JPH10512124A - 歪み補正用の近インコヒーレント処理を用いた光システム - Google Patents

歪み補正用の近インコヒーレント処理を用いた光システム

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JPH10512124A JP8523713A JP52371396A JPH10512124A JP H10512124 A JPH10512124 A JP H10512124A JP 8523713 A JP8523713 A JP 8523713A JP 52371396 A JP52371396 A JP 52371396A JP H10512124 A JPH10512124 A JP H10512124A
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Abstract

(57)【要約】 光ファイバー・システムにおける非線形性歪みを補正するシステムであって、マッハ-ツェンダー等の干渉計変調器によって提供される光変調での通信システムを含む。本発明は、誤差相殺情報を含む補正信号の付加を含む。その付加的な補正信号光ビームは、位相または周波数変調器を用いて、周波数シフトされるかまたは位相スクランブル化される。これは、対象とする信号帯域幅内での補正光信号の非干渉性または疑似非干渉性での付加を保証する。また、本システムはたった1つの光源を要求するものであり、波長とは独立させることができ、アクティブ・サーボ装置で容易に最適化させる。更に、本発明によって提供されるシステムは、普通の単一モード・ファイバーを用いて、その高度な補正とリンク長から独立性との故に先行技術を凌ぐ改善をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 歪み補正用の近インコヒーレント処理を用いた光システム 技術分野 本発明は、一般的にはファイバー光通信システムにおける非線形歪みを補正す るシステムに関し、より詳細には、光変調器を用いると共に光ファイバー・ケー ブルに補正信号を付加する光ネットワークに関する。 発明の背景 通信分野や他の応用分野における広範なダイナミックレンジを有する光ファイ バー・リンク応用に電気光学変調器を使用することは、それらの装置の非線形性 によって妨げられてきた。アナログ・リンクのワークホース(働き者)であるマ ッハ-ツェンダー変調器は、その動作における干渉計的性質のため、固有の非線 形性を有している。これら装置の線形化は殆どの需要応用分野で必要となってき ている。広範なダイナミックレンジの応用のための電気光学変調器の線形化は多 くの形態を採ってきた。 基本的に、研究されてきている線形化には2つの階級がある。第1の階級は、 変調器へ信号を供給する前に第3次の歪みを電子的に補正する電子的前置歪みを 有する装置を含むものである。このアプローチは、より高次の非線形性が生ずる 非常に大きな信号応用分野にわたって適量の補正を維持するその容量において制 限がある。更に、殆どの応用分野で要求される安定性に関して欠如があり、電子 前置歪みを組み込む装置は製造が難しい。 制限された基礎の下に研究されてきた他のアプローチは、高性能で、高周波R F増幅器の設計に多年に亙って使用されている古典的なフィード-フォワード( 前送り)技法に基づく。このアプローチにおいて、非線形素子は変調器であり、 供給されたRF信号によって直接駆動されている。次いで、この非線形素子の出 力はその入力と電気的に比較されて、誤差信号が生成される。誤差信号は、その 非 線形素子に対する入力と該非線形素子の出力との間の単なる差である。次いで、 この誤差信号は増幅され、前送りされ、その第1非線形素子の出力と組み合わさ れる。誤差信号の振幅および位相とその素子の原出力とを符合させて、該誤差信 号の充分な相殺を保証すべく、注意を払わなくてはならない。 波長に関して独立しかつ単一光源の使用が可能である光ファイバー通信ネット ワークにおける高調波歪みを補正するシステムが望まれるところである。本シス テムは、こうした発明に関する。 発明の概要 本発明の目的は、単一レーザ源を有する光ファイバー通信におけるフィード- フォワード(前送り)補正装置によって、非線形歪みを補正する装置を提供する ことにある。 本発明の他の目的は、選択された無線周波数帯域内で疑似干渉信号なしで、安 定フィード-フォワード補正が達成されるように、光位相変更装置によって光信 号のコヒーレンス(可干渉性)を変える、上記のタイプの装置を提供することに ある。 本発明の更なる目的は、位相変更装置が光信号の光位相差の時間依存正弦波( または複数の正弦波の組み合わせ)変動を利用する、上記のタイプの装置を提供 することにある。 本発明の更なる目的は、位相変更装置が干渉項または無線周波数帯外のノイズ を生成する、上記のタイプの装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、主光信号と補正光信号との組み合わせにおける干渉を軽 減すべく、制限された時間的コヒーレンス内でのソースの光学的遅延によって特 徴付けられる、上記のタイプの装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、主光信号と補正光信号のための偏光の直交状態によって 特徴付けられる、上記のタイプの装置を提供することにある。 本発明の更なる他の目的は、フィード-フォワード・ネットワークの最適化が 光学素子および電気素子のパラメータ制御を介して達成される、上記のタイプの 装置を提供することにある。 本発明によれば、データ転送周波数帯域内でデータ信号を伝送する光システム における非線形性を補償するシステムは、可干渉性主光ビームを提供する光源と 、前記光ビームを受取って第1および第2分割光ビームを提供するビーム・スプ リッターと、前記データ転送周波数信号帯域を含む周波数スペクトルの無線周波 数(RF)変調信号を生成する周波数発生器とを備える。前記RF変調信号の参 照部分を抽出するRF信号タップと、前記RF変調信号を受取り、前記第1分割 光ビームを変調して、変調されかつ歪まされた光成分を有する変調済み主光ビー ムを出力する主変調器とが設けられている。疑似非干渉性補償装置は、前記デー タ周波数信号帯域内で前記主光ビームと非干渉性の合成光ビームを生成する機構 を含み、前記主光ビームと合成光ビームとが組合せられた際に、前記データ転送 周波数帯域内で、これら主光ビームと合成光ビームとの間に光学的干渉が何等生 じないように為す。また、前記RF信号と前記主光ビームの歪み部分との間の差 を表示する誤差信号を生成する生成機構も設けられている。補償変調器は前記誤 差信号を受取り、前記第2分割光ビームを変調して、変調済み補償光ビームを出 力する。光学的組合わせ器は、前記主光ビームと合成光ビームとを受取り、そこ から補償済み出力ビームを提供する。 図面の簡単な説明 図1は、非線形歪みを補正する公知の光システムの簡略化された概略模式図で ある。 図2は、本発明により提供される、非線形歪みを光学的に補正するシステムの 簡略化された概略模式図である。 図3は、図2のシステムによって補償された信号を含む変調済み光信号のグラ フ表示である。 