JPH09247087A - デジタルデータの光学的伝送方法 - Google Patents
デジタルデータの光学的伝送方法Info
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- JPH09247087A JPH09247087A JP9038016A JP3801697A JPH09247087A JP H09247087 A JPH09247087 A JP H09247087A JP 9038016 A JP9038016 A JP 9038016A JP 3801697 A JP3801697 A JP 3801697A JP H09247087 A JPH09247087 A JP H09247087A
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- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
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- Optical Communication System (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバによるデジタルデータ伝送におい
て、伝送可能距離及びビットレートを改善する。 【解決手段】 光ファイバの伝送可能距離を延ばすため
に光学搬送波を強度変調及び位相変調する。ファイバに
よって生じる色分散を補償するために、波（Ｓ）に対し
て、強度が高レベル（Ｓ１）のセルに先行する又は後続
する、光の強度が低レベル（Ｓ０）である、各時間セル
の内部で位相シフト（Δψ０、Δψ１）を行う。
て、伝送可能距離及びビットレートを改善する。 【解決手段】 光ファイバの伝送可能距離を延ばすため
に光学搬送波を強度変調及び位相変調する。ファイバに
よって生じる色分散を補償するために、波（Ｓ）に対し
て、強度が高レベル（Ｓ１）のセルに先行する又は後続
する、光の強度が低レベル（Ｓ０）である、各時間セル
の内部で位相シフト（Δψ０、Δψ１）を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的手段による
デジタルデータの伝送分野に関する。より詳細には、光
ファイバを使用する長距離ケーブル上の高速伝送を対象
とする。
デジタルデータの伝送分野に関する。より詳細には、光
ファイバを使用する長距離ケーブル上の高速伝送を対象
とする。
【０００２】このような伝送は、ファイバを介して光学
的受信器に接続された光学的送信器を用いて行われる。
送信器は、伝送する情報に応じて強度変調される光学的
搬送波を使用する。通常は、変調とは、二つのレベル間
で搬送波の強度を変化させることである。波の消光に対
応する低レベルとレーザ発振器の最大の光強度に対応す
る高レベルが、それぞれ“０”と“１”の二進値を表わ
している。波のレベルの変化は、クロック信号により課
される各時点でトリガされ、このクロック信号はこのよ
うにして、伝送されるデータに割当てられた連続した時
間セルを定義する。
的受信器に接続された光学的送信器を用いて行われる。
送信器は、伝送する情報に応じて強度変調される光学的
搬送波を使用する。通常は、変調とは、二つのレベル間
で搬送波の強度を変化させることである。波の消光に対
応する低レベルとレーザ発振器の最大の光強度に対応す
る高レベルが、それぞれ“０”と“１”の二進値を表わ
している。波のレベルの変化は、クロック信号により課
される各時点でトリガされ、このクロック信号はこのよ
うにして、伝送されるデータに割当てられた連続した時
間セルを定義する。
【０００３】一般に、伝送最大距離は、受信器に、光学
ケーブル中で変調された波が伝播した後に二つのレベル
の強さを誤りなく検出する必要があるために制限され
る。この距離を大きくするために、一般に、高レベルの
光の強さと低レベルの強さとの比を大きくするが、この
比が変調の特性の一つである「消光率(extinction rat
e)」を定義する。
ケーブル中で変調された波が伝播した後に二つのレベル
の強さを誤りなく検出する必要があるために制限され
る。この距離を大きくするために、一般に、高レベルの
光の強さと低レベルの強さとの比を大きくするが、この
比が変調の特性の一つである「消光率(extinction rat
e)」を定義する。
【０００４】距離及び消光率が与えられている場合、情
報のビットレートは、ファイバ中で生じる色分散によっ
て制限される。この分散は、ファイバの有効屈折率が、
搬送される波の波長に依存する結果として生じ、発生し
たパルス幅をファイバに沿ったその伝播に応じて少しず
つ増大させる。
報のビットレートは、ファイバ中で生じる色分散によっ
て制限される。この分散は、ファイバの有効屈折率が、
搬送される波の波長に依存する結果として生じ、発生し
たパルス幅をファイバに沿ったその伝播に応じて少しず
つ増大させる。
【０００５】この現象の影響を抑えるために、適切な符
号化を用いて伝達される信号のスペクトル帯の幅を小さ
くすることが提案された。とりわけ、電気通信の分野で
周知の「二元二進(doubinary)」コードを使用すること
が提案された。このコードは、実際に、信号のスペクト
ルの幅を二分する特性を有する。このコードによれば、
それぞれ０、＋、−として記号化される三つのレベルを
有する一つの信号が使用される。この符号化規則によれ
ば、二進値０は、レベル０で符号化され、値１はレベル
＋あるいはレベル−で符号化される。この規則によれ
ば、連続する偶数または奇数個の“０”を取り囲む
“１”の連続する二つのブロックを符号化するレベル
は、それぞれ同じまたは異なる。
号化を用いて伝達される信号のスペクトル帯の幅を小さ
くすることが提案された。とりわけ、電気通信の分野で
周知の「二元二進(doubinary)」コードを使用すること
が提案された。このコードは、実際に、信号のスペクト
