(57)【要約】 【課題】従来例に比較して回路規模を縮小させ、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング速度による光ＯＦＤＭ信号の伝送速度の抑制がなく、かつ従来例に比較して伝送速度を向上させる光ＯＦＤＭ受信器を提供する。【解決手段】本発明の光ＯＦＤＭ受信装置は、ＤＰＳＫ符号にて変調された光ＯＦＤＭ信号を受信し、ベースバンド信号に復調する光ＯＦＤＭ受信装置であり、入力される光ＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に分波し、光デュオバイナリ信号として出力する分波部と、該分波部から出力されるサブキャリア毎に対応して設けられており、光デュオバイナリ信号を検波し、電気信号であるバイナリ信号のに変換する光電変換部とを有しており、分波部が各サブキャリアに分割する際、設定された通信品質以上となる割合にてシンボルレートに対して狭帯域化した通過帯域にて、該サブキャリアを出力する。【選択図】図１
2010028763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＳＫ符号にて変調された光ＯＦＤＭ信号を受信し、ベースバンド信号に復調する光ＯＦＤＭ受信装置であり、
入力される光ＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に分波し、分波されたサブキャリアそれぞれの信号成分を光デュオバイナリ信号として出力する分波部と、
該分波部から出力される前記サブキャリア毎に対応して設けられており、前記光デュオバイナリ信号を検波し、電気信号であるバイナリ信号に変換する光電変換部と
を有しており、
前記分波部が各サブキャリアに分波する際、隣接するサブキャリアからの干渉を低減させるように、該サブキャリア毎のシンボルレートの通過帯域を、あらかじめ設定された割合にて狭帯域化していることを特徴とする光ＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
前記割合が５５〜６５％近傍であり、前記分波部が該割合によりサブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化するフィルタ特性を有することを特徴とする請求項１に記載の光ＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
前記分波部がＡＷＧ（Array Waveguide Gratings）であり、
入力スラブ導波路と、
アレイ導波路と、
出力スラブ導波路と
から構成され、
出力スラブ導波路における各サブキャリアの導波路の出力帯域が、サブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記分波部が
分波器と、
該分波器から出力されるサブキャリア毎に設けられた光バンドパスフィルタと
から構成され、
前記光バンドパスフィルタの出力帯域がサブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムの受信装置に関し、より具体的には波長分割多重光伝送を使用する光伝送システムにおける光ＯＦＤＭ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ＯＦＤＭ受信装置においては、受信した光信号であるＯＦＤＭ信号を、ヘテロダイン方式やホモダイン方式によって、光の周波数領域からベースバンドもしくは、中間周波数にダウンコンバージョンする。
その後、ダウンコンバージョンしたＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換器によりサンプリングして、高速フーリエ変換などのデジタル信号処理によって復調を行う（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】S.L.Jansen,I.Morita,T.Takeda,H.Tanaka,"20Gb/s OFDM Transmission over 4,160-km SSMF Enabled by RF-Pilot Tone Phase Noise Compensation",OFC,2007,PDP15
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に示すＯＦＤＭ受信器においては、ヘテロダイン及びホモダインのいずれを使用した場合においても、偏波ダイバーシチ方式であるために受信回路が２セット必要となり、回路規模が大きくなってしまう。
また、上記ＯＦＤＭ受信器においては、上述したＡ／Ｄ変換器におけるサンプリング周波数によって、デジタル信号処理の動作の速度が制限され、ＯＦＤＭ信号の伝送速度が抑制されてしまうこととなる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、従来例に比較して回路規模を縮小させ、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング速度による光ＯＦＤＭ信号の伝送速度の抑制がなく、かつ従来例に比較して伝送速度を向上させる光ＯＦＤＭ受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光ＯＦＤＭ受信装置は、ＤＰＳＫ符号にて変調された光ＯＦＤＭ信号を受信し、ベースバンド信号に復調する光ＯＦＤＭ受信装置であり、入力される光ＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に分波し、分波されたサブキャリアそれぞれの信号成分を光デュオバイナリ信号として出力する分波部と、該分波部から出力される前記サブキャリア毎に対応して設けられており、前記光デュオバイナリ信号を検波し、電気信号であるバイナリ信号に変換する光電変換部とを有しており、前記分波部が各サブキャリアに分波する際、隣接するサブキャリアからの干渉を低減させるように、該サブキャリア毎のシンボルレートの通過帯域を、あらかじめ設定された割合にて狭帯域化していることを特徴とする。