図4は、複合三重ビート測定量を示す変調済み光信号のグラフ表示である。 図5は、位相遅延を利用した、本発明の第1の代替実施形態の簡略化された概 略模式図である。 図6は、偏光の直交状態を利用した、本発明の第2の代替実施形態の簡略化さ れた概略模式図である。 図7は、フィード-フォワード・パラメータのディザー・サーボ制御を利用し た、本発明の他の代替実施形態の簡略化された概略模式図である。 図8は、主変調器に付加されたパイロット・トーンによってのディザー・サー ボ制御を利用した、本発明の更なる他の代替実施形態の簡略化された概略模式図 である。 図9は、相対的な信号利得のアクティブ制御を利用した、本発明の他の代替実 施形態の簡略化された概略模式図である。 図10は、2つの出力ビームを生成する本発明の他の代替実施形態の簡略化さ れた概略模式図である。 好適な実施形態の説明 光ファイバー・リンクにおいて、高調波歪みの補正は図1に示されるものと同 様の公知システムを用いることによって達成可能である。このシステム10にお いて、レーザ12は変調器16に提供するための光信号14を生成する。無線周 波信号発生器18はRF(無線周波)信号を線路20を介して変調器に提供する 一方、その一部が誤差信号生成用のため線路22上に取り出される。RF信号の この取り出し部分は、線路24上のピックオフ信号と組合わせられる。このピッ クオフ信号は、変調器の出力側における光タップ28に接続された検出器26に よって初期的に作成され、次いで増幅器29で増幅される。無線周波信号発生器 によって生成される信号のRFスペクトル内容の表示は、位相プロット30で描 写されており、変調済み光信号の位相は位相プロット32で示されている。これ らのプロットにおいて、位相は上向きの矢印によって示されている。 この光信号の組合わせは、その結果が、変調器における任意の誤差を補正する に必要とされる正確な信号となるように実行される。次いで、線路34上の誤差 補正信号はレーザ・ダイオード36を駆動すべく使用され、該レーザ・ダイオー ドが誤差情報を搬送する符合38で示される光信号を作り出すことになる。相対 的な位相が下向き矢印プロット40によって示されているレーザ・ダイオードの 出力は、次いで光タップ42を用いることで原変調器によって提供された変調済 み光信号と組合される。その結果としてファイバー上に提供される出力信号44 は誤差信号を伴って伝搬する原変調器出力である。この光ファイバーの端部にお ける検出器(不図示)で、これら2つの信号は光電流に変換されて加算され、そ れによって、変調器からの原信号と誤差信号との所望の合計がもたらされる。結 果としての合計は、理想的には、原RF入力に類似の信号と成るべきである。 この遂行には幾つかの欠点がある。その第1のものは、変調器に用いられてい るCW(連続波)レーザ源とレーザ・ダイオードとでは異なる波長であるという 事実である。波長に関するこの相違は通常大きく、今日用いられている標準的な 単一モード・ファイバーの散乱のため、これら2つの信号は厳密に同一速度でフ ァイバー上を伝搬しない。速度に関するこの相違は、それらがファイバー上を伝 搬するに連れ、誤差と信号との間の位相剪断にとって代られる。約5〜10km の伝搬後、このシステムでは変調器の非線形歪みを一般に必要とされる程度(2 0dB)まで補正することができない。これらを厳密に同一波長で生成させ得る ことが考えられるが、それは実際的ではない。 この問題に対する解決策は、一方が主変調器用であり、他方が光誤差信号を発 生すべく用いられる変調器用である2方向に分割された同一レーザ源を使用する ことである。この構成において、図1のシステムにおけるレーザ・ダイオードは 、主変調器と同様の変調器で単純に置き換えられている。これが容認できるのは 、最終的な光カプラーで、主光信号と誤差信号とが光学的分域で可干渉的に加算 され、システム10には存在しない交差項を作り出すという事実がなければの場 合である。この交差項は2つの光信号の相対的な位相に極端に敏感である。1つ の解決策は、それら2つのビームの光位相を正確に制御することによって行なわ れるが、こうした制御は必要な程度まで達成することは非常に難しい。 ここで図2で参照されるように、本発明により提供される、組合されたビーム の可干渉性効果を軽減する単一波長のフィード-フォワードの空間配列を有する システム45が示されている。本発明は、本質的には、システムのレーザ・ビー ムの一部から同一物のを合成することによって、第2の光ビーム源を具備したシ ステムを提供するものである。合成光ビームの主な要件は、システムのレーザ・ ビームと組合された際、結果としてのビームが対象とする帯域内の周波数で混信 (干渉)を起こさない、即ち、複数ビームが疑似非干渉性であることである。本 発明の幾つかの実施形態が以下に詳述されるが、それら実施形態では主ビームと 合成“誤差”ビームとの光位相を巧みに操作して、光システム全体の必要とされ る周波数特性内で有害なスプリアス(疑似)干渉項を何等伴わない疑似非可干渉 性の組合わせビームを作り出す。これら実施形態で使用される技術は、周波数シ フト偏光回転および時間遅延を含む。非線形歪みのフィード-フォワード式補正 は単一レーザ源で実現される。 システム45は主光回路46と補正光回路47とに分割可能である。主光回路 は、光搬送波として機能する光ビーム50を提供するレーザ48を含む。“主” 変調器である第1の変調器52がある一方、第2の“誤差補正”またはフィード -フォワード変調器54も設けられている。無線周波数発生器56は主変調器に 向かって線路58上にRF信号を提供する一方、そのRF信号の一部はタップ6 0で取り出され又は抽出されて、遅延・等化回路62に提供され、そこからの出 力は信号組合わせ器63に提供される。 また、レーザ・ビームの一部も光分配器64によって抽出され、その抽出光ビ ームが補正変調器の入力へ提供される。主変調済み光ビームの一部も取り出され 、光検出器65によって検出され、増幅器66で増幅され、先ずは遅延・等化回 路68に提供されてから、組合わせ器の第2入力ポートへ向かう。主変調器の出 力とそこへの入力との間の差信号は、増幅器69で増幅され、補正変調器へ向け て線路70上に供給される。次いで、主変調器と補正変調器とからの2つの光ビ ームは、最終光カプラー72で結合されて、非線形歪み生成物の相殺(取消し) を達成されるようにする。 こうした光ビーム間の干渉から生ずる問題は、主位相変調器によって課せられ る光位相差を適切に変更することによって、対象とする周波数帯域において軽減 させることができる。図2のフィード-フォワード式の実施形態において、誤差 信号は公知の方法で生成されて、その誤差の光学的バージョンを発生する補正変 調器へ供給される。留意されることは、最終光カプラーに到達する光ビームは、 RFおよび光分域においてコヒーレント(可干渉性)である。本発明の場合、こ れらのフィールドにおける光学的可干渉性は、補正変調器に提供される前の抽出 光ビームを受ける位相変調器74によって変えられる。抽出ビームの位相は変更 さ れて、位相変調信号発生器76によって提供される2GHzトーン等のシングル ・トーン一定振幅信号を使用して、ビームを帯域外に移動する。