JPH11136188A - 光ファイバーネットワーク上の光伝送のための方法、及び光通信ネットワーク - Google Patents

光ファイバーネットワーク上の光伝送のための方法、及び光通信ネットワーク

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JPH11136188A
JPH11136188A JP10238529A JP23852998A JPH11136188A JP H11136188 A JPH11136188 A JP H11136188A JP 10238529 A JP10238529 A JP 10238529A JP 23852998 A JP23852998 A JP 23852998A JP H11136188 A JPH11136188 A JP H11136188A
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optical
signal
receiver
transmitter
communication network
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JP10238529A
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Henning Buelow
ヘニンク・ビユーロウ
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    • H04B10/501—Structural aspects
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバーネットワーク上での光伝送のた
めの方法および光通信ネットワークを開示する。 【解決手段】 送信器における光信号が変調された信号
と連続波信号から成り、この２つの信号が受信器で混合
される。混合の結果生じる信号を相関フィルタを使用し
て評価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれの独立請
求項の前提部分に記載の光ファイバーネットワークを介
した光伝送のための方法および光通信ネットワークに関
する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーリンクを介して光パルスを
伝送するとき、色分散が起こる。たとえば２５ｐｓの持
続期間を有する光パルスによって単一のビットを表す場
合、このガウスパルスは１００ｋｍのファイバー長の後
で約２４０ｐｓに広がり、さらに、絶えず変化する周波
数を有する。色分散は、伝送されるデータを破壊し、光
リンクの長さを制限する。色分散にもかかわらず長い伝
送距離をカバーし、受信器における使用可能な信号を受
信することができるようにするために、分散補償光要素
を利用する。たとえば、Ｍ．カクイ等の「2.4-Gbit/s,
306-km repeaterless transmission...」(OFC'95 Techn
ical Digest p. 148）により、伝送リンクの色分散を補
償するための分散補償ファイバーの使用が知られてい
る。
【０００３】この分散補償光要素は、データストリーム
の広がったパルスを半値全幅で元の２５ｐｓビットパル
スに圧縮し戻し、その信号を後続のフォトダイオードで
検出可能にする。この分散補償要素は、受信データスト
リームからのひずみデータビットを相関させる光相関フ
ィルタとみなすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｎ．タカチオ（Ｔａｋ
ａｃｈｉｏ）等の「Optical PSK Synchronous Heterody
ne Detection...」(IEEE Photonics Technology Letter
s, Vol. 4, No. 3, 1992年、p. 278）により、伝送リン
ク上の色分散によって劣化した光信号を検出するための
方法が知られている。受信器において、ヘテロダイン検
波方法を用いる。受信光信号をファイバーカプラによっ
て局部発振光と結合し、平衡検波器によって検出する。
このようなヘテロダイン検波の問題点は、局部発振器の
光フィールドと入力信号が、空間的にコヒーレントであ
って同じ偏波を有する場合にのみ、最適にビートし合う
ことである。特に高データ伝送速度での伝送中には、発
振器周波数のわずかな外乱またはデータクロック偏差あ
るいはその両方があるだけでも、信号にスプリアス変調
が重畳され、それによってそれ以上の評価が不可能にな
る。しかし、ヘテロダイン受信の大きな利点は、着信光
信号の振幅と位相の両方が、フォトダイオード信号にも
含まれることである。したがって、色分散によるひずみ
を線形電気フィルタによってなくすことができる。した
がって、分散のあるファイバーを光ファイバーリンクに
使用した場合でも、伝送距離を大幅に長くすることがで
きる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】独立請求項に記載の特徴
を持つ本発明による方法は、受信器において局部発振器
を必要とせず、変調送信信号に加えて連続波光信号を伝
送することによって、同じ伝送リンクで２つの混和可能
なコヒーレント信号を送信し、次にそれらの信号を受信
器のフォトダイオードで混合し、その際に前述のコヒー
レンス問題がないという利点がある。したがって、偏波
および周波数適応条件が単純な方式で満たされる。
