JPS6248823A - Optical communication method and optical transmission equipment - Google Patents

Optical communication method and optical transmission equipment

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JPS6248823A
JPS6248823A JP60190717A JP19071785A JPS6248823A JP S6248823 A JPS6248823 A JP S6248823A JP 60190717 A JP60190717 A JP 60190717A JP 19071785 A JP19071785 A JP 19071785A JP S6248823 A JPS6248823 A JP S6248823A
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optical
sent
light
intensity
data
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JP60190717A
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Japanese (ja)
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Kazuto Tajima
一人 田島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To attain the transmission of a signal distorted to be a signal without distortion at the receiving end by using a bit pattern comprising a code sent already, a code to be sent at present and a code sent later so as to apply intensity and phase modulation of light. CONSTITUTION:A data to be sent is inputted to a shift register 201 to sample the data at the leading of a clock. An output S1 of an intermediate register holds a bit going to be sent at present, an output S2 corresponds to a bit sent precedingly and an output S0 corresponds to a bit sent next. The outputs S0-S2 are represented in binary number and they are converted into a decimal number by a binary/decimal converter 202. Outputs C0-C7 are connected respectively to different waveform generators 230-237 and signals W0-W7 generated alternately are arranged into one signal line at an analog OR circuit 204. A DC bias is applied to an output of the circuit 204 by a level shift 205 and sent to an intensity modulator via an amplifier 206. An amplifier 207 driving the phase modulator is controlled directly by a data.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、光通信方法及び同方法を実現する光送信装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical communication method and an optical transmitter that implements the method.

(従来の技術) 単一モード光ファイバ等の光伝送路は本質的に群速度分
散と光学非線形性を有する。したがって光伝送路を用い
る光通信システムにおいて送信端から送信された光は、
光伝送路の分散や非線形性の影響を光転送路伝搬中に受
け、受信端で得られる光の強度や位相の変化のしかたは
送信端での状態とは一般に異なる。しかしながら従来の
光通信システムでは、符号識別に適した光、つまり光強
度変化を極力さけた理想に近い角度変調光を送信するも
のであった。
(Prior Art) Optical transmission lines such as single mode optical fibers inherently have group velocity dispersion and optical nonlinearity. Therefore, in an optical communication system using an optical transmission line, the light transmitted from the transmitting end is
Dispersion and nonlinearity of the optical transmission path are affected during propagation through the optical transmission path, and the way the intensity and phase of the light obtained at the receiving end changes is generally different from the state at the transmitting end. However, conventional optical communication systems transmit light suitable for code identification, that is, angle-modulated light that is close to the ideal and avoids changes in light intensity as much as possible.

(発明が解決しようとする問題点) このように受信端での識別に適した光を送−信すると、
前記の如く光伝送路を伝搬するにつれて分散や非線形性
の影響を受けて光の強度や位相の変化のしかたが異なっ
たものになる結果、長距離伝搬後の光は符号識別に不向
きなものとなってしまい、これにより達成可能な伝送路
距離や伝送スピード(ビットレート)が制御されていた
(Problem to be solved by the invention) When transmitting light suitable for identification at the receiving end in this way,
As mentioned above, as the light propagates through the optical transmission path, the intensity and phase of the light change in different ways due to the effects of dispersion and nonlinearity.As a result, the light after long-distance propagation is unsuitable for code identification. This controlled the achievable transmission path distance and transmission speed (bit rate).

本発明の目的は、群速度分散と光学非線形性を有する光
伝送路を用いる光伝送システムの伝送路距離の長大化及
び/もしくは伝送速度(ビットレート)の高速化を可能
にする方法を提供することである。また本発明の他の目
的は分散と非線形性を有する光伝送路を用いる光伝送シ
ステムの伝送路距離の長大化及びlもしくは伝送速度の
高速化を可能にする光送信装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method that enables increasing the transmission path distance and/or increasing the transmission speed (bit rate) of an optical transmission system using an optical transmission path having group velocity dispersion and optical nonlinearity. That's true. Another object of the present invention is to provide an optical transmitter that enables an optical transmission system using an optical transmission line with dispersion and nonlinearity to have a longer transmission line length and a higher transmission speed. .