光学的フィール ドの可干渉性の変質は、所望の帯域幅内の任意の周波数において最終光カプラー での2ビーム間に光学的干渉が何等生じないように為される。 本発明を考察するための、決して唯一の方法ではない、最も単純な方法は、位 相変調器の代りに周波数シフト素子を利用するか、またはここでの目的に合致す る位相変調器の同等物を利用することである。周波数シフト素子の例としては、 音響光学装置または同一の目的を達成する複雑な集積光回路を含むことができる であろう。もし誤差変調器に入る光信号(搬送波)が主変調器に入る搬送波に対 してオフセットした周波数を有すれば、出力カプラーでの光ビーム間の結果とし ての干渉はこのオフセットと同等の周波数で生じるであろう。光ファイバー・ケ ーブルの末端に配置された検出器内における結果としての光電流は、例えば、誤 差信号および主信号の2つの信号と、その周波数オフセットに関する干渉項とを 含むものとなろう。これは以下のように表わすことができる。 Iout=S2Main+S2Error+F(SMain×SError)・・・・・・・数式1 ここで、Ioutは検出器内の光電流であり、SMainおよびSErrorはそれぞれ主変 調器および誤差変調器からの光学的フィールドでの振幅であり、Fはその独立変 数で表現されている積の関数である。この関数F内において、干渉交差項が復元 されている。しかしながら上述したように、関数Fで表わされる信号の周波数内 容は周波数オフセットに関して中心に置かれ、対象とする帯域外にある。 図2に示される実施形態において、位相変調器が使用され、光搬送波を帯域幅 の2倍以上の周波数に周波数シフトするのに効果的である。更に、もし位相変調 器がピーク-ピーク位相偏差が2.405ラジアン(ベッセル関数の第1のゼロ である、J0に対応)に等しくなるように駆動される場合、誤差変調器に入る光 搬送波信号のスペクトルは駆動周波数の倍数周波数の搬送波からオフセットした 周波数のエネルギーを有するが、原搬送波周波数のものはない。この特殊な場合 、搬送波は空乏していると云われる。よって、誤差ビームと主ビームとの間の任 意の光学的干渉は、上述したまさに純粋周波数例のような、システムの帯域幅内 のスプリアス信号を何等生成することがない。 光搬送波ビームの単純な位相変調を例証したが、同一の所望結果を達成可能な 他の波形がある。帯域内干渉効果を引き起こす数式1内の干渉交差項を最少化す べく使用可能な波形は、Fによって与えられて以下に示される余弦関数に比例す る干渉交差項の特性に留意することによって決定できる。 F(SxS)〜cos(φ(t))・・・・・・・・・・・・・・数式2 これが意味することは、対象のRF帯域幅内でのこの項の効果を削除するために 、φ(t)が、この項の時間平均が略ゼロになるように選択しなければならない 。 cos(φ(t))〜0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式3 ここで、時間平均間隔は対象のRF帯域における最高の周波数の逆数に匹敵する 。実際上、この時間間隔は最高周波数の2倍の逆数以下でなければならない。こ の条件を満たす解決策は多数ある。以下に部分的な明細を示す。 ・振幅2.405ラジアンまたはJ0におけるゼロに対応する任意の他の振幅を 有するサイン(正弦)/コサイン(余弦)波形。 ・振幅2.405ラジアンまたはJ0におけるゼロに対応する任意の他の振幅を 有する周波数変調された信号。 ・複数の高調波信号の組み合わせ。 ・搬送波を空乏化するような適切な特性を有する制限された帯域幅ランダム・ノ イズ。 位相変調器に印加される電圧と誘導位相シフトとの間の一対一の対応の故、数式 3に対する任意の解決策は、解決策の形態の電気信号を位相変調器電極に直接印 加することによって実現可能である。 そこで、本発明が、光変調を提供する他の装置で同等に置き換えることが可能 であるが、マッハ-ツェンダー干渉計等の干渉計的な変調器を用いて、光ファイ バー・システムにおける非線形歪みを補正するものであることは当業者であれば 気づくであろう。本発明は、誤差相殺情報を有する補正信号を光伝送路上に付加 することを含む。更に、1つの光源が使用可能であり、システムを波長と独立さ せることができる。これが可能な理由は、補正光信号が対象の信号帯域幅内にイ ンコヒーレント状態でまたは疑似インコヒーレント状態で付加されることを保証 する位相または周波数変調器の使用によって達成される付加的な補正信号の周波 数 シフトまたは位相スクランブルの故である。本システムは光ファイバー・システ ムにおけるリンク長と実質的に独立してもいる補正を提供する。 図3は、図2のシステムの動作特性を模式的に示している。グラフ78は、補 正ありの場合と補正なしの場合のシステムに提供される信号の振幅対周波数を示 している。周波数40Mhzおよび40.1Mhzの2つのトーンが、典型的な 入力を模擬するように、システムに対するRF入力信号として使用された。40 0Mhzのトーンが、数式1で述べたような干渉交差項の削除を達成すべく、位 相変調器に印加された。入力RF信号は調整され、未補正トレース80における 39.9Mhzと40.2Mhzとの各スパーで立証されるように、相当な三次 歪みが生じている。補正ネットワークが能動化された場合、トレース82のよう に、30dB以上の歪みスパーの低減が生じており、システムの線形性が著しく 改善されていることを示す。 本発明に対する追加的な見方は図4を参照して理解できる。図示されているグ ラフ84は、米国電気通信標準NTSC仕様と一貫した周波数の模擬ケーブルテ レビジョン(CATV)搬送波を用いてのシステム性能を示す。この場合、60 チャネル・システムが、チャネル当たり約6.4%の変調指数(OMI)を具備 して、搬送波が289.25Mhzに中心が据えられて使用された。位相変調器 信号は、1GHzの近似周波数を有し、主光ビームと誤差光ビームとの間の干渉 交差項を削除するに充分な振幅である。トレース86は搬送波信号オン時のシス テム性能を示す。搬送波信号がオフの際に提供される大量な信号によって立証さ れるように(トレース88)、相当な複合トリプル・ビート(CTB)信号成分 がある。これが示すことは、システムに重大で了承できない非線形歪みがあるこ とである。補正ネットワークがオンされた際(トレース90)、システムの線形 性における著しい改善に対するような、CTB信号における著しい低減が存在し た。 本発明は、数式1の干渉交差項における低減を達成するために、そのコヒーレ ント又は可干渉性を外部的に変更する選択肢又は代替を利用する実施形態を包含 するものである。一実施形態としては、任意のレーザ源の固有有限コヒーレンス 長(可干渉長)または時間的コヒーレンス長を利用する。この代替実施形態にお いて、レーザ・ビームの一部は、そのレーザ特性コヒーレンス時間(可干渉時間 )τcよりも課なり長い時間遅延させることができる。もしこの遅延させられた 光源がフィード-フォワード変調器用の光源として使用されれば、それと主位相 変調器からの光との間の可干渉性の欠如がコヒーレンス交差項の低減または削除 を保証することになる。図5は、本発明の第1の代替実施形態の簡略化された概 略構成図である。