【０００６】独立請求項の特徴を備える本発明による光
通信ネットワークは、ヘテロダイン検波の前提条件が、
送信器において単純な方式で実施可能なレーザパワーの
部分変調によって得られるという利点を有する。
【０００７】従属請求項に記載の手段によって、独立請
求項に記載の光通信ネットワークのさらなる進歩と改良
が可能である。たとえば、レーザダイオードの後に変調
器を使用して単にレーザパワーを部分変調するだけで連
続波信号を発生させることができる。
【０００８】フォトダイオードで得られた信号を、伝送
リンクの分散に合わせた相関フィルタを使用して評価す
るのが有利である。特に単純な実施形態では、相関フィ
ルタはタップ遅延線として実施されたトランスバーサル
電子フィルタである。
【０００９】光通信ネットワークは、ＱＡＭコード化情
報として変調された信号の伝送に有利になるように使用
することができる。光通信ネットワークは、多重レベル
信号の伝送にも最適である。
【００１０】本発明による伝送方法によって、変調無線
周波数信号と非変調無線周波数信号（マイクロウェーブ
信号、マイクロウェーブ搬送波、アナログＴＶ信号）の
伝送と評価も単純な方式で行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付図面に図
示し、以下に詳述する。
【００１２】図１に、送信器１、受信器３、および送信
器と受信器とを相互接続する光ファイバーリンク２から
成る光通信ネットワークを示す。送信器１は、レーザダ
イオード４を含み、レーザダイオード４の光は外部変調
器５に結合される。変調器５は変調信号９によって駆動
され、光の振幅または位相を変調する。受信器は、フォ
トダイオード５と、その後に続くフィルタ６および決定
回路７を含む。アナログ信号を伝送する場合は決定回路
７を省くことができる。
【００１３】図２に、レーザダイオード４の電流が電流
変調器８によってデータストリーム９で直接変調される
代替実施形態を示す。送信器１から、情報信号が変調さ
れた信号成分Ｐmと連続波Ｐcwの和として伝送される。
この２つの信号成分は、受信器内の光ダイオード５で混
合され、信号Ｐbitを形成する。受信器内の整合フィル
タ６と決定回路７が入力信号Ｐbitを評価して、そこか
ら変調された信号Ｐmを復元し、その変調された信号か
らデータストリーム９を復元する。
【００１４】図３に、信号成分Ｐcwによって形成された
オフセットに対して２５ｐｓの半値全幅を有する変調さ
れた信号Ｐmを示す。この２つの信号成分がリンク２を
介して伝送され、受信器のフォトダイオードで混合され
て信号Ｐbitが得られる。相関フィルタの機能は、変調
された信号Ｐbitからの個々の電気ビットパルスを相関
させ、それらの信号を後段の決定回路で使用できるよう
にすることである。この相関フィルタの設計の理論的背
景については、たとえばＨ．Ｄ．リューケ（Ｌｕｋｅ）
によるテキスト「Signaluebertragung: Grundlagen der
Digitalen undanalogen Nachrichtenuebertragungssys
teme」（Springer-Verlag 1992年、１３３ページ以下）
に記載されている。相関フィルタは、単一ビット入力信
号、すなわち図３のＵbitについて２５ｐｓの出力パル
スを出力するため、以下のようにＵbitとＰbitのフーリ
エ変換の商によってフィルタの伝達関数Ｈ（ｆ）が得ら
れる。
【００１５】Ｈ（ｆ）＝Ｆ（Ｕbit）／Ｆ（Ｐbit） 関数Ｈ（ｆ）を図５にグラフの形で示す。
【００１６】図４に、信号シーケンス１１１１０１１１
の例によって相関フィルタの動作を例示する。受信器の
フォトダイオードにおいて、変調された信号Ｐmから信
号Ｐbitが形成される。相関フィルタ６がこの信号ビッ
トを完全に相関させて、関数Ｕbitを得る。この関数が
決定回路７に供給され、決定回路７はしきい値Ｕ0とＵ1
のいずれか一方に決定する。２つのしきい値によって、
関数Ｕbitを評価することができ、元々伝送された信号
シーケンスを再構築することができることがわかる。相
関フィルタとして使用する線形フィルタについては、
Ｊ．Ｈ．ウィンターズ（Ｗｉｎｔｅｒｓ）による論文
「Electrical Signal Processing Techniquesin Long-H
aul Fiber-Optic Systems」（IEEE Transactions on Co
mmunications,Vol. 38, No. 9, 1990年、１４３９ペー
ジ）に記載されている。この論文は、異なる分散効果に
付随する問題を扱っており、この形の分散を補償する異
なるフィルタを提案している。具体的には、同論文の図
２に図示されているトランスバーサルフィルタのタップ
遅延線実施態様を考えてみる。異なる遅延を設定し、合
計すべき係数を適応化することによって、所望の伝達係
数を有する相関フィルタを実施することができる。さら
に、このようなフィルタを伝送リンクの変化に合わせて
適応化することができる。
【００１７】相関フィルタとヘテロダイン検波を使用し
てデータ情報を復元する方法によって、単純なディジタ
ル変調方法の代わりにより高い帯域幅効率を有する変調
方法を使用する可能性が開かれる。使用する変調方法
が、たとえば３０ＧＨｚの搬送周波数の横軸振幅変調
（ＱＡＭ）の場合、８０ＧＨｚの単純なデジタル変調に
比べて、８０Ｇｂ／ｓのデータ転送速度での帯域幅を２
０ＧＨｚに縮小することができる。良好な信号対雑音比
という要件が、相関を使用したヘテロダイン検波によっ
て満たされる。