ルの幅を二分する特性を有する。このコードによれば、
それぞれ０、＋、−として記号化される三つのレベルを
有する一つの信号が使用される。この符号化規則によれ
ば、二進値０は、レベル０で符号化され、値１はレベル
＋あるいはレベル−で符号化される。この規則によれ
ば、連続する偶数または奇数個の“０”を取り囲む
“１”の連続する二つのブロックを符号化するレベル
は、それぞれ同じまたは異なる。
【０００６】光学伝送のための二元二進コードの利用法
については、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ、１９９３年１２月９日、第２９巻、第２５号所載の
Ｘ．Ｇｕ等の論文「標準ファイバ１００ｋｍ以上にわた
る光学伝送用の反復しない３レベル型１０Ｇｂｉｔ／
ｓ」に記載されている。この論文によれば、三つのレベ
ル０、＋、−は、それぞれ光の強さの三つのレベルに対
応している。
については、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ、１９９３年１２月９日、第２９巻、第２５号所載の
Ｘ．Ｇｕ等の論文「標準ファイバ１００ｋｍ以上にわた
る光学伝送用の反復しない３レベル型１０Ｇｂｉｔ／
ｓ」に記載されている。この論文によれば、三つのレベ
ル０、＋、−は、それぞれ光の強さの三つのレベルに対
応している。
【０００７】ＦＲ−Ａ−２７１９１７５号として公告さ
れているフランス特許願第９４０４７３２号にも、光学
に応用される二元二進符号化が記されている。この資料
によれば、二進値“０”は、常に光の強さの低レベルに
対応しているが、記号＋と−は、それぞれ光の強さの同
一の高レベルに対応しており、１８０°の光学搬送波の
位相シフトによって区別される。
れているフランス特許願第９４０４７３２号にも、光学
に応用される二元二進符号化が記されている。この資料
によれば、二進値“０”は、常に光の強さの低レベルに
対応しているが、記号＋と−は、それぞれ光の強さの同
一の高レベルに対応しており、１８０°の光学搬送波の
位相シフトによって区別される。
【０００８】位相反転型のこの二元二進コードの使用は
また、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ、１９
９５年２月１６日、第３１巻、第４号所載のＫ．Ｙｏｎ
ｅｎａｇａ等の論文「受信器感度が損なわれない光学二
元二進伝送システム」にも記載されている。
また、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ、１９
９５年２月１６日、第３１巻、第４号所載のＫ．Ｙｏｎ
ｅｎａｇａ等の論文「受信器感度が損なわれない光学二
元二進伝送システム」にも記載されている。
【０００９】このコードについての実験的なこれらの報
告が、従来のコードＮＲＺ（ゼロへの非復帰）に対する
改良の一部をなすものであるとしても、このような改良
が常に認められるわけではない。たとえば、特にできる
だけ高い消光率を実現しながら、このコードの理想的な
使用条件に近づくと、最大の改良が得られる筈である。
しかし逆説的に、シミュレーションと試験によれば、期
待していたのとは反対の結果が生じてしまう。
告が、従来のコードＮＲＺ（ゼロへの非復帰）に対する
改良の一部をなすものであるとしても、このような改良
が常に認められるわけではない。たとえば、特にできる
だけ高い消光率を実現しながら、このコードの理想的な
使用条件に近づくと、最大の改良が得られる筈である。
しかし逆説的に、シミュレーションと試験によれば、期
待していたのとは反対の結果が生じてしまう。
【００１０】ところで、このような光学的背景におい
て、二元二進コードの物理的作用を詳細に分析すると、
信号のスペクトルの幅の減少が得られることがわかる。
他方、このコードは、各パルスのスペクトルに個別に影
響を与えるわけではないが、このスペクトルは、色分散
効果に関して、決定的な役割を果たす。
て、二元二進コードの物理的作用を詳細に分析すると、
信号のスペクトルの幅の減少が得られることがわかる。
他方、このコードは、各パルスのスペクトルに個別に影
響を与えるわけではないが、このスペクトルは、色分散
効果に関して、決定的な役割を果たす。
【００１１】さまざまな論文で言及されている肯定的な
結果については説明するのが難しい。というのも、特定
の実験パラメータ（ファイバの長さ、品質、ビットレー
ト）は検証可能であるとしても、光学部品の特性や制御
用電子回路の実際の動作といった他のパラメータは正確
に制御できないからである。
結果については説明するのが難しい。というのも、特定
の実験パラメータ（ファイバの長さ、品質、ビットレー
ト）は検証可能であるとしても、光学部品の特性や制御
用電子回路の実際の動作といった他のパラメータは正確
に制御できないからである。
【００１２】実験パラメータを変えることによって行わ
れるシミュレーション及び試験の後に、“１”の各ブロ
ックまたは孤立した各“１”の先に来るまたは次に来る
搬送波の位相シフトが各“０”の内部で生じるという条
件において改善が得られることがわかった。更に、
“０”をコード化する低レベルの強度をできるだけ小さ
くする、すなわち消光率をできるだけ高くすることは必
要とされない。実際には、消光率の最良値は他の実験パ
ラメータの複雑な関数である。
れるシミュレーション及び試験の後に、“１”の各ブロ
ックまたは孤立した各“１”の先に来るまたは次に来る
搬送波の位相シフトが各“０”の内部で生じるという条
件において改善が得られることがわかった。更に、
“０”をコード化する低レベルの強度をできるだけ小さ
くする、すなわち消光率をできるだけ高くすることは必
要とされない。実際には、消光率の最良値は他の実験パ
ラメータの複雑な関数である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、前述の考察を活用した光学伝送方法を提案する
ことにある。この方法は、「位相プロフィル制御型二進