システム92は、図2に関連して示されたものと実質的に同一 であるが、誤差補正変調器に提供する前の抽出光ビームを受取る遅延素子94を 更に含む。この遅延素子は、その抽出ビームをコヒーレンス時間τcよりも相当 に長い時間遅延させる。これによって、最終カプラーでの非干渉性加算を可能と して、出力光ビームを形成する。遅延素子は位相変調器および関連する信号発生 器の必要性を回避している。 コヒーレンス時間は、通常、特性長LCとして表現されている。この長さは光が コヒーレンス時間に移動する距離である。各種レーザ源用の一般的なコヒーレン ス長は、ダイオード・レーザの場合、10メートルから数100メートルまで変 動するが、ダイオード励起固体(DPSS)レーザは多数キロメートルのコヒー レンス長を有する。遅延素子は、好ましくは、適切な長さの光ファイバーのコイ ルである。留意すべきは、実用的見地から、現在それは、DPSSレーザに要求 される遅延を達成すべく必要とされるファイバー遅延線路に関してのファイバー 長を含むことは経済的に見合わない。しかしながら、ダイオード・レーザ用のフ ァイバー遅延線路はファイバーの適度な長さで実現可能であり、それ故、経済的 に採算がとれる。 本発明を実施する他のより単純な代替アプローチは、主変調器とフィード-フ ォワード誤差変調器とのために偏光の直交状態を用いることである。組合された ビーム間の干渉は、もしこれら2つの光信号の直交性が維持されれば、この実施 形態で排除される。ここで図6で参照すると、第2の代替システム96が概略的 に示されている。このシステム96は図2に示されたシステムと実施的に同一で あり、各変調器に対して、変調済み光ビームを受取るためにそれらの各出力に偏 光維持ファイバー98,100を提供することによって実現される。更に、90 度偏光回転器102が設けられており、それが補正変調器によって変調された光 ビ ームを受取る。その後、回転済み補正ビーム104と主変調済み光ビーム100 とは、それらを偏光維持カプラー106の直交状態に連結することによって組合 わせされる。これは、それら2つの信号が正に直交状態となり、それ故に干渉し ない程度まで安定したフィード-フォワード補正信号を提供する。 図7は、本発明に対する第3の代替実施形態の簡略化された概略構成図である 。図示されているものは、図2に関連して示したシステムと実質的に同一である が、アクティブな制御を可能とする複数の素子を含む。一般に、補正信号の振幅 を支配し、そしてそれ故に、システムの出力ビーム内の歪み生成物の相殺程度を 支配する各種パラメータは、最適な性能を確保するために正確に制御される必要 性がある。ひとたび、補正RF信号の位相が歪み生成物の相殺を最大化すべく調 整されれば、唯一の重大なパラメータは最終カプラーを介しての主光回路と補正 光回路との間の相対的なRF利得である。この利得は容易に調整可能であり、そ れには、増幅器110または112の何れかのRF信号利得の電気制御を介する か、カプラー114または116でもたらされる光結合の量を変更することによ って、何れかの変調器の出力またはそれら両方の変調器の出力から放出される光 パワーの量を調整することによってか、何れかの補正(または主)光回路に追加 的強度変調器118を付加することによってかである。次いで、この相対的利得 は、ディザー・サーボ型または他の一般的な最適化技法を用いることによって歪 み生成物またはテスト信号の何れかをの相殺をモニターすることで最適化可能で ある。図7に示された実施形態において、システム108もまた出力ビーム・カ プラー120を含み、これが出力ビームの一部を検出器122に提供し、その信 号が公知タイプのディザー・サーボ制御回路124に提供される。出力制御信号 は、線路126および128上を介して増幅器110および112へ提供される 。代替的には、制御信号は光学的スプリッター114,116に提供されるかま たは主変調器か補正変調器かの何れかに提供され得る。 図8は、本発明に対する第4の代替実施形態の簡略化された概略構成図である 。図示されるシステム130もまた、図2に関連して示されたシステムと実質的 に同一であるが、図7に示されたシステム108の殆どの特徴を具備する。しか しながら、システム130は、ディザリングの目的でデータ周波数帯域内のパイ ロ ット信号を提供する周波数発生器132を含む。この信号は、タップ取り出しさ れたRF信号が誤差補正回路用に分割された後に、主変調器へ向かうそのRF入 力信号に付加される。結果として、信号組合わせ器は参照基準であるRF入力信 号を受取りるが、該組合わせ器に増幅器110によって提供された信号は、変調 器誤差+ディザー信号によって導入された誤差項を含む。更にこの実施形態に含 まれるものは、フィルター134であり、光検出器122から受取る信号を濾過 する。 動作中、パイロット・トーンまたはテスト・トーンが、初期のRF結合の後に 本システムの主変調器へ連続的に供給される。このパイロット・トーンはフィー ド-フォワード・システムにとっては、相殺されるべき歪み生成物として見える 。事実、その起点から離れて、このトーンと主変調器内で生じた任意の歪み生成 物との間に差異はない。このトーンの相殺の程度は任意の歪みの相殺を正確に模 倣することとなり、そしてそれ故、システム性能の優れた基準となる。増幅器1 10のRF利得(G2)は、電圧制御利得素子又はAGC136からの出力信号 を介して制御される。このAGC信号は、一般にゆっくりと変動する何等かの利 得誤差レベル回りで連続的にディザー処理される。このディザー処理された利得 は、最終出力をモニターする検出器の出力で明らかになる。 濾過処理が用いられて、サーボ回路に入る信号の帯域幅が低減されるが、パイ ロット・トーン周波数回りの周波数は保存される。これらの周波数は、システム の帯域幅内の任意の場所に配置可能である。濾過処理ネットワークから出現する 検出されたパイロット・トーンの振幅は、ディザー処理された利得に同期して変 動することになる。ディザー信号およびその振幅に対する位相は、サーボ・フィ ードバック・システムにおいて用いられた標準的な同期検出機構の使用によって の最適化相殺に対する偏差の大きさおよび方向を決定すべく使用可能である。フ ィードバック・ループに対する位相は、検出されたパイロット・トーンを最少ま で駆動するように選択され、それで、最大限の相殺を指定している。単一のパイ ロット・トーンが図8の実施形態で使用されたが、複数のトーンまたは複数のノ イズ信号の任意の組合わせが相殺をモニターすべく使用可能である。このように して、動作中のRFスペクトルの幾つかの領域が同時にモニターされ得る。 多くの応用分野において、システムの二重出力ビーム動作が望まれる。こうし たシステムの一例が図9に概略的に示されており、2つの主変調器出力ビームが 歪みの補正が為されて有効に使用される。システム138は、以下の変更を伴う 単一出力システムで用いられたものと基本的に同一のフィード-フォワード補正 を提供する。システム138は主ビーム144および146を生成する二重出力 主変調器140,142を含み、二重出力補正変調器142はフィード-フォワ ード・ビーム148,150を生成する。 