたことを特徴とする装置。 The apparatus according to claim 8, comprising:
The phase stabilizing means includes
Branching means for branching the multiplexed light connected to the output side of the optical multiplexing means ;
Phase feedback means for feeding back the phase difference between the beat component and the clock component of the transmission data sequence for each wavelength of the branched light ;
An apparatus comprising: phase control means for controlling the phase of each of the M lights based on the phase difference fed back.
前記多波長光発生手段として、
前記M個の光を、それぞれの位相を同期させて出力する多波長光発生手段
をさらに備えたことを特徴する装置。 An apparatus according to claims 5-9,
As the multi-wavelength light generating means,
Multi-wavelength light generating means for outputting the M lights in synchronism with each phase.
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