JPH10209961A - 多値光伝送方法および装置 - Google Patents
多値光伝送方法および装置Info
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- JPH10209961A JPH10209961A JP9008638A JP863897A JPH10209961A JP H10209961 A JPH10209961 A JP H10209961A JP 9008638 A JP9008638 A JP 9008638A JP 863897 A JP863897 A JP 863897A JP H10209961 A JPH10209961 A JP H10209961A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】３値以上の多値ディジタル光信号を伝送する光
伝送方法および装置において、受信感度を改善し、伝送
距離を拡大することができる多値光伝送方法および装置
を提供する。 【解決手段】非線形回路（１５）を通して予め歪ませた
信号を光変調器（１２）に入力することで光送信機
（１）から送出する多値光信号の各光パワーレベルの増
分を単調増加するように設定し、付加されるノイズの影
響を緩和し、受信感度の向上を図る。
伝送方法および装置において、受信感度を改善し、伝送
距離を拡大することができる多値光伝送方法および装置
を提供する。 【解決手段】非線形回路（１５）を通して予め歪ませた
信号を光変調器（１２）に入力することで光送信機
（１）から送出する多値光信号の各光パワーレベルの増
分を単調増加するように設定し、付加されるノイズの影
響を緩和し、受信感度の向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多値光伝送方法
および装置に関し、特に、受信感度を改善し、伝送距離
を拡大することができる多値光伝送方法および装置に関
する。
および装置に関し、特に、受信感度を改善し、伝送距離
を拡大することができる多値光伝送方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来技術】ディジタル光信号を伝送する光伝送システ
ムにおいては、伝送する信号を３値以上の多値ディジタ
ル光信号とすれば、２値ディジタル光信号を伝送する場
合と比較して、同一の伝送速度でより多くの情報を伝送
することができる。
ムにおいては、伝送する信号を３値以上の多値ディジタ
ル光信号とすれば、２値ディジタル光信号を伝送する場
合と比較して、同一の伝送速度でより多くの情報を伝送
することができる。
【０００３】例えば、３値符号と２値符号によるディジ
タル光信号を比較すれば、同一の伝送速度において、３
値符号は２値符号の１．５倍の情報を伝送することがで
き、光送信機や光受信機をより低速な回路で構成するこ
とができる。
タル光信号を比較すれば、同一の伝送速度において、３
値符号は２値符号の１．５倍の情報を伝送することがで
き、光送信機や光受信機をより低速な回路で構成するこ
とができる。
【０００４】そのため、多値ディジタル光信号を伝送す
る光伝送システムは、ハイビジョン映像等の情報量の多
い信号を伝送する場合に有効である。
る光伝送システムは、ハイビジョン映像等の情報量の多
い信号を伝送する場合に有効である。
【０００５】３値ディジタル信号を伝送する光伝送シス
テムは、光送信機と光受信機および光伝送路で構成さ
れ、光送信機は図９に示す送信光出力波形（アイパター
ン）のように１タイムスロットに低レベルＰ０、中間レ
ベルＰ１、高レベルＰ２の３つのレベルが存在する３値
光信号を光伝送路に出力する。
テムは、光送信機と光受信機および光伝送路で構成さ
れ、光送信機は図９に示す送信光出力波形（アイパター
ン）のように１タイムスロットに低レベルＰ０、中間レ
ベルＰ１、高レベルＰ２の３つのレベルが存在する３値
光信号を光伝送路に出力する。
【０００６】この図９に示すアイパターンは、光送信機
に入力される３値電気信号に基づき、光送信機内の光変
調器で生成される。
に入力される３値電気信号に基づき、光送信機内の光変
調器で生成される。
【０００７】ここで、光変調器の一例としてマッハ・ツ
ェンダ型光変調器を採用した場合のアイパターンの生成
方法を説明をする。図１０は、マッハ・ツェンダ型光変
調器の入出力特性を示した図である。
ェンダ型光変調器を採用した場合のアイパターンの生成
方法を説明をする。図１０は、マッハ・ツェンダ型光変
調器の入出力特性を示した図である。
【０００８】図１０に示すようにマッハ・ツェンダ型光
変調器は印加電圧に対して正弦波状に変化する光を出力
する非線形な入出力特性を有している。このため、入力
される３値電気信号に適当なバイアス電圧を重畳し、比
較的線形性の良い部分を利用して図９に示すような上下
対称なアイパターン（Ｐ２−Ｐ１間の出力レベル差とＰ
１−Ｐ０間の出力レベル差が等しい）を出力する。つま
り、正弦波状に変化する特性の中央（上側のピークと下
側のピークの中間）がバイアス点になるようなバイアス
電圧を３値電気信号に重畳することで上下対称なアイパ
ターンを得ることができる。
変調器は印加電圧に対して正弦波状に変化する光を出力