このシステムにおいて、各RF信号の位相は各出力において最大限の相殺とな るべく同時に設定されなければならない。これは、好ましくは、各組合わせ器1 52,154において主信号と補正信号との全ての間の小さな相対的位相オフセ ットを保証するように、密接制御されたファイバー長を具備するシステムを製作 することによって達成される。干渉相殺の制御は、制御回路156を用いて、主 変調器出力ビームまたは補正変調器出力ビームの何れかの相対的利得を変動する ことによって達成可能である。例えば、増幅器158(G2)の利得とカプラー 160によって提供される結合(kO)とは、システム出力の各々で同時に最適 な相殺を達成すべく、単純な形式で操作可能である。主信号または補正信号の相 対的利得を変動する電気的素子または光学的素子の任意の組合わせは、単純な形 式で利用可能である。更に、閉ループ最適化は、システム162に関して図10 において概略的に示されるように、図のシステムで先に議論された同一の原理原 則を用いて達成可能である。システム162においては2つのサーボ・ループ1 64,166が形成されており、その各々が、各出力ビーム172,174の内 容を最適化する分離したサーボ制御回路168,170によって出力ビームの内 の1つの相殺をモニターしている。 同様にして、本発明はその好適実施形態に関して図示および説明が為されたが 、当業者にはご理解頂けるように、それらに対して種々の他の変更、削除、並び に追加が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなしに実行可能である。例 えば、図2の実施形態では、その主光ビームに位相変調器を挿入することによっ て変えることができ、それによって光位相差を作り出すことができる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年12月12日 【補正内容】 歪み補正用の近インコヒーレント処理を用いた光システム 技術分野 本発明は、一般的にはファイバー光通信システムにおける非線形歪みを補正す るシステムに関し、より詳細には、光変調器を用いると共に光ファイバー・ケー ブルに補正信号を付加する光ネットワークに関する。 発明の背景 通信分野や他の応用分野における広範なダイナミックレンジを有する光ファイ バー・リンク応用に電気光学変調器を使用することは、それらの装置の非線形性 によって妨げられてきた。アナログ・リンクのワークホース(働き者)であるマ ッハ-ツェンダー変調器は、その動作における干渉計的性質のため、固有の非線 形性を有している。これら装置の線形化は殆どの需要応用分野で必要となってき ている。広範なダイナミックレンジの応用のための電気光学変調器の線形化は多 くの形態を採ってきた。 基本的に、研究されてきている線形化には2つの階級がある。第1の階級は、 変調器へ信号を供給する前に第3次の歪みを電子的に補正する電子的前置歪みを 有する装置を含むものである。このアプローチは、より高次の非線形性が生ずる 非常に大きな信号応用分野にわたって適量の補正を維持するその容量において制 限がある。更に、殆どの応用分野で要求される安定性に関して欠如があり、電子 前置歪みを組み込む装置は製造が難しい。 制限された基礎の下に研究されてきた他のアプローチは、高性能で、高周波R F増幅器の設計に多年に亙って使用されている古典的なフィード-フォワード( 前送り)技法に基づく。このアプローチにおいて、非線形素子は変調器であり、 供給されたRF信号によって直接駆動されている。次いで、この非線形素子の出 力はその入力と電気的に比較されて、誤差信号が生成される。誤差信号は、その 非 線形素子に対する入力と該非線形素子の出力との間の単なる差である。次いで、 この誤差信号は増幅され、前送りされ、その第1非線形素子の出力と組み合わさ れる。誤差信号の振幅および位相とその素子の原出力とを符合させて、該誤差信 号の充分な相殺を保証すべく、注意を払わなくてはならない。 例示的先行技術が引用例D1として Curran の米国特許第 5,166,509 号に示 されており、光変調器のノイズ非線形性低減回路が開示されている。光変調器ま たはレーザ源10は、その出力信号を検出する検出器14を有し、対応する出力 信号を生成する。タップ取り出し装置12が参照信号として入力変調信号の一部 を取り出すべく接続されており、その取り出された信号が検出器出力信号と比較 されて、減算器ユニット18によって減算されて、レーザ・ノイズ/歪み成分と 比例する誤差出力信号を生成する。誤差信号は増幅器34によって増幅され、外 部変調器へ供給されて、レーザ出力信号におけるノイズ/歪みが低減または相殺 される。 引用例D2としての Plastow の米国特許第 5,289,550 号は、線形転送関数を 具備する変調済み光源と、その光源を利用し、2つの変調可能な光源を含む方法 とを開示している。高パワー低ノイズを具備する第1変調器の出力はサンプリン グされ、入力信号と比較され、低パワー適度ノイズを具備する第2光源を変調す べく用いられる誤差信号を生成すべく使用される。第2変調器からの出力は第1 変調器の遅延された出力と組み合わされて、線形性からの逸脱を除去する。 波長に関して独立しかつ単一光源の使用が可能である光ファイバー通信ネット ワークにおける高調波歪みを補正するシステムが望まれるところである。本シス テムは、こうした発明に関する。 発明の概要 本発明の目的は、単一レーザ源を有する光ファイバー通信におけるフィード- フォワード(前送り)補正装置によって、非線形歪みを補正する装置を提供する ことにある。 本発明の他の目的は、選択された無線周波数帯域内で疑似干渉信号なしで、安 定フィード-フォワード補正が達成されるように、光位相変更装置によって光信 号 のコヒーレンス(可干渉性)を変える、上記のタイプの装置を提供することにあ る。 本発明の更なる目的は、位相変更装置が光信号の光位相差の時間依存正弦波( または複数の正弦波の組み合わせ)変動を利用する、上記のタイプの装置を提供 することにある。 本発明の更なる目的は、位相変更装置が干渉項または無線周波数帯外のノイズ を生成する、上記のタイプの装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、主光信号と補正光信号との組み合わせにおける干渉を軽 減すべく、制限された時間的コヒーレンス内でのソースの光学的遅延によって特 徴付けられる、上記のタイプの装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、主光信号と補正光信号のための偏光の直交状態によって 特徴付けられる、上記のタイプの装置を提供することにある。 多くの応用分野において、システムの二重出力ビーム動作が望まれる。こうし たシステムの一例が図9に概略的に示されており、2つの主変調器出力ビームが 歪みの補正が為されて有効に使用される。システム138は、以下の変更を伴う 単一出力システムで用いられたものと基本的に同一のフィード-フォワード補正 を提供する。システム138は主ビーム144および146を生成する二重出力 主変調器140,142を含み、二重出力補正変調器142はフィード-フォワ ード・ビーム148,150を生成する。 