(問題点を解決する手段) この発明は、受信端で歪の無い信号となるように、光伝
送路の特性を考慮して歪ませた信号を送信することを特
徴とする光通信方法となっている。また、この方法を実
現する装置として本発明では光源と、この光源からの出
力光の角度(位相または周波数)及び強度を変調する変
調手段と、送信すべきデータ、既に送信したデータ及び
以後に送信するデータに基づいて現在送信すべきデータ
の変調状態を決定して前記変調手段を制御する制御手段
とを少なくとも備えた構成となっている。
(Means for Solving the Problems) The present invention is an optical communication method characterized by transmitting a distorted signal in consideration of the characteristics of an optical transmission path so that the signal is distortion-free at the receiving end. ing. The present invention also includes a light source, a modulating means for modulating the angle (phase or frequency) and intensity of the output light from the light source, data to be transmitted, data already transmitted, and data to be transmitted thereafter as a device for realizing this method. and control means for controlling the modulation means by determining the modulation state of the data to be currently transmitted based on the data to be transmitted.

(作用) 単一モード光ファイバの光伝搬特性は波動方程式 によりよく表わされる(例えばB、Pネルソン他、オプ
チックス・コンミュニケイションズ、第48巻、4号2
92ページ、1983年)。ここで光の電界強度はt、
(t、 z)= −E (t、 z) eX p【i(
wt−hz)l+複業共役項の平面波である。2は光の
進行方向を表わす座標で、tは時間、Wは光周波数、k
、 kl、 k2はそれぞれ光の位相速度、群速度そし
て群速度分散である。またYは光の減衰率、−及びn2
はそれぞれ線形屈折率と非線形屈折率である。単位はc
gsを用いている。
(Function) The optical propagation characteristics of a single mode optical fiber are well expressed by a wave equation (for example, B. P. Nelson et al., Optics Communications, Vol. 48, No. 4, 2).
92 pages, 1983). Here, the electric field strength of light is t,
(t, z) = −E (t, z) eX p[i(
wt-hz)l+multi-acting conjugate term plane wave. 2 is a coordinate representing the traveling direction of light, t is time, W is optical frequency, k
, kl, and k2 are the phase velocity, group velocity, and group velocity dispersion of light, respectively. Also, Y is the attenuation rate of light, - and n2
are the linear refractive index and the nonlinear refractive index, respectively. The unit is c
gs is used.

前記のように、単一モード光ファイバの光伝搬特性は式
(1)により表わされるので、例えばある形の光パルス
を光フアイバ入射端から2主人した場合、その光パルス
の形が光フアイバ伝搬に伴いどのように変形するかとい
う予測が可能であり、これは従来から行なわれていた。
As mentioned above, the optical propagation characteristics of a single mode optical fiber are expressed by equation (1), so for example, if a certain type of optical pulse is transmitted from the input end of the optical fiber, the shape of the optical pulse will change depending on the propagation characteristic of the optical fiber. It is possible to predict how the material will deform as a result of this, and this has been done for a long time.