する非線形な入出力特性を有している。このため、入力
される３値電気信号に適当なバイアス電圧を重畳し、比
較的線形性の良い部分を利用して図９に示すような上下
対称なアイパターン（Ｐ２−Ｐ１間の出力レベル差とＰ
１−Ｐ０間の出力レベル差が等しい）を出力する。つま
り、正弦波状に変化する特性の中央（上側のピークと下
側のピークの中間）がバイアス点になるようなバイアス
電圧を３値電気信号に重畳することで上下対称なアイパ
ターンを得ることができる。
【０００９】光送信機から送出された光信号は、光伝送
路を通して光受信機に伝送される。光伝送路には、光信
号が減衰して劣化するのを防止するために、一定距離毎
に中継器として光増幅器が挿入されている。
路を通して光受信機に伝送される。光伝送路には、光信
号が減衰して劣化するのを防止するために、一定距離毎
に中継器として光増幅器が挿入されている。
【００１０】光受信機では、フォトダイオード等で構成
される光電変換器で入力された光信号を電気信号に変換
し、識別器でＰ１−Ｐ０間、Ｐ２−Ｐ１間のレベル識別
を行い、この識別に基づく３値ディジタル電気信号を出
力する。
される光電変換器で入力された光信号を電気信号に変換
し、識別器でＰ１−Ｐ０間、Ｐ２−Ｐ１間のレベル識別
を行い、この識別に基づく３値ディジタル電気信号を出
力する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、光増幅器は
光パワーレベルに対応したノイズを発生し、低レベルＰ
０、中間レベルＰ１、高レベルＰ２の順で付加されるノ
イズは大きくなっていく。そのため、伝送符号に３値デ
ィジタル信号を採用した光伝送システムでは、特に光増
幅中継伝送に用いた場合、信号光に付加されるノイズの
ため２値ディジタル信号を採用した光伝送システムと比
較して受信感度が大きく劣化し、伝送距離が大幅に短く
なってしまう。
光パワーレベルに対応したノイズを発生し、低レベルＰ
０、中間レベルＰ１、高レベルＰ２の順で付加されるノ
イズは大きくなっていく。そのため、伝送符号に３値デ
ィジタル信号を採用した光伝送システムでは、特に光増
幅中継伝送に用いた場合、信号光に付加されるノイズの
ため２値ディジタル信号を採用した光伝送システムと比
較して受信感度が大きく劣化し、伝送距離が大幅に短く
なってしまう。
【００１２】そこで、この発明は受信感度を改善し、伝
送距離を拡大することができる多値光伝送方法および装
置を提供することを目的とする。
送距離を拡大することができる多値光伝送方法および装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、この発明では、固定波長光源と光変調器を具備す
る光送信機から、光増幅器を具備する伝送路に、１タイ
ムスロットにつきＮ段階の光パワーレベルを有する多値
光信号を送出する多値光伝送方法において、前記多値光
信号は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に光パワーが増
加する信号からなり、かつ前記第１レベル乃至第Ｎレベ
ルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加するように設
定されていることを特徴とする。
ため、この発明では、固定波長光源と光変調器を具備す
る光送信機から、光増幅器を具備する伝送路に、１タイ
ムスロットにつきＮ段階の光パワーレベルを有する多値
光信号を送出する多値光伝送方法において、前記多値光
信号は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に光パワーが増
加する信号からなり、かつ前記第１レベル乃至第Ｎレベ
ルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加するように設
定されていることを特徴とする。
【００１４】ここで、前記多値光信号は、３段階の光パ
ワーレベルを有する３値光信号であるように構成するこ
とができる。
ワーレベルを有する３値光信号であるように構成するこ
とができる。
【００１５】また、前記光パワーレベルの第３レベルと
第２レベルとの差は、該光パワーレベルの第２レベルと
第１レベルとの差より大きいように構成することができ
る。
第２レベルとの差は、該光パワーレベルの第２レベルと
第１レベルとの差より大きいように構成することができ
る。
【００１６】ここで、前記多値光信号は、前記光変調器
の非線形性を利用して生成されるように構成することが
できる。
の非線形性を利用して生成されるように構成することが
できる。
【００１７】また、前記光変調器は、ニオブ酸リチウム
光変調器であるように構成することができる。
光変調器であるように構成することができる。
【００１８】ここで、前記光変調器は、電界吸収型半導
体光変調器であるように構成することができる。
体光変調器であるように構成することができる。
【００１９】また、前記多値光信号は、前記光変調器に
予め非線形回路で歪ませた信号を入力することで生成さ
れるように構成することができる。
予め非線形回路で歪ませた信号を入力することで生成さ
れるように構成することができる。
【００２０】また、この発明では、固定波長光源と光変