このシステムにおいて、各RF信号の位相は各出力において最大限の相殺とな るべく同時に設定されなければならない。これは、好ましくは、各組合わせ器1 52,154において主信号と補正信号との全ての間の小さな相対的位相オフセ ットを保証するように、密接制御されたファイバー長を具備するシステムを製作 することによって達成される。干渉相殺の制御は、制御回路156を用いて、主 変調器出力ビームまたは補正変調器出力ビームの何れかの相対的利得を変動する ことによって達成可能である。例えば、増幅器158(G2)の利得とカプラー 160によって提供される結合(kO)とは、システム出力の各々で同時に最適 な相殺を達成すべく、単純な形式で操作可能である。主信号または補正信号の相 対的利得を変動する電気的素子または光学的素子の任意の組合わせは、単純な形 式で利用可能である。更に、閉ループ最適化は、システム162に関して図10 において概略的に示されるように、図のシステムで先に議論された同一の原理原 則を用いて達成可能である。システム162においては2つのサーボ・ループ1 64,166が形成されており、その各々が、各出力ビーム172,174の内 容を最適化する分離したサーボ制御回路168,170によって出力ビームの内 の1つの相殺をモニターしている。代替実施形態において、例えば、図2の実施 形態では、位相変調器を主光ビームに挿入することによって変更可能であり、そ れによって光位相差を作り出している。 請求の範囲 1.データ転送周波数帯域でデータ信号を伝送する光学システムにおける光学的 非線形性を補償するシステム(45)であって、 可干渉性(コヒーレント)主光ビーム(50)を提供する光源(48)と、 前記光ビーム(50)を受取って、第1および第2分割光ビームを提供するビ ーム・スプリッター手段(64)と、 その周波数スペクトルが前記データ転送周波数信号帯域を含む無線周波数(R F)変調信号を生成する周波数発生器(56)と、 前記RF変調信号の参照部を抽出するRF信号タップ手段(60)と、 前記RF変調信号を受取り、前記第1分割光ビームを変調して、変調済みおよ び歪ませ済み光成分を有する変調済み主光ビームを出力する主変調器手段(52 )と、 疑似非干渉性(インコヒーレント)補償装置(47)とを備えるシステムであ って、 前記疑似非干渉性装置(47)が、 前記データ周波数信号帯域内において前記主光ビームと非干渉性の合成光ビー ムを生成する手段であり、前記主光ビームと前記合成光ビームとが組合わせられ た際にそれらビームの間に光学的干渉生成物が前記データ転送周波数帯域内にお いて何等生じないように前記合成光ビームを生成する前記手段(74)と、 前記RF信号と前記主光ビームの前記歪み部分との間の差を表わす誤差信号を 生成する手段(65,66,68)と、 前記誤差信号を受取り、前記第2分割光ビームを変調して変調済み補償光ビー ムを出力する補正変調器手段(54)と、 前記主光ビームと前記補償光ビームとを受取って、そこから補償済み出力ビー ムを提供する光学的組合わせ器手段(72)とを含むことを特徴とするシステム 。 2.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段(65)と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段(63)と、 前記データ周波数信号帯域外の周波数の位相変調信号を生成する位相変調周波 数発生器(76)と、 前記第2分割光ビームと前記位相変調信号とを受取って、位相変調済み第2光 ビームを提供する位相変調手段と、 前記差信号と前記位相変調済み第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの 一部として、前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等 であるが位相において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビーム を出力する補正変調器手段(54)とを更に含むことを特徴とする請求項1に記 載のシステム(45)。 3.出力光ビームが、 Iout=S2Main+S2Error+F(SMain×SError)によって記述され、ここ で、Ioutが前記検出器内の光電流であり、SMainおよびSErrorがそれぞれ前記 主変調器(52)および前記補償変調器(54)からの光学的フィールドでの振 幅であり、Fはその独立変数で表現されている積の関数であり、前記補償発生器 手段が、前記データ転送周波数帯域内で、F(SMainxSError)〜cos(φ (t))〜0、となるように合成光ビームを生成していることを特徴とする請求 項1に記載のシステム(45)。 4.2.405ラジアンの振幅か、または、ベッセル関数におけるゼロ(J0) に対応する振幅のサイン/コサイン波に対応することを特徴とする請求項3に記 載のシステム(45)。 5.前記φ(t)が、2.405ラジアンの振幅か、または、ベッセル関数にお けるゼロ(J0)に対応する振幅を有する周波数変調済み信号に対応することを 特徴とする請求項3に記載のシステム(45)。 6.前記φ(t)が、複数の高調波信号の組合わせに対応することを特徴とする 請求項3に記載のシステム(45)。 7.前記φ(t)が、搬送波周波数を空乏化するように選択された、制限された 帯域幅ランダム・ノイズを有することを特徴とする請求項3に記載のシステム( 45)。 8.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段(65)と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段(63)と、 前記主光ビームのためのコヒーレンス時間よりも大きくなるように選択される 大きさの時間的遅延を提供する、前記第2分割光ビームを受取る時間的遅延手段 (94)と、 前記差信号と前記時間遅延された第2光ビームとを受取って、前記合成ビーム の一部として、前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同 等であるが位相において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビー ムを出力する補正変調器手段(54)とを更に備えることを特徴とする請求項1 に記載のシステム(45)。 9.前記可干渉性主光ビームが初期偏光状態を有し、前記疑似非干渉性補償装置 が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段(54)とを更に備え、 前記主変調器手段(52)が、 2つの主出力ビームを生成する手段を備え、前記補正変調器手段が2つの変調 済み補正光ビームを生成する手段(142)を更に備えることと、 前記第2主ビームと前記変調済み補正ビームとを受取って、そこから第2補償 済み出力ビームを生成する第2組合わせ器手段(154)とを更に備えることを 特徴とする請求項1に記載のシステム。 12.