【０００６】
本発明の光ＯＦＤＭ受信装置は、前記割合が５５〜６５％近傍であり、前記分波部が該割合によりサブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化するフィルタ特性を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の光ＯＦＤＭ受信装置は、前記分波部がＡＷＧ（Array Waveguide Gratings）であり、入力スラブ導波路と、アレイ導波路と、出力スラブ導波路とから構成され、出力スラブ導波路における各サブキャリアの導波路の出力帯域が、サブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光ＯＦＤＭ受信装置は、前記分波部が、分波器と、該分波器から出力されるサブキャリア毎に設けられた光バンドパスフィルタとから構成され、前記光バンドパスフィルタの出力帯域がサブキャリアのシンボルレートに比較して狭帯域化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、分波部によりサブキャリア毎に光ＯＦＤＭ信号を、シンボルレートに対してあらかじめ設定した割合の通過帯域により分波し、この結果得られたデュオバイナリ信号を直接に光電変換部により検波するため、受信回路を１系統とすることが可能となり、従来例に比較して回路規模を縮小させることができる。
また、本発明によれば、上述したように、光信号を直接に検波し、電気信号のバイナリ信号として出力するため、従来のようにＡ／Ｄ変換器のサンプリング速度によるＯＦＤＭ信号の伝送速度の抑制がなくなるため、従来例に比較して伝送速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図１において、本実施形態の光ＯＦＤＭ受信装置１は、分波フィルタ２、光電変換素子３、デコーダ４を有している。
分波フィルタ２は、光ＯＦＤＭ信号を受信し、サブキャリア毎の信号成分に分波し、この新合成分を光デュオバイナリ信号として出力する。このとき、分波フィルタ２は、図２に示すように、光ＯＦＤＭ信号を分波したサブキャリアそれぞれを出力する際、各サブキャリアのシンボルレートの割合βを通過帯域（例えば、サブキャリアにおける信号成分のスペクトル強度の半値全幅となる通過帯域）とする構成となっている。
【００１１】
光電変換素子３は、例えばフォトダイオードにて構成され、分波されたサブキャリアの信号成分である光デュオバイナリ信号を二乗検波し、電気信号の２値のバイナリ信号として出力する。
デコーダ４は、上記２値のバイナリ信号により表されたシンボルを復号して受信データとして出力する。
すなわち、図３に示すように、元データがプリコードされ、各々対応するサブキャリアに重畳された後、ＤＰＳＫ符号により変調された光ＯＦＤＭ信号を入力し、分波フィルタ２がそれぞれのサブキャリア毎に分波して光デュオバイナリ信号に変換し、光電変換素子３が光デュオバイナリ信号を二乗検波して元データへ復調する。ここで、ＤＰＳＫ符号化により、光ＯＦＤＭ信号においては、各サブキャリアの光の強度が一定であり、各サブキャリアにて位相が変調されている。
【００１２】
上記分波フィルタ２は、図４に示すアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）であり、石英系ガラスから形成され、低損失、高信頼性及び高安定性の特性を有する光フィルタである。
また、分波フィルタ２は、複数のサブキャリアの波長帯域を含んだＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）光（例えば、本実施形態の光ＯＦＤＭ信号）が入力導波路に入射されると、入力スラブ導波路により各アレイ導波路にＷＤＭ光が入射され、ＷＤＭ光のサブキャリアそれぞれの波長によりアレイ導波路部での光位相遅延が異なる。このため、それぞれの波長のサブキャリアの光信号が出射される出力導波路が波長帯域により異なり、すなわち、出力スラブ導波路により、それぞれのサブキャリアの波長帯域に対応する各出力導波路へ光信号が出射され、対応する波長帯域の出力導波路からサブキャリアが出射される。
【００１３】
本実施形態においては、特に、上記出力スラブ導波路において、各出力導波路へ出射するサブキャリアの波長帯域を、各サブキャリアのシンボルレートの割合βとなるように狭帯域化している。すなわち、分波フィルタ２における「スラブ導波路及びアレイ導波路」にて形成される光バンドパススフィルタは、各サブキャリアの通過帯域を、シンボルレートの割合βとなるように（例えば、サブキャリアのスペクトル強度の半値全幅とする割合、β＝６０％）とするよう構成されている。ここで、分波フィルタ２の通過帯域は各サブキャリアの中心周波数を中心として固定し、両端から周波数帯域を縮めて狭帯域化される。