調器を具備する光送信機から、光増幅器を具備する伝送
路に、１タイムスロットにつきＮ段階の光パワーレベル
を有する多値光信号を送出する多値光伝送装置におい
て、前記光送信機は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に
光パワーが増加する信号からなり、かつ前記第１レベル
乃至第Ｎレベルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加
するように設定されている前記多値光信号を送出する手
段をさらに具備することを特徴とする。
調器を具備する光送信機から、光増幅器を具備する伝送
路に、１タイムスロットにつきＮ段階の光パワーレベル
を有する多値光信号を送出する多値光伝送装置におい
て、前記光送信機は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に
光パワーが増加する信号からなり、かつ前記第１レベル
乃至第Ｎレベルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加
するように設定されている前記多値光信号を送出する手
段をさらに具備することを特徴とする。
【００２１】ここで、前記多値光信号は、３段階の光パ
ワーレベルを有する３値光信号であるように構成するこ
とができる。
ワーレベルを有する３値光信号であるように構成するこ
とができる。
【００２２】また、前記光パワーレベルの第３レベルと
第２レベルとの差は、該光パワーレベルの第２レベルと
第１レベルとの差より大きいように構成することができ
る。
第２レベルとの差は、該光パワーレベルの第２レベルと
第１レベルとの差より大きいように構成することができ
る。
【００２３】ここで、前記多値光信号は、前記光変調器
の非線形性を利用して生成されるように構成することが
できる。
の非線形性を利用して生成されるように構成することが
できる。
【００２４】また、前記光変調器は、ニオブ酸リチウム
光変調器であるように構成することができる。
光変調器であるように構成することができる。
【００２５】ここで、前記光変調器は、電界吸収型半導
体光変調器であるように構成することができる。
体光変調器であるように構成することができる。
【００２６】また、前記多値光信号は、前記光変調器に
予め非線形回路で歪ませた信号を入力することで生成さ
れるように構成することができる。
予め非線形回路で歪ませた信号を入力することで生成さ
れるように構成することができる。
【００２７】さらに、前記光送信機は、前記非線形回路
をさらに具備するように構成することができる。
をさらに具備するように構成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる多値光伝
送方法および装置の実施の形態を添付図面を参照して詳
細に説明する。
送方法および装置の実施の形態を添付図面を参照して詳
細に説明する。
【００２９】図１はこの発明に係わる多値光伝送方法お
よび装置を採用した３値ディジタル光信号を伝送する光
伝送システムの第１の実施の形態を示す構成図であり、
図２は図１に示す光伝送システムの送信側が出力する送
信光出力波形（アイパターン）を示した図である。
よび装置を採用した３値ディジタル光信号を伝送する光
伝送システムの第１の実施の形態を示す構成図であり、
図２は図１に示す光伝送システムの送信側が出力する送
信光出力波形（アイパターン）を示した図である。
【００３０】図１において、光伝送システムは光送信機
１、入力された２値電気信号を３値電気信号に変換し光
送信機１に出力する３値符号化器２、光伝送路３、光受
信機４、光受信機４から入力される３値電気信号を２値
電気信号に変換して出力する３値復号化器５で構成され
る。
１、入力された２値電気信号を３値電気信号に変換し光
送信機１に出力する３値符号化器２、光伝送路３、光受
信機４、光受信機４から入力される３値電気信号を２値
電気信号に変換して出力する３値復号化器５で構成され
る。
【００３１】ここで、光送信機１は、レーザ光源１１、
光変調器１２、バイアス電圧を発生する直流電圧源１
３、３値符号化器２から入力される３値電気信号の信号
波形を歪ませる非線形回路１５、非線形回路１５の出力
を増幅する駆動用増幅器１４、この駆動用増幅器１４の
出力に直流電圧１３で発生したバイアス電圧を重畳する
電圧加算器１６で構成される。
光変調器１２、バイアス電圧を発生する直流電圧源１
３、３値符号化器２から入力される３値電気信号の信号
波形を歪ませる非線形回路１５、非線形回路１５の出力
を増幅する駆動用増幅器１４、この駆動用増幅器１４の
出力に直流電圧１３で発生したバイアス電圧を重畳する
電圧加算器１６で構成される。
【００３２】また、光伝送路３中には、光増幅器３１
（３１−１乃至３１−Ｎ）が挿入され、光信号の劣化を
防止している。
（３１−１乃至３１−Ｎ）が挿入され、光信号の劣化を
防止している。
【００３３】さらに、光受信機４は光伝送路３を介して
受信した光信号を電気信号に変換する光電変換器４１、
光電変換器４１の出力を増幅する増幅器４２および異な
るしきい値を有する第１の識別器４３、第２の識別器４