伝送」、略称ＰＳＢＴ（英語で“Ｐｈａｓｅ−Ｓｈａｐ
ｅｄ Ｂｉｎａｒｙ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”）と
名付けられる。
目的は、前述の考察を活用した光学伝送方法を提案する
ことにある。この方法は、「位相プロフィル制御型二進
伝送」、略称ＰＳＢＴ（英語で“Ｐｈａｓｅ−Ｓｈａｐ
ｅｄ Ｂｉｎａｒｙ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”）と
名付けられる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】より厳密には、本発明の
目的は、それぞれ連続する時間セル中に含まれる二進デ
ータの伝送方法であって、前記データは、光学搬送波の
強度変調によって得られる光信号の形をとり、前記デー
タを含む各セルの内部で第一及び第二の二進データ値は
それぞれ、低レベル及び高レベルの平均出力に対応して
おり、さらに、前記第一の二進値を含んでおり、前記第
二の二進値を含む連続するセルのブロック全体あるいは
前記第二の二進値を含む孤立したセルの前に来るまたは
後に来る各セルの内部で、位相シフトが前記搬送波に適
用されることを特徴とする伝送方法である。
目的は、それぞれ連続する時間セル中に含まれる二進デ
ータの伝送方法であって、前記データは、光学搬送波の
強度変調によって得られる光信号の形をとり、前記デー
タを含む各セルの内部で第一及び第二の二進データ値は
それぞれ、低レベル及び高レベルの平均出力に対応して
おり、さらに、前記第一の二進値を含んでおり、前記第
二の二進値を含む連続するセルのブロック全体あるいは
前記第二の二進値を含む孤立したセルの前に来るまたは
後に来る各セルの内部で、位相シフトが前記搬送波に適
用されることを特徴とする伝送方法である。
【００１５】操作を簡単にするために、第一の二進値を
含む各セル中で系統的にこの位相シフトを行うことが考
えられる。ただし、求められている技術的効果を得るた
めには、“１”のブロックまたは孤立した“１”の近く
にあり、“０”（低レベル）を含む各セル中で位相シフ
トが起こればよい。
含む各セル中で系統的にこの位相シフトを行うことが考
えられる。ただし、求められている技術的効果を得るた
めには、“１”のブロックまたは孤立した“１”の近く
にあり、“０”（低レベル）を含む各セル中で位相シフ
トが起こればよい。
【００１６】実験から、“０”を含む孤立したセルにつ
いての位相シフトの絶対値は、孤立していないセルにつ
いての位相シフトの絶対値より大きいと都合がよいこと
がわかっている。
いての位相シフトの絶対値は、孤立していないセルにつ
いての位相シフトの絶対値より大きいと都合がよいこと
がわかっている。
【００１７】孤立したセルについての位相シフトの絶対
値は、好ましくは９０°から１８０°の間である。孤立
していないセルの場合には、位相シフトの絶対値は、好
ましくは４５°から１８０°の間である。
値は、好ましくは９０°から１８０°の間である。孤立
していないセルの場合には、位相シフトの絶対値は、好
ましくは４５°から１８０°の間である。
【００１８】第一の方法によれば、位相シフトは瞬間的
に行われる。そのためには、この特性を有する「マッハ
ゼンダー」タイプの干渉測定構造を利用することができ
る。別の方法によれば、位相シフトは段階的に行われ
る。この代案によれば、実際に、“ｃｈｉｒｐ”と呼ば
れる現象に起因した追加的問題をさらに抱えることにな
る。この現象によれば、段階的な位相の変化は位相の擾
乱変化をともなってしまう。
に行われる。そのためには、この特性を有する「マッハ
ゼンダー」タイプの干渉測定構造を利用することができ
る。別の方法によれば、位相シフトは段階的に行われ
る。この代案によれば、実際に、“ｃｈｉｒｐ”と呼ば
れる現象に起因した追加的問題をさらに抱えることにな
る。この現象によれば、段階的な位相の変化は位相の擾
乱変化をともなってしまう。
【００１９】この現象を考慮に入れるために、本発明の
代案による方法は、第二の二進値を含む孤立したセルあ
るいは第二の二進値を各々含む連続するセルのブロック
の前に来るまたは次に来る第一の二進値を含む孤立して
いない各セルについて、前記位相シフトが瞬間的に行わ
れず、位相シフトはそれぞれ負または正の周波数パルス
に数学的あるいは物理的に、もしくはその両方で対応し
ていることを特徴としている。
代案による方法は、第二の二進値を含む孤立したセルあ
るいは第二の二進値を各々含む連続するセルのブロック
の前に来るまたは次に来る第一の二進値を含む孤立して
いない各セルについて、前記位相シフトが瞬間的に行わ
れず、位相シフトはそれぞれ負または正の周波数パルス
に数学的あるいは物理的に、もしくはその両方で対応し
ていることを特徴としている。
【００２０】一方、位相変調器を使う場合には、位相差
の累積を制限することが必要である。そのために、好ま
しくは、第一の二進値を含む孤立した連続するセル中で
行われた位相シフトは、搬送波の正及び負の周波数パル
スと数学的に交互に対応する。
の累積を制限することが必要である。そのために、好ま
しくは、第一の二進値を含む孤立した連続するセル中で
行われた位相シフトは、搬送波の正及び負の周波数パル
スと数学的に交互に対応する。
【００２１】より良い結果が得られる別の特徴による
と、位相シフトはセルのほぼ中心で行われる。
と、位相シフトはセルのほぼ中心で行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】添付の図面を参照して、以下に本
発明の他の特徴及び実施形態を説明する。
発明の他の特徴及び実施形態を説明する。
【００２３】図１のタイミングチャートａは伝送される
二進データの連続を示している。これらのデータは、た
とえば、クロック信号で同期化される電気パルスＥの形
をとっている。連続する二つのクロック信号間の時間的
な各間隔は、「サイクル−ビット」と呼ばれ、信号のレ
ベルＥが低いか高いかによって、論理値“０”または