前記システムが、 前記RF信号の位相を選択する手段と、 前記補償済み出力ビームにおける検出光パワーを表示する信号を生成する手段 と、 前記補償済み出力ビームのパワー信号を受取り、前記主光ビームと前記合成光 ビームとの間の前記相対的なRF信号利得を調整する利得調整手段(136)と 、 前記RF信号位相と、前記歪ませ済み光成分の相殺を最大化すべく選択された 前記相対的RF信号とを更に備えることを特徴とする請求項2に記載のシステム 。 13.前記利得調整手段が、前記主光ビームから除去された光パワーの大きさを 調整する手段を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のシステム。 14.前記利得調整手段(156)が、前記補正変調器手段によっての前記変調 の大きさを調整する手段を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のシス テム。 15.前記パイロット・トーン信号発生器(132)が、前記RF信号タップ取 り出しに引き続いて、前記RF変調信号と組合わせる前記主変調器手段に提供す るために、複数のパイロット周波数を信号に提供する手段を更に備え、 前記ディザー・サーボ制御回路手段(170)の前記自動利得制御手段が、前 記出力ビーム検出器信号のパイロット・トーン信号部分に対応する最小値の内の 1つに対応する値に関して、前記組合わせ器手段に提供される利得制御信号の大 きさを変更する手段を更に含むことを特徴とする請求項12に記載のシステム。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年3月6日 【補正内容】 2.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段(65)と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段(63)と、 前記データ周波数信号帯域外の周波数の位相変調信号を生成する位相変調周波 数発生器(76)と、 前記第2分割光ビームと前記位相変調信号とを受取って、位相変調済み第2光 ビームを提供する位相変調手段と、 前記差信号と前記位相変調済み第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの 一部として、前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等 であるが位相において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビーム を出力する補正変調器手段(54)とを更に含むことを特徴とする請求項1に記 載のシステム(45)。 3.出力光ビームが、 Iout=S2Main+S2Error+F(SMain×SError)によって記述され、ここ で、Ioutが前記検出器内の光電流であり、SMainおよびSErrorがそれぞれ前記 主変調器(52)および前記補償変調器(54)からの光学的フィールドでの振 幅であり、Fはその独立変数で表現されている積の関数であり、前記補償発生器 手段が、前記データ転送周波数帯域内で、F(SMainxSError)〜cos(φ (t))〜0、となるように合成光ビームを生成していることを特徴とする請求 項1に記載のシステム(45)。 4.前記φ(t)が、2.405ラジアンの振幅か、または、ベッセル関数にお けるゼロ(J0)に対応する振幅のサイン/コサイン波に対応することを特徴と す る請求項3に記載のシステム(45)。 前記変調済み合成光ビームを受取って、90度位相回転させられた合成光ビー ムを生成する偏光回転器手段(102)とを更に備え、 前記光学的組合わせ器手段(106)が、前記位相回転させられた変調済み合 成光ビームと前記変調済み主光ビームとの前記偏光状態を維持する手段を更に備 えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 10.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段とを更に備え、 前記システムが、 前記RF信号タップ取り出しに引き続いて、前記RF変調信号と組合わせる前 記主変調器に提供するために、パイロット周波数を信号に提供するパイロット・ トーン信号発生器(132)と、 前記出力光ビームの電気信号等価物を生成する出力信号検出器手段(122) と、 パイロット・トーン信号部分を有する前記出力ビーム検出器信号を受取るディ ザー・サーボ制御回路手段であり、前記出力ビーム検出器信号のパイロット・ト ーン信号部分の最小に対応するその値に関して、前記組合わせ器手段に提供され る利得制御信号の大きさを変更する自動利得制御手段を含む前記ディザー・サー ボ制御回路手段(124)とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシ ステム。 11.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段(65)と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段(63)と、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/18 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM ),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR ,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE, ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.データ転送周波数帯域でデータ信号を伝送する光学システムにおける光学的 非線形性を補償するシステムであって、 可干渉性(コヒーレント)主光ビームを提供する光源と、 前記光ビームを受取って、第1および第2分割光ビームを提供するビーム・ス プリッター手段と、 その周波数スペクトルが前記データ転送周波数信号帯域を含む無線周波数(R F)変調信号を生成する周波数発生器と、 前記RF変調信号の参照部を抽出するRF信号タップ手段と、 前記RF変調信号を受取り、前記第1分割光ビームを変調して、変調済みおよ び歪ませ済み光成分を有する変調済み主光ビームを出力する主変調器手段と、 疑似非干渉性(インコヒーレント)補償装置とを備えるシステムであって、 前記疑似非干渉性装置が、 前記データ周波数信号帯域内において前記主光ビームと非干渉性の合成光ビー ムを生成する手段であり、前記主光ビームと前記合成光ビームとが組合わせられ た際にそれらビームの間に光学的干渉生成物が前記データ転送周波数帯域内にお いて何等生じないように前記合成光ビームを生成する前記手段と、 前記RF信号と前記主光ビームの前記歪み部分との間の差を表わす誤差信号を 生成する手段と、 前記誤差信号を受取り、前記第2分割光ビームを変調して変調済み補償光ビー ムを出力する補正変調器手段と、 前記主光ビームと前記補償光ビームとを受取って、そこから補償済み出力ビー ムを提供する光学的組合わせ器手段とを含むことを特徴とするシステム。 