４で構成される。
受信した光信号を電気信号に変換する光電変換器４１、
光電変換器４１の出力を増幅する増幅器４２および異な
るしきい値を有する第１の識別器４３、第２の識別器４
４で構成される。
【００３４】次に、この光伝送システムの動作について
説明する。３値符号化器２に入力された２値電気信号は
３値電気信号に変換され、光送信機１に出力される。
説明する。３値符号化器２に入力された２値電気信号は
３値電気信号に変換され、光送信機１に出力される。
【００３５】光送信機１では、入力された３値電気信号
を非線形回路１５で歪ませる。この非線形回路１５で３
値電気信号を歪ませる理由は後述する。非線形回路１５
で歪められた３値電気信号は、駆動用増幅器１４で増幅
された後、電圧加算器１６で直流電圧源１３の発生する
バイアス電圧が重畳され、光変調器１２に出力される。
を非線形回路１５で歪ませる。この非線形回路１５で３
値電気信号を歪ませる理由は後述する。非線形回路１５
で歪められた３値電気信号は、駆動用増幅器１４で増幅
された後、電圧加算器１６で直流電圧源１３の発生する
バイアス電圧が重畳され、光変調器１２に出力される。
【００３６】光変調器１２では入力された３値電気信号
に基づき、レーザ光源１１の発生するレーザ光を変調し
て光伝送路３に送出する。
に基づき、レーザ光源１１の発生するレーザ光を変調し
て光伝送路３に送出する。
【００３７】光伝送路３には、光信号が減衰して劣化す
るのを防止するために、一定距離毎に中継器として光増
幅器３１（３１−１乃至３１ーＮ）が挿入されており、
光伝送路３を通して伝送された光信号は光受信機４で受
信される。
るのを防止するために、一定距離毎に中継器として光増
幅器３１（３１−１乃至３１ーＮ）が挿入されており、
光伝送路３を通して伝送された光信号は光受信機４で受
信される。
【００３８】光受信機４では、フォトダイオード等で構
成される光電変換器４１で入力された３値光信号を３値
電気信号に変換し、増幅器４２で増幅する。そして、第
１の識別器４３でＰ１−Ｐ０間の、第２の識別器４４で
Ｐ２−Ｐ１間のレベル識別を行い、３値ディジタルの電
気信号として、３値復号化器５に出力する。
成される光電変換器４１で入力された３値光信号を３値
電気信号に変換し、増幅器４２で増幅する。そして、第
１の識別器４３でＰ１−Ｐ０間の、第２の識別器４４で
Ｐ２−Ｐ１間のレベル識別を行い、３値ディジタルの電
気信号として、３値復号化器５に出力する。
【００３９】３値復号化器５は、入力された３値電気信
号を２値電気信号に復号して出力する。
号を２値電気信号に復号して出力する。
【００４０】さて、この図１に示す光伝送システムで
は、ノイズの影響による符号誤り率特性の劣化を防止す
るため、光送信機１はアイパターンを図２に示すように
上下非対称にして出力する。
は、ノイズの影響による符号誤り率特性の劣化を防止す
るため、光送信機１はアイパターンを図２に示すように
上下非対称にして出力する。
【００４１】図２に示すアイパターンは、３値符号を用
いているため、１タイムスロットには低レベルＰ０、中
間レベルＰ１、高レベルＰ２の３つのレベルが存在す
る。
いているため、１タイムスロットには低レベルＰ０、中
間レベルＰ１、高レベルＰ２の３つのレベルが存在す
る。
【００４２】ここで、各レベルの光パワーの差を振幅Ａ
１＝Ｐ１−Ｐ０、Ａ２＝Ｐ２−Ｐ１、これらの振幅比を
ａ＝Ａ２／Ａ１としてａを変化させたときの受信感度を
図３に示す。
１＝Ｐ１−Ｐ０、Ａ２＝Ｐ２−Ｐ１、これらの振幅比を
ａ＝Ａ２／Ａ１としてａを変化させたときの受信感度を
図３に示す。
【００４３】図３から受信感度はａ＝１（光出力波形が
上下対称）の場合よりもａ＝２の場合の方が良いことが
わかる。また、ａ＝４の場合よりもａ＝３の場合の方が
受信感度が良いことからａ＝２〜３のときに受信感度が
最良となることがわかる。
上下対称）の場合よりもａ＝２の場合の方が良いことが
わかる。また、ａ＝４の場合よりもａ＝３の場合の方が
受信感度が良いことからａ＝２〜３のときに受信感度が
最良となることがわかる。
【００４４】このような結果になるのは、光増幅器３１
−１〜３１−Ｎにおいて光信号に付加されるノイズが光
パワーに応じて大きくなることが原因である（図２参
照）。
−１〜３１−Ｎにおいて光信号に付加されるノイズが光
パワーに応じて大きくなることが原因である（図２参
照）。
【００４５】つまり、低レベルＰ０は光パワーがほとん
ど零に近いため、付加されるノイズは僅かであるので、
振幅比ａを大きくし、アイパターンの上側（Ａ２側）の
アイ開口を下側（Ａ１側）に比べて大きくすることで、
ノイズによる悪影響を緩和することができるからであ
る。
ど零に近いため、付加されるノイズは僅かであるので、
振幅比ａを大きくし、アイパターンの上側（Ａ２側）の
アイ開口を下側（Ａ１側）に比べて大きくすることで、
ノイズによる悪影響を緩和することができるからであ
る。
【００４６】また、振幅比ａを大きくし過ぎると、３値
光信号のＰ１−Ｐ０間の識別が困難になるため、ノイズ
による符号誤り率よりも光信号自体の符号誤り率が高く
なることになる。
光信号のＰ１−Ｐ０間の識別が困難になるため、ノイズ
による符号誤り率よりも光信号自体の符号誤り率が高く