“１”の範囲を限定する時間セルＣ１、Ｃ２、Ｃｉを定
める。
二進データの連続を示している。これらのデータは、た
とえば、クロック信号で同期化される電気パルスＥの形
をとっている。連続する二つのクロック信号間の時間的
な各間隔は、「サイクル−ビット」と呼ばれ、信号のレ
ベルＥが低いか高いかによって、論理値“０”または
“１”の範囲を限定する時間セルＣ１、Ｃ２、Ｃｉを定
める。
【００２４】本発明によれば、これらの二進データは、
強度及び位相によって変調される光学信号の形態で伝送
される。タイミングチャートｂとｃは、それぞれ、発生
する光学波の出力Ａ2及び位相ψの変化を示している。
タイミングチャートｂに示されているように、強さＡ2
は各セル中で、二進データが０であるか１であるかによ
って、低レベルの強さＳ０または高レベルの強さＳ１を
示すように、信号Ｅへのレスポンスとして変調される。
低レベルの強さＳ０は、伝送ファイバ内で変調された波
が伝播する間、隣接する０と１との間の干渉を可能にす
るのに十分な値である。
強度及び位相によって変調される光学信号の形態で伝送
される。タイミングチャートｂとｃは、それぞれ、発生
する光学波の出力Ａ2及び位相ψの変化を示している。
タイミングチャートｂに示されているように、強さＡ2
は各セル中で、二進データが０であるか１であるかによ
って、低レベルの強さＳ０または高レベルの強さＳ１を
示すように、信号Ｅへのレスポンスとして変調される。
低レベルの強さＳ０は、伝送ファイバ内で変調された波
が伝播する間、隣接する０と１との間の干渉を可能にす
るのに十分な値である。
【００２５】タイミングチャートｃは、任意の基準に対
して発生する波の位相ψの変化を示している。ここに示
されている位相の変化の方向は、慣例に従っており、こ
の慣例によって、搬送波は、複素式Ａｐ ｅｘｐ（ｊｗ
oｔ）によって時間ｔに応じて表わされ、振幅Ａの送信
波Ｓは、式Ｓ＝Ａ ｅｘｐ［ｊ（ｗｔ＋ψ）］によって
表わされる。これらの式において、ｗoとｗは、それぞ
れ搬送波と送信波の角周波数であり、ψは任意に定めら
れた最初の瞬間に発生した波の位相である。この慣例に
よって、それぞれ正または負の位相シフトは、数学的
に、それぞれが正または負の周波数パルスに対応してい
る。更に、数学的にみて、このずれは、周波数パルスが
有限か無限かによって段階的または瞬間的となる。
して発生する波の位相ψの変化を示している。ここに示
されている位相の変化の方向は、慣例に従っており、こ
の慣例によって、搬送波は、複素式Ａｐ ｅｘｐ（ｊｗ
oｔ）によって時間ｔに応じて表わされ、振幅Ａの送信
波Ｓは、式Ｓ＝Ａ ｅｘｐ［ｊ（ｗｔ＋ψ）］によって
表わされる。これらの式において、ｗoとｗは、それぞ
れ搬送波と送信波の角周波数であり、ψは任意に定めら
れた最初の瞬間に発生した波の位相である。この慣例に
よって、それぞれ正または負の位相シフトは、数学的
に、それぞれが正または負の周波数パルスに対応してい
る。更に、数学的にみて、このずれは、周波数パルスが
有限か無限かによって段階的または瞬間的となる。
【００２６】このように、位相ψは、孤立した一つの０
を含む各セルの内部で絶対値ＰＨ０の変化Δψ０を受
け、絶対値ＰＨ１の位相の変化Δψ１は、孤立していな
い０を含み、一つのセル１の前に来るまたは次に来る各
セルの内部で行われる。
を含む各セルの内部で絶対値ＰＨ０の変化Δψ０を受
け、絶対値ＰＨ１の位相の変化Δψ１は、孤立していな
い０を含み、一つのセル１の前に来るまたは次に来る各
セルの内部で行われる。
【００２７】本発明による方法を簡略化した代案におい
ては、絶対値における１８０°の隣接位相の変化は、一
つの０を含む各セルの内部にシステマティックに適用す
ることができる。ただし、すでに行われた研究によれ
ば、これらの位相の変化は、次のような規則にしたがう
ことが好ましいことが分かった。
ては、絶対値における１８０°の隣接位相の変化は、一
つの０を含む各セルの内部にシステマティックに適用す
ることができる。ただし、すでに行われた研究によれ
ば、これらの位相の変化は、次のような規則にしたがう
ことが好ましいことが分かった。
【００２８】− ＰＨ０はＰＨ１より大きい。
【００２９】− 位相シフトの絶対値ＰＨ０とＰＨ１
は、それぞれ、９０°から１８０°の間、及び４５°か
ら１８０°の間である。
は、それぞれ、９０°から１８０°の間、及び４５°か
ら１８０°の間である。
【００３０】− 立ち上り端に先行する、孤立していな
い一つの０セル中のずれΔψ１は負である。
い一つの０セル中のずれΔψ１は負である。
【００３１】− 立ち下り端に後続する、０セル中の位
相シフトΔψ１は正である。
相シフトΔψ１は正である。
【００３２】さらに、位相変調器を使用すると、孤立し
たセル０中の位相差Δψ０が交互に正及び負である場合
には、位相差の累積は制限される。
たセル０中の位相差Δψ０が交互に正及び負である場合
には、位相差の累積は制限される。
【００３３】前述の例においては位相差は瞬間的に生じ
た。およそ１８０°の位相差を伴うこの作動形態は、た
とえば、マッハゼンダータイプの干渉測定器の使用によ
って実際に得ることができる。このような装置を用いれ
ば、位相の変化は、供給電圧が、送信された波の強さの
最低値に対応する一定の値を通る瞬間に発生する。さら
に、以下に説明する実施形態にしたがって、たとえば位
相変調器を使用することによって、段階的に位相シフト
を行うこともできる。
た。およそ１８０°の位相差を伴うこの作動形態は、た
とえば、マッハゼンダータイプの干渉測定器の使用によ
って実際に得ることができる。このような装置を用いれ
ば、位相の変化は、供給電圧が、送信された波の強さの
最低値に対応する一定の値を通る瞬間に発生する。さら
に、以下に説明する実施形態にしたがって、たとえば位
相変調器を使用することによって、段階的に位相シフト
を行うこともできる。
【００３４】こうした変調器は、図１のタイミングチャ
ートｄおよびｅによって表わされている。タイミングチ