しがし、ファイバ伝搬中の光パルスの形が分れば(例え
ばファイバの光出射端での光パルスの形)、式(1)よ
りその光パルスの過去における形(例えばファイバ入射
端での光パルス形)が分る。これは式(1)においてt
を−tとおきかえると(時間を逆転させると) となることから明らかである。つまり式(1)及び(2
)において、左辺は光の伝搬そのものを表わし、右辺は
光の伝搬に伴う変化を表わしているが、式(1)と(2
)を比較すると左辺の比較よりに1が−に1になってい
ることより光が逆の方向に進んでいることが分る。また
右辺の項はその符号がすべて逆転しているが、これは光
が伝搬中に全く逆の変化をすることを意味する31以上
の議論は時間を及び位置zにかかわらず成立するので、
式(1)よりある光の過去の状態を求めることが可能で
ある。(これは式(1)が時間逆転に関して不変である
といわれる。もし式(1)の右辺で、時間の3階微分で
表わされるような現象が光に働いている時には前記の不
変性は成立しないことに注意。)したがって光ファイバ
を用いる光通信システムにおいて、受信端における所望
の光波形より送信端における光波形が分る。−例として
フエイズシフトキイイング(PSK)コヒーレント光通
信システムを考える。PSKシステムでは情報が光の位
相変化として符号化される。例えばバイナリ数の“°1
′′を符号化するために光の位相を基準値からn/2、
また°′0”を同じ基準より−n/2はどずれた位相に
よって表わすことが考えられる。この状態を図1の(a
)に示す。同図においては°’1101000111’
”の情報が位相変化として符号化されている。このよう
にPSKシステムでは位相変化として情報が符号化され
ているため、光強度は一定であることが望ましい。もし
光強度も変化すると、この変化は受信端で符号を識別す
る時に雑音となり、光通信システムの性能を劣化させる
。このため、従来のPSKコヒーレント光通信システム
用光送信装置では、光強度が一定で位相が変調された光
を発生していた。しかし、このような光は光ファイバを
伝搬するにつれ、分散の影響を強く受ける。この傾向は
とットレートが高くなると特に著るしい。この結果、受
信端に到達した光の強度は送信時と異なり大きく変化し
たものとなり、故にシステムの性能劣化をきたしていた
。(位相も多少変化するが光パワーが数mW以下では無
視できる程度である。このことは筆者が理論的に発見し
たことである。)しかし本発明の光通信方法によると、
符号化による位相変化が図1の(a)の時、光強度も同
時に図1の(a)に示されているように変調することに
より前記の問題を避けることが可能である。図1の強度
波形は、受信端における理想的な電界波形、つまり位相
変化は図1(a)の位相波形のごとく変化する強度一定
の光の電界波形を境界条件として式(1)より受信端よ
りlはともどった時、つまり時間的には約に、l程度過
去の時の波形として求められたものである。このような
手順の正当性は式(1)の時間逆転に関する不変性とし
て既に説明した。したがって図1(a)の位相及び光強
度変化をもつ光を送信すれば、この光は光フアイバ伝搬
中に変化する結果、受信端では理想的なPSKシグナル
光となり従来方法では不可能であった所の長距離伝送及
びlもしくは高速伝送が可能である。
However, if we know the shape of the optical pulse during propagation through the fiber (for example, the shape of the optical pulse at the light output end of the fiber), we can use equation (1) to calculate the shape of the optical pulse in the past (for example, the shape of the optical pulse at the input end of the fiber). Light pulse shape) can be understood. This is t in equation (1)
It is clear that if we replace -t with -t (reverse the time), we get: In other words, equations (1) and (2
), the left side represents the propagation of light itself, and the right side represents the change accompanying the propagation of light.
), it can be seen that the light is traveling in the opposite direction since 1 becomes -1 by comparing the left side. Also, the signs of the terms on the right side are all reversed, which means that the light undergoes completely opposite changes during propagation.The above argument holds regardless of time and position z, so
It is possible to determine the past state of a certain light from equation (1). (This is said to mean that Equation (1) is invariant with respect to time reversal. If a phenomenon expressed by the third order differential of time is acting on light on the right side of Equation (1), the above invariance holds true. ) Therefore, in an optical communication system using an optical fiber, the optical waveform at the transmitting end can be determined from the desired optical waveform at the receiving end. - Consider as an example a phase-shift keying (PSK) coherent optical communication system. In PSK systems, information is encoded as phase changes in light. For example, the binary number “°1”
'', the phase of the light is changed from the reference value to n/2,
It is also possible to represent °'0'' by a phase shifted by -n/2 from the same standard. This state is represented by (a
). In the same figure, °'1101000111'
” information is encoded as a phase change.In this way, in the PSK system, information is encoded as a phase change, so it is desirable that the light intensity is constant.If the light intensity also changes, this change becomes noise when identifying codes at the receiving end, degrading the performance of optical communication systems.For this reason, conventional optical transmitters for PSK coherent optical communication systems generate light with constant optical intensity and phase modulation. However, as such light propagates through the optical fiber, it is strongly affected by dispersion. This tendency is especially noticeable as the attenuation rate increases. As a result, the intensity of the light that reaches the receiving end is The signal had changed significantly compared to when it was transmitted, which caused a deterioration in the performance of the system. (The phase also changes to some extent, but it is negligible when the optical power is less than a few mW. This was discovered theoretically by the author. However, according to the optical communication method of the present invention,
When the phase change due to encoding is as shown in FIG. 1(a), the above problem can be avoided by simultaneously modulating the light intensity as shown in FIG. 1(a). The intensity waveform in Fig. 1 is calculated from Equation (1) at the receiving end using the ideal electric field waveform at the receiving end, that is, the electric field waveform of constant intensity light whose phase changes as shown in the phase waveform in Fig. 1(a) as a boundary condition. Therefore, l is obtained as a waveform at the time of return, that is, approximately l in the past in terms of time. The validity of such a procedure has already been explained as the invariance of equation (1) with respect to time reversal. Therefore, if light with the phase and light intensity changes shown in Figure 1(a) is transmitted, this light will change during propagation through the optical fiber, resulting in ideal PSK signal light at the receiving end, which was impossible with conventional methods. Long distance transmission and high speed transmission are possible.