【００１８】他の有利な変調方法は、個々の情報ビット
に異なる信号振幅が割り当てられた信号の多重レベル変
調である。この場合、受信器で受信した信号を曖昧さな
しに評価可能であることも重要である。送信信号は分散
効果のために重なり合うが、ヘテロダイン検波と相関を
使用して評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外部変調器を使用した光通信ネットワークを示
す図である。
【図２】レーザダイオード変調器を使用した光通信ネッ
トワークを示す図である。
【図３】信号パルスの伝送を示す図である。
【図４】信号列の伝送を示す図である。
【図５】整合フィルタの伝達関数を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信器 ２ 光ファイバーリンク ３ 受信器 ４ レーザダイオード ５ 変調器 ５ フォトダイオード ６ 整合フィルタ ７ 決定回路 ９ データストリーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの光送信器（１）と光フ
    ァイバーリンク（２）と少なくとも一つの光受信器
    （３）とを含み、光送信器（１）が変調信号（９）に応
    答して光を変調する手段（５）を含み、光受信器（３）
    がフォトダイオード（５）と電子フィルタ（６）とを含
    む、光ファイバーネットワーク上の光伝送のための方法
    であって、 前記光送信器（１）において連続波光信号（Ｐcw）と変
    調された信号（Ｐm）が生成され、前記光受信器（３）
    において前記変調された信号成分（Ｐm）と前記連続波
    光信号（Ｐcw）との混合の結果として生じる信号（Ｐ
    bit）が評価されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 光ファイバーリンク（２）によって相互
    接続された少なくとも一つの光送信器（１）と少なくと
    も一つの光受信器（３）とを含み、光送信器（１）が変
    調信号（９）に応答して光を変調する手段（５、８）を
    含み、光受信器（３）がフォトダイオード（５）と電子
    フィルタ（６）とを含む、光通信ネットワークであっ
    て、 前記送信器（１）が、連続波信号（Ｐcw）と変調された
    信号成分（Ｐm）とを生成するレーザダイオード（４）
    のための電流変調器（８）を含み、前記受信器（３）
    が、前記変調された信号成分（Ｐm）と前記連続波光信
    号（Ｐcw）との混合の結果として生じる信号のための評
    価回路（６）を含むことを特徴とする光通信ネットワー
    ク。
  3. 【請求項３】 光ファイバーリンク（２）によって相互
    接続された少なくとも一つの光送信器（１）と少なくと
    も一つの光受信器（３）とを含み、光送信器（１）が変
    調信号（９）に応答して光を変調する手段（５、８）を
    含み、光送信器（３）がフォトダイオード（５）と電子
    フィルタ（６）とを含む、光通信ネットワークであっ
    て、 前記送信器（１）が、連続波信号（Ｐcw）と変調された
    信号成分（Ｐm）とを生成する変調器（５）が後に接続
    されたレーザダイオード（４）をさらに含み、前記受信
    器（３）が前記連続波信号（Ｐcw）と前記変調された信
    号成分（Ｐm）との混合の結果として生じる信号のため
    の評価回路（６）をさらに含むことを特徴とする光通信
    ネットワーク。
  4. 【請求項４】 前記光受信器（３）において少なくとも
    一つの相関フィルタ（６）と後続の決定回路（７）とが
    前記混合の結果生じる前記信号を評価することを特徴と
    する請求項２または３に記載の光通信ネットワーク。
  5. 【請求項５】 前記相関フィルタ（６）が整合伝達関数
    を有するトランスバーサル電子フィルタとして設計され
    ていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項
    に記載の光通信ネットワーク。
  6. 【請求項６】 前記相関フィルタ（６）がタップ遅延線
    として設計されていることを特徴とする請求項２から５
    のいずれか一項に記載の光通信ネットワーク。
  7. 【請求項７】 前記送信器（１）において、送信すべき
    データがＱＡＭコード化情報としてレーザ光に変調され
    ることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記
    載の光通信ネットワーク。
  8. 【請求項８】 前記送信器（１）において、送信するデ
    ータが多重レベル信号方式によるレーザ光に変調される
    ことを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載
    の光通信ネットワーク。
  9. 【請求項９】 前記変調信号（９）がデータ信号または
    変調されたもしくは変調されていないマイクロウェーブ
    信号であることを特徴とする請求項２から８のいずれか
    一項に記載の光通信ネットワーク。
JP10238529A 1997-08-28 1998-08-25 光ファイバーネットワーク上の光伝送のための方法、及び光通信ネットワーク Pending JPH11136188A (ja)

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