ャートｄにおいては、送信波の瞬間的周波数ｆは、搬送
波の周波数ｆ０に対して正または負の有限のインパルス
による変化を示している。これらの周波数変化は、タイ
ミングチャートｅが示しているように位相ψの段階的ず
れとして現われる。孤立していないセル０中での位相の
変化Δψ１は、セルが送信波の振幅Ａの立ち下りに後続
するか、あるいは立ち上りに先行するかによって、正ま
たは負の周波数のパルスに対応していることが分る。
ートｄおよびｅによって表わされている。タイミングチ
ャートｄにおいては、送信波の瞬間的周波数ｆは、搬送
波の周波数ｆ０に対して正または負の有限のインパルス
による変化を示している。これらの周波数変化は、タイ
ミングチャートｅが示しているように位相ψの段階的ず
れとして現われる。孤立していないセル０中での位相の
変化Δψ１は、セルが送信波の振幅Ａの立ち下りに後続
するか、あるいは立ち上りに先行するかによって、正ま
たは負の周波数のパルスに対応していることが分る。
【００３５】図２は、本発明による方法の実施形態の第
一の例を概略的に示している。光学部分は主に、位相変
調器３に接続された強度変調器２に接続されたレーザ発
振器１で構成されている。発振器１は、強度変調器２に
対して、振幅Ａｐと周波数ｆｏの搬送波を供給する。強
度変調器２は、位相変調器３に対して、同じ周波数ｆｏ
によって搬送され、振幅が変化する波Ａを供給する。位
相変調器３は、振幅Ａと位相ψの送信波Ｓを供給する。
変調器２は、給電回路４によって与えられる制御電圧Ｖ
Ｍを受取る。同様に、位相変調器３は、給電回路５から
変調用制御電圧ＶＰを受取る。給電回路４と５は、それ
ぞれ制御用電子回路６と７によって与えられる制御信号
ＣＭとＣＰによって制御される可変電圧源である。回路
６と７は入力において、たとえば、送信される一続きの
二進データに対応する変調ＮＲＺの形態を有する電気信
号Ｅを受取る。この場合、回路６は、受取った信号Ｅの
レベルを給電回路４に適合させるための単純なフォーマ
ット回路で構成することができる。この回路は場合によ
っては、変調器２と３に供給される制御信号を同期化す
るための適切な遅延手段を備えている。回路６と７はま
た、有利には変調の通過帯域を制限することが可能な低
域フィルタリング手段を備えている。位相の制御回路７
は、図３に更に詳しく示されている。
一の例を概略的に示している。光学部分は主に、位相変
調器３に接続された強度変調器２に接続されたレーザ発
振器１で構成されている。発振器１は、強度変調器２に
対して、振幅Ａｐと周波数ｆｏの搬送波を供給する。強
度変調器２は、位相変調器３に対して、同じ周波数ｆｏ
によって搬送され、振幅が変化する波Ａを供給する。位
相変調器３は、振幅Ａと位相ψの送信波Ｓを供給する。
変調器２は、給電回路４によって与えられる制御電圧Ｖ
Ｍを受取る。同様に、位相変調器３は、給電回路５から
変調用制御電圧ＶＰを受取る。給電回路４と５は、それ
ぞれ制御用電子回路６と７によって与えられる制御信号
ＣＭとＣＰによって制御される可変電圧源である。回路
６と７は入力において、たとえば、送信される一続きの
二進データに対応する変調ＮＲＺの形態を有する電気信
号Ｅを受取る。この場合、回路６は、受取った信号Ｅの
レベルを給電回路４に適合させるための単純なフォーマ
ット回路で構成することができる。この回路は場合によ
っては、変調器２と３に供給される制御信号を同期化す
るための適切な遅延手段を備えている。回路６と７はま
た、有利には変調の通過帯域を制限することが可能な低
域フィルタリング手段を備えている。位相の制御回路７
は、図３に更に詳しく示されている。
【００３６】図３に示されている回路７は、孤立した
“０”用の位相制御チャネルＣＰ０（図の上部）と
“１”に隣接した孤立していない“０”用の位相制御チ
ャネルＣＰ１（図の下部）を備えている。上部チャネル
には、入力において信号Ｅと、２ビット時間Ｔだけ遅延
した同じ信号Ｅを受取る第一のアナログ加算回路１３を
備えている。第二のアナログ加算回路は１４は、入力に
おいて、加算回路１３によって与えられた信号と、１ビ
ット時間Ｔだけ遅延した入力信号Ｅの相補信号Ｅ＊を受
取る。加算回路１４の出力Ｘ０は、比較器として作動す
る差動増幅器１５中で基準電圧Ｒｕと比較される。電圧
Ｒｕは、信号Ｅの高レベルの２倍から３倍の値を有して
いる。増幅器１５の出力は、出力アナログ加算回路２０
の入力に出力が接続されている周波数二分割器１６の入
力に接続される。
“０”用の位相制御チャネルＣＰ０（図の上部）と
“１”に隣接した孤立していない“０”用の位相制御チ
ャネルＣＰ１（図の下部）を備えている。上部チャネル
には、入力において信号Ｅと、２ビット時間Ｔだけ遅延
した同じ信号Ｅを受取る第一のアナログ加算回路１３を
備えている。第二のアナログ加算回路は１４は、入力に
おいて、加算回路１３によって与えられた信号と、１ビ
ット時間Ｔだけ遅延した入力信号Ｅの相補信号Ｅ＊を受
取る。加算回路１４の出力Ｘ０は、比較器として作動す
る差動増幅器１５中で基準電圧Ｒｕと比較される。電圧
Ｒｕは、信号Ｅの高レベルの２倍から３倍の値を有して
いる。増幅器１５の出力は、出力アナログ加算回路２０
の入力に出力が接続されている周波数二分割器１６の入
力に接続される。
【００３７】孤立していない“０”の制御チャネルは、
入力信号Ｅと１ビット時間Ｔだけ遅延された入力信号Ｅ
を受取るアナログ加算回路１７を備えている。加算回路
１７によって与えられる信号Ｘ１は、比較器として動作
する第二の差動増幅器１８中で第二の基準電圧Ｒｆと比
較される。電圧Ｒｆは、信号Ｅの低レベルと高レベルと
の間にある。振幅器１８の出力は、可変遅延装置Ｔ１を
介して、出力信号ＣＰ１が加算回路２０の第二の入力に
接続される可変減衰器１９に接続される。加算回路の出
力は、出力において、位相の制御信号ＣＰを与える別の
可変遅延装置ΔＴに接続される。
入力信号Ｅと１ビット時間Ｔだけ遅延された入力信号Ｅ
を受取るアナログ加算回路１７を備えている。加算回路
１７によって与えられる信号Ｘ１は、比較器として動作