このような光送信方法を実現する光送信装置は、ある符
号を送信するに当たり、既に送信した符号及び以後に送
信する符号を考慮するものでなければならない。これは
図1(a)の光強度波形より明らかである。つまり符号
゛′0′”を送信するに当たり、その前の符号及び後の
符号が°′0″であるかflitsであるかにより、必
要な強度変調方法が異なる。このため、前記の光送信方
法を実現する光送信装置は、光の強度と位相を変調する
手段と、既に送信した符号、現在送信すべき符号そして
以後に送信する符号からなるビットパターンにより、前
記強度及び位相変調をする手段を制御する。
When transmitting a certain code, an optical transmitter that implements such an optical transmission method must take into consideration the codes that have already been transmitted and the codes that will be transmitted thereafter. This is clear from the light intensity waveform in FIG. 1(a). In other words, when transmitting the code ``0'', the required intensity modulation method differs depending on whether the previous code and subsequent code are 0'0'' or flits. For this reason, an optical transmitter that implements the above-mentioned optical transmission method uses a means for modulating the intensity and phase of light, and a bit pattern consisting of a code that has already been transmitted, a code that is currently to be transmitted, and a code that will be transmitted thereafter. Control means for intensity and phase modulation.

(実施例) 図1を用いて本発明の角度変調方式光通信方法及び光送
信装置の実施例を説明する。図1(b)のレーザダイオ
ード2は、GaInAsP/InP DFB DCPB
Hレーザで発振波長は1.55pmである。このレーザ
ダイオードはレーザ駆動回路1により出力45mWで連
続発振している。前記レーザダイオード2の出力光は位
相変調器3及び強度変調器4で変調された後レンズ5で
集光され単一モード光ファイバ6に注入される。前言己
の位相変調器3と強度変調器4の光損失と光フアイバ結
合損失を合わせると10dBで、ファイバ入力光パワー
は4.5mWであった。一方、送信波形は図1(a)に
示されるPSKシグナルでビットレートは2Gb/5(
NRZ)である。通常のPSK方式においては、図1(
a)で示されるような角度変調された光を送信するが、
光強度は一定になるように留意される。しかし本送信装
置では、本発明の光送信方法に従い光強度も図1(a)
に示されるように光強度も変調されている。この光強度
波形は光強度が一43dBmの完全なPSKシグナル、
つまりその位相は図1(a)に示される強度一定の光を
境界条件として前述の如く式(1)より求められた。た
だし式(1)のパラメータとして、前記単一モード光フ
ァイバ6の定数、n、=1.45゜’  n2=1.I
X1叶13esu、有効半径=10pm、10p 1.
55pm。
(Example) An example of the angle modulation type optical communication method and optical transmitter of the present invention will be described using FIG. The laser diode 2 in FIG. 1(b) is made of GaInAsP/InP DFB DCPB
The oscillation wavelength of the H laser is 1.55 pm. This laser diode is continuously oscillated by a laser drive circuit 1 with an output of 45 mW. The output light from the laser diode 2 is modulated by a phase modulator 3 and an intensity modulator 4, and then focused by a lens 5 and injected into a single mode optical fiber 6. The optical loss of the phase modulator 3 and the intensity modulator 4 and the optical fiber coupling loss as mentioned above were 10 dB in total, and the fiber input optical power was 4.5 mW. On the other hand, the transmitted waveform is a PSK signal shown in Figure 1(a), and the bit rate is 2Gb/5 (
NRZ). In the normal PSK system, Figure 1 (
Transmit angle-modulated light as shown in a),
Care is taken to keep the light intensity constant. However, in this transmitter, according to the optical transmission method of the present invention, the optical intensity is also as shown in FIG. 1(a).
The light intensity is also modulated as shown in . This light intensity waveform is a complete PSK signal with a light intensity of 143 dBm.
In other words, the phase was determined from equation (1) as described above using the constant intensity light shown in FIG. 1(a) as a boundary condition. However, as the parameters of equation (1), the constant of the single mode optical fiber 6, n, = 1.45°' n2 = 1. I
X1 leaf 13esu, effective radius = 10pm, 10p 1.
55pm.