2.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記データ周波数信号帯域外の周波数の位相変調信号を生成する位相変調周波 数発生器と、 前記第2分割光ビームと前記位相変調信号とを受取って、位相変調済み第2光 ビームを提供する位相変調手段と、 前記差信号と前記位相変調済み第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの 一部として、前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等 であるが位相において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビーム を出力する補正変調器手段とを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシス テム。 3.出力光ビームが、 Iout=S2Main+S2Error+F(SMain×SError)によって記述され、ここ で、Ioutが前記検出器内の光電流であり、SMainおよびSErrorがそれぞれ前記 主変調器および前記補償変調器からの光学的フィールドでの振幅であり、Fはそ の独立変数で表現されている積の関数であり、前記補償発生器手段が、前記デー タ転送周波数帯域内で、F(SMainxSError)〜cos(φ(t))〜0、と なるように合成光ビームを生成していることを特徴とする請求項1に記載のシス テム。 4.2.405ラジアンの振幅か、または、ベッセル関数におけるゼロ(J0) に対応する振幅のサイン/コサイン波に対応することを特徴とする請求項3に記 載のシステム。 5.前記φ(t)が、2.405ラジアンの振幅か、または、ベッセル関数にお けるゼロ(J0)に対応する振幅を有する周波数変調済み信号に対応することを 特徴とする請求項3に記載のシステム。 6.前記φ(t)が、複数の高調波信号の組合わせに対応することを特徴とする 請求項3に記載のシステム。 7.前記φ(t)が、搬送波周波数を空乏化するように選択された、制限された 帯域幅ランダム・ノイズを有することを特徴とする請求項3に記載のシステム。 8.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記主光ビームのためのコヒーレンス時間よりも大きくなるように選択される 大きさの時間的遅延を提供する、前記第2分割光ビームを受取る時間的遅延手段 と、 前記差信号と前記時間遅延された第2光ビームとを受取って、前記合成ビーム の一部として、前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同 等であるが位相において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビー ムを出力する補正変調器手段とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の システム。 9.前記可干渉性主光ビームが初期偏光状態を有し、前記疑似非干渉性補償装置 が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段と、 前記変調済み合成光ビームを受取って、90度位相回転させられた合成光ビー ムを生成する偏光回転器手段とを更に備え、 前記光学的組合わせ器手段が、前記位相回転させられた変調済み合成光ビーム と前記変調済み主光ビームとの前記偏光状態を維持する手段を更に備えることを 特徴とする請求項1に記載のシステム。 10.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段とを更に備え、 前記システムが、 前記RF信号タップ取り出しに引き続いて、前記RF変調信号と組合わせる前 記主変調器に提供するために、パイロット周波数を信号に提供するパイロット・ トーン信号発生器と、 前記出力光ビームの電気信号等価物を生成する出力信号検出器手段と、 パイロット・トーン信号部分を有する前記出力ビーム検出器信号を受取るディ ザー・サーボ制御回路手段であり、前記出力ビーム検出器信号のパイロット・ト ーン信号部分の最小に対応するその値に関して、前記組合わせ器手段に提供され る利得制御信号の大きさを変更する自動利得制御手段を含む前記ディザー・サー ボ制御回路手段とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 11.前記疑似非干渉性補償装置が、 前記変調済み主光ビームの第1部分を受取って、その電気信号等価物を提供す る検出器手段と、 前記検出器手段信号と前記参照RF信号とを受取って、そこから前記受取済み 信号間の差に対応する信号を生成する信号組合わせ器手段と、 前記差信号と前記第2光ビームとを受取って、前記合成ビームの一部として、 前記変調済み主光ビームの歪み成分と大きさにおいて実質的に同等であるが位相 において逆である歪ませ済み光成分を有する変調済み補正光ビームを出力する補 正変調器手段とを更に備え、 前記主変調器手段が、 2つの主出力ビームを生成する手段を備え、前記補正変調器手段が2つの変調 済み補正光ビームを生成する手段を更に備えることと、 前記第2主ビームと前記変調済み補正ビームとを受取って、そこから第2補償 済み出力ビームを生成する第2組合わせ器手段とを更に備えることを特徴とする 請求項1に記載のシステム。 12.前記システムが、 前記RF信号の位相を選択する手段と、 前記補償済み出力ビームにおける検出光パワーを表示する信号を生成する手段 と、 前記補償済み出力ビームのパワー信号を受取り、前記主光ビームと前記合成光 ビームとの間の前記相対的なRF信号利得を調整する利得調整手段と、 前記RF信号位相と、前記歪ませ済み光成分の相殺を最大化すべく選択された 前記相対的RF信号とを更に備えることを特徴とする請求項2に記載のシステム 。 13.前記利得調整手段が、前記主光ビームから除去された光パワーの大きさを 調整する手段を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のシステム。 14.前記利得調整手段が、前記補正変調器手段によっての前記変調の大きさを 調整する手段を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のシステム。 15.前記パイロット・トーン信号発生器が、前記RF信号タップ取り出しに引 き続いて、前記RF変調信号と組合わせる前記主変調器手段に提供するために、 複数のパイロット周波数を信号に提供する手段を更に備え、 前記ディザー・サーボ制御回路手段の前記自動利得制御手段が、前記出力ビー ム検出器信号のパイロット・トーン信号部分に対応する最小値の内の1つに対応 する値に関して、前記組合わせ器手段に提供される利得制御信号の大きさを変更 する手段を更に含むことを特徴とする請求項12に記載のシステム。
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