する第二の差動増幅器１８中で第二の基準電圧Ｒｆと比
較される。電圧Ｒｆは、信号Ｅの低レベルと高レベルと
の間にある。振幅器１８の出力は、可変遅延装置Ｔ１を
介して、出力信号ＣＰ１が加算回路２０の第二の入力に
接続される可変減衰器１９に接続される。加算回路の出
力は、出力において、位相の制御信号ＣＰを与える別の
可変遅延装置ΔＴに接続される。
【００３８】図３の回路の動作に関しては、比較器１５
が、孤立した“０”の存在によって１ビット時間のパル
スを与えることを容易に示すことができる。その結果、
分割器１６の出力における信号ＣＰ０は、孤立した
“０”が検出されるたびに状態を変える。その一方で、
比較器１８の出力は、孤立していない一つの“０”が、
一つの“１”の前に来るまたは後に来るたびに状態を変
える。可変遅延Ｔ１とΔＴは、振幅制御信号ＣＭに対し
て信号ＣＰ１とＣＰ０を再調整するのに役立つ。減衰器
１９が、位相シフトΔψ０とΔψ１のそれぞれの振幅Ｐ
Ｈ０とＰＨ１を調整するために備えられている。このよ
うに、位相制御信号ＣＰは、図１のタイミングチャート
ｅによって示されているように、位相ψの変化と同じよ
うに時間的に変化する。
が、孤立した“０”の存在によって１ビット時間のパル
スを与えることを容易に示すことができる。その結果、
分割器１６の出力における信号ＣＰ０は、孤立した
“０”が検出されるたびに状態を変える。その一方で、
比較器１８の出力は、孤立していない一つの“０”が、
一つの“１”の前に来るまたは後に来るたびに状態を変
える。可変遅延Ｔ１とΔＴは、振幅制御信号ＣＭに対し
て信号ＣＰ１とＣＰ０を再調整するのに役立つ。減衰器
１９が、位相シフトΔψ０とΔψ１のそれぞれの振幅Ｐ
Ｈ０とＰＨ１を調整するために備えられている。このよ
うに、位相制御信号ＣＰは、図１のタイミングチャート
ｅによって示されているように、位相ψの変化と同じよ
うに時間的に変化する。
【００３９】図４に示されれている第二の実施形態によ
れば、光学部分８は、強度変調器１０に光学的に接続し
ているレーザ発振器９だけを備えている。全体は、従来
のタイプのモジュレータ一体型のレーザで単純に構成す
ることができる。レーザ部分９は、給電回路１１によっ
て与えられた注入電流Ｉを受取る。変調器１０は、給電
回路４の電圧ＶＭを受取る。回路１１と４はそれぞれ、
周波数パルス制御回路１２と出力変調制御回路６によっ
て与えられる信号ＣＩとＣＭによって制御される。制御
回路１２と６は、入力において電気信号Ｅを受取る。
れば、光学部分８は、強度変調器１０に光学的に接続し
ているレーザ発振器９だけを備えている。全体は、従来
のタイプのモジュレータ一体型のレーザで単純に構成す
ることができる。レーザ部分９は、給電回路１１によっ
て与えられた注入電流Ｉを受取る。変調器１０は、給電
回路４の電圧ＶＭを受取る。回路１１と４はそれぞれ、
周波数パルス制御回路１２と出力変調制御回路６によっ
て与えられる信号ＣＩとＣＭによって制御される。制御
回路１２と６は、入力において電気信号Ｅを受取る。
【００４０】前述の実施形態とは反対に、位相の変調は
ここでは、レーザ９の注入電流Ｉに作用しながら行われ
る。この実施形態は、注入電流に応じた可変周波数で振
動するレーザ特性を利用している。最適化された実施形
態においては、レーザは、送信波の出力が大きく変動す
ることのないように、電流のわずかな変化が、十分な周
波数の変化を引き起こすように、設計される。同様に、
好ましくは、最小の“ｃｈｉｒｐ”をもたらすべく設計
された変調器が選択される。
ここでは、レーザ９の注入電流Ｉに作用しながら行われ
る。この実施形態は、注入電流に応じた可変周波数で振
動するレーザ特性を利用している。最適化された実施形
態においては、レーザは、送信波の出力が大きく変動す
ることのないように、電流のわずかな変化が、十分な周
波数の変化を引き起こすように、設計される。同様に、
好ましくは、最小の“ｃｈｉｒｐ”をもたらすべく設計
された変調器が選択される。
【００４１】給電回路１１は、主に、バイアス電流Ｉｐ
の付近で変調可能な電流源を構成する。前述の実施形態
と同じように、給電回路４は、制御回路６によって与え
られた信号ＣＭに応じて変化可能な電圧源である。回路
６は、可変遅延及び低域通過フィルタ機能を組込むこと
ができるフォーマット回路である。
の付近で変調可能な電流源を構成する。前述の実施形態
と同じように、給電回路４は、制御回路６によって与え
られた信号ＣＭに応じて変化可能な電圧源である。回路
６は、可変遅延及び低域通過フィルタ機能を組込むこと
ができるフォーマット回路である。
【００４２】周波数パルス制御回路１２は、図５にさら
に詳しく示されている。これは、孤立した“０”用の周
波数パルス制御チャネル（上部）と、“１”に隣接して
いる孤立していない“０”用の周波数パルス制御チャネ
ル（下部）を備えている。この上部は、周波数分割器１
６が存在しないという違いを除けば、前述の実施形態の
上部と同じである。下部においては、入力信号Ｅと１ビ
ット時間Ｔの遅延信号Ｅを受取るアナログ加算回路１
７、及び、加算回路１７の出力信号Ｘ１と基準信号Ｒｆ
を受取る比較器１８が再び示されている。比較器１８の
直接出力は、第四のアナログ加算回路２１の第一の入力
に接続されている。比較器１８の反転出力は、遅延装置
２２を介して、加算回路２１の第二の入力に接続されて
いる。加算回路２１によって与えられる信号Ｙ１は、可
変遅延装置Ｔ１を介して減衰器１９に接続されている。
減衰器１９は、出力加算回路２０の入力の一つによって
受取られる信号ＣＩ１を与える。この加算回路２０の第
二の入力は、比較器１５によって与えられた信号ＣＩ０
を受取る。また加算回路２０の出力信号は、可変遅延装
置ΔＴに供給され、この装置の出力は周波数パルス制御
信号ＣＩを与える。
に詳しく示されている。これは、孤立した“０”用の周
波数パルス制御チャネル（上部）と、“１”に隣接して
いる孤立していない“０”用の周波数パルス制御チャネ
ル（下部）を備えている。この上部は、周波数分割器１