損失= 0.2dB/1cm、 D =−15ps/(
nm−km)を用いた。伝送距離は230kmである。
Loss = 0.2dB/1cm, D = -15ps/(
nm-km) was used. The transmission distance is 230 km.

さて、この波形を得るために用いる図1(b)の強度変
調器4はポッケルスセルで半波長電圧は5Vである。ま
た位相変調器3もほぼ同様のポッケルスセルで半波長電
圧も同じ<5Vである。これらの変調器は位相及び強度
変調器駆動回路7(以下変調器駆動回路と略記)により
、図1の(a)に示された波形が得られるように駆動さ
れる。変調器駆動回路7の構成は図2に、また図2中の
各部の波形は図3(a)〜(1)に示されている。図2
中の素子の大半は高速エミッタ力プルドロジック回路で
構成されている。この回路のゲート当たりの遅延時間は
0゜2nsで、5Gb/s以上のクロックで動作する。
Now, the intensity modulator 4 of FIG. 1(b) used to obtain this waveform is a Pockels cell and has a half-wavelength voltage of 5V. Further, the phase modulator 3 is also a substantially similar Pockels cell and has the same half-wavelength voltage of <5V. These modulators are driven by a phase and intensity modulator drive circuit 7 (hereinafter abbreviated as modulator drive circuit) so as to obtain the waveform shown in FIG. 1(a). The configuration of the modulator drive circuit 7 is shown in FIG. 2, and the waveforms of each part in FIG. 2 are shown in FIGS. 3(a) to (1). Figure 2
Most of the elements inside are comprised of high-speed emitter-powered pulled logic circuits. The delay time per gate of this circuit is 0°2 ns, and it operates with a clock of 5 Gb/s or more.