なることになる。
【００４７】上下非対称のアイパターンは、３値符号化
器２から出力される信号を光変調器１２に入力する前
に、非線形回路１５を通して歪ませて生成する。この場
合は、光変調器１２に線形性の良い光変調器を採用する
か、非線形性を有する光変調器を採用した場合にも比較
的線形性の良い部分を使用することになる。
器２から出力される信号を光変調器１２に入力する前
に、非線形回路１５を通して歪ませて生成する。この場
合は、光変調器１２に線形性の良い光変調器を採用する
か、非線形性を有する光変調器を採用した場合にも比較
的線形性の良い部分を使用することになる。
【００４８】図４は非線形回路１５の一実施例を示した
図である。
図である。
【００４９】図４において、非線形回路１５はダイオー
ド１５１、信号入力端子１５２、信号出力端子１５３、
バイアス電圧入力端子１５４、コンデンサ１５５、抵抗
１５６および１５７で構成される。
ド１５１、信号入力端子１５２、信号出力端子１５３、
バイアス電圧入力端子１５４、コンデンサ１５５、抵抗
１５６および１５７で構成される。
【００５０】この非線形回路１５は、ダイオード１５１
の非線形性を利用して入力信号波形を歪ませて出力する
回路である。
の非線形性を利用して入力信号波形を歪ませて出力する
回路である。
【００５１】ダイオード１５１は、図５に示すような非
線形な電流電圧特性を有しているため、印加電圧に対す
る電流は非線形となる。したがって、入力信号に対して
これを歪ませた信号が出力されるため、図示しない直流
電圧源がバイアス電圧入力端子１５４に印加するバイア
ス電圧を適当な値に設定すれば上下非対称で上側のアイ
開口の大きい３値電気信号が出力され、この信号を光変
調器１２に入力することで、上下非対称で上側のアイ開
口の大きい光出力波形が得られる。
線形な電流電圧特性を有しているため、印加電圧に対す
る電流は非線形となる。したがって、入力信号に対して
これを歪ませた信号が出力されるため、図示しない直流
電圧源がバイアス電圧入力端子１５４に印加するバイア
ス電圧を適当な値に設定すれば上下非対称で上側のアイ
開口の大きい３値電気信号が出力され、この信号を光変
調器１２に入力することで、上下非対称で上側のアイ開
口の大きい光出力波形が得られる。
【００５２】この図４に示す非線形回路は一例であり、
どのような構成の非線形回路を用いても良いことは言う
までもない。
どのような構成の非線形回路を用いても良いことは言う
までもない。
【００５３】図６はこの発明に係わる多値光伝送方法お
よび装置を採用した３値ディジタル光信号を伝送する光
伝送システムの第２の実施の形態を示す構成図である。
よび装置を採用した３値ディジタル光信号を伝送する光
伝送システムの第２の実施の形態を示す構成図である。
【００５４】図６において、光伝送システムは光送信機
１、３値符号化器２、光伝送路３、光受信機４、３値復
号化器５で構成される。
１、３値符号化器２、光伝送路３、光受信機４、３値復
号化器５で構成される。
【００５５】光送信機１は、レーザ光源１１、光変調器
１２、光変調器１２にバイアス電圧を与える直流電圧源
１３、光変調器１２の駆動用増幅器１４、電圧加算器１
６で構成される。
１２、光変調器１２にバイアス電圧を与える直流電圧源
１３、光変調器１２の駆動用増幅器１４、電圧加算器１
６で構成される。
【００５６】この図６に示す光伝送システムにおいて
も、送信機１は図２に示す上下非対称のアイパターンの
光信号を送出する。この光伝送システムが上述の光伝送
システム（図１参照）と異なるのは、上下非対称のアイ
パターンの光信号を生成する方法である。
も、送信機１は図２に示す上下非対称のアイパターンの
光信号を送出する。この光伝送システムが上述の光伝送
システム（図１参照）と異なるのは、上下非対称のアイ
パターンの光信号を生成する方法である。
【００５７】図６に示す光伝送システムでは、光信号の
生成に非線形回路（１５：図１参照）を使用せずに、直
流電圧源１３で発生するバイアス電圧を適当な値に設定
することにより、光変調器１２で上下非対称のアイパタ
ーンの光信号を生成する。
生成に非線形回路（１５：図１参照）を使用せずに、直
流電圧源１３で発生するバイアス電圧を適当な値に設定
することにより、光変調器１２で上下非対称のアイパタ
ーンの光信号を生成する。
【００５８】光変調器１２は非線形性を有する光変調器
であり、光送信機１は光変調器１２の非線形性を利用し
て上下非対称のアイパターンを送出する。
であり、光送信機１は光変調器１２の非線形性を利用し
て上下非対称のアイパターンを送出する。
【００５９】また、光受信機４と光伝送路３は図１に示
した実施例と同様の構成であるためここでの説明は省略
する。
した実施例と同様の構成であるためここでの説明は省略
する。
【００６０】ここで、非線形性を有する光変調器１２の
一例として、まずニオブ酸リチウム結晶を用いたマッハ
・ツェンダ型光変調器を採用した場合の説明をする。
一例として、まずニオブ酸リチウム結晶を用いたマッハ
・ツェンダ型光変調器を採用した場合の説明をする。
【００６１】図７は、マッハ・ツェンダ型光変調器の入
出力特性を示した図であり、従来例の説明で使用した図
１０に対応する。