これにより、各サブキャリアの通過帯域が狭帯域化され、隣接するサブキャリア間のスペクトルの重なりを低減することができ、隣接するサブキャリア間の干渉を抑制することが可能となる。また、各サブキャリアを並列に検波するため、高速に光ＯＦＤＭ信号の復調処理を行うことができる。
【００１４】
上記割合βの大きさは、図５に示す光フィルタ帯域割合（β）−横軸−と、アイ開口ペナルティ[ｄＢ]−縦軸−との対応を示すグラフにより設定される。
割合βは各シンボルの帯域幅に対する通過帯域の割合、すなわち光バンドパスフィルタの通過帯域をシンボルレートにて規格化した値である。
そして、通過帯域を変化させた場合の割合と、アイ開口ペナルティ（Eye Opening Penalty）との関係を示すグラフである。このアイ開口ペナルティは、伝送後の光信号の品質を評価する方法の一つで、いわゆるアイパターンにおいてアイ（Eye）の開き度合をｄＢ単位で示したものであり、この値が小さいほど伝送後の光信号に品質劣化が生じていないことを示している。
【００１５】
このアイ開口ペナルティは、本実施形態においては、例えば、光信号をフォトダイオードで光電変換した電気信号を計算機によるシミュレーションにより計算して求めている。
図５から解るように、例えばアイ開口ペナルティの数値が４[ｄＢ]以下の品質とすると、βを６０％を中心として、約５５％〜６５％の範囲に設定することが必要となる。
すなわち、各サブキャリアの通過帯域を、シンボルレートの半値全幅となる６０％近傍とすることにより、各サブキャリアの光信号を隣接するサブキャリアからの干渉を除去した光デュオバイナリ信号とすることができ、光電変換素子３により直接に、電気信号である２値のバイナリ信号に変換することができる。
したがって、最終的な通信品質に対応してこのβの範囲を適時設定するが、高速伝送を行う場合シンボルレートに対して６０％程度の通過帯域に狭帯域化することが、高品質に高速伝送を行うことができる。
【００１６】
また、上述した各出力導波路における通過帯域の狭帯域化の処理において、あまり割合βを小さくすると、図３に示す光デュオバイナリ信号の１と−１との間の変化がなまり、変化率が小さくなることにより、光電変換素子３におけるバイナリ信号の検波が困難となり、アイ開口ペナルティの数値が増加して、伝送品質が低下して高速な伝送が行えなくなる。
一方、あまり割合βを大きくすると、上述したように隣接するサブキャリア間の干渉が増加することにより、アイ開口ペナルティの数値が増加し、伝送品質が低下して高速な伝送が行えなくなる。
【００１７】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置を図面を参照して説明する。図６は同実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
図１において、本実施形態の光ＯＦＤＭ受信装置１０は、分波フィルタ１２、光フィルタ１５、光電変換素子３、デコーダ４を有している。ここで、光電変換素子３及びデコーダ４については、第１の実施形態と同様のため、再度の説明を省略する。
分波フィルタ１２は、第１の実施形態のＡＷＧに比較してサブキャリアの通過帯域が広い光分波器であり、光ＯＦＤＭ信号を各サブキャリアのシンボルレートに対応して分波する分波器であり、光ＯＦＤＭ信号を入射すると、サブキャリア毎の光信号に分波（分光）し、各サブキャリアの光信号を光デュオバイナリ信号として出力する。
【００１８】
光フィルタ１５は、光バンドパスフィルタであり、上記分波フィルタ１２の分波後に出力するサブキャリア毎に設けられており、光ＯＦＤＭ信号を分波したサブキャリアそれぞれを、サブキャリアのシンボルレートの割合βを通過帯域とする（帯域制限する）構成となっている。この割合βについては、第１の実施形態と同様に、半値全幅となる６０％が最も伝送品質を向上させることについては第１の実施形態と同様である。
また、光フィルタ１５の出力する狭帯域化された光デュオバイナリ信号を、光電変換素子３が検波する以降については第１の実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】分波フィルタ２が光ＯＦＤＭ信号を分波してサブキャリアを出力する際、出力する各サブキャリアの通過帯域とシンボルレートとの関係を説明する概念図である。
【図３】本実施形態における光ＯＦＤＭ受信装置の検波処理を説明する波形図である。
【図４】第１の実施形態における分波フィルタ２（ＡＷＧ）の構成を説明する概念図である。
【図５】分波フィルタ２における各サブキャリアの通過帯域のシンボルレートに対する割合と、アイ開口ペナルティとの対応を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態による光ＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】
１，１０…光ＯＦＤＭ受信装置
２，１２…分波フィルタ
３…光電変換素子
４…デコーダ
【図１】
2010028763.tif 000003
【図２】
2010028763.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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