図2において送信するデータはまずシフトレジスタ20
1に入力される。シフトレジスタ201は、クロックの
立ち上がりで前記データをサンプルする。図2の信号線
SO〜S2は各レジスタの瞬時値を表わす。したがって
入力データとクロック、それにSO〜S2の関係は図3
の(a)〜(e)のようになる。ここで中間レジスタの
出力S1は現在送ろうとしているビットを保持し、S2
は先回送信したビット、SOは次回送信するビットに対
応する。つまり、3ビツトの組み合わせ法は8通りある
が、SO〜S2はこれをバイナリ数で表わしている。そ
こでこのバイナリ数をバイナリlデシマル変換器202
で十進数に変換する1、ここでビットパターンが111
だとC7出力が、000だとCO高出力、また101だ
とC5出力がオンとなる。この様子を図3の(f)から
(h)に示す。これらCO〜C7出力は、それぞれ異な
る波形を発生する波形発生器230〜237へ接続され
ている。したがって、前記ビットパターンにより異なっ
た波形を発生できる。ここで発生すべき波形は図1(a
)の光強度波形と相似形であるが、本波形発生器230
〜237は図1の(a)の光強度波形からバイアス成分
(DC成分)を除いた波形を発生する。例えば既に送信
されたビットが′0′”で、今後送信するビットが’0
1”の時はC1がオンとなり波形発生器231がトリガ
される。そして波形発生器231は図3の(j)に示さ
れる波形を発生する。つまり波形発生器230〜237
のうちどれかがビットパターンにより選ばれて、それぞ
れが前記ビットパターンに応じて適当な波形を発生する
。ここで図3においてCOと07のライン、(r)と(
h)に全く出力がないのは、これらの出力の対応するビ
ットパターンにおいては光の強度が一定でよいためであ
る。これは図1においてビットパターンが000及び1
11の時の光強度波形より分る。したがって波形発生器
230と237はなくともよい。次に波形発生器230
〜237で交互に発生された信号WO〜W7(図3(i
)〜(k))はアナログOR回路204により一つの信
号ラインにまとめられる。したがってアナログOR回路
204の出力、Dは図3の(1)のようになる。この信
号はレベルシフタ205によりDCバイアスが加えられ
、その結果の波形は図1(a)の強度波形と相似形とな
る。これを増幅器206により、図1(b)の強度変調
器4を駆動するのに適した電圧に変換することにより、
図1(a)に示される所望の光強度変調が可能である。
In FIG. 2, the data to be transmitted is first sent to the shift register 20.
1 is input. The shift register 201 samples the data at the rising edge of the clock. Signal lines SO to S2 in FIG. 2 represent instantaneous values of each register. Therefore, the relationship between input data, clock, and SO to S2 is shown in Figure 3.
(a) to (e). Here, the output S1 of the intermediate register holds the bit currently being sent, and S2
corresponds to the bit that was transmitted last time, and SO corresponds to the bit that will be transmitted next time. In other words, there are eight ways to combine 3 bits, and SO to S2 are expressed as binary numbers. Therefore, this binary number is converted into a binary l-decimal converter 202.
Convert to decimal number with 1, where the bit pattern is 111
If this is the case, the C7 output will be turned on, if it is 000, the CO high output will be turned on, and if it is 101, the C5 output will be turned on. This situation is shown in FIGS. 3(f) to (h). These CO-C7 outputs are connected to waveform generators 230-237 that generate different waveforms, respectively. Therefore, different waveforms can be generated depending on the bit pattern. The waveform that should be generated here is shown in Figure 1 (a
), but this waveform generator 230
237 generates a waveform obtained by removing the bias component (DC component) from the light intensity waveform shown in FIG. 1(a). For example, the bit that has already been sent is '0', and the bit that will be sent in the future is '0'.
1", C1 is turned on and the waveform generator 231 is triggered.Then, the waveform generator 231 generates the waveform shown in FIG. 3(j). That is, the waveform generators 230 to 237
One of them is selected according to a bit pattern, and each generates an appropriate waveform according to the bit pattern. Here, in Figure 3, the lines of CO and 07, (r) and (
The reason why there is no output in h) is that the light intensity may be constant in the corresponding bit patterns of these outputs. This means that the bit pattern is 000 and 1 in Figure 1.
This can be seen from the light intensity waveform at 11. Therefore, waveform generators 230 and 237 may be omitted. Next, waveform generator 230
~237, the signals WO~W7 (Fig. 3(i)
) to (k)) are combined into one signal line by the analog OR circuit 204. Therefore, the output D of the analog OR circuit 204 becomes as shown in (1) of FIG. A DC bias is applied to this signal by the level shifter 205, and the resulting waveform is similar to the intensity waveform in FIG. 1(a). By converting this into a voltage suitable for driving the intensity modulator 4 of FIG. 1(b) using the amplifier 206,
The desired light intensity modulation shown in FIG. 1(a) is possible.