６が存在しないという違いを除けば、前述の実施形態の
上部と同じである。下部においては、入力信号Ｅと１ビ
ット時間Ｔの遅延信号Ｅを受取るアナログ加算回路１
７、及び、加算回路１７の出力信号Ｘ１と基準信号Ｒｆ
を受取る比較器１８が再び示されている。比較器１８の
直接出力は、第四のアナログ加算回路２１の第一の入力
に接続されている。比較器１８の反転出力は、遅延装置
２２を介して、加算回路２１の第二の入力に接続されて
いる。加算回路２１によって与えられる信号Ｙ１は、可
変遅延装置Ｔ１を介して減衰器１９に接続されている。
減衰器１９は、出力加算回路２０の入力の一つによって
受取られる信号ＣＩ１を与える。この加算回路２０の第
二の入力は、比較器１５によって与えられた信号ＣＩ０
を受取る。また加算回路２０の出力信号は、可変遅延装
置ΔＴに供給され、この装置の出力は周波数パルス制御
信号ＣＩを与える。
【００４３】比較器１５によって与えられた信号ＣＩ０
は、孤立した０が検出されるごとに、１ビット時間Ｔに
等しい時間だけ持続するパルスの形を有している。比較
器の直接出力１８は、孤立していない０が信号Ｅの立ち
下りまたは立ち上り端の前に来るまたは後に来る度に、
状態を変える。装置２２によって行われる遅延は、１ビ
ット時間Ｔより小さく、加算回路２１によって与えられ
た信号Ｙ１は、孤立していない一つの“０”がそれぞ
れ、信号Ｅの立ち下りまたは立ち上り端の次に来るまた
は先に来る度に、交互に正及び負のパルスで形成され
る。前述の実施形態におけるように、遅延Ｔ１とΔＴ
は、信号ＣＭに対して信号ＣＩ０とＣＩ１を同期化する
ことができる。減衰器１９は、信号ＣＩ０のパルスに対
して信号ＣＩ１のパルスを較正する。このように、回路
１２によって与えられた信号ＣＩは、孤立した“０”周
波数パルスが常に同じ符号であるという違いを除けば、
図１のタイミングチャートｄ上に表わされている周波数
ｆのパルスに似た正及び負のパルスの形をとる。この実
施形態においては、符号を交互させることは意味がない
からである。
は、孤立した０が検出されるごとに、１ビット時間Ｔに
等しい時間だけ持続するパルスの形を有している。比較
器の直接出力１８は、孤立していない０が信号Ｅの立ち
下りまたは立ち上り端の前に来るまたは後に来る度に、
状態を変える。装置２２によって行われる遅延は、１ビ
ット時間Ｔより小さく、加算回路２１によって与えられ
た信号Ｙ１は、孤立していない一つの“０”がそれぞ
れ、信号Ｅの立ち下りまたは立ち上り端の次に来るまた
は先に来る度に、交互に正及び負のパルスで形成され
る。前述の実施形態におけるように、遅延Ｔ１とΔＴ
は、信号ＣＭに対して信号ＣＩ０とＣＩ１を同期化する
ことができる。減衰器１９は、信号ＣＩ０のパルスに対
して信号ＣＩ１のパルスを較正する。このように、回路
１２によって与えられた信号ＣＩは、孤立した“０”周
波数パルスが常に同じ符号であるという違いを除けば、
図１のタイミングチャートｄ上に表わされている周波数
ｆのパルスに似た正及び負のパルスの形をとる。この実
施形態においては、符号を交互させることは意味がない
からである。
【００４４】比較として、ビットレート１０Ｇｂｉｔ／
ｓとともに、従来の変調方法ＮＲＺは、伝送距離を１５
０ｋｍ以内に制限するのに対して、本発明の方法では３
００ｋｍまで可能である。
ｓとともに、従来の変調方法ＮＲＺは、伝送距離を１５
０ｋｍ以内に制限するのに対して、本発明の方法では３
００ｋｍまで可能である。
【００４５】このような結果はたとえば、以下の条件に
おいて得られる。
おいて得られる。
【００４６】− ビット時間：１００ｐｓ − 消光率Ｓ１／Ｓ０：１０ − ＰＨ０：１８０° − ＰＨ１：１２０° − 位相シフトの上昇／下降時間：５０から１００ｐｓ − 光の強さの上昇／下降時間 − セル０の中心に対する位相差Δψの瞬間の最大ず
れ：１０ｐｓ もちろん、位相差と消光率を他の値とすることによって
も変調ＮＲＺに対する改良を得ることができる。
れ：１０ｐｓ もちろん、位相差と消光率を他の値とすることによって
も変調ＮＲＺに対する改良を得ることができる。
【００４７】このように、消光率を５から１００までに
変化させた場合、この率がおよそ２０未満である場合に
はより大きな改良が認められることが検証された。更
に、消光率が５から２０までの時、ＰＨＯは好ましく
は、ＰＨ１より大きく、有効なＰＨ０とＰＨ１の値の範
囲は、それぞれ９０°から１８０°と４５°から１８０
°である。
変化させた場合、この率がおよそ２０未満である場合に
はより大きな改良が認められることが検証された。更
に、消光率が５から２０までの時、ＰＨＯは好ましく
は、ＰＨ１より大きく、有効なＰＨ０とＰＨ１の値の範
囲は、それぞれ９０°から１８０°と４５°から１８０
°である。
【図１】本発明による方法を表わすタイミングチャート
を示す図である
を示す図である
【図２】本発明による方法の第一の実施例を示す図であ
る。
る。
【図３】図２の実施形態において使用される電子回路図
である。
である。
【図４】本発明による方法の第二の実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】図４で実施形態において使用される電子回路図
である。
である。
ψ 位相 Ａ2 光波の強さ Ｓ 波 Ｃ１、Ｃ２、Ｃｉ 時間セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/18 10/14 10/135 10/13 10/12 10/28 10/26
Claims (10)
- 【請求項１】 それぞれ連続する時間セル（Ｃ１、Ｃ
２、Ｃｉ）中に含まれる二進データの伝送方法であっ
て、前記データが光学搬送波の強度変調によって得られ
る光信号（Ｓ）の形をとり、前記データを含む各セルの
内部で、第一及び第二の二進データ値がそれぞれ、低
（Ｓ０）レベル及び高（Ｓ１）レベルの平均出力に対応
しており、さらに、前記第二の二進値を含む連続するセ
ルのブロック全体あるいは前記二進値を含む孤立したセ