出力特性を示した図であり、従来例の説明で使用した図
１０に対応する。
【００６２】図７に示すように、マッハ・ツェンダ型光
変調器の光出力（光透過率）は印加電圧に対して、正弦
波状に変化する。この光変調器に直流バイアス電圧を重
畳させた上下対称の３値電気信号を入力すると、得られ
る３値光信号は光変調器の非線形性のため、直流バイア
ス電圧によって波形が変化する。
変調器の光出力（光透過率）は印加電圧に対して、正弦
波状に変化する。この光変調器に直流バイアス電圧を重
畳させた上下対称の３値電気信号を入力すると、得られ
る３値光信号は光変調器の非線形性のため、直流バイア
ス電圧によって波形が変化する。
【００６３】例えば、バイアス点を正弦波の中央（上側
のピークと下側のピークの中間）に設定した場合、光出
力波形は図１０に示すように上下対称となる。
のピークと下側のピークの中間）に設定した場合、光出
力波形は図１０に示すように上下対称となる。
【００６４】一方、バイアス点を正弦波の中央よりも下
側に設定した場合、図７に示すように上下非対称で上側
のアイ開口の大きい光出力波形が得られる。
側に設定した場合、図７に示すように上下非対称で上側
のアイ開口の大きい光出力波形が得られる。
【００６５】このように、３値電気信号に重畳する直流
バイアス電圧を変化させることで、つまり、直流電圧源
１３を変化させることで、光信号の振幅比ａを任意の値
に設定することができる。
バイアス電圧を変化させることで、つまり、直流電圧源
１３を変化させることで、光信号の振幅比ａを任意の値
に設定することができる。
【００６６】したがって、図６に示す送信機１では、出
力する３値光信号の振幅比ａが最適な値（ａ＝２〜３）
になるように３値符号化器２から入力される３値電気信
号に駆動用増幅器１４で直流電圧源１３が発生する所定
の電圧を加えて、光変調器１２に入力する。光変調器１
２は、図７に示すように入力された電気信号に基づき、
レーザ光源１１の発生するレーザ光を変調して上下非対
称のアイパターンとなる３値光信号を光伝送路３に送出
する。
力する３値光信号の振幅比ａが最適な値（ａ＝２〜３）
になるように３値符号化器２から入力される３値電気信
号に駆動用増幅器１４で直流電圧源１３が発生する所定
の電圧を加えて、光変調器１２に入力する。光変調器１
２は、図７に示すように入力された電気信号に基づき、
レーザ光源１１の発生するレーザ光を変調して上下非対
称のアイパターンとなる３値光信号を光伝送路３に送出
する。
【００６７】次に、光変調器１２に採用する光変調器の
別の一例として、電界吸収型半導体光変調器を採用する
場合の説明をする。
別の一例として、電界吸収型半導体光変調器を採用する
場合の説明をする。
【００６８】図８は、電界吸収型半導体光変調器の入出
力特性を示した図である。
力特性を示した図である。
【００６９】図８に示すように、電界吸収型半導体光変
調器は入力電圧に対して、光出力は指数関数状に変化す
る。この電界吸収型半導体光変調器に直流バイアス電圧
を重畳させた上下対称の駆動信号電気波形を入力する
と、得られる光信号は光変調器の非線形性のため、直流
バイアス電圧によって波形が変化する。
調器は入力電圧に対して、光出力は指数関数状に変化す
る。この電界吸収型半導体光変調器に直流バイアス電圧
を重畳させた上下対称の駆動信号電気波形を入力する
と、得られる光信号は光変調器の非線形性のため、直流
バイアス電圧によって波形が変化する。
【００７０】したがって、駆動信号電気波形に重畳する
直流バイアス電圧を適当に選択することによって上下非
対称で上側のアイ開口の大きい光出力波形が得られる。
直流バイアス電圧を適当に選択することによって上下非
対称で上側のアイ開口の大きい光出力波形が得られる。
【００７１】光変調器１２に電界吸収型半導体光変調器
を採用した場合には、マッハ・ツェンダ型光変調器を採
用した場合と比較して、直流電圧源１３が発生するバイ
アス電圧が異なるだけで、光送信機１の動作は同じであ
る。
を採用した場合には、マッハ・ツェンダ型光変調器を採
用した場合と比較して、直流電圧源１３が発生するバイ
アス電圧が異なるだけで、光送信機１の動作は同じであ
る。
【００７２】尚、上記各実施の形態では、この発明に係
わる多値光伝送方法および装置として、３値光伝送方法
および装置の説明を行ったが、４値以上の多値光伝送方
法および装置も同様に各光パワーレベルの増分が単調増
加するように設定した光信号を利用することで、受信感
度を改善し、伝送距離を拡大することができる。
わる多値光伝送方法および装置として、３値光伝送方法
および装置の説明を行ったが、４値以上の多値光伝送方
法および装置も同様に各光パワーレベルの増分が単調増
加するように設定した光信号を利用することで、受信感
度を改善し、伝送距離を拡大することができる。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
３値以上の多値ディジタル光信号を伝送する多値光伝送
方法および装置において、光送信機が各光パワーレベル
の増分が単調増加するように設定した光信号、特に３値
光信号にあっては高レベルと中間レベルの差を中間レベ
ルと低レベルの差の２〜３倍程度に設定した光信号を送
出することにより、ノイズの影響を緩和し受信感度を改