本実施例ではこのために増幅器206の出力電圧は図1
(a)のDCレベルに相当する部分で3.25V、最大
値に相当する部分で5■になるように調節しである。一
方、位相変調は、従来と同一方法で可能である。つまり
、図2において位相変調器を駆動する増幅器207はデ
ータにより直接制御される。波形発生器230〜237
は遅延線と単安定マルチバイブレータ回路とOR回路の
組み合わせで構成されている。また、同図のアナログO
R回路204は多入力増幅回路でレベルシフタ205の
機能も合わせてもつものを用いた。またこれらの回路の
遅延時間により、増幅器206に至る経路では、増幅器
207に至る経路に比べて6.2nsの伝搬遅延が生じ
たため、図2には記入されていないが、増幅器207の
手前に遅延回路を挿入してこれに対処した。また、増幅
器206及び207は図1(b)の位相変調器3および
強度変調器4を駆動するために5■の出力電圧が必要な
ため、マイクロウェーブ用高速GaAsFETにより構
成した。
In this embodiment, for this purpose, the output voltage of the amplifier 206 is as shown in FIG.
The voltage was adjusted so that the voltage was 3.25V at the portion corresponding to the DC level in (a), and 5V at the portion corresponding to the maximum value. On the other hand, phase modulation can be performed using the same method as before. That is, the amplifier 207 driving the phase modulator in FIG. 2 is directly controlled by data. Waveform generators 230-237
consists of a combination of a delay line, a monostable multivibrator circuit, and an OR circuit. Also, the analog O in the same figure
The R circuit 204 is a multi-input amplifier circuit and also has the function of a level shifter 205. Also, due to the delay time of these circuits, a propagation delay of 6.2 ns occurred on the path leading to the amplifier 206 compared to the path leading to the amplifier 207. Although it is not shown in FIG. 2, there is a delay before the amplifier 207. I fixed this by inserting a circuit. Further, since the amplifiers 206 and 207 require an output voltage of 5 cm to drive the phase modulator 3 and the intensity modulator 4 of FIG. 1(b), they were constructed from high-speed GaAs FETs for microwave use.

以上の回路により、図1(b)の位相変調器3及び強度
変調器4を駆動したところ、図1(a)で示される波形
にほぼ近い変調が行なえた。この光は図1(b)の単一
モード光ファイバ6を230km伝搬した後にほとんど
強度変化のないほぼ理想的な光波形となり、2Gb/5
(NRZ)で−43dBmの感度を持ツPSKヘテロダ
イン受信装置で、必要とされるエラーレートを確保でき
た。もちろん多少の強度変化は受信された光に見られた
が、これらはデータレートよりかなり高い周波数成分か
らなり、帯域通過フィルタで容易に除去できた。ここで
試しに送信端で強度変調器4を取りのぞいた所、予想ど
おり受信端で大きな光強度変化が生じ、全く符号識別が
不可能であった。
When the phase modulator 3 and intensity modulator 4 shown in FIG. 1(b) were driven using the above circuit, modulation substantially close to the waveform shown in FIG. 1(a) could be performed. After this light propagates for 230 km through the single mode optical fiber 6 shown in FIG.
The PSK heterodyne receiver, which has a sensitivity of -43 dBm (NRZ), was able to secure the required error rate. Of course, some intensity variations were visible in the received light, but these consisted of frequency components much higher than the data rate and could be easily removed with a bandpass filter. As a test, when the intensity modulator 4 was removed at the transmitting end, as expected, a large change in light intensity occurred at the receiving end, making code identification completely impossible.

以上本発明の角度変調方式光通信方法及び光送信装置に
ついて一実施例を用いて説明したが、本発明はこの実施
例に限定されるものではない。本実施例では光ファイバ
の分散の影響のある光通信システムを例にとったが、本
発明の光送信方法は光ファイバの非線形性が問題となる
時でも同様に適用可能である。また、ここではPSKコ
ヒーレント光通信システムについて説明したが、本発明
は周波数変調(FSK)方式にもそのまま適用できる。
Although the angle modulation optical communication method and optical transmitter of the present invention have been described above using one embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. In this embodiment, an optical communication system affected by dispersion of an optical fiber is taken as an example, but the optical transmission method of the present invention can be similarly applied even when nonlinearity of an optical fiber is a problem. Furthermore, although a PSK coherent optical communication system has been described here, the present invention can also be applied to a frequency modulation (FSK) system as is.

、またビットレイトが高くなると、前後のビットパター
ンにより光強度のみならず光の位相も異なった変調をす
る必要がある場合があるが、これは本発明で説明したの
と同様の方法で強度変調器のみならず位相変調器を駆動
することで可能である。
Furthermore, as the bit rate increases, it may be necessary to modulate not only the light intensity but also the phase of the light differently depending on the front and rear bit patterns. This is possible by driving not only a phase modulator but also a phase modulator.