ルに先行する又は後続する、前記第一の二進値を含む各
セルの内部で、位相シフト（Δψ）が前記搬送波に適用
されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記位相シフト（Δψ）が、前記第一の
二進値を含む各セルの中で系統的には適用されないこと
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 第一の二進値を含む孤立したセル中で行
われる位相シフト（Δψ０）の絶対値（ＰＨ０）が、孤
立していないセル中で行われる位相シフト（Δψ１）の
絶対値（ＰＨ１）より大きいことを特徴とする請求項１
または２に記載の方法。 - 【請求項４】 第一の二進値を含む孤立したセル中で行
われる位相シフト（Δψ０）の絶対値（ＰＨ０）が９０
°から１８０°の間であることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 第一の二進値を含む孤立していないセル
中で行われる位相シフト（Δψ１）の絶対値（ＰＨ１）
が４５°から１８０°の間であることを特徴とする請求
項１から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 第一の二進値を含む孤立したセル中で行
われる位相シフト（Δψ０）の絶対値（ＰＨ０）が１８
０°に近く、第一の二進値を含む孤立していないセル中
で行われる位相シフト（Δψ１）の絶対値（ＰＨ１）が
１２０°に近いことを特徴とする請求項１または２に記
載の方法。 - 【請求項７】 前記位相シフト（Δψ１）が瞬間的なも
のでなく、第二の二進値を含む孤立したセルまたは各々
が第二の二進値を含む連続するセルのブロックの前に来
るまたは後に来る第一の二進値を含む孤立していない各
セルについては、前記位相シフト（Δψ１）が、それぞ
れ、数学的または物理的にあるいはその両方で、負また
は正の周波数パルスに対応していることを特徴とする請
求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 第一の二進値を含む連続する孤立したセ
ル中で行われる位相シフト（Δψ０）が、搬送波の正と
負の周波数パルスに交互に数学的に対応していることを
特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項９】 位相シフト（Δψ０、Δψ１）がセルの
ほぼ中心で行われることを特徴とする請求項１から８の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記低レベルの光の強さ（Ｓ０）に対
する前記高レベルの光の強さ（Ｓ１）の比が２０以上で
あることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9602275A FR2745451B1 (fr) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | Procede de transmission optique de donnees numeriques |
| FR9602275 | 1996-02-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247087A true JPH09247087A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3268994B2 JP3268994B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=9489521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03801697A Expired - Fee Related JP3268994B2 (ja) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | デジタルデータの光学的伝送方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5920416A (ja) |
| EP (1) | EP0792036B1 (ja) |
| JP (1) | JP3268994B2 (ja) |
| CA (1) | CA2198270C (ja) |
| DE (1) | DE69725360T2 (ja) |
| ES (1) | ES2205140T3 (ja) |
| FR (1) | FR2745451B1 (ja) |
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| US6097525A (en) * | 1996-08-16 | 2000-08-01 | Nec Corporation | Method for generating duobinary signal and optical transmitter using the same method |
| US6388786B1 (en) | 1997-08-15 | 2002-05-14 | Nec Corporation | Method for generating duobinary signal and optical transmitter using the same method |
| JP2006287927A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Alcatel | 受動光ネットワークを動作させる方法 |
Families Citing this family (77)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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