善することができ、光信号の伝送距離を拡大することが
できる。
３値以上の多値ディジタル光信号を伝送する多値光伝送
方法および装置において、光送信機が各光パワーレベル
の増分が単調増加するように設定した光信号、特に３値
光信号にあっては高レベルと中間レベルの差を中間レベ
ルと低レベルの差の２〜３倍程度に設定した光信号を送
出することにより、ノイズの影響を緩和し受信感度を改
善することができ、光信号の伝送距離を拡大することが
できる。
【図１】この発明に係わる多値光伝送方法および装置を
採用した３値ディジタル光信号を伝送する光伝送システ
ムの第１の実施の形態を示す構成図。
採用した３値ディジタル光信号を伝送する光伝送システ
ムの第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】光伝送システムの送信側が出力する送信光出力
波形（アイパターン）を示した図。
波形（アイパターン）を示した図。
【図３】各レベルの光パワーの差を変化させたときの受
信感度を示した図。
信感度を示した図。
【図４】非線形回路の一実施例を示した図。
【図５】図４に示した非線形回路のダイオードの電圧電
流特性およびバイアス電圧設定の一例を示した図。
流特性およびバイアス電圧設定の一例を示した図。
【図６】この発明に係わる多値光伝送方法および装置を
採用した３値ディジタル光信号を伝送する光伝送システ
ムの第２の実施の形態を示す構成図。
採用した３値ディジタル光信号を伝送する光伝送システ
ムの第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】マッハ・ツェンダ型光変調器の入出力特性およ
びバイアス電圧設定の一例を示した図。
びバイアス電圧設定の一例を示した図。
【図８】電界吸収型半導体光変調器の入出力特性および
バイアス電圧設定の一例を示した図。
バイアス電圧設定の一例を示した図。
【図９】従来の光伝送システムの送信側が出力する送信
光出力波形（アイパターン）を示した図。
光出力波形（アイパターン）を示した図。
【図１０】マッハ・ツェンダ型光変調器の入出力特性お
よび従来のバイアス電圧を示した図。
よび従来のバイアス電圧を示した図。
１ 光送信機 ２ ３値符号化器 ３ 光伝送路 ４ 光受信機 ５ ３値復号化器 １１ レーザ光源 １２ 光変調器 １３ 直流電圧源 １４ 駆動用増幅器 １５ 非線形回路 １６ 電圧加算器 ３１−１、３１−２、３１−Ｎ 光増幅器 ４１ 光電変換器 ４２ 増幅器 ４３ 第１の識別器 ４４ 第２の識別器 １５１ ダイオード １５２ 信号入力端子 １５３ 信号出力端子 １５４ バイアス電圧入力端子 １５５ コンデンサ １５６、１５７ 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/06 10/02 10/18 10/28 10/26 10/14
Claims (15)
- 【請求項１】 固定波長光源と光変調器を具備する光送
信機から、光増幅器を具備する伝送路に、１タイムスロ
ットにつきＮ段階の光パワーレベルを有する多値光信号
を送出する多値光伝送方法において、 前記多値光信号は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に光
パワーが増加する信号からなり、かつ前記第１レベル乃
至第Ｎレベルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加す
るように設定されていることを特徴とする多値光伝送方
法。 - 【請求項２】 前記多値光信号は、 ３段階の光パワーレベルを有する３値光信号であること
を特徴とする請求項１記載の多値光伝送方法。 - 【請求項３】 前記光パワーレベルの第３レベルと第２
レベルとの差は、 該光パワーレベルの第２レベルと第１レベルとの差より
大きいことを特徴とする請求項２記載の多値光伝送方
法。 - 【請求項４】 前記多値光信号は、 前記光変調器の非線形性を利用して生成されることを特
徴とする請求項１または２記載の多値光伝送方法。 - 【請求項５】 前記光変調器は、 ニオブ酸リチウム光変調器であることを特徴とする請求
項４記載の多値光伝送方法。 - 【請求項６】 前記光変調器は、 電界吸収型半導体光変調器であることを特徴とする請求
項４記載の多値光伝送方法。 - 【請求項７】 前記多値光信号は、 前記光変調器に予め非線形回路で歪ませた信号を入力す
ることで生成されることを特徴とする請求項１または２
記載の多値光伝送方法。 - 【請求項８】 固定波長光源と光変調器を具備する光送
信機から、光増幅器を具備する伝送路に、１タイムスロ
ットにつきＮ段階の光パワーレベルを有する多値光信号
を送出する多値光伝送装置において、 前記光送信機は、第１レベル乃至第Ｎレベルの順に光パ
ワーが増加する信号からなり、かつ前記第１レベル乃至
第Ｎレベルのそれぞれの光パワーの増分が単調増加する
ように設定されている前記多値光信号を送出する手段を
さらに具備することを特徴とする多値光伝送装置。 - 【請求項９】 前記多値光信号は、 ３段階の光パワーレベルを有する３値光信号であること
を特徴とする請求項８記載の多値光伝送装置。 - 【請求項１０】 前記光パワーレベルの第３レベルと第