また本実施例においては簡単のために送信すべき符号と
、その前後の符号のみを考慮したが、特にビットレート
が高くなると前後の1符号のみならず前後2符号以上(
したがって5ビット以上からなるピッ1−パターン)を
考慮しなければならないが、これも本実施例の簡単な拡
張例である。また本実施例においてはダイオードレーザ
を連続発振させ、外部強度変調器により強度変調を施し
たが、高速変調時でも発振周波数の変化がほとんどない
レーザダイオードを直接変調しても同様の結果が得られ
る。またこれと同様の結果は、チャープ制御領域を持つ
レーザダイオードの発光領域とチャープ制御領域駆動電
流を適当に制御することでも得られる。また本発明の光
送信装置中の位相及び強度変調器駆動回路は、データの
クロックより早い能動素子は必要としない。したがって
従来装置におけるパリティビットやCRC(サイクリッ
クリダンダンシーコード)発生回路と同様のテクノロジ
ーで実現可能である。
Furthermore, in this embodiment, for simplicity, only the code to be transmitted and the codes before and after it were considered; however, especially when the bit rate is high, not only one code before and after but also two or more codes before and after (
Therefore, it is necessary to take into consideration a pattern consisting of 5 bits or more, but this is also a simple extension of the present embodiment. In addition, in this example, the diode laser was continuously oscillated and the intensity was modulated using an external intensity modulator, but similar results can be obtained by directly modulating the laser diode, which has almost no change in oscillation frequency even during high-speed modulation. . A similar result can also be obtained by appropriately controlling the light emitting region of a laser diode having a chirp control region and the chirp control region drive current. Further, the phase and intensity modulator drive circuit in the optical transmitter of the present invention does not require any active element faster than the data clock. Therefore, it can be realized using the same technology as the parity bit and CRC (cyclic redundancy code) generation circuit in conventional devices.

(発明の効果) 本発明により、光伝送路の分散特性や非線形性が伝送限
界を決定するような光伝送システムの伝送距離の長大化
及びlもしくは伝送速度(ビットレート)の高速化が可
能である。
(Effects of the Invention) The present invention makes it possible to increase the transmission distance and increase the transmission speed (bit rate) of an optical transmission system in which the dispersion characteristics and nonlinearity of the optical transmission line determine the transmission limit. be.

装置の一実施例を示す図で、同図において1はレーザ駆
動回路、2はレーザダイオード、3は位相変調器、4は
強度変調器、5はレンズ、6は単一モード光夕、202
はバイナリlデシマル変換器、230〜237は波80
−82、(D〜(h)はCO〜C7、(i)〜(k)は
WO−W7、そしてlはDにおける波形を示す。
202 is a diagram showing one embodiment of the device; in the same figure, 1 is a laser drive circuit; 2 is a laser diode; 3 is a phase modulator; 4 is an intensity modulator; 5 is a lens; 6 is a single mode light source;
is a binary l decimal converter, 230 to 237 are wave 80
-82, (D to (h) are CO to C7, (i) to (k) are WO-W7, and l indicates the waveform at D.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、受信端で歪の無い信号となるように、光伝送路の特
性を考慮して歪ませた信号を送信することを特徴とする
光通信方法。 2、光源と、この光源からの出力光の角度(位相または
周波数)及び強度を変調する変調手段と、送信すべきデ
ータ、既に送信したデータ及び以後に送信するデータに
基づいて現在送信すべきデータの変調状態を決定して前
記変調手段を制御する制御手段とを少なくとも備えてい
ることを特徴とする光送信装置。
[Claims] 1. An optical communication method characterized by transmitting a distorted signal in consideration of the characteristics of an optical transmission path so that the signal is distortion-free at the receiving end. 2. A light source, a modulating means for modulating the angle (phase or frequency) and intensity of the output light from this light source, and data to be transmitted, data to be currently transmitted based on data already transmitted and data to be transmitted thereafter. an optical transmitter comprising at least a control means for determining a modulation state of the modulation means and controlling the modulation means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6442628A (en) * 1987-08-11 1989-02-14 Topcon Corp Optical integrated circuit type light intensity modulator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6442628A (en) * 1987-08-11 1989-02-14 Topcon Corp Optical integrated circuit type light intensity modulator

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