２レベルとの差は、 該光パワーレベルの第２レベルと第１レベルとの差より
大きいことを特徴とする請求項９記載の多値光伝送装
置。 - 【請求項１１】 前記多値光信号は、 前記光変調器の非線形性を利用して生成されることを特
徴とする請求項８または９記載の多値光伝送装置。 - 【請求項１２】 前記光変調器は、 ニオブ酸リチウム光変調器であることを特徴とする請求
項１１記載の多値光伝送装置。 - 【請求項１３】 前記光変調器は、 電界吸収型半導体光変調器であることを特徴とする請求
項１１記載の多値光伝送装置。 - 【請求項１４】 前記多値光信号は、 前記光変調器に予め非線形回路で歪ませた信号を入力す
ることで生成されることを特徴とする請求項８または９
記載の多値光伝送装置。 - 【請求項１５】 前記光送信機は、 前記非線形回路をさらに具備することを特徴とする請求
項１４記載の多値光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008638A JPH10209961A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 多値光伝送方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008638A JPH10209961A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 多値光伝送方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209961A true JPH10209961A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11698504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008638A Pending JPH10209961A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 多値光伝送方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209961A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6744546B2 (en) | 2001-12-27 | 2004-06-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Multilevel light-intensity modulating circuit |
| EP2903187A1 (en) | 2014-02-03 | 2015-08-05 | Fujitsu Limited | Multilevel intensity modulation and demodulation system and method |
| JP2015172681A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 住友電気工業株式会社 | 光変調器駆動回路 |
| JP2017212683A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9008638A patent/JPH10209961A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6744546B2 (en) | 2001-12-27 | 2004-06-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Multilevel light-intensity modulating circuit |
| EP2903187A1 (en) | 2014-02-03 | 2015-08-05 | Fujitsu Limited | Multilevel intensity modulation and demodulation system and method |
| JP2015146535A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 富士通株式会社 | 多値強度変復調システムおよび方法 |
| US9467229B2 (en) | 2014-02-03 | 2016-10-11 | Fujitsu Limited | Multilevel intensity modulation and demodulation system and method |
| JP2015172681A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 住友電気工業株式会社 | 光変調器駆動回路 |
| JP2017